BRPI0612214A2 - Composição ou correia para a fabricação de papel e método para a formação de um pano ou correia para a fabricação de papel - Google Patents

Abstract

PANO OU CORREIA PARA A FABRICAçãO DE PAPEL E MéTODO PARA A FORMAçãO DE UM PANO OU CORREIA PARA A FABRICAçãO DE PAPEL. A presente invenção refere-se a uma composição ou uma correia (110) e um método para formar tal composição ou correia, incluindo uma estrutura de base de suporte (150) e pelo menos um revestimento (120) com o revestimento sendo aplicado por um processo de pulverização térmica.

Description

"PANO OU CORREIA PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL E MÉTODO PARA A FORMAÇÃO DE UM PANO OU CORREIA PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a composições e a correias industriais e de engenharia. Mais especificamente, a presente invenção está relacionada a composições e a correias e a métodos que as modificam usando processos de pulverização térmica.

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se às técnicas para a fabricação de papel incluindo as composições e as correias usadas nas seções de formação, de prensagem e de secagem de uma máquina para a fabricação de papel, e a composições e correias de processo industrial, a composições e correias de engenharia, juntamente com correias corrugadas em geral.

As composições e as correias aqui referidas podem incluir também aquelas usadas na produção, entre outras coisas, de produtos processados a liquido tais como papel e papelão e produtos tecidos e toalhas higiênicas fabricadas por processos de secagem a ar; as correias corrugadas usadas na fabricação de papelão e as composições de engenharia usadas na produção de polpa processada a liquido e a seco; nos processos relacionados a fabricação de papel tal como aqueles usando filtros de pasta fluida e lavagem química; e na produção de material não trançado produzidos por hidro emaranhado (processo úmido), fusão a sopro, ligação repuxada, processado a ar ou perfurado a agulha. Tais composições e correias incluem, mas não são limitadas a: gravação em relevo, transportação, e composições e correias de suporte nos processos para a produção de material não trançado; e nas composições de filtração e tecidos de filtração. Tais correias e composições são sujeitas a uma ampla variedade de condições para as quais as características funcionais precisam ser levadas em consideração. Por exemplo, durante o processo da fabricação de papel, uma trama de fibra celulósica é formada pelo depósito de uma pasta fluida fibrosa, isto é, uma dispersão aquosa de fibras de celulose, por sobre uma composição de formação móvel na seção de formação de uma máquina para a fabricação de papel. Uma grande quantidade de água é drenada a partir da pasta fluida através da composição de formação, deixando a trama de fibra celulósica sobre a superfície da composição de formação.

A recém formada trama de fibra celulósica procede a partir da seção de formação para uma seção de prensagem, a qual inclui uma série de pinças de pressão. A trama de fibra celulósica passa através das pinças de pressão suportada por uma composição de prensagem, ou, como é constantemente o caso, entre duas das tais pinças de pressão. Nas pinças de pressão, a trama de fibra celulósica é sujeita a forças de compressão as quais espremem a água das mesmas, e a qual adere as fibras celulósicas na trama, uma a outra, para tornar a trama de fibra celulósica em uma folha de papel. A água é aceita pela composição ou pelas composições de prensagem e, idealmente, não retorna para a folha de papel.

A folha de papel finalmente procede para uma seção de secagem, a qual inclui pelo menos uma série de tambores ou cilindros de secagem rotativos, os quais são internamente aquecidos a vapor. A recém formada folha de papel é direcionada em uma trajetória em espiral seqüencialmente em volta de cada uma das séries de tambores por uma composição de secagem, a qual mantém a folha de papel proximamente contra as superfícies dos tambores. Os tambores aquecidos reduzem o conteúdo de água da folha de papel até um nível desejado através da evaporação.

Deveria ser apreciado que as composições de formação, de prensagem e de secagem, todas assumem a forma de laços infindáveis sobre a máquina para a fabricação de papel e funcionam de uma maneira tal e qual uma esteira mecânica. Os fios da composição que percorrem ao longo da direção da operação da máquina para a fabricação de papel são referidos a como fios na direção da máquina (MD) ; e os fios que cruzam os fios de MD' são referidos a como fios na direção transversal a máquina (CD) . Deveria ser apreciado ainda mais que a fabricação de papel é um processo contínuo o qual procede em velocidades consideráveis. Isto significa que a pasta fluida fibrosa é continuamente depositada por sobre a composição de formação na seção de formação, enquanto uma recém fabricada folha de papel é continuamente enrolada por sobre os rolos depois de sair da seção de secagem.

Tradicionalmente, as seções de secagem incluem uma série de pinças formadas por pares de rolos de pressão cilíndricos e adjacentes. Nesses últimos anos foi descoberto que o uso de pinças de pressão longas é algo mais vantajoso do que o uso de pinças formadas por pares de rolos de pressão adjacentes. Isto ocorre porque quanto mais tempo uma trama de fibra celulósica for sujeita a pressão na pinça, mais água pode ser removida dali, e, conseqüentemente, menos água ficará para trás na trama para a remoção através da evaporação na seção de secagem. Um tipo de pinça de pressão longa comumente usada é a pinça de pressão longa do tipo sapata, ou "pinça de pressão de sapata".

Na pinça de pressão de sapata, a pinça é formada entre um rolo de pressão cilíndrico e uma sapata de pressão arqueada. Esta última tem uma superfície cilíndrica côncava que tem um raio de curvatura próximo aquele do rolo de pressão cilíndrico. Quando o rolo e a sapata são colocados numa proximidade física próxima um do outro, uma pinça, a qual pode ser de cinco a dez vezes mais longa na direção da máquina do que uma formada entre os dois rolos de prensagem é formada. Isto aumenta o assim "chamado tempo de espera da trama de fibra celulósica na pinça longa enquanto ao mesmo tempo mantém um nível adequado de pressão por polegada quadrada de força de pressão. O resultado desta tecnologia de pinça longa foi um aumento dramático da desidratação da trama de fibra celulósica na pinça longa quando comparado às pinças de pressão convencionais nas máquinas para a fabricação de papel.

