ES2219886T3 - Aparato para la distribucion de particulas sobre papel y procedimiento para proporcionar papel con particulas. - Google Patents
Aparato para la distribucion de particulas sobre papel y procedimiento para proporcionar papel con particulas.Info
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Abstract
Aparato (1) para la distribución uniforme de partículas duras pequeñas sobre la superficie de un banda continua de papel (20) impregnada con una composición líquida de una resina termoendurecible, estando húmeda la resina en la distribución de las partículas duras, aparato que incluye una tolva de alimentación (3) que contiene las partículas duras, teniendo la tolva (3) una salida que se extiende transversalmente a la citada banda continua de papel, un rodillo doctor (2), preferiblemente con una superficie irregular, situado debajo de la tolva de alimentación (3) y en comunicación con la citada salida, para la recepción de las partículas duras, estando el citado rodillo doctor (2) separado y sustancialmente paralelo a la citada banda continua de papel (20) alimentada debajo del rodillo doctor (2), y medios para descargar las partículas duras desde el rodillo doctor (2) y distribuirlas uniformemente sobre la banda continua de papel, caracterizado porque los citados medios comprenden un dispositivo de electrodos (4) situado entre la tolva de alimentación (3) y la tangente vertical (T) del rodillo doctor (2) dirigida hacia abajo, estando preferiblemente el dispositivo de electrodos contenido en una carcasa (5) provista de una chapa de deslizamiento (7) dirigida hacia abajo, por lo que las partículas duras son elevadas desde el rodillo doctor (2) y fluidizadas por medio de un campo eléctrico entre el dispositivo de electrodos (4) y el rodillo doctor (2) que origina que una cantidad uniforme de partículas caiga sobre la banda continua de papel (20) debajo del rodillo doctor (2).
Description
Aparato para la distribución de partículas sobre
papel y procedimiento para proporcionar papel con partículas.
La presente invención se refiere a un aparato
para la distribución uniforme de partículas duras secas sobre la
superficie de una banda continua de papel, a un proceso para
proporcionar con una capa uniforme de partículas duras pequeñas la
superficie de un papel decorativo o de un papel para la capa
superior de un estratificado resistente a la abrasión y a un papel
decorativo o un papel para la capa superior recubierto de
partículas producido por el proceso.
En la actualidad se usan frecuentemente productos
recubiertos con un estratificado decorativo termoendurecible. Se
usan principalmente cuando la demanda de resistencia a la abrasión
es alta pero también cuando se requiere resistencia contra la
humedad y diferentes productos químicos. Como ejemplos de dichos
productos se pueden mencionar tablas para suelos, zócalos de suelos,
capa superior de tarimas y paneles de paredes.
Los estratificados decorativos termoendurecibles
se fabrican frecuentemente de dos a siete hojas de papel kraft
impregnadas con resina de fenol-formaldehído y una
hoja de papel decorativo impregnada con resina de
melamina-formaldehído u otra resina
termoendurecible. La hoja de papel decorativo puede ser
monocromática o con dibujos, por ejemplo, imitando a la madera o
con dibujos de fantasía, y puede ser la capa superior del
estratificado.
Frecuentemente, sobre el papel decorativo se
colocan una o más capas superiores de
\alpha-celulosa, impregnadas usualmente con resina
de melamina-formaldehído, para proteger la hoja de
papel decorativo contra la abrasión.
También hay estratificados que constan de una
capa base de cartón de partículas o cartón de fibras, provista de
dicha hoja de papel decorativo y posiblemente de una hoja superior.
Estas hojas se pueden estratificar sobre la capa base bajo calor y
presión. Si se usa sólo un papel decorativo sin hoja superior, la
hoja de papel decorativo puede pegarse sobre la capa base.
Para incrementar más la resistencia a la abrasión
de la hoja de papel decorativo y/o de las posibles hojas
superiores, éstas pueden tener un recubrimiento de partículas
duras. Estas partículas se pueden aplicar sobre el papel
mezclándolas en la resina termoendurecible usada para impregnar el
papel. También se pueden añadir las partículas a las fibras húmedas
de celulosa en la malla de una máquina de papel. Finalmente es
conocido recubrir con partículas duras el papel impregnado de
resina aplicando las partículas duras sobre el papel antes de secar
la resina.
El primer método se ilustra, por ejemplo, en la
patente de los Estados Unidos 4.473.613. Este método origina una
distribución no uniforme de las partículas duras y, por lo tanto,
una resistencia no uniforme del estratificado decorativo a la
abrasión. La razón es que es muy difícil dispersar en una solución
de resina partículas de tamaño medio y grande porque estas
partículas, debido a su mayor densidad, se depositarán en el fondo
del recipiente usado para almacenar la resina. Dicha dispersión
será, por lo tanto, prácticamente no utilizable porque el número de
partículas duras por unidad de superficie variará con el tiempo.
Este problema puede ser resuelto parcialmente incrementando la
viscosidad de la solución de resina por adición de un espesante. Sin
embargo, dichos aditivos empeorarán las propiedades de la resina y
darán un resultado final peor. Además, si se desea, incluso con un
espesante será difícil cambiar la cantidad de partículas duras por
unidad de superficie porque también cambiará el contenido de
resina.
