MX2007010955A - Telas para fabricacion de papel con recubrimiento de nanoparticulas resistente a contaminantes y metodo de aplicacion in situ. - Google Patents

Telas para fabricacion de papel con recubrimiento de nanoparticulas resistente a contaminantes y metodo de aplicacion in situ.

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MX2007010955A
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Rex Barrett
Bud J Chase
Bruce W Janda
Ian Gerald Lang
Dietmar Wirtz
Larry Anderson
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Abstract

Una tela para fabricacion de papel se trata al aplicar un recubrimiento de tipo de nanoparticulas para mejorar su resistencia a la contaminacion por material extrano en un sistema de fabricacion de papel. El recubrimiento se aplica durante la elaboracion de la tela y se cura durante el fraguado con calor. De manera alternativa, el recubrimiento aplicado o renovado utilizando una regadera existente o colocando una cabina de aspersion u otro dispositivo de aplicacion de recubrimiento adecuado en la seccion secadora para aplicar el recubrimiento a la tecla de una manera controlada y uniforme. Antes de la aplicacion del recubrimiento la tela primero se limpia perfectamente por ejemplo mediante aplicacion con regadera o aspersion y despues se seca. Despues de la aplicacion controlada del recubrimiento se elimina cualquier material en exceso por un medio adecuado, por ejemplo mediante vacio y el recubrimiento remanente de la tela se cura despues de utilizando ya sea el calor ambiente o una seccion secadora o por medio de un bando portatil de calentadores. De esta manera, la tela no necesita retirarse de la maquina con el fin de aplicar o renovar el recubrimiento resistente a contaminante.

Description

TELAS PARA FABRICACIÓN DE PAPEL CON RECUBRIMIENTO DE NANOPARTÍCULAS RESISTENTE A CONTAMINANTES Y MÉTODO DE APLICACIÓN IN SITU ANTECEDENTES La presente invención se relaciona con métodos para la aplicación in situ resistentes a contaminantes a telas para fabricación de papel y telas para fabricación de papel recubiertas de esta manera. En particular, la invención se relaciona con métodos para la aplicación in situ de recubrimientos de nanopartículas a telas para fabricación de papel que reducen el tiempo inactivo de la máquina . Las telas para fabricación de papel se utilizan en relación con máquinas para fabricación de papel tanto en forma de una malla embriónica de papel a partir de una lechada de pulpa y para transportarla a través de diversos procesos de deshidratación y secado para formar diversos tipos de productos de papel. Las telas para fabricación de papel generalmente están en forma de una malla fina la cual puede ser de diversas configuraciones dependiendo de la posición en la máquina de fabricación de papel y pueden incluir capas adicionales de guata, por ejemplo en ciertas prensas y telas secadoras . Las partículas suspendidas en el concentrado de fibra de celulosa primario utilizado para formar el papel pueden incluir parches, adhesivos u otras sustancias similares a pegamento así como otros materiales que presentan susceptibilidad a adherirse a las telas de fabricación de papel, reducir la permeabilidad de la tela y perjudicar el funcionamiento de la tela de fabricación de papel. Las soluciones conocidas anteriormente para corregir este problema han propuesto recubrir las telas con un material anticontaminante con el fin de mejorar la propiedad antiadherente de la tela y mantener la tela más limpia por un período de tiempo más prolongado después de que se instala en una máquina de fabricación de papel. No obstante, los recubrimientos reconocidos anteriores se desgastan con el uso, lo que resulta en un funcionamiento disminuido de la tela de fabricación de papel. Adicionalmente, el espesor del recubrimiento mismo necesita ser muy pequeño de manera que el recubrimiento en sí mismo no reduzca la permeabilidad de la tela. Aunque los recubrimientos iniciales tienen una vida muy corta, un recubrimiento anticontaminante conocido previamente ha sido desarrollado el cual contienen