A pinça de pressão de sapata requer uma correia especial, tal como aquela instruída como um exemplo na patente norte-americana No. 6.465.074 concedida a Fitzpatrick e cedida ao ora depositante. Esta correia é desenhada para proteger a composição de prensagem suportando, transportando e desidratando a trama de fibra celulósica a partir do desgaste acelerado que resultaria a partir do contato de deslizamento direto sobre a sapata de pressão estacionária. Tal correia deve ser proporcionada com uma superfície suave e impermeável que percorre, ou desliza, por sobre a sapara estacionária sobre uma película de óleo lubrificante. A correia move através da pinça, aproximadamente, na mesma velocidade que a composição de prensagem, daí, portanto sujeitando a composição de prensagem a uma quantidade mínima de atrito contra a superfície da correia.

Em adição a ser algo útil nas pinças de pressão de sapata, a presente invenção também está relacionada a outras aplicações de fabricação de papel, de processamento de papel e outras aplicações industriais. A presente invenção contempla composições e correias incluindo as composições de formação, de prensagem e de secagem, outras correias usadas nos processos para a fabricação de papel e industriais, e outras composições de engenharia. No que diz respeito a isto, como uma parte das etapas para a fabricação de papel, por exemplo, e também para algumas composições, a superfície do papel ou de uma composição pode ser suavizada por um processo de calandragem. A calandragem pode ser desempenhada por uma calandra de rolo de correia ou uma calandra de pinça de sapata assim como por outros métodos conhecidos por aqueles indivíduos com especialização na técnica.

O processo de calandragem suaviza ou lustra o papel pressionando o mesmo entre dois rolos ou pressionando o mesmo entre um rolo e uma sapata para suavizar, lustrar ou afinar a trama de papel. Na maioria dos casos também há uma aplicação de calor ao papel sendo calandrado. Um arranjo similar ao da pinça de pressão longa pode ser empregado na calandragem da trama de papel. O papel a ser calandrado é posicionado sob tensão e é compresso ou calandrado para obter a espessura desejada e as características de lustre. Uma correia qpe é usada em tal processo sofre um número de estresses que requer atributos diferentes da correia para prevenir contra um possível defeito; isto é, entre estes possíveis defeitos a correia deve ser resistente à degradação térmica, resistente a abrasão, e resistente a fatiga causada por flexão e compressão. Um aspecto da presente invenção é direcionado a proporcionar um método eficiente para a aplicação de materiais a uma composição ou a uma correia para melhorar a resistência a possíveis defeitos causados por fatores ambientais, algo que a composição ou a correia sofrerá durante o seu uso.

As composições industriais freqüentemente incluem um número de camadas. A composição industrial pode incluir uma composição de base ou uma estrutura de suporte como uma camada.

Freqüentemente a composição de base pode ser trançada. As composições podem tomar a forma de um laço infindável tanto por sendo trançadas ou formadas como um laço infindável, ou pela costura das composições em um laço infindável.

As composições tais como as composições de prensagem podem ter uma ou mais camadas de fibras de batedura aplicadas por perfuração. As correias corrugadas usadas em máquina corrugadas para a fabricação, de papelão corrugado também, usualmente, têm uma estrutura de suporte infindável e uma ou mais camadas de batedura aplicada por perfuração. As estruturas a serem usadas como composições na

fabricação de papel tais como correias de prensagem de sapata, e correias de calandragem usualmente terão uma ou mais superfícies revestidas com uma resina para, pelo menos parcialmente, impregnar a estrutura de suporte tornando a correia impermeável a água e a óleo. Outras correias de processamento tais como algumas correias de transferência podem ainda ter um revestimento de resina, mas terão tanto um grau de porosidade e/ou uma porosidade assim como uma permeabilidade a fluidos tais como água.

Nos processos associados com a produção de papel, estas composições e correias podem desgastar e no caso das composições de secagem e das correias de calandragem, especialmente, podem sofrer a partir de degradação térmica. Por exemplo, nas operações de calandragem os rolos são aquecidos, rotineiramente, até 250° C e em algumas aplicações conhecidas, as temperaturas de 300° C são antecipadas. Estas temperaturas causam com que a resina da superfície da correia de calandragem degrade depois de algum tempo, acarretando em rachaduras de contorno extensivas e em delaminação potencial, limitando a sua vida útil. Como um resultado, as composições e as correias operando sob estas condições necessitam de uma proteção térmica.

Para minimizar o desgaste e a degradação térmica, as correias do processo para a fabricação de papel podem incluir uma camada de resina sintética externa aperfeiçoada no que diz respeito à degradação térmica, a abrasão, ou a resistência a fatiga de compressão. Por exemplo, as correias de calandragem atuais são compostas de uma camada de resina de uretano flexível ou similar à borracha aplicada a uma estrutura de fios de reforço. A elasticidade ou a dureza da camada pode ser ajustada de acordo com o tipo de resina usado. Geralmente, quanto mais baixa a dureza, melhor a suavidade e o lustre da folha de papel. Mas quando a dureza da resina é muito baixa, pode ocorrer uma deformação plástica e a vida da correia pode ser encurtada devido ao seu uso. Por um outro lado, quando a dureza da resina é muito grande, outros problemas podem ser encontrados tais como inflexibilidade, e uma vida útil encurtada devido a rachaduras da resina endurecida.