El segundo método antes mencionado puede ser
ilustrado por la patente de los Estados Unidos 3.798.111. El método
descrito en esta patente se usa generalmente para la producción de
papel de \alpha-celulosa para la capa superior.
Las partículas duras, por ejemplo, de óxido de aluminio, se
rocían sobre una capa de fibras húmedas de
\alpha-celulosa en la malla de una máquina de
papel. Con este método, las partículas duras se distribuyen más o
menos irregularmente por toda la capa de fibras. Algunas de las
partículas pasan a través de la malla y originan problemas graves de
polución en la máquina de fabricación de papel. Las partículas
duras se distribuirán de una manera no controlable en el papel para
la capa superior obtenido. Es imposible conseguir una distribución
uniforme de las partículas duras sobre la superficie del papel, que
es cuando dan el mejor efecto contra la abrasión.
En la patente de los Estados Unidos 3.798.111
antes citada, se fabrica con el método descrito un papel
decorativo, después de lo cual se imprime una decoración encima del
papel producido. Como las partículas duras están situadas debajo de
la decoración, posiblemente no pueden dar una resistencia mayor a la
abrasión. A pesar de los inconvenientes mencionados, el método se
usa mucho comercialmente para la producción de hojas superiores
resistentes a la abrasión.
El tercer método antes mencionado puede ser
ilustrado por la patente de los Estados Unidos 4.940.503, en el que
las partículas duras se aplican sobre un papel decorativo continuo
o sobre un papel para la capa superior impregnado con una solución
líquida de una resina termoendurecible. La resina está húmeda
cuando las partículas se recubren sobre el papel. El papel se seca
cuando se han añadido las partículas.
Las partículas se distribuyen por medio de un
dispositivo que comprende un recipiente que contiene las partículas
duras y un rodillo doctor giratorio con una superficie irregular
situado debajo del recipiente, con lo que las partículas caen desde
el recipiente al rodillo doctor y luego se distribuyen
uniformemente sobre la banda continua de papel alimentada debajo del
rodillo doctor. El dispositivo contiene usualmente un labio
soplador diseñado para conseguir que las partículas se desprendan
del rodillo doctor a una cantidad constante por unidad de
tiempo.
Los estratificados decorativos termoendurecibles
producidos para tablas para suelos, en los que por lo menos una
capa superior tiene partículas duras incorporadas por el citado
método, han tenido enorme éxito.
El método es, con mucho, el mejor método
comercial para la producción de estratificados decorativos
termoendurecibles muy resistentes a la abrasión. Las partículas se
distribuyen muy uniformemente en la banda continua de papel.
Sin embargo, en la superficie del papel
recubierto se encuentran a veces aglomerados de partículas adheridas
entre sí originándose zonas desiguales o turbias. Entre estos
aglomerados hay zonas menores que no tienen partículas. Si se
pudiera evitar la formación de dichos aglomerados mediante una mejor
distribución de las partículas se incrementaría la resistencia a la
abrasión sin adición de una cantidad mayor de partículas duras. Una
disminución de las formaciones de aglomerados también mejoraría el
efecto decorativo del estratificado decorativo. Así, hay necesidad
de mejorar este proceso para conseguir una distribución uniforme de
partículas duras sobre la superficie de una banda continua de
papel, especialmente un papel para la capa superior de
estratificados resistentes a la abrasión. Estos estratificados
constituyen la capa superior de tablas para suelos, que usualmente
tienen una capa base de cartón de partículas o de cartón de fibras
sobre el que se pega el estratificado. Las tablas para suelos se
suministran con hendiduras y espigas en los bordes laterales como
tablas ordinarias para suelos.
La patente
GB-A-1.348.272 describe un proceso
para la fabricación de un papel impregnado en el que se aplican
granos de polvo a una hoja de papel por rociado electrostático.
La patente
GB-A-1.094.619 describe un aparato
de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un método de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 15.
De acuerdo con la presente invención ha sido
posible, después de un trabajo extenso de investigación de varios
años, satisfacer la necesidad antes mencionada. Así, la presente
invención se refiere a un aparato para la distribución uniforme de
partículas duras pequeñas sobre la superficie de una banda continua
de papel impregnada con una composición líquida de una resina
termoendurecible, estando húmeda la resina en la distribución de las
partículas duras. El aparato incluye una tolva de alimentación que
contiene las partículas duras. La tolva tiene una salida que se
extiende transversalmente a la citada banda continua de papel.
Debajo de la tolva de alimentación hay un rodillo doctor giratorio,
preferiblemente con una superficie irregular y en comunicación con
la citada salida, para la recepción de las partículas duras. El
rodillo está separado y sustancialmente paralelo a la citada banda
continua de papel alimentada debajo del rodillo doctor. El aparato
también tiene medios para descargar las partículas duras desde el
rodillo doctor y distribuirlas uniformemente sobre la banda
continua de papel. Estos medios comprenden un dispositivo de
electrodos situado entre la tolva de alimentación y la tangente
vertical (T) del rodillo doctor dirigida hacia abajo.