politetrafluoroetileno (PTFE) que se aplica a la tela utilizando un baño y después se cura a una temperatura de desde 93°C (200°F) hasta 204°C (400°F) antes de instalar la tela sobre el equipo de fabricación de papel. Este recubrimiento anticontaminante tiene una vida prolongada, pero aún está sometido a desgaste. También se conocen recubrimientos de nanopartículas tales como los descritos en, por ejemplo, WO 02/50191 Solvent-Poor Sol-Gel Systems; documento de E.U.A. 6,482,525 Method for producing themoshaped substrates coated with a SOL-Gel Lacquer; documento de E.U.A. 6,620,514 Nanostructured forms and layers and method for producing them; documento de E.U.A. 6,607,994 Nanoparticle-Based permanent treatments for textiles; documento de E.U.A. 6,649.266 Substrates produced with a microstructured surface; documento de E.U.A. 6,629,070 Nanostructured moulded bodies; WO 03/014232A1 Material for producing abrasión proof hydrophobic and/or oleophobic coatings. Tales recubrimientos se han utilizado en relación con diversos tipos de telas, por ejemplo para resistencia a la contaminación o para incrementar la vida al desgaste. No obstante, no se han utilizado específicamente en relación con telas para fabricación de papel. En uso, también se conoce separar telas para fabricación de papel que tengan una vida útil remanente sustancial a partir de una máquina de fabricación de papel para el re-recubrimiento y re-instalación subsecuentes con el fin de mantener el beneficio de un recubrimiento anticontaminante. No obstante, esto implica costos adicionales sustanciales y tiempo inactivo para la máquina de fabricación de papel. Por lo tanto, sería deseable si estuviera disponible una tela para fabricación de papel recubierta con nanopartículas resistentes a la contaminación la cual proporciona propiedades antiadherentes cuando se instale en el ambiente para el cual está diseñada. Sería deseable adicionalmente si existiera un método para permitir que dichas telas, así como aquellas no tratadas de esta manera, queden recubiertas o se vuelvan a recubrir ya sea con cualquiera o con ambos recubrimientos de nanopartículas resistentes a la contaminación hidrofóbicos u oleofóbicos mientras se instalan en el ambiente para el cual están diseñadas (es decir: aplicación in situ del recubrimiento). También sería deseable si existiera métodos los cuales permitieran la aplicación in situ del recubrimiento de nanopartículas hidrofóbico u oleofóbico resistente a la contaminación en áreas seleccionadas únicamente de estas telas .
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN Se proporciona un material textil industrial resistente a contaminantes tal como una tela de fabricación de papel, secador o tela para secado por aire pasante (TAD) y un método para volver a dicha tela resistente a la contaminación. En una primera modalidad de la invención, la cual actualmente es la preferida, un recubrimiento resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas basado en agua se aplica a un aparato textil industrial tal como una tela para fabricación de papel mientras la tela se instala en el lugar en la máquina para fabricación de papel (es decir, está lista para funcionar o está en operación pero no para elaboración de papel) . El recubrimiento puede tener cualquiera o ambas características, hidrofóbica u olefóbica y se cura por calor sobre la tela de fabricación de papel utilizando fuentes de calor existentes las cuales están presentes de antemano en el equipo de fabricación de papel o a través del uso de calentadores auxiliares que se localizan adyacentes a la tela. Preferiblemente, cuando la tela se cura con calor sobre el equipo de fabricación de papel, esto se hace a temperaturas entre aproximadamente 32°C (90°F) y aproximadamente 120°C (248°F) por medio de la fuente de calor existente o los calentadores auxiliares. Todas las temperaturas se miden ya sea de inmediato adyacentes o en la superficie del material textil. De manera alternativa, solo las porciones seleccionadas de un material textil industrial tal como una tela de fabricación