ITGE970046A1 - Feltri per macchine per la produzione della carta. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Feltri per macchine per la produzione della carta"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Questa invenzione si riferisce ad un elemento di allestimento per macchine per la produzione della carta avente una migliorata resistenza alla idrolisi ed una migliorata capacità di limitare l'adesione sulla sua superficie dei contaminanti peciosi contenuti negli impasti cartari ottenuti dal riciclo di carta da macero. Essa riguarda in particolare i feltri utilizzati come elementi di allestimento nella sezione essiccante di dette macchine, comunemente designate come tele essiccatrici.

In una macchina per la produzione della carta una sospensione di costituenti il foglio di carta definito "impasto" è depositato su un tessuto filtrante o "tela di formazione" e il liquido costituente l'impasto è filtrato o estratto attraverso la tela di formazione per produrre un pannello fibroso o foglio.

Questo foglio è passato alla sezione di pressatura e quindi di essiccazione. Nella sezione di pressatura della macchina, il foglio di carta è trasportato da un feltro attraverso coppie di rulli di presse dove il feltro e il .foglio di carta vengono disidratati. Il foglio di carta può contenere molti tipi di additivi chimici e potrà essere nello stesso tempo sottoposto ad un flusso di vapore con lo scopo di aiutare la disidratazione e l'essicamento.

Dopo la fase di pressatura, il foglio di carta passa nella sezione essiccante della macchina, dove è asciugato mediante somministrazione di calore. Il tessuto o tela essiccatrice che accompagna il foglio di carta nella sezione,essiccante di una macchina da carta, viene sottoposto ad una elevata temperatura in un preciso ambiente chimico. La funzione della tela essiccatrice è quella di mantenere il foglio di carta ben aderente alla superficie del cilindro essiccatore. Le tele essiccatrici impiegate nell'industria della carta sono state tradizionalmente costruite con una varietà di materiali come polietilentereftalato, polifenilensolfuro , polipropilene, policicloesantereftalato, polietereterchetone. Ogni materiale ha differenti proprietà e prezzo che ne definiscono la posizione relativa nel mercato. Un'importante proprietà che ogni materiale impiegato per la fabbricazione di tele essiccatrici per macchine per la lavorazione della carta deve presentare, è che il materiale sia dotato di buona stabilità all'idrolisi e di buona stabilità dimensionale.

Il propilene (PP) è il materiale più economico attualmente disponibile; ha un'eccellente stabilità all'idrolisi, ma una scarsa stabilità dimensionale a temperatura elevata e scarsa resistenza a fenomeni di stress-cracking. Ne risulta un uso molto limitato.

Il polietilentereftalato (PET) ha un prezzo moderato, ha un'eccezionale stabilità dimensionale ed un'accettabile stabilità idrolitica. Il polietilene tereftalato è il materiale predominante correntemente adoperato nel settore e in molti casi la sua stabilità all'idrolisi può essere aumentata con l'aggiunta di stabilizzanti carbodiimidici.

Il ponifenilensulfuro (PPS) ha un'eccellente stabilità dimensionale e idrolitica, ma soffre degli svantaggi di un prezzo alto, è molto difficile da lavorare, tende a soffrire di problemi di microfratture nello stato cristallino dovuto al normale lavoro di flessione (stress-cracking) subito in macchina da carta. Presenta inoltre una bassa resistenza all'usura.

Nel brevetto U.S.A. No. 5169499 è descritto l'uso di un copolimero di 1,4-dimetilolcicloesano e acido tereftalico. Il risultante policicloesantereftalato (POTA) ha un'ottima resistenza all'idrolisi e stabilità dimensionale, tuttavia risulta penalizzato da un prezzo alto, oltre che da un carico a rottura basso (50% del PET) e soprattutto da una bassa resistenza al cappio, cosa che ne rende critica l'operazione di formazione dei ganci di giunzione della tela essiccatrice.

Il polietereterchetone (PEEK) offre un'assoluta resistenza all'idrolisi e un'ottima stabilità dimensionale oltre ad una validissima resistenza all'usura. Il suo prezzo altissimo ne riduce gli impieghi a delle situazioni di nicchia.