Preferiblemente el dispositivo de electrodos está contenido en una
carcasa provista de una chapa de deslizamiento dirigida hacia
abajo, con lo que las partículas duras son elevadas desde el
rodillo y fluidizadas por medio de un campo eléctrico entre el
dispositivo de electrodos y el rodillo doctor, que origina que caiga
una cantidad uniforme de partículas sobre la banda continua de
papel alimentada debajo del rodillo.
Como se ha mencionado, la superficie del rodillo
doctor es preferiblemente irregular. Convenientemente esta
irregularidad consiste en ranuras de 1-100 \mum,
preferiblemente de 30-70 \mum de profundidad,
orientadas axial, radial o diagonalmente sobre la superficie del
rodillo doctor. La irregularidad también puede consistir en
orificios de la misma profundidad mencionada. Sin embargo, también
es posible usar un rodillo doctor con una superficie uniforme o casi
uniforme.
Convenientemente la tolva de alimentación va
provista de una rasqueta en su salida para dar una alimentación
uniforme de partículas por toda la superficie del rodillo doctor.
La rasqueta permite que las partículas situadas en estas ranuras u
orificios sean llevadas por la rotación del rodillo doctor y evita
que las otras partículas sean llevadas con el rodillo doctor cuando
éste gira. De esta forma, se puede controlar fácilmente la cantidad
de partículas variando la velocidad de rotación del rodillo doctor
porque éste siempre será alimentado desde la tolva de alimentación
con una cantidad fija de partículas por unidad de superficie. La
cantidad de partículas alimentada por unidad de superficie depende
de la profundidad de las ranuras u orificios, de la distancia entre
estas ranuras u orificios y también del tamaño de las
partículas.
Preferiblemente el rodillo doctor, la tolva de
alimentación y el papel tienen aproximadamente el mismo potencial
de voltaje mientras que el dispositivo de electrodos tiene un
potencial de voltaje positivo o preferiblemente negativo de por lo
menos 1 kV con respecto al rodillo doctor. Preferiblemente el
rodillo doctor está conectado a tierra y, por lo tanto, sin carga
eléctrica. Por lo menos la superficie del rodillo doctor es de un
material conductor, convenientemente un metal. El potencial de
voltaje adecuado depende de la distancia entre el dispositivo de
electrodos y el rodillo doctor, del material en partículas y, en
cierta medida, de la humedad del aire. Cambiando la distancia y el
potencial de voltaje también cambiará la intensidad del campo. Sin
embargo, se deben evitar intensidades de campo que originen
conducción eléctrica.
Pueden ser útiles voltajes de
1-15 kV pero los ensayos han demostrado que
voltajes de 2-8 kV son suficientes para una
distancia entre el rodillo doctor y el electrodo de
5-20 mm con partículas de óxido de aluminio que
tienen un tamaño medio de 40-90 \mum.
Convenientemente las partículas de óxido de aluminio son de
Al_{2}O_{3}-\alpha, que no es higroscópico. La
distancia entre el rodillo doctor y el electrodo puede ser
2-50 mm, preferiblemente 3-30 mm o
5-20 mm.
La chapa de deslizamiento antes mencionada se usa
para guiar la corriente de partículas al papel. Preferiblemente la
chapa de deslizamiento está situada de tal manera que por lo menos
su prolongación forma un ángulo de 5-50º con la
tangente (T) dirigida hacia abajo. La chapa de deslizamiento va
seguida posiblemente de chapas de deslizamiento adicionales
situadas debajo de la primera chapa de deslizamiento y que forman
con la tangente vertical (T) un ángulo de 5-50º. En
cuanto al ángulo de las chapas de deslizamiento con la tangente
vertical (T), se prefieren ángulos pequeños, como ángulos dentro del
intervalo de 5-25º, porque diferencias en el
coeficiente de rozamiento entre las partículas pueden influir en su
velocidad de deslizamiento. La diferencia en la velocidad de
deslizamiento causada por la diferencia en el coeficiente de
rozamiento se incrementará con ángulos mayores. Esto puede tener
influencia sobre el grado de dispersión de las partículas sobre la
superficie del papel.
Las chapas de deslizamiento son de un material
conductor, convenientemente un metal. Preferiblemente, la chapa de
deslizamiento y las posibles chapas de deslizamiento adicionales
tienen el mismo potencial de voltaje que el rodillo doctor. Como
las chapas de deslizamiento están conectadas a tierra y, por lo
tanto, no tienen déficit ni exceso de electrones, cualquier carga
remanente posible de las partículas duras será eliminada por las
chapas de deslizamiento. Por lo tanto, las partículas no serán
atraídas por las chapas de deslizamiento ni se adherirán a estas.
Además, las partículas están totalmente sin carga eléctrica cuando
llegan al papel.
Preferiblemente el borde inferior de la chapa
inferior de deslizamiento está situado a una distancia de la
superficie del papel de un milímetro a unos pocos centímetros. Si
se usa sólo una chapa de deslizamiento, ésta se considerará por
supuesto como chapa inferior. Por lo tanto, la chapa de
deslizamiento, además de eliminar de las partículas cualquier carga
posible, dará también una zona de distribución claramente limitada.