de papel se trata con el recubrimiento resistente a contaminantes hidrofóbico u olefóbico de tipo de nanopartículas basado en agua mientras la tela se instala en el lugar sobre la máquina de fabricación de papel (es decir, está lista para funcionar o está en operación, pero sin fabricar papel) . El recubrimiento se aplica, por ejemplo, a los bordes laterales de la tela únicamente y en aquellas áreas solas que posteriormente se curan por calor in situ utilizando fuentes de calor existentes presentes de antemano en el equipo de fabricación de papel o calentadores auxiliares que se localizan adyacentes a la tela. Preferiblemente, cuando el recubrimiento se cura in situ sobre un material textil industrial, esto se realiza a temperaturas en el intervalo desde aproximadamente 32°C (90°F) hasta aproximadamente 120°C (248°F) . En una segunda modalidad de la invención, el recubrimiento se aplica al material textil después de que ha sido fabricado, pero antes del suministro al cliente para el cual está diseñado. El recubrimiento se cura por calor sobre el equipo de fabricación de material textil de manera que se une de manera segura a la tela, utilizando temperaturas las cuales están en un intervalo desde aproximadamente 52°C (125°F) hasta aproximadamente 204°C (400°F) , todas las temperaturas se miden ya sea inmediatamente adyacentes o sobre la superficie del material textil. Preferiblemente, el recubrimiento se cura por calor antes de la instalación del material textil en el ámbito para el cual está diseñado a temperaturas desde aproximadamente 66°C (150°F) hasta aproximadamente 177°C (350°F) ; de manera más preferible, el recubrimiento se cura por calor antes de la instalación a una temperatura desde aproximadamente 66°C (150°F) hasta aproximadamente 149°C (300°F) . Preferiblemente, la totalidad del área superficial de la tela se recubre con el recubrimiento resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas basado en agua y posteriormente se trata con calor a temperaturas desde aproximadamente 52°C (125°F) hasta aproximadamente 204°C (400°F) , dichas temperaturas se miden inmediatamente adyacentes a, o encima de la superficie del material textil. De manera alternativa, únicamente las porciones seleccionadas de la superficie textil son tratadas de esta manera y se curan por calor. Es bien sabido que muchos materiales textiles, que incluyen hilo PET (tereftalato de polietileno) comúnmente utilizado en la fabricación de telas de fabricación de papel, comienzan a perder su estabilidad dimensional a temperaturas elevadas superiores a aproximadamente a 93°C (200°F) . Si la totalidad de la tela se va a exponer a temperaturas mayores de aproximadamente 93°C (200°F) , por ejemplo como en un proceso de termof aguado en las instalaciones del fabricante, se recomienda que se aplique algún medio de control de estabilidad dimensional de manera que se mantenga ciertas propiedades dimensionales u otras propiedades físicas de la tela dentro de los intervalos deseados . Un medio de hacer esto es limitar la tela (es decir, aplicando tensión lateral o longitudinal) por medio de un tensor; no obstante, se puede utilizar otro medio adecuado sin apartarse del alcance de la presente invención. En cualquiera o en ambas de la primera o segunda modalidad de la invención, el tratamiento de superficie de nanopartículas preferiblemente incluye características hidrofóbicas y olefóbicas. No obstante se han obtenido resultados eficaces al recubrir la tela con un recubrimiento que tiene únicamente uno de una característica hidrofóbica u olefóbica. También es posible llevar a cabo etapas múltiples de recubrimiento y curado para formar un recubrimiento compuesto sobre la tela, por ejemplo con una primera capa de recubrimiento que tiene una característica hidrofóbica u olefóbica, y un segundo recubrimiento o recubrimiento subsecuente que tiene la otra de las características hidrofóbica u olefóbica, u otra característica deseada. Esto proporciona resistencia mejorada a la contaminación para las telas de fabricación de papel, de acuerdo con la invención.