Em geral e também por meio de antecedentes, a produção de produtos não trançados também é algo bastante conhecido na técnica. Tais produtos são produzidos diretamente a partir de fibras sem uma operação convencional de fiação, de tecelagem ou tricotagem convencional. Ao invés, os produtos podem ser produzidos por processos de ligação repuxada ou fusão a sopro nos quais a fibras recentemente extrudadas são dispostas por sobre uma composição de engenharia para formar uma trama enquanto ainda em uma condição quente e pegajosa seguida da extrusão, na qual a mesma adere uma a outra para produzir uma trama não trançada integral. Os produtos não trançados também podem ser produzidos por operações de processo a ar ou de entremear, nos quais a trama de fibras é parcialmente consolidada, subseqüente ao depósito de uma segunda operação tal como perfuração ou hidro emaranhado algo que produz o produto não trançado final. Neste último caso, jatos de água de alta pressão são verticalmente direcionados para baixo por sobre a trama para emaranhar as fibras umas nas outras. Na perfuração, o emaranhado é conseguido mecanicamente através do uso de uma cama reciproca de agulhas farpada, a qual força as fibras sobre a superfície da trama e ainda mais na mesma durante o percurso de entrada das agulhas. A composição de suporte para todos estes processos é exposta a algum grau de abrasão de atrito. As correias e as composições também podem ser parcialmente enchidas com contaminantes. Estes contaminantes, tipicamente, são partículas do polímero propriamente dito, treliças, aditivos, etc., que aderem à superfície da composição e que precisam ser removidos.

As correias corrugadas percorrem sobre uma máquina corrugada e são usadas para a fabricação de papelão corrugado. Estas correias são expostas a um ambiente quente e úmido assim como a abrasões, conforme as mesmas passam por sobre elementos estacionários. A contaminação da superfície, particularmente com amido, também é um problema.

Devido ao severo ambiente de operação no qual muitas dessas composições e correias operam, as considerações acima mencionadas devem ser levadas em consideração para se conseguir as características funcionais desejadas. Em um aspecto da presente invenção uma camada de superfície é aplicada à composição ou a correia, a qual camada pode ser orgânica ou inorgânica, e é aplicada via uma pulverização térmica que intensificará as suas propriedades desejadas.

Em conformidade, há uma necessidade para composições e para correias que tenham características funcionais melhoradas.

Ainda mais, há a necessidade para um método melhorado de aplicar materiais a composições e a correias para se conseguir estas metas de uma maneira eficiente e também econômica.

Sumário da Invenção

É um objetivo da presente invenção proporcionar uma composição ou uma correia que tenha características funcionais melhoradas.

É outro objetivo da presente invenção proporcionar um método eficiente e de custo benefício para modificar uma composição ou uma correia que tenha as características funcionais melhoradas.

A presente invenção é direcionada a uma composição ou a uma correia e a um método para modificar tal composição ou correia. A composição ou a correia inclui ou compreende uma estrutura de base de suporte e pelo menos um revestimento ou uma camada com o revestimento ou a camada sendo aplicada por um processo de pulverização térmica sobre a estrutura de suporte ou em localizações discretas da mesma ou pelo depósito de partículas discretas por sobre a mesma.

Um outro aspecto da invenção é o uso de processos de pulverização térmica tais como processo de pulverização por flama, processo de pulverização em arco de fio elétrico, um processo de pulverização de plasma, um processo de deposição por pistola de detonação, um processo de pulverização a frio ou um processo de pulverização de alta velocidade de combustão de oxigênio combustível para a aplicação do revestimento a estrutura de base de suporte ou sobre uma outra camada, por exemplo, uma camada de resina, sobre a composição ou sobre a correia.

A presente invenção será agora descrita em detalhes mais completos com uma referência freqüente sendo feita às figuras, as quais são listadas e identificadas abaixo. Breve Descrição dos Desenhos

A seguinte descrição detalhada, dada como um meio de exemplo e que não é intencionada a limitar a presente invenção somente a isto, será mais bem apreciada em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quais as referências numéricas denotam elementos e partes similares, nos quáis:

a Figura 1 é uma vista de seção transversal de uma correia com uma realização da presente invenção;

a Figura IA é uma vista de seção transversal da correia da Figura 1 com ranhuras;

a Figura 2 é uma vista de seção transversal de uma correia de acordo com uma realização da presente invenção a qual pode ser usada em uma operação de calandragem; e

a Figura 3 é uma vista de seção transversal de uma correia de acordo com uma realização da presente invenção a qual pode ser usada em uma operação de transferência de folha;

a Figura 4 é uma vista de seção transversal de uma composição de acordo com a presente invenção tendo um revestimento aplicado aos fios da composição; a Figura 5 é uma vista de curta distância de uma

composição de acordo com a presente invenção tendo um revestimento aplicado sobre a mesma; e

a Figura 6 é uma vista de seção transversal de uma composição de acordo com a presente invenção tendo um revestimento aplicado a uma superfície superior da mesma. Descrição Detalhada das Realizações Preferidas

A presente invenção pode ser usada em uma variedade de aplicações e indústrias que requerem composições ou correias incluindo, mas não se limitando a composições ou correias industriais, composições ou correias de engenharia, composição de máquina para a fabricação de papel, PMC (= Paper Manufacturing Clothing), e inclui os tipos de composições e correias acima mencionadas. Note bem que, conforme mencionado anteriormente tal composição ou correia inclui ou compreende uma estrutura de base de suporte, a qual pode ser pulverizada ou revestida para criar uma camada sobre a mesma ou sobre localizações discretas da mesma ou depositar partículas discretas sobre a mesma de acordo com a presente invenção. Deveria ser notado que os termos revestimento e camada podem ser aqui usados de uma maneira inter cambial. 0 revestimento pode ser usado para criar uma camada. Em conformidade, o contexto no qual o termo é usado e o significado intencionado sendo apresentado será aparente para aqueles indivíduos com especialização na técnica.