Esto disminuirá la influencia perturbadora de corrientes de aire y,
por lo tanto, dará una distribución más uniforme de las partículas
sobre la superficie del papel.
Para evitar que las partículas duras se adhieran
a la chapa de deslizamiento y a las posibles chapas de
deslizamiento adicionales, por ejemplo, debido a la tensión
superficial o a otros fenómenos similares, convenientemente las
chapas vibran sin resonancia por medio de un vibrador. De esta forma
se evita que las partículas se paren o adhieran a la chapa de
deslizamiento o a las chapas de deslizamiento adicionales en su
trayecto descendente. El vibrador puede funcionar directamente
sobre las chapas o puede ser de tipo acústico y, por lo tanto,
hacer vibrar las chapas de deslizamiento y el aire circundante.
Convenientemente la superficie de la chapa de
deslizamiento que mira hacia las partículas duras distribuidas está
pulimentada teniendo un grado de pulimento alto. De esta forma
también se evita que las partículas se adhieran a las chapas de
deslizamiento.
Como las partículas duras son normalmente muy
pequeñas, el proceso de recubrimiento puede ser perturbado por
corrientes de aire que pueden originar agrupados locales de
partículas y zonas locales sin partículas. Por lo tanto, el
dispositivo normalmente está contenido y provisto posiblemente de
deflectores aerodinámicos cerca del papel para evitar corrientes
perturbadoras de aire.
El dispositivo de electrodos consiste
convenientemente en uno o más electrodos, preferiblemente de un
material semiconductor, como una resina fenólica. El
electrodo/electrodos están conectados eléctricamente a una fuente
de voltaje a través de un distribuidor eléctricamente conductor que
convenientemente se extiende por la parte principal de la extensión
horizontal del electrodo/electrodos. Alternativamente el
electrodo/electrodos pueden consistir en un material conductor pero
en este caso el citado material debe estar recubierto con un
material aislante. Los bordes longitudinales y todas las esquinas
del electrodo/electrodos deben tener una superficie redondeada
porque de lo contrario el campo eléctrico estará concentrado en
ellos, lo cual originaría formación de aglomerados de
partículas.
Preferiblemente el dispositivo de electrodos se
adapta y se corresponde, al menos principalmente, con el ancho del
rodillo doctor. Convenientemente el dispositivo de electrodos es
paralelo al eje del rodillo doctor.
Las partículas duras son preferiblemente de un
material conductor, por ejemplo, óxido de aluminio, o de un
material semiconductor, por ejemplo, carburo de silicio o sílice.
Si se usan partículas semiconductoras, convenientemente se
incrementa la humedad del aire en el espacio entre los electrodos y
el rodillo doctor. De esta forma se incrementa la aptitud de las
partículas semiconductoras a adquirir carga eléctrica y, por lo
tanto, a polarizarse. Las partículas tienen convenientemente un
tamaño medio de 20-150 \mum, preferiblemente de
40-90 \mum. Usualmente las partículas son secas
pero a veces pueden contener una cierta cantidad de líquido,
preferiblemente agua. Sin embargo, el contenido de líquido no debe
ser tan alto que las partículas se aglomeren.
El aparato de acuerdo con la presente invención
con el dispositivo de electrodos trabajando perfectamente para
descargar las partículas duras desde el rodillo doctor, en lugar de
un labio soplador previamente conocido, da una notable regularidad
de partículas duras sobre la superficie de la banda continua de
papel recubierto.
La presente invención también se refiere a un
proceso para proporcionar con una capa uniforme de partículas duras
pequeñas la superficie de un papel decorativo o de un papel para la
capa superior de un estratificado resistente a la abrasión,
comprendiendo el citado proceso impregnar una banda continua del
citado papel con una composición líquida de una resina
termoendurecible y humedecer la superficie del papel con la citada
resina, recubrir por lo menos una cara de la banda continua de
papel con 2-20 g/m^{2}, preferiblemente
3-15 g/m^{2} de partículas duras pequeñas de modo
que las partículas se distribuyan uniformemente en la superficie de
resina impregnada sobre la banda continua de papel. Después se seca
la resina con las partículas recubiertas. Las partículas duras
pequeñas se aplican por medio de un aparato que incluye un tolva de
alimentación que contiene las partículas duras, teniendo la tolva
una salida que se extiende transversalmente a la citada banda
continua de papel, un rodillo doctor giratorio, preferiblemente con
un superficie irregular, situado debajo de la tolva de alimentación
y en comunicación con la citada salida, para la recepción de las
partículas duras, estando el citado rodillo doctor separado y
sustancialmente paralelo a la citada banda continua de papel
alimentada debajo del rodillo doctor, y medios para descargar las
partículas duras desde el rodillo doctor y distribuirlas
uniformemente sobre la banda continua de papel. El proceso se
caracteriza porque las partículas son descargadas por medios que
comprenden un dispositivo de electrodos situado entre la tolva de
alimentación y la tangente vertical (T) del rodillo doctor dirigida
hacia abajo, estando preferiblemente el dispositivo de electrodos
contenido en una carcasa provista de un chapa de deslizamiento
dirigida hacia abajo, con lo que las partículas duras son elevadas
desde el rodillo doctor y fluidizadas por medio de un campo
eléctrico entre el dispositivo de electrodos y el rodillo doctor que
origina que una cantidad uniforme de partículas caiga sobre la
banda continua de papel alimentada debajo del rodillo doctor.