En otro aspecto, la invención también se relaciona con telas de fabricación de papel que tienen resistencia mejorada a la contaminación producidas por los procedimientos de acuerdo con la invención. Dichas telas tienen un valor mejorado en gran medida de resistencia a la contaminación relativa en comparación con telas que aún no sido tratadas de acuerdo con la presente invención.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS La presente invención se explicará con mayor detalle en relación con los dibujos en los cuales se muestran las modalidades actualmente preferidas. La figura 1 es una vista lateral, en forma esquemática de una sección de secador de una máquina de fabricación de papel con un recubrimiento resistente a contaminantes hidrofóbico u olefóbico de tipo de nanopartículas basado en agua aplicado a la tela y curado sobre la máquina, de acuerdo con la presente invención. La figura 2 es una vista en perspectiva de una cabina de aspersión que se puede colocar adyacente a la tela secadora mientras se encuentra en la máquina de fabricación de papel con el fin de aplicar un recubrimiento resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas de acuerdo con la presente invención. La figura 3A es una vista en perspectiva de una cabina de aspersión que tiene un tamaño menor que la anchura de la tela secadora que se muestra en una primera posición para recubrir una primera porción de la tela. La figura 3B es una vista en perspectiva de una cabina de aspersión que tiene un tamaño menor que la anchura de la tela secadora que se muestra en una segunda posición para recubrir una porción remanente de la tela. Este procedimiento también se puede utilizar para tratar únicamente los bordes de la tela que se someten a contaminación o hidrólisis en los bordes y evitar la separación prematura de la tela para problemas diferentes al área de la lámina. La figura 4 es una vista en perspectiva de un calentador portátil que se muestra en posición para curado del recubrimiento aplicado a la tela. La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra una segunda modalidad del proceso de acuerdo con la invención para mejorar las propiedades de resistencia a la contaminación de una tela industrial utilizada para fabricación de papel por recubrimiento de la tela antes del termofraguado y curado del recubrimiento durante el termofraguado de la tela.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Se utiliza cierta terminología en la siguiente descripción por conveniencia únicamente y no se considera limitante. Las palabras tales como "frontal", "trasera", "superior" e "inferior" designan direcciones en los dibujos a los cuales se hace referencia. Esta terminología incluye las palabras indicadas específicamente en lo anterior, derivados de las mismas y palabras de significado similar. De manera adicional, los términos "un" y "uno" se definen de modo que incluyen uno o más de los artículos a los que hacen referencia, a menos que se indique específicamente. El término "tensor" , como se utilizan en la presente, se refiere a un dispositivo que estira un material textil a su anchura terminada y endereza el ondulado por la acción de dos cadenas sin fin divergentes, cada una equipada con una serie de pernos, broches o abrazaderas que sujetan los bordes de la tela y lo transportan sobre rodillos calientes o a través de una caja de aire caliente. Será evidente para aquellos expertos en la técnica que se pueden utilizar otros medios adecuados de manera que se obtenga el resultado final deseado sin apartarse del espíritu de la presente invención. Todas las temperaturas a las que se hace referencia en la presente en relación con termofraguado y curado de los materiales textiles industriales recubiertos de esta invención se miden en, o inmediatamente adyacentes a la superficie de un material textil, por algún medio adecuado . De acuerdo con una primera modalidad de la invención, el material textil industrial tal como la tela secadora de aire pasante ("TAD"), la tela formadora o la tela 10 secadora, primero se limpia en el lugar (es decir, en la sección o formadora o secadora de una máquina de fabricación de papel en su ubicación normal) , con la máquina 12 de fabricación de papel que mueve la tela 10 a una velocidad lenta o "movimiento de arrastre" mediante rociado, ya sea con agua u opcionalmente agua que incluye un tensioactivo o ajuste de pH, según se requiera. Esto ayuda asegurar que una gran cantidad de cualquier contaminante que se haya unido a la tela 10 durante el uso se separen de manera que se produzca unión satisfactoria de los materiales de nanopartículas a los hilos de la tela 10 en el tratamiento de tela subsecuente. El rociado 14 preferiblemente es una regadera de la máquina de papel existentes, pero se puede utilizar una cabina 16 de aspersión portátil tal como la mostrada en la figura 2 u otro sistema de limpieza externo adecuado. Una caja 22 de vacío u otro tratamiento de aire se puede localizar en cualquiera o en ambos del lado del papel (PS) y del lado de la máquina (MS) de la tela siguiendo esta regadera de limpieza de manera que elimine cualquier exceso de agua o fluidos limpiadores de la tela y secándola.