As características ou as funções da composição, da correia ou até mesmo dos componentes das mesmas previstas como sendo algo a ser afetado pela pulverização térmica, incluíam as propriedades funcionais que poderiam ser proporcionadas à composição ou a correia por pulverização térmica tais como resistência a abrasão, resistência térmica, resistência à oxidação (particularmente como uma barreira para cloro e peróxido), resistência química (particularmente como uma barreira para ácidos ou para bases), uma barreira para umidade (ou uma sensibilidade reduzida a umidade, e uma estabilidade dimensional aumentada), condutividade térmica, condutividade elétrica, equilíbrio das propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas (como, por exemplo, na manipulação de folhas) conforme desejado para um processo em particular, e a criação de micro topologia sobre a composição (em uma taxa de, por exemplo, 1-50 microns).

Por exemplo, e estritamente com o propósito de ilustração, a presente invenção pode ser usada sobre uma correia operável sobre uma calandra do tipo de sapata. Uma calandra do tipo de sapata inclui um rolo de pressão cilíndrico e uma sapata de pressão arqueada as quais juntamente definem uma pinça entre elas. Em tal situação, a correia passa através da pinça em um contato de deslizamento direto com a sapata de pressão arqueada, e separa uma trama fibrosa a partir da sapata de· pressão arqueada, dai, portanto protegendo a trama fibrosa a partir de danos pelo contato de deslizamento direto com a sapata de pressão arqueada e a partir de contaminação por qualquer lubrificante sobre a sapata de pressão arqueada. Tal correia também pode ser usada em outras aplicações na fabricação de papel e no processamento de papel tais como correias de pressão e correias de transferência.

As composições e as correias que incorporam a presente invenção podem incluir ou compreender uma estrutura de base de suporte. As composições e as correias também podem incluir um revestimento. O revestimento pode resultar na formulação de uma película ou uma camada localizada parcialmente sobre ou próxima à superfície da composição ou da correia ou sobre localizações discretas das mesmas ou depositando partículas discretas sobre as mesmas. O revestimento pode ser aplicado diretamente a fios de tal maneira que os fios individuais aparecem em uma seção transversal como uma bainha sobre o fio núcleo. Ainda mais, o revestimento pode ser aplicado a composições e a correias de tal maneira para revestir os fios individuais, mas não criar uma camada da composição ou da correia. Em um exemplo de tais aplicações, os fios da composição ou da correia e os cruzamentos ou as arestas vivas são abainhados no material de revestimento, mas o revestimento pode não fechar as aberturas entre os fios de MD e de CD de tal maneira a criar uma camada sobre a composição ou a correia.

O revestimento pode ser de materiais tais como uma resina do tipo termoplástica ou uma resina do tipo termocurada, tais como poli amidos que podem ser processados por fusão, náilons, poliésteres, polipropileno, polietileno, álcoois de etileno vinila, aramidas, fluoropolimeros que podem ser processados por fusão tais como etileno propileno perfluorado (PRF), etileno e tetrafluoretileno (ETFE) e fluoreto de polivinilideno (PVDF); polimetilmetacrilato (PMMA),

polieteretercetona (PEEK), e outros materiais adequados conhecidos na técnica, tais como silicone ou compostos de tipo emborrachados. Outros materiais podem não ser de um processamento de fusão, mas são previstos na aplicação instantânea, tais como Teflon® (PTFE) e polietileno UHMW, o qual pode ser aplicado para formar uma camada continua. A resina termoplástica ou termocurada pode ter uma alta resistência a calor, numa ordem de 350° C ou mais. Note bem que, todavia, o uso de outros materiais é considerado dentro do escopo da presente invenção.

Os materiais de revestimento também podem, em alguns casos, incluir tanto um ou ambos, partículas orgânicas e inorgânicas, de tamanho nano métrico ou maior de até vários microns ou mais. As partículas inorgânicas podem incluir metais, óxidos de metais, ou os similares. Estas partículas podem ser aplicadas diretamente ou misturadas com um material de revestimento, tipicamente antes da aplicação as composições ou as correias, de tal maneira que os materiais de revestimento e as partículas possam formar uma matriz coerente na qual as partículas possam ser substancialmente distribuídas, embebidas^ou dispersas por todo o revestimento. A inclusão de tais partículas em uma matriz de revestimento, por exemplo, aumentaria substancialmente certas propriedades funcionais daquelas acima mencionadas. Por exemplo, foi descoberto que o uso de certos metais no revestimento pode aumentar a resistência a desgaste dos materiais de revestimento.

Uma das camadas da composição ou da correia pode incluir ou compreender uma estrutura de base de suporte que tem uma superfície interna e uma superfície externa, respectivamente, correspondendo ao lado de trás ou lado da máquina e o lado da folha da composição ou da correia. A estrutura de base de suporte proporciona suporte para a composição ou para a correia, algo que assegura a potência estrutural e a estabilidade dimensional. Em algumas aplicações, a estrutura de base de suporte pode proporcionar um volume vazio suficiente para a remoção de água a partir de uma, folha de papel tal como na composição de formação ou de secagem ou alternativamente a estrutura pode funcionar como uma composição de engenharia para a formação de produtos não trançados.

Em outras aplicações a estrutura de base de suporte proporciona a área de superfície por sobre a qual a camada ou as camadas de resina polimérica é aplicada. Tais camadas podem ser aplicadas por meio de métodos convencionais em combinação com uma pulverização térmica ou apenas por uma pulverização térmica ou por qualquer combinação de metodologias. Por exemplo, uma camada de resina de polímero pode ser revestida por sobre ou impregnada nas superfícies externa e/ou interna da estrutura de base de suporte por um método convencional para criar uma camada ou camadas da mesma que a tornem impermeável a fluidos tais como: óleo, água, substâncias químicas, e os similares. Ainda mais, camadas em adição podem ser aplicadas por pulverização térmica sobre a estrutura de base de suporte indiretamente, sendo aplicadas a um revestimento anterior dependendo da aplicação da composição ou da correia. Tais camadas adicionais podem incluir resinas de polímero que proporcionam propriedades funcionais em adição do tipo acima mencionado. Em conformidade, uma ou mais camadas podem ser aplicadas à estrutura de base de suporte ou a localizações discretas desejadas, ou o depósito de partículas discretas sobre a mesma, por exemplo, para proporcionar uma área hidrofóbica e uma área hidrofílica.