La resina termoendurecible usada de acuerdo con
la presente invención se selecciona preferiblemente de resina de
melamina-formaldehído y resinas curables por
radiación, como oligómero de epoxi-acrilato,
oligómero de poliéster-acrilato, oligómero de
uretano-acrilato, oligómero de metacrilato,
oligómero de silicio-acrilato y oligómero de
melamina-acrilato. El curado por radiación
comprende curado por haces de electrones y curado por radiación
ultravioleta. Usualmente la resina termoendurecible está presente en
forma de solución acuosa.
De acuerdo con una realización de la invención,
una cara del papel se recubre por el método descrito con partículas
duras que tienen un tamaño medio de 40-150 \mum,
preferiblemente de 40-90 \mum. La otra cara del
papel también se puede impregnar con la resina termoendurecible
antes mencionada que contiene partículas duras pero con un tamaño
de 1-30 \mum, preferiblemente de
1-10 \mum. Este recubrimiento da preferiblemente
una adición de partículas duras de 1-20 g/m^{2}.
Alternativamente se pueden hacer las dos etapas de impregnación en
la misma cara del papel con una etapa intermedia de secado.
La presente invención también se refiere a un
papel decorativo recubierto con partículas y/o a un papel para la
capa superior producido por el proceso antes mencionado.
En la producción de un estratificado
termoendurecible decorativo se pueden usar uno o más papeles para
la capa superior recubiertos con partículas junto con uno o más
papeles decorativos con o sin partículas duras.
La presente invención será ilustrada
adicionalmente por la figura adjunta y los ejemplos que siguen.
La figura muestra esquemáticamente una
realización de un aparato 1 y un proceso de acuerdo con la
invención para la distribución uniforme de partículas duras secas
sobre la superficie de una banda continua de papel 20 impregnada con
una composición líquida de una resina termoendurecible, estando
húmeda la resina en la distribución de las partículas duras. El
aparato 1 comprende un rodillo doctor giratorio 2, una tolva de
alimentación 3 y un dispositivo de electrodos 4. La tolva 3
contiene las partículas duras y está provista de una salida que se
extiende transversalmente a la citada banda continua de papel 20. En
la salida de la tolva hay una rasqueta 8 que da una alimentación
uniforme de las partículas por toda la superficie del rodillo
doctor 2. El rodillo doctor 2 está provisto de ranuras orientadas
radialmente de 50-70 \mum de profundidad.
Desde la tolva 3 se transfiere a la superficie
del rodillo doctor 2 a través de su salida una corriente de
partículas duras que tienen un tamaño medio de
50-80 \mum. Las partículas duras son elevadas
desde el rodillo doctor 2 y fluidizadas por un campo eléctrico
entre el dispositivo de electrodos 4 y el rodillo doctor 2. El
dispositivo de electrodos está situado entre la tolva 3 y la
tangente vertical T del rodillo doctor 2 dirigida hacia abajo.
El rodillo doctor 2, la tolva 3 y la banda
continua de papel 20 tienen aproximadamente el mismo potencial de
voltaje por estar conectados a tierra. El dispositivo de electrodos
4 tiene un potencial de voltaje negativo de 5 kV con respecto al
rodillo doctor 2. Además, el dispositivo de electrodos 4 está
contenido en una carcasa 5 provista de una chapa de deslizamiento 7
situada de modo que forma un ángulo de 25º con la tangente vertical
T del rodillo doctor 2 dirigida hacia abajo. La chapa de
deslizamiento 7 va seguida de otra chapa de deslizamiento 6 situada
debajo de la primera chapa de deslizamiento 7 y que forma un ángulo
de 10º con la tangente vertical T. La superficie interior de las
chapas de deslizamiento 6 y 7 ha sido pulimentada teniendo un grado
de pulimento alto.
Las chapas de deslizamiento 6 y 7 tienen el mismo
potencial de voltaje que el rodillo doctor por estar conectadas a
tierra. Con ello cualquier carga remanente posible de las
partículas duras será eliminada tan pronto se pongan en contacto
con las chapas de deslizamiento 7 y 6 respectivamente. El borde
inferior de la chapa de deslizamiento inferior 6 estará situado sólo
a unos pocos milímetros de la superficie de la banda continua de
papel 20. Así la chapa de deslizamiento 6 eliminará adicionalmente
de las partículas cualquier carga posible dando una zona de
distribución claramente limitada. Eso disminuirá la influencia
perturbadora de corrientes de aire y dará una distribución más
uniforme de las partículas sobre la superficie del papel 20.