Después de que la tela 10 se limpia y se seca, se puede aplicar una solución/suspensión 20 líquida resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas hidrofóbica u olefóbica adecuada a por lo menos una superficie de la tela, preferiblemente por aplicación por recubrimiento con rodillos, aspersión o rociado en forma líquida o sobre por lo menos una superficie. Preferiblemente, esta solución/suspensión líquida resistente a contaminantes es un sistema de tres componentes basado en agua que consiste de: 1. un promotor de adhesión, 2. un material nanoparticulado constituido de un prepolímero orgánico, y 3. un polímero de fluorocarburo . Preferiblemente, el promotor de adhesión es un promotor de adhesión órganofuncional que tiene un grupo funcional el cual es uno de un grupo vinilo, metacrilato, epoxi, amino o mercapto. Preferiblemente, el material nanoparticulado está constituido de nanopartículas orgánicas tales como nanoceras que incluyen polietileno o polipropileno o prepolímeros de silanos condensados tales como metiltrietoxisilano, propiltrietoxisilano, oxtiltrimetoxisilano, octiltrietoxisilano o feniltrimetoxisilano y similares. Una ventaja proporcionada pro el uso de prepolímeros de silano es la posibilidad de reaccionar con el promotor de adhesión para construir una red de prepolímero orgánico. Preferiblemente, el polímero de fluorocarburo es un fluoroacrilato o copolímero de fluoroalquilo-poliuretano. Pueden ser adecuados otros polímeros de fluorocarburo similares. Estos tres materiales se combinan en una relación desde aproximadamente 10-25% en peso de promotor de adhesión, 10-25% en peso de material nanoparticulado y desde aproximadamente 30-70% en peso de polímero de fluorocarburo para proporcionar el sistema deseado de tres componentes . El recubrimiento se puede aplicar por medio del dispersor 14 existente el cual puede estar localizado de antemano en la máquina de fabricación de papel, como se muestra en la figura 1. De manera alternativa, el recubrimiento 20 se puede aplicar al colocar apropiadamente una cabina 16 de aspersión separable u otro medio adecuado a través del cual se aplica el recubrimiento a la tela. La cabina 16 de aspersión preferiblemente incluye una pluralidad de boquillas 18 de aspersión y es soportada sobre las patas 19 o se puede fijar o colocar de alguna otra manera adyacente a la tela en la máquina 12 de fabricación de papel. La tela 10 se recubre en el lugar (por ejemplo en el lugar en la sección de secadora TAD) utilizando el dispositivo de recubrimiento seleccionado y sin retirar la tela 10 de la máquina. Cualquier material 20 de recubrimiento en exceso se retira por la caja 22 de ranura de vacío corriente abajo del dispositivo de aplicación y se recicla en el sistema de recubrimiento. Las condiciones de aspersión y los tiempos de tratamiento se calculan para proporcionar una cobertura eficaz de la tela 10 de la máquina de papel y para asegurar una unión exitosa de las nanopartículas a los hilos de la tela 10. La velocidad de la tela 10 y la temperatura de tratamiento se calculan para proporcionar la mejor integridad de recubrimiento posible. Las temperaturas típicas de recubrimiento para una tela no restringida por un tensor en la dirección transversal a la máquina son desde aproximadamente 32 °C (90°F) hasta aproximadamente 120°C (248°F) . Las aplicaciones típicas se calculan para uso a aproximadamente 23 g de material activo por metro cuadrado de superficie de tela. El material se puede aplicar en un intervalo de 0.5 a 30% de nanosólidos activos en dilución en agua. Las concentraciones de sólidos activos preferidas en uso han sido de 2.5 a 10% de sólidos. La cantidad en exceso preferiblemente se retira con una ranura de vacío corriente abajo del área en donde se lleva a cabo la aplicación.