Lo scopo della ricerca condotta, i cui risultati sono oggetto della presente invenzione, è stato quindi reperire un materiale, ed in particolare un polimero sintetico, che assommasse la maggior parte dei pregi propri dei materiali noti, con il minor numero possibile di inconvenienti legati alla sua utilizzazione, ivi compresa anche una buona accessibilità di detto materiale dal punto di vista economico.

In particolare, è stato riscontrato che il poliestere del glicole butilenico e dell'acido tereftalico, avente la formula di struttura:

presenta delle caratteristiche tali da risultare estremamente affidabile nella realizzazione di feltri per allestimenti di macchine per la produzione della carta.

Oggetto della presente invenzione è pertanto un elemento di allestimento in fibra, tessuta o non tessuta, per macchine per la produzione della carta caratterizzato dal fatto che detta fibra comprende dal 50% al 100% di filamenti di poliestere ricavato da glicole butilenico ed acido tereftalico.

In una forma esecutiva preferita detto poliestere è additivato a composti stabilizzanti per l'idrolisi, in una misura compresa tra lo 0.5% ed il 10%, di preferenza tra l'1% ed il 5% ed ancora più preferibilmente il 3%.

Preferibilmente detto stabilizzante è una carbodiimmide , in particolare è stato utilizzato un omopolimero di benzene-2 ,4-diisocianato-1, 3 ,5-tris(1-metiletil ); alternativamente, la carbodiimmide utilizzata è un copolimero benzene-2 ,4-diisocianato-1, 3,5tris (1-metilet il) e 2,6-diisopropil diisocianato .

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno più evidenti dagli esempi di seguito riportati, con riferimento alle tavole di disegni allegate, in cui:

la figura 1 è un grafico relativo alla prova di resistenza all'idrolisi del materiale utilizzato secondo la presente invenzione;

le figure 2 e 3 sono due grafici di curve carico/allungamento, rispettivamente in condizioni standard e dopo riscaldamento; e

la figura 4 è una rappresentazione ad istogramma di una prova di resistenza all'usura. Esempio di preparazione

E' stato preparata fibra di poliestere a partire dal polibutilenteref talato (di seguito citato come PBT) prodotto dalla Dupont de Nemours sotto il marchio CRASTIN(R) CE1085, additivato con il 3 % di copolimero benzene-2,4-diisocianato-l,3,5-tris(1-metiletil) e 2,6-diisopropil diisocianato, commercialmente disponibile con il nome STABAXOL P-100, prodotto dalla Rhein-Chemie. Sono stati prodotti dei monofilamenti di diametro di 0.50 mm e di sezione circolare. Tali filamenti sono stati sottoposti ad una serie di prove per la valutazione delle proprietà della fibra di poliestere utilizzata nella presente invenzione. Per ciascuna delle prove, di seguito descritte nei successivi esempi, sono stati eseguiti gli opportuni confronti con i materiali più comunemente utilizzati allo stato della tecnica.

Esempio 1

Resistenza all'idrolisi in vapore saturo

Il campione, costituito da piccole matasse di monofilo viene prima lavato con acqua e detergente non-ionico per rimuovere, i lubrificanti e quindi risciacquato. Successivamente le dette matassine sono introdotte, su di un apposito sostegno, in una autoclave contenente acqua distillata. L'autoclave è quindi portata a 135°C. I campioni sono stati prelevati dall'autoclave ad intervalli prestabiliti e su di loro è stato eseguito un saggio di carico di rottura. Il risultati sono riportati nel grafico della figura 1; insieme ai dati relativi al PBT, sono riportati anche i valori ottenuti per PET, PCTA e PPS.

Nel grafico, che riporta in ascissa il tempo di esposizione in ore di campioni ed in ordinata il carico rispettivo di rottura espresso in daN, le curve rappresentano, rispettivamente:

- - : PBT

- : PCTA

: PPS.

Esempio 2

Determinazione della curva carico/allungamento Il campione di mono filo di PBT è stato sottoposto ad una prova per la determinazione della curva carico/allungamento. Il campione è stato inserito in un dinamometro a velocità di allungamento costante TENSO-LAB 100 prodotto dalla ditta MESDANLAB di Salò, corredato di unità di raccolta ed elaborazione dati, e portato in tensione fino alla sua rottura, nella figura 2 allegata, sono riportati nel grafico, che ha in ascissa il valore di percentuale di allungamento ed in ordinata il valore di carico in cN/tex, oltre ai dati relativi al PBT, anche quelli riguardanti PET, POTA e PPS. Le curve illustrate rappresentano, rispettivamente:

: PBT

: PET

: POTA

: PPS.