Como las partículas duras son muy pequeñas, el
proceso de recubrimiento puede ser perturbado por corrientes de
aire que pueden originar zonas locales con aglomerados de
partículas y otras zonas locales totalmente sin partículas. Por lo
tanto, la chapa de deslizamiento inferior 6 va provista de un
deflector aerodinámico 6' en la zona entre la banda continua de
papel 20 y la parte inferior de la chapa 6 para evitar corrientes
perturbadoras de aire.
De acuerdo con una realización no mostrada, las
chapas de deslizamiento 6 y 7, respectivamente, vibran sin
resonancia por medio de un vibrador. De esta forma, se evita que
las partículas duras se paren o adhieran a las chapas de
deslizamiento 7 y 6, respectivamente, en su trayecto
descendente.
El dispositivo de electrodos 4 consiste en un
electrodo 4' de un material semiconductor en forma de plástico
fenólico. El electrodo 4' está conectado eléctricamente a una
fuente de voltaje a través de un distribuidor 4' eléctricamente
conductor que se extiende por toda la parte principal de la
extensión horizontal del electrodo 4'. La fuente de voltaje está
conectada al distribuidor 4' a través de un cable. El ancho del
dispositivo de electrodos 4 se corresponde procipalmente con el
ancho del rodillo doctor 2.
El dispositivo de electrodos 4 está contenido en
su cara exterior en una carcasa 5 que comprende, como parte
integrante, la chapa de deslizamiento 7 dirigida hacia abajo. La
carcasa 5 evita cualquier contacto involuntario, incluso aunque sea
totalmente no perjudicial, cuando el sistema no aporte más que unos
pocos \muA. Además, la carcasa 5 evita que puedan entrar y ser
cogidas por el campo eléctrico partículas no deseadas y
suciedad.
Debido al diseño de la chapa de deslizamiento 7,
el campo eléctrico estará limitado por la extensión de la chapa 7.
Así, no se inducirá ninguna carga en partículas situadas fuera de
la chapa de deslizamiento 7. En consecuencia, las partículas que
caen por la chapa de deslizamiento 7 no están influidas por el
campo eléctrico durante su trayecto descendente. El electrodo 4'
está diseñado con bordes longitudinales redondeados y una ligera
curvatura hacia el rodillo doctor 2. El electrodo 4' está dispuesto
de tal manera que la distancia entre el rodillo doctor 2 y el
electrodo 4' se incrementa un poco hacia el extremo del electrodo
4' visto desde la dirección de rotación del rodillo doctor 2. Son
posibles otras alternativas, incluso la disposición opuesta del
electrodo en la que la distancia entre el rodillo doctor 2 y el
electrodo 4 disminuye un poco hacia el extremo del electrodo
4'.
El ejemplo 1 se refiere a un ensayo comparativo
en el que se usa un aparato mostrado en la patente de los Estados
Unidos 4.940.503 mientras que el ejemplo 2 ilustra la presente
invención.
Una bobina de papel de
\alpha-celulosa, denominado papel para la capa
superior, de un gramaje de 25 g/m^{2} se impregnó con una solución
de resina de melamina-formaldehído hasta un
contenido de resina de 70 por ciento en peso, calculado sobre papel
impregnado seco. Inmediatamente después de la impregnación, se
aplicó a la cara superior del papel partículas de óxido de aluminio
de un tamaño medio de 50 \mum en una cantidad de 8 g/m^{2}. Para
la aplicación de las partículas de óxido de aluminio se usó un
aparato de acuerdo con la figura 1 de la patente de los Estados
Unidos 4.940.503. La velocidad de rotación del rodillo doctor fue
1,5 revoluciones por minuto y el aparato estaba provisto de un
labio soplador para conseguir que las partículas duras se
desprendieran del rodillo doctor.
Así, las partículas de óxido de aluminio se
aplicaron en la resina de melamina-formaldehído que
todavía no se había secado. Después la banda continua de papel
impregnado se alimentó continuamente a un horno de calentamiento
donde se evaporó el disolvente. Al mismo tiempo la resina se curó
parcialmente a un estado denominado B. Usualmente el producto
obtenido se denomina "prepreg" (preimpregnado). En este secado
las partículas estaban contenidas en la capa de resina y, por lo
tanto, concentradas en la superficie del "prepreg"
producido.
Se trató de la misma manera que el papel para la
capa superior una bobina de papel denominado decorativo y de un
gramaje de 80 g/m^{2}. El contenido de resina fue 46 por ciento
en peso, calculado sobre papel impregnado seco. Sin embargo, no se
aplicaron partículas de óxido de aluminio.
Se trató también una bobina de papel kraft de un
gramaje de 170 g/m^{2} de la misma manera con la excepción de que
la resina fue una resina de fenol-formaldehído en
lugar de una resina de melamina-formaldehído y no se
aplicaron partículas de óxido de aluminio. El contenido de resina
fue 30 por ciento, calculado sobre papel impregnado seco.
Se colocaron entre las dos placas de una prensa
dos de las hojas de papel kraft antes mencionadas impregnadas con
resina de fenol-formaldehído (denominado papel
central), un papel decorativo y dos papeles para la capa superior.