Las telas las cuales son muy gruesas pueden requerir tasas de recubrimientos mayores por unidad de área para cubrir completamente el volumen interior de la tela. Son típicas velocidades de tela de 2.5 a 4 metros por minuto (8-12 pies por minuto) pero deben ajustarse para el tiempo de permanencia en la zona de calentamiento para evitar el calentamiento excesivo por encima del punto de estabilidad dimensional del material de hilo (excepto en el caso de termofraguado final en la fabricación de la tela en donde un tensor controla las dimensiones de la tela. El recubrimiento 20 después se cura, preferiblemente al pasar a través de los rodillos 24 de secado calentados de la sección de secador de la máquina 12 de fabricación de papel de manera que se asegure una buena unión con los hilos constitutivos de la tela 10. Opcionalmente, el recubrimiento 20 se puede curar por calor utilizando un banco 26 de calentador infrarrojo portátil o similar, pero preferiblemente se cura por medio de calor derivado del sistema calentador de la máquina, especialmente en un TAD, o con una sección secadora de aire pasante. Se considera que la sección TAD de una máquina de papel tisú puede ser especialmente adecuada para la aplicación y curado de este recubrimiento dado que existe calor suficiente de por lo menos 49°C (120°F) para provocar que el recubrimiento 20 cure y de este modo unir de manera segura la misma a los hilos. Además, muchos de los elementos necesarios para la aplicación exitosa (por ejemplo aspersor, ranuras de vacío y rodillos, calor) ya están presentes en la sección de secado o se pueden adaptar fácilmente a este tipo de máquina. En cualquier caso, la temperatura del ambiente en el cual se localiza la tela debe ser suficiente de manera que el recubrimiento se cure in situ. Preferiblemente, la temperatura del ambiente de elaboración de papel en el cual se localiza la tela está en el intervalo desde aproximadamente 32°C (90°F) hasta aproximadamente 120°C (248°F) . De manera más preferible, la temperatura está en el intervalo desde aproximadamente 49°C (120°F) hasta aproximadamente 93°C (200°F) . De manera más preferible, la temperatura está en el intervalo desde aproximadamente 60°C (140°F) hasta aproximadamente 82°C (180°F) . Es posible curar el recubrimiento por cualquiera de una diversidad de medio de tratamiento por calor, por ejemplo mediante el uso de un banco temporal de calentadores 26 infrarrojos, como se muestran en la figura 4. Este sistema de equipo de recubrimiento se puede diseñar como una unidad portátil que está autocontenida y que puede ser adquirida y utilizada dentro de un molino de papel o se puede rentar para un proceso de regeneración. Adicionalmente, como se muestra en las figuras 3A y 3B, el equipo no necesita tener la anchura completa de la máquina 12 y se puede mover a través de la anchura de la tela 10 entre pasadas para facilitar el proceso de recubrimiento. Por ejemplo, una primera mitad de la tela 10 se puede recubrir con la cabina 16 de aspersión en una primera posición. La segunda mitad de la tela 10 después se puede recubrir con la cabina 16 de aspersión en una segunda posición, como se muestra en la figura 3B. Se pueden utilizar tres o más pasadas, dependiendo del tamaño de la cabina 16 de aspersión y la anchura de la tela 10. La experiencia ha demostrado que las aplicaciones repetidas (es decir, la aplicación de una capa dispersada sobre una existente) no se adhieren entre sí de manera que las aplicaciones superpuestas pueden no ser un problema dado que pueden ser eliminadas al vacío o retiradas de alguna otra manera por el vacío corriente abajo. Esta propiedad del recubrimiento elimina el fenómeno de "generación de zonas no tratadas" , por lo que una película delgada de recubrimiento se puede formar y permanecer sobre una abertura de maya bloqueando eficazmente la malla en uno o más lugares . De manera alternativa, el aparato se puede diseñar o utilizar para solo recubrir los bordes de la tela para evitar las causas típicas de falla prematura de