A estrutura de base de suporte pode incluir materiais trançados, e/ou materiais não trançados tais como tricotados, malha extrudada, ligação em espiral, disposições de elementos em uma ou mais dimensões de fios de MD e/ou de CD, tiras trançadas em espiral de materiais trançados e não trançados ou de qualquer estrutura adequada para tal propósito. A estrutura de base de suporte também pode incluir fios de mono filamento, de mono filamento plissado, de filamento múltiplo ou de filamento múltiplo plissado, e pode ter uma camada simples, camadas múltiplas ou pode ser laminada. Os fios podem ser extrusados a partir de qualquer uma das resinas poliméricas sintéticas, tais como poliamido e resinas de poliéster, de uma maneira a qual é conhecida por aqueles indivíduos com especialização ordinária na técnica de composição industrial ou podem ser de metal.

A estrutura de base de suporte pode ainda mais incluir uma fibra de batedura grampeada perfurada ou de uma maneira emaranhada na ou sobre a estrutura. A fibra de batedura pode compreender fibras grampeadas de materiais de resina polimérica tais como poliamido ou poliéster, ou qualquer um dos outros materiais comumente usados com este propósito.

Conforme acima mencionado, o material de revestimento pulverizado termicamente pode ser orgânico ou inorgânico, pode ser uma resina com a resina contendo partículas orgânicas e inorgânicas. Em uma realização vantajosa da presente invenção, a composição de revestimento da presente invenção pode compreender uma resina termoplástica ou termocurada e partículas' inorgânicas funcionais formando uma matriz coerente.

Também, o material de revestimento pode ser apenas de partículas orgânicas que elas próprias formam um revestimento que pode ser contínuo, descontínuo (em localizações discretas) ou até mesmo partículas individuais. Também, o material de revestimento pode ser uma resina de polímero orgânico que contém tanto outras partículas orgânicas, inorgânicas, de metal ou outras partículas, individualmente ou em alguma combinação das mesmas, que pode ser contínuo, descontínuo (localizações discretas) ou até mesmo partículas individuais de tamanho nano métrico ou até maior. Ainda mais, o revestimento pode ser as partículas inorgânicas ou metálicas propriamente ditas que pode ser algo contínuo, descontínuo (localizações discretas) ou até mesmo partículas individuais de tamanho nano métrico ou de um tamanho até maior. As partículas inorgânicas funcionais usadas no

presente revestimento podem incluir materiais particulados inorgânico aniônicos. Tais partículas inorgânicas aniônicas podem incluir partículas com base em sílica aniônica, alumina, titânia e zircônio, por exemplo, argila. "Argila" pode ser uma mistura de diferentes partículas inorgânicas; argila da "China" tem uma composição especifica dos materiais acima discutidos, por exemplo, pode ser apresentada independentemente de qualquer outro material também.

Adicionalmente, as partículas inorgânicas podem ter um tamanho nano métrico ou as partículas podem ter um tamanho maior conforme ditado pelo pedido de patente. Deveria ser ainda mais subentendido que as partículas de tamanho nano métrico usadas na presente invenção podem variar em um tamanho mediano ou um tamanho em média de a partir de cerca dè, por exemplo, 1 nanômetro até um limite adequado com base na espessura do revestimento. Como deve ser apreciado, o limite adequado com base na espessura do revestimento seria prontamente aparente para aqueles indivíduos com especialização na técnica, por exemplo, várias centenas de mícrons. Um exemplo são partículas inorgânicas aniônicas que tem um tamanho de partícula médio de aproximadamente 7 nm. Como é convencional na química da sílica, o tamanho da partícula refere-se ao tamanho médio das partículas primárias, as quais podem ser agregadas ou não agregadas. As partículas inorgânicas funcionais podem ser na forma de dispersões coloidais ou sólidas.

Em algumas realizações da presente invenção a espessura do revestimento pode ser de aproximadamente entre 0,1 - 10 mm, e é preferivelmente entre 0,2 - 0,4 mm. Todavia, não há um limite superior prático da espessura do revestimento. O revestimento tanto com ou sem partículas nano métricas é direcionado em um sentido para melhorar as características funcionais, conforme acima listado, das composições ou das correias.

Os revestimentos podem ser aplicados a qualquer superfície das composições ou das correias ou uma porção das mesmas ou para criar uma camada sobre a composição ou sobre a correia, por qualquer um de um número de métodos de pulverização térmica conhecidos pelos indivíduos com especialização na técnica. 0 processo de pulverização térmica pode incluir um processo de pulverização de flamas, processo de pulverização em arco de fio elétrico, um processo de pulverização de plasma, um processo de deposição por pistola de detonação, um processo de pulverização a frio ou um processo de pulverização de alta velocidade de combustão de oxigênio combustível (HVOF).

Como um exemplo, durante a operação de aplicação, o material de revestimento o qual pode incluir uma resina e uma partícula funcional orgânica ou inorgânica, é alimentado em uma pistola de pulverização, instantaneamente aquecido e ejetado em um sentido ao substrato em uma alta velocidade. A energia cinética e/ou térmica comunicada as partículas de revestimento faz com que o material se ligue ao substrato.