Esempio 3

E' stata ripetuta la prova dell'esempio 2, tranne per il fatto che i campioni sono stati preventivamente riscaldati in aria calda a 190°C per 30 minuti. I risultati ottenuti sono riportati nel grafico della figura 3. Le curve sono rappresentate con i medesimi tipi di linea dell'esempio precedente.

Esempio 4

Prova di resistenza all'usura

Il campione di monofilo da 0.50 mm di PBT è montato su di un abrasimetro Shirley di tipo SDL 027. Il campione è sottoposto all'azione abrasiva della barra rotante dell'abrasimetro, che ruota a velocità costante. Nel grafico in figura 4 sono riportati i valori dei numeri di giri della barra necessari a causare la rottura del monofilo, sia per il campione di PBT che per PET, PCTA e PPS. Come appare evidenti dagli esempi sopra riportati, il PBT presenta, per quanto riguarda la resistenza all'idrolisi un comportamento estremamente migliorato rispetto al PET. Questa caratteristica, unita ad un carico di rottura del tutto confrontabile con quello del PET, estremamente più elevato, circa il doppio, rispetto a quello di PPS e PCTA, rendono questo materiale particolarmente indicato per la fabbricazione di allestimenti per macchine per la produzione della carta, quali le tele essicatrici.

Inoltre, come evidenziato nelle figure 2 e 3, il PBT presenta rispetto al PET un maggiore allungamento, e quindi una maggiore elasticità, nei campi dei carichi tipici di esercizio delle macchine per la lavorazione della carta ovvero tra O e 5 cN/tex. Questa maggiore elasticità permette alla fibra una migliore sopportazione dì eventuali discontinuità presenti nel carico, sotto forma di grumi voluminosi.

Anche la resistenza all'usura del PBT risulta confrontabile, anzi persino maggiore, rispetto a quella del PET, e molto più grande comunque di quella degli altri due materiali considerati.

Va anche detto che il PBT presenta una maggiore scivolosità superficiale che risulta in una minore tendenza a trattenere le peci presenti negli impasti cartari. Probabilmente questo comportamento è da imputarsi alla presenza di due gruppi metilene in più nella catena rispetto al PET.

In conclusione, l'allestimento in fibra per macchine per la produzione della carta in questo modo realizzato presenta una migliore resistenza nelle condizioni normali di utilizzazione in dette macchine, sia dal punto di vista meccanico che dal punto di vista chimico, una maggiore durevolezza ed una minore tendenza alla ritenzione delle peci presenti negli impasti. La vita lavorativa di una tela essicatrice realizzata secondo la presente invenzione può raggiungere livelli da 1.5 a 2 volte maggiori rispetto a quella realizzata in PET, a fronte di un costo superiore solamente del 15%.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento di allestimento in fibra, tessuta o non tessuta, per macchine per la produzione della carta caratterizzato dal fatto che detta fibra comprende dal 50% al 100% di filamenti di poliestere ricavato da glicole butilenico ed acido tereftalico.
2. 2. Elemento di allestimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto poliestere è additivato a composti stabilizzanti per l'idrolisi, in una misura compresa tra lo 0.5% ed il 10%.
3. 3. Elemento di allestimento secondo la rivendicazione 2, in cui detti stabilizzanti sono in una misura compresa tra l'1% ed il 5%, preferibilmente del 3%.
4. 4. Elemento di allestimento secondo la rivendicazione 2, in cui detti stabilizzanti comprendono uno o più composti della classe delle carbodiimmidi.
5. 5. Elemento di allestimento secondo la rivendicazione 4, in cui detti composti stabilizzanti comprendono un omopolimero di benzene-2,4-diisocianato-1 ,3,5tris(1-metiletil).
6. 6. Elemento di allestimento secondo la rivendicazione 4, in cui detti composti stabilizzanti comprendono un copolimero di benzene-2,4-diisocianato-1,3,5tris(1-metiletil ) e 2,6-diisopropil diisocianato.
7. 7. Elemento di allestimento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti filamenti di detta fibra sono di sezione circolare, o di qualsiasi altra forma.