la tela en esta área, tal como contaminación por "sustancias adherentes" y material extraño similar en la red de papel y degradación hidrolítica de los hilos constitutivos de los bordes de la tela. Hemos encontrado que, sorprendentemente, los bordes laterales de las telas TAD las cuales se han recubierto con la solución/suspensión líquida resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas hidrofóbica u olefóbica y curado subsecuentemente han permanecido relativamente flexibles y no muestran signos típicos de degradación hidrolítica cuando se comparan con telas similares pero no tratadas. El recubrimiento 20 con el tratamiento de superficie de nanopartículas preferiblemente incluye características hidrofóbicas y olefóbicas. También es posible realizar recubrimiento múltiple y etapas de curado para formar un recubrimiento compuesto sobre la tela 10, por ejemplo con una primera capa de recubrimiento que tiene una de una característica hidrofóbica u oleofóbica y un segundo recubrimiento o recubrimiento subsecuente que tiene la otra característica, hidrofóbica u olefóbica u otra característica deseada. Esto proporciona una resistencia mejorada a la contaminación para las telas de fabricación de papel, de acuerdo con la invención. Una vez que la tela ha sido recubierta exitosamente y el recubrimiento se ha curado de manera que se ha unido razonablemente bien a la superficie de la tela y los hilos, el equipo de recubrimiento se retira de la máquina y se reasume la producción de papel . De acuerdo con una segunda modalidad de la invención, la tela se trata durante la fabricación de manera que la vuelve resistente a la contaminación al aplicar un recubrimiento resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas basado en agua hidrofóbico u olefóbico, y después se cura de manera que el material particulado se adhiere a las superficies expuestas de los componentes de tela. Como se muestra en la figura 5, cuadro 100, la tela primero se limpia utilizando agua y opcionalmente detergente o tensioactivo para eliminar cualquier aceite o impureza que se haya depositado sobre su superficie durante la fabricación. Antes de que la tela sea termofraguada de manera que se estabilice, la tela limpia se recubre, como se indica en el cuadro 102, al rociar, sumergirla o recubrirla con remojado u otro medio tal como los bien conocidos en la técnica y el cual se puede utilizar para proporcionar una aplicación controlada cuidadosa de una solución/suspensión líquida resistente a contaminantes de tipo de nanopartículas basado en agua hidrofóbico u olefóbico a uno o ambos lados planos de la tela. Preferiblemente, ambos lados del material textil se tratan de esta manera. Alternativamente, una de las porciones seleccionadas de la tela, tal como los bordes laterales también se tratan de esta manera. Los materiales de tratamiento preferidos actualmente comprenden un sistema de tres componentes basado en agua, que consiste de: 1. un promotor de adhesión, el cual preferiblemente es un promotor de adhesión órganofuncional que tiene un grupo funcional el cual es uno de los grupos vinilo, metacrilato, epoxi, amino o mercapto; 2. un material de nanopartícula constituido de un prepolímero orgánico el cual preferiblemente está constituido de nanopartículas orgánicas tales como nanoceras que incluyen polietileno o polipropileno, o prepolímeros de silanos condensados tales como metiltrietoxisilano, propiltrietoxisilano, octiltrimetoxisilano, octiltrietoxisilano o feniltrimetoxisilano y similares, con una ventaja que se proporciona por el uso de prepolímeros de silano que tiene la posibilidad de reaccionar con el promotor de adhesión para construir una red de prepolímero orgánico; y 3. un polímero de fluorocarburo, el cual preferiblemente es un fluoro acrilato o un copolíme5ro de fluoroalquilo-poliuretano, aunque pueden ser adecuados otros polímeros de fluorocarburo similares. Estos tres materiales se combinan en una relación desde aproximadamente 10-25% en peso de promotor de adhesión, 10-25% en peso