Conforme acima mencionado, um aspecto da presente invenção é o uso de um processo de pulverização térmica para aplicar um revestimento por sobre uma estrutura de base de suporte de uma composição ou uma correia para ser misturada e uniformemente distribuída sobre as mesmas antes de ser alimentada na pistola de pulverização. Um combustível (querosene, acetileno, propileno ou hidrogênio) e oxigênio também podem ser alimentados no aparelho onde a combustão dos mesmos produz uma flama de alta pressão que é forçada através de um bocal algo que aumenta a sua velocidade. 0 revestimento pulverizado pode ser relativamente denso, proporcionando a espessura e a uniformidade aceitáveis.

A microscopia ótica pode ser usada para analisar a micro estrutura do revestimento para determinar a integridade da ligação de estrutura ao revestimento; a espessura do revestimento; a aspereza da superfície; a uniformidade; a cobertura e a porosidade entre outras características desejáveis.

Durante o revestimento, a temperatura da estrutura a ser pulverizada não deve se tornar muito alta de tal maneira que comece a queimar e a degradar. Em conformidade, pode ser necessário alimentar uma camada de vínculo ou um revestimento de ligação (tal como a camada 280 na Figura 2) a qual pode ser pré- fundida com o objetivo de conseguir uma boa ligação e uma fusão de partículas. A camada de ligação - revestimento pode ser aplicada à superfície do substrato, tipicamente, por métodos convencionais antes do revestimento. Como uma alternativa, o revestimento de vínculo pode ser aplicado pela pulverização térmica com um material que tenha um ponto de fusão mais baixo do que o do material do substrato. A camada de ligação revestimento pode ser composta de uma resina polimérica, por exemplo, poliamidos ou poliuretano ou por qualquer outro material adequado para este propósito conforme é do conhecimento daqueles indivíduos com especialização na técnica. A espessura da camada de ligação - revestimento pode ser de aproximadamente 0,2 mm e pode proporcionar uma interface de revestimento de boa ligação. Outras maneiras para prevenir contra a queimadura durante o processo de revestimento seria prontamente aparente para aqueles indivíduos com especialização na técnica e o seu uso é considerado dentro do escopo da presente invenção. Em uma outra realização da presente invenção, uma

composição ou uma correia é proporcionada compreendendo pelo menos duas camadas nas quais cada uma das camadas compreende um material de revestimento, no qual o revestimento é aplicado por um processo de pulverização térmica. Em tal composição ou correia, o processo de pulverização térmica pode ser usado para proporcionar uma intensificação funcional na composição ou na correia do tipo acima mencionado.

Ainda mais, um revestimento formado a partir de um processo de pulverização térmica sobre uma composição ou uma correia proporciona um meio mais econômico de preparar as características estruturais para uma composição, por exemplo, as composições compreendendo um grande número de camadas e/ou contendo camadas muito finas de materiais e/ou camadas ou revestimentos em localizações discretas e'/ou depositando partículas discretas. Isto seria particularmente verdade para composições muito grandes tais como aquelas usadas na fabricação de papel onde o método de revestimento convencional pode levar muito tempo no que diz respeito ao material sendo aplicado ou não condizer à aplicação de certo materiais.

Em adição, um revestimento formado a partir de um processo de pulverização térmica pode ser vantajoso porque um processo de pulverização térmica pode depositar materiais de uma maneira exata em localizações específicas no comprimento, na largura, ou na espessura conforme os requerimentos do desenho estrutural. Ainda mais, o processo de pulverização térmica também pode proporcionar um meio de depositar os materiais que não poderiam ser processados de uma outra maneira, por exemplo, materiais com uma janela de processamento estreita, tais como aramidos. Previamente não era possível formar uma película de aramido sobre ou em volta da superfície de um fio, por exemplo. Todavia, por meio de pulverização térmica tal película pode ser formada. Também, um revestimento ou uma camada formada a partir de um processo de pulverização térmica da presente invenção pode ser um meio particularmente favorável de otimizar a adesão inter camada pelo depósito de camadas bem finas de materiais que normalmente não aderem, de uma maneira aceitável, um ao outro. Também uma outra vantagem da pulverização térmica é a habilidade de depositar partículas nano métricas em localizações desejadas.

Com referência agora, mais particularmente aos desenhos, a Figura 1 ilustra por meio de um exemplo uma vista de seção transversal de uma correia 110 usada na indústria da fabricação de papel. Tal correia é, por exemplo, uma correia de pressão de sapata. A correia 110 inclui uma estrutura de base de suporte 150 composta de fios trançados e pode conter fibra de batedura grampeada (não mostrado). A estrutura de base de suporte 150 pode ser respectivamente revestida sobre as suas superfícies do lado de fo ra e do lado de dentro com camadas de resinas de polímero (tal como poliuretanos) 160 e 170. As camadas de resina de polímero 160 e 170 podem ser as mesmas ou podem ser diferentes. Ainda mais, cada uma das camadas de resina de polímero 160 e 170 podem ser impermeáveis a fluidos, mesmo embora certos polímeros, por exemplo, poliuretano, permite no máximo que a água seja difundida no revestimento até um certo grau, algo que é uma característica indesejável. Por exemplo, a camada de resina 170 pode ser impermeável a óleo para prevenir contra óleo lubrificante penetrando a estrutura da correia quando a correia estiver deslizando sobre uma sapata durante uma operação. Ainda mais, a camada de resina 160 pode ter uma espessura pré- determinada de tal maneira para permitir com que as ranhuras 180, os orifícios perfuradas as cegas ou outras cavidades ou espaços vazios sejam formados sobre a superfície externa da mesma sem expor qualquer uma das partes da estrutura de base de suporte trançada, conforme é mostrado na Figura IA. Estas características proporcionam o armazenamento temporário de água prensada a partir da trama do papel em uma pinça de pressão. As camadas de resina de polímero 160 e 170 são tipicamente aplicadas à estrutura de base de suporte 150 por métodos de revestimento convencionais.