Los dos papeles para la capa superior se colocaron de modo que las
caras recubiertas con partículas estaban una frente a la otra.
Estas hojas se prensaron en una prensa convencional de varias
aberturas a una presión de 90 kp/cm^{2} y una temperatura de
145ºC para formar un estratificado decorativo homogéneo.
Se ensayó la resistencia a la abrasión del
estratificado obtenido, de acuerdo con la norma ISO
4586/2-88 por medio de un medidor de abrasión Taber,
modelo 503. De acuerdo con la citada norma, la abrasión de la capa
decorativa del estratificado final se mide en dos etapas. En la
etapa 1 se mide el punto IP (punto inicial) en el que comienza la
abrasión.
En la etapa 2 se mide el punto FP (punto final)
en el que se ha producido abrasión en el 95% de la capa
decorativa.
Además, la norma ISO antes mencionada estipula
que se suma el número de revoluciones obtenido con la máquina de
ensayo en las etapas 1 y 2 y después se divide por 2. Así se
obtiene el punto correspondiente al 50% de abrasión, que es el que
se indica normalmente en las especificaciones y tiradas.
Sin embargo, en este ejemplo y en el siguiente
sólo se usó el punto IP.
En el ensayo del estratificado anterior se obtuvo
un valor de 8.200 revoluciones para el punto IP. En la superficie
del estratificado se encontraron unas pocas zonas desiguales y
turbias.
Se repitió el proceso de acuerdo con el ejemplo 1
con la diferencia de que, para la aplicación de las partículas de
óxido de aluminio, se usó un aparato de acuerdo con la figura de la
presente invención. Así, el aparato estaba provisto de un
dispositivo de electrodos con un potencial de voltaje negativo de 5
kV con respecto al rodillo doctor, en lugar de un labio soplador,
para descargar las partículas desde el rodillo doctor.
En el ensayo del estratificado producido se
obtuvo un valor de 9.600 revoluciones para el punto IP. Así, la
resistencia a la abrasión fue mucho mejor que usando el aparato
conocido. Generalmente se obtiene un incremento de la resistencia a
la abrasión de 10-20% en comparación con el conocido
método del ejemplo 1. Además, se pudo observar una distribución
mucho más uniforme de las partículas y no se observaron zonas
desiguales ni turbias en la superficie del estratificado.
Se pueden aplicar cantidades mucho mayores de
partículas duras antes de que ocurran problemas con zonas
desiguales no turbias.
Claims (19)
1. Aparato (1) para la distribución uniforme de
partículas duras pequeñas sobre la superficie de un banda continua
de papel (20) impregnada con una composición líquida de una resina
termoendurecible, estando húmeda la resina en la distribución de
las partículas duras, aparato que incluye una tolva de alimentación
(3) que contiene las partículas duras, teniendo la tolva (3) una
salida que se extiende transversalmente a la citada banda continua
de papel, un rodillo doctor (2), preferiblemente con una superficie
irregular, situado debajo de la tolva de alimentación (3) y en
comunicación con la citada salida, para la recepción de las
partículas duras, estando el citado rodillo doctor (2) separado y
sustancialmente paralelo a la citada banda continua de papel (20)
alimentada debajo del rodillo doctor (2), y medios para descargar
las partículas duras desde el rodillo doctor (2) y distribuirlas
uniformemente sobre la banda continua de papel,
caracterizado porque los citados medios comprenden un
dispositivo de electrodos (4) situado entre la tolva de alimentación
(3) y la tangente vertical (T) del rodillo doctor (2) dirigida
hacia abajo, estando preferiblemente el dispositivo de electrodos
contenido en una carcasa (5) provista de una chapa de deslizamiento
(7) dirigida hacia abajo, por lo que las partículas duras son
elevadas desde el rodillo doctor (2) y fluidizadas por medio de un
campo eléctrico entre el dispositivo de electrodos (4) y el rodillo
doctor (2) que origina que una cantidad uniforme de partículas caiga
sobre la banda continua de papel (20) debajo del rodillo doctor
(2).
2. Aparato (1) de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el rodillo doctor (2), la tolva de alimentación (3) y
el papel (20) tienen aproximadamente el mismo potencial de voltaje
y el dispositivo de electrodos (4) tiene un potencial de voltaje
positivo o preferiblemente negativo de 1-15 kV,
preferiblemente de 2-8 kV, con respecto al rodillo
doctor (2).
3. Aparato (1) de acuerdo con la reivindicación 1
ó 2, en el que el rodillo doctor (2) está conectado a tierra y, por
lo tanto, sin carga eléctrica.
4. Aparato (1) de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-3, en el que la chapa de
deslizamiento (7) está situada de tal manera que por lo menos su
prolongación forma con la tangente (T) dirigida hacia abajo un
ángulo de 5-50º, y la chapa de deslizamiento (7) va
seguida posiblemente de chapas de deslizamiento adicionales (6)
situadas debajo de la primera chapa de deslizamiento (7) y que
forman un ángulo con la tangente vertical (T) de
5-50º.