Em adição, o revestimento 120, o qual pode incluir uma resina termoplástica 121 com ou sem partículas orgânicas, inorgânicas ou de metal 122 ou uma combinação das mesmas ou as partículas propriamente ditas, é aplicado à camada 160 por um método tal como um processo de pulverização térmica. Aqui, as partículas inorgânicas 122 podem ser, conforme acima mencionado, as partículas de tamanho nano métrico ou até maior e o revestimento 120 pode ter uma espessura adequada apropriada para o propósito. O revestimento 120 pode ser impermeável ou substancialmente impermeável a fluidos e podem comunicar a correia qualquer uma ou das mais características funcionais acima mencionadas.

A Figura 2 ilustra uma vista de seção transversal da correia 210 composta de uma estrutura de base de suporte trançada 250, e de camadas de resina de polímero 260 e 270 as quais podem ser similares as camadas 160 e 170 da Figura 1. Adicionalmente, a correia 210 pode incluir uma camada de resina de polímero 280 aplicada à camada de resina de polímero 260. A camada de resina de polímero 280 pode proporcionar uma camada de ligação revestimento e ter uma espessura de cerca de 0,2 mm. Por exemplo, a camada de resina de polímero 280 pode ser pré-fundida para conseguir uma boa ligação para o revestimento 220.

O revestimento 220 pode ser aplicado à camada 280 de uma maneira similar àquela descrita ao relacionado na Figura 1. O revestimento 220, como no revestimento 120, pode incluir uma resina termoplástica 221 com ou sem partículas de tamanho nano métrico ou de tamanho maior 222. O revestimento 220 também pode ser impermeável ou substancialmente impermeável a fluidos. Com referência agora a Figura 3, a figura ilustra uma vista de seção transversal de uma correia 310 composta de uma estrutura de base de suporte 350 e uma camada de resina de polímero 360 a qual pode ser similar a camada 160 da Figura 1. O revestimento 320 pode ser aplicado à camada 3 60 de uma maneira similar aquela do revestimento 120, e pode ser formada de uma resina termoplástica tanto com ou sem partículas de tamanho nano métrico ou de tamanho até maior 322. O revestimento 320 pode ter uma espessura apropriada de, por exemplo, aproximadamente 0.3 mm.

O revestimento 320 pode ser similarmente impermeável ou substancialmente impermeável a fluidos. Nesta ilustração, o revestimento ou a camada 370 sobre a parte de trás ou parte de desgaste da composição é uma que pode ser aplicada por pulverização térmica diretamente por sobre a estrutura de base 350 para comunicar a mesma, as características funcionais desejadas tais como uma resistência à abrasão e a desgaste melhoradas.

A Figura 4 representa um aspecto em adição da presente invenção. Na Figura 4 uma composição 150 é mostrada a qual em alguns casos será usada como uma estrutura de base de suporte, conforme é mostrado na Figura 1. A composição inclui os fios 105 por sobre os quais um revestimento 120 foi diretamente ali aplicado. Neste exemplo o revestimento 120 é aplicado para criar uma bainha sobre os fios individuais 105 da estrutura.

Alternativamente, conforme é mostrado na Figura 5, o revestimento 120 pode ser aplicado de tal maneira a revestir os fios de tal maneira que o revestimento cobre, por completo, as arestas vivas e os cruzamentos 106 onde os fios 105 entram em contato. Em ainda uma realização em adição, conforme é mostrado na figura 6, tanto os fios da superfície superior ou os fios da superfície do lado de trás da composição 150 podem ser seletivamente revestidos com um revestimento 12 6. Deverá ser apreciado que tais realizações podem permanecer permeáveis a fluidos após a aplicação do revestimento, dependendo das características desejadas da composição e do seu uso intencionado.

Em adição o revestimento também pode incluir partículas orgânicas ou inorgânicas 122 conforme previamente descoberto, algo que pode ser usado, por exemplo, para alterar o caráter hidrofílico ou hidrofóbico dos fios ou de qualquer uma das características conforme acima mencionado, entre várias outras coisas.

Embora a presente invenção é descrita como a aplicação de um revestimento ou como a criação de uma camada por um processo de revestimento para outra superfície(s) de uma composição ou de uma correia, a invenção não é assim limitada. A presente invenção também inclui a aplicação de um revestimento com ou sem partículas com um tamanho nano métrico, como uma camada estratifiçada no interior de uma correia (por exemplo, uma camada de reforço onde os estresses são concentrados), em uma camada múltipla ou em um laminado.

Embora realizações preferidas da presente invenção e modificações das mesmas tenham sido aqui reveladas e descritas em detalhes, deve ser entendido que a presente invenção não está limitada a estas realizações particulares e a estas modificações, e que outras modificações e variações podem ser efetuadas por aqueles indivíduos com especialização na técnica sem partir a partir do espírito e do escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims (36)

1. Pano ou correia para a fabricação de papel, caracterizada pelo fato que compreende: uma estrutura de base; e pelo menos um revestimento ou camada proporcionada direta ou indiretamente sobre a referida estrutura de base para proporcionar uma função ou característica desejada, o referido revestimento compreendendo uma resina termoplástica e/ou uma resina termocurada.

2. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que o referido processo de pulverização térmica é um processo de pulverização por queima, um processo de pulverização por arco elétrico, um processo de pulverização por plasma, um processo de deposição por pistola de detonação, um processo de pulverização a frio ou um processo de pulverização por combustão de oxigênio combustível de alta velocidade.

3. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato que o referido revestimento inclui em adição partículas funcionais orgânicas ou inorgânicas ou metálicas ou uma combinação das mesmas sendo de um tamanho nano métrico ou até maior, as quais formam um revestimento de partículas o qual é contínuo, descontínuo ou individual.

4. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que o referido revestimento compreende partículas funcionais orgânicas ou inorgânicas ou metálicas ou uma combinação das mesmas sendo de tamanho nano métrico ou até maior, as quais formam um revestimento de partículas o qual é contínuo, descontínuo ou individual.

5. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato que as referidas partículas são distribuídas substancialmente uniformemente por todo o referido revestimento.

6. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que o referido revestimento é substancialmente impermeável a fluidos.

7. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que o referido revestimento tem uma espessura na faixa de aproximadamente 0,1 a 10 mm

8. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato que o referido revestimento tem uma espessura na faixa de aproximadamente 0,2 a 0,4 mm.

9. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato que as referidas partículas incluem partículas com base apenas em sílica, alumina, titânia, zircônio, argila, metal ou em uma combinação.

10. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato que as referidas partículas incluem partículas com base apenas em sílica, alumina, titânia, zircônio, argila, metal ou em uma combinação.

11. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato que as referidas partículas tem um tamanho de partícula de aproximadamente 7 mm.

12. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que adicionalmente compreende um revestimento aplicado a um primeiro lado da referida estrutura de base ou um revestimento aplicado a um segundo lado da referida estrutura de base, ou um revestimento aplicado a ambos os lados com o referido revestimento sendo aplicado por métodos convencionais ou por pulverização térmica ou por uma combinação dos mesmos.

13. Pano ou correia de acordo com a reivindicação .12, caracterizada pelo fato que um dos referidos revestimentos é uma camada de ligação - revestimento aplicado por um método convencional ou por um método de pulverização térmica.

14. Pano ou correia de acordo com a reivindicação .12, caracterizada pelo fato que o referido revestimento compreende um material termoplástico e/ou termocurado.

15. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que a estrutura de base compreende fios com o revestimento aplicado aos fios para formar uma bainha sobre os referidos fios.

16. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato que o revestimento inclui partículas orgânicas ou inorgânicas ou metálicas ou uma combinação das mesmas as quais formam um revestimento de partículas contínuo, descontínuo ou individual.

17. Pano ou correia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que o referido revestimento proporciona uma ou mais das seguintes características funcionais: resistência a abrasão, resistência térmica, resistência a oxidação, resistência química, uma barreira a umidade, condutividade térmica, condutividade elétrica, equilíbrio das propriedades hidrofóbica e hidrofílica, intensificação ou a redução dos coeficientes de fricção conforme for desejado para um processo em particular, e a criação de uma micro topologia sobre a pano.

18. Método para a formação de um pano ou correia, caracterizado pelo fato que compreende as etapas de: proporcionar uma estrutura de base; e aplicar pelo menos um revestimento ou uma camada direta ou indiretamente sobre a referida estrutura de base por meio de um processo de pulverização térmica para conseguir uma função ou uma característica específica.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o referido processo de pulverização térmica é um processo de pulverização por flama, processo de pulverização em arco de fio elétrico, um processo de pulverização de plasma, um processo de deposição por pistola de detonação, um processo de pulverização a frio ou um processo de pulverização de alta velocidade de combustão de oxigênio combustível.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o referido revestimento compreende um material termoplástico ou termo curado.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato que o referido revestimento inclui partículas funcionais orgânicas ou inorgânicas ou metálicas ou uma combinação das mesmas sendo de um tamanho nano métrico ou até maior, as quais formam um revestimento de partículas contínuo, descontínuo ou individual.

22. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o referido revestimento compreende partículas funcionais orgânicas ou inorgânicas ou metálicas ou uma combinação das mesmas sendo de tamanho nano métrico ou até maior, as quais formam um revestimento de partículas contínuo, descontínuo ou individual.

23. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato que as referidas partículas são distribuídas substancialmente uniformemente por todo o revestimento.

24. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o referido revestimento é substancialmente impermeável a fluidos.

25. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o referido revestimento tem uma espessura na faixa de aproximadamente 0,1 a 10 mm.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato que o referido revestimento tem uma espessura na faixa de aproximadamente 0,2 - 0,4 mm.

27. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato que as referidas partículas incluem partículas com base apenas em sílica, alumina, titânia, zircônio, argila, metal ou em uma combinação.

28. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato que as referidas partículas incluem partículas com base apenas em sílica, alumina, titânia, zircônio, argila, metal ou em uma combinação.

29. Método de acordo com a reivindicação 27 ou 28, caracterizado pelo fato que as referidas partículas tem um tamanho de partícula de aproximadamente 7 mm.

30. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um revestimento aplicado a um primeiro lado da referida estrutura de base ou um revestimento aplicado a um segundo lado da referida estrutura de base, ou um revestimento aplicado a ambos os lados com o referido revestimento sendo aplicado por meio de métodos convencionais ou por meio de pulverização térmica ou por meio de uma combinação dos mesmos.

31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato que um dos referidos revestimentos é uma camada de ligação - revestimento aplicado por meio de método convencional ou por meio de um método de pulverização térmica.

32. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato que o referido revestimento é formado a partir de um material termoplástico e/ou um material termocurado.

33. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende uma etapa de misturar o revestimento com as referidas partículas antes de aplicar o referido revestimento.

34. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o revestimento forma uma bainha sobre os fios gerando a estrutura de base.

35. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato que o revestimento inclui partículas funcionais orgânicas ou inorgânicas ou metálicas ou uma combinação das mesmas sendo de tamanho nano métrico ou até maior, as quais formam um revestimento de partículas contínuo, descontínuo ou individual.

36. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato que o revestimento proporciona uma ou mais das seguintes características: resistência a abrasão, resistência térmica, resistência a oxidação, resistência química, uma barreira a umidade, condutividade térmica, condutividade elétrica, equilíbrio das propriedades hidrofóbica hidrofílica, intensificação ou a redução dos coeficientes fricção conforme for desejado para um processo em particular, a criação de uma micro topologia sobre a pano.