5. Aparato (1) de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-4, en el que la chapa de
deslizamiento (7) y las posibles chapas de deslizamiento
adicionales (6) tienen el mismo potencial de voltaje que el rodillo
doctor (2).
6. Aparato (1) de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 4-5, en el que la superficie
de la chapa de deslizamiento (7) y de las posibles chapas de
deslizamiento adicionales (6) que mira hacia las partículas
distribuidas está pulimentada teniendo un grado de pulimento muy
alto.
7. Aparato (1) de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 4-6, en el que la chapa de
deslizamiento (7) y las posibles chapas de deslizamiento
adicionales (6) vibran sin resonancia por medio de un vibrador, con
lo que se evita que las partículas duras se paren o adhieran a la
chapa de deslizamiento (7) y/o a las chapas de deslizamiento
adicionales (6) en su trayecto descendente.
8. Aparato (1) de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-7, que está contenido y
posiblemente provisto de deflectores (6') cerca del papel (20) para
evitar corrientes perturbadoras de aire.
9. Aparato (1) de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-8, en el que el dispositivo
de electrodos (4) consiste en uno o más electrodos (4'),
preferiblemente de un material semiconductor, como una resina
fenólica, y el electrodo/electrodos (4') están conectados
eléctricamente a una fuente de voltaje a través de un distribuidor
(4'') eléctricamente conductor que se extiende a lo largo de la
parte principal de la extensión horizontal del electrodo/electrodos
(4').
10. Un aparato (1) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1-9, en el que el ancho del
dispositivo de electrodos (4) se adapta y se corresponde al menos
principalmente con el ancho del rodillo doctor (2).
11. Un aparato (1) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1-10, en el que los bordes
longitudinales del electrodo/electrodos tienen una superficie
redondeada.
12. Un aparato (1) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1-11, en el que el
dispositivo de electrodos (9) es paralelo al eje del rodillo doctor
(2).
13. Un aparato (1) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1-12, en el que la
distancia entre el electrodo/electrodos (4') y el rodillo doctor
(2) es 2-50 mm, preferiblemente 3-30
mm.
14. Un aparato (1) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1-13, en el que la rasqueta
(8) está situada en la salida de la tolva (3) para dar una
alimentación uniforme de las partículas por toda la superficie del
rodillo doctor (2).
15. Proceso para proporcionar con una capa
uniforme de partículas duras pequeñas la superficie de un papel
decorativo o de un papel para la capa superior de un estratificado
resistente a la abrasión, comprendiendo el citado proceso impregnar
una banda continua (20) del citado papel con una composición
líquida de una resina termoendurecible y humedecer la superficie del
papel con la citada resina, recubrir por lo menos una cara de la
banda continua de papel (20) con 2-20 g/m^{2},
preferiblemente 3-15 g/m^{2}, de partículas duras
pequeñas de modo que las partículas estén distribuidas uniformemente
en la superficie de resina impregnada sobre la banda continua de
papel (20) y secar después la resina con las partículas
recubiertas, aplicándose las partículas duras pequeñas por medio de
un aparato (1) que incluye una tolva de alimentación (3) que
contiene las partículas duras, teniendo la tolva (3) una salida que
se extiende transversalmente a la citada banda continua de papel,
un rodillo doctor giratorio (2), preferiblemente con una superficie
irregular, situado debajo de la tolva de alimentación (3) y en
comunicación con la citada salida, para la recepción de las
partículas duras, estando el citado rodillo doctor (2) separado y
sustancialmente paralelo a la citada banda continua de papel (20)
alimentada debajo del rodillo doctor (2), y medios para descargar
las partículas duras desde el rodillo doctor (2) y distribuirlas
uniformemente sobre la banda continua de papel,
caracterizado porque las partículas son descargadas por
medios que comprenden un dispositivo de electrodos (4) situado entre
la tolva de alimentación (3) y la tangente vertical (T) del rodillo
doctor (2) dirigida hacia abajo, estando preferiblemente el
dispositivo de electrodos (4) contenido en una carcasa (5) provista
de una chapa de deslizamiento (7) dirigida hacia abajo, con lo que
las partículas duras son elevadas desde el rodillo doctor (2) y
fluidizadas por medio de un campo eléctrico entre el dispositivo de
electrodos (4) y el rodillo doctor (2) que origina que una cantidad
uniforme de partículas caiga sobre la banda continua de papel
alimentada debajo del rodillo doctor (2).
16. Proceso de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que las partículas duras pequeñas tienen un tamaño medio de
20-150 \mum, preferiblemente de
\hbox{40-90 \mu m.} 17. Proceso de acuerdo con la reivindicación 15 ó
16, en el que la resina termoendurecible se selecciona de resina de
melamina-formaldehído y resinas curables por
radiación, como oligómero de epoxi-acrilato,
oligómero de poliéster-acrilato, oligómero de
uretano-acrilato, oligómero de metacrilato,
oligómero de silicio-acrilato y oligómero de
melamina-acrilato.
18. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 15-17, en el que la resina
termoendurecible está presente en forma de solución acuosa.
19. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 15-18, en el que las partículas
duras consisten en sílice, óxido de aluminio y/o carburo de
silicio.
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