de material nanoparticulado y aproximadamente 30-70% en peso de polímero de fluorocarburo para proporcionar el sistema de tres componentes que se desea. También se pueden utilizar otros recubrimientos. Después de esta aplicación de recubrimiento, la tela después se somete a termofraguado de la manera normal adecuada para el material textil. Durante el proceso de termofraguado, la tela se expondrá a temperaturas en el intervalo desde por lo menos aproximadamente 52°C (125°F) hasta aproximadamente 204°C (400°F) . Preferiblemente, la tela se calentará a una temperatura desde aproximadamente 66°C (150°F) hasta aproximadamente 177°C (350°F) ; de manera más preferible, esta temperatura será desde aproximadamente 66°C (150°F) hasta aproximadamente 149°C (300°F) , lo cual es suficiente para asegurar el curado y unión del tratamiento de superficie a los componentes de la tela que comprenden por lo menos una primera superficie del material textil. Esto requiere que la tela sea tensada o estabilizada de alguna otra manera pro medios adecuados de manera que se mantenga la estabilidad dimensional de la tela, como se muestra en el cuadro 104. Las temperaturas necesarias para termofraguado se pueden utilizar simultáneamente para curado del recubrimiento, como se indica en el cuadro 106. Actualmente se prefiere que el recubrimiento de nanopartículas tenga características hidrofóbicas y olefóbicas. No obstante, también es posible realizar etapas múltiples de recubrimiento y curado, como se ha indicado en lo anterior, para formar un recubrimiento compuesto de la tela, por ejemplo con una primera capa de recubrimiento que tiene una de una característica hidrofóbica u olefóbica y un segundo recubrimiento o recubrimiento subsecuente que tenga otra de las características hidrofóbica u olefóbica, u otra característica deseada. Esto proporciona una resistencia mejorada a la contaminación de los materiales textiles de fabricación de papel de acuerdo con la invención. En cualquier caso, la tela se debe proporcionar con una capa de recubrimiento que tenga una característica, hidrofóbica u olefóbica de manera que proporcione propiedades eficaces de resistencia a la contaminación a la superficie de la tela. La tela después se procesa como es habitual de manera que forma una costura si es necesario, sella sus bordes longitudinales, y etc. Si una o ambas superficies de la tela deben lijarse o procesarse físicamente de alguna otra manera de manera que se vuelvan monoplanas, entonces esto se realiza antes de cualquier aplicación del recubrimiento de nanopartícula. Como se ha mencionado previamente, las telas de acuerdo con esta invención se pueden recubrir siguiendo su instalación en la máquina de elaboración de papel para la cual están diseñadas o se pueden recubrir siguiendo su fabricación. Es posible recubrir la tela en cualquier caso por medio de varios pasos de sistemas anticontaminantes de nanopartículas diferentes de manera que se obtenga un material compuesto con efectividad y durabilidad aumentados . Después de la instalación en la máquina 12 de fabricación de papel, la tela 10 se puede aplicar como recubrimiento de acuerdo con el método de la primera modalidad de la invención, como se indica en lo anterior. Esto puede realizarse en la máquina 12 de fabricación de papel sin necesidad de retirar la tela 10, y por lo tanto se reduce el tiempo inactivo y los costos. La resistencia a la contaminación relativa (RCR) es un indicador de la capacidad de una tela para resistir contaminación. RCR se mide al comparar una tela control con una tela de prueba. En la prueba se corta una muestra de una pieza de tela más grande y se lava para eliminar cualquier polvo o grasa. También se prepara una muestra control de un tamaño similar. Una longitud adecuada de una cinta de alfombra adhesiva de tamaño doble después se prensa en caliente a una temperatura de 85°C (185°F) y una presión de 4448 N (1,000 libras) durante 1 minuto de duración a través de la dimensión estrecha de cada una de las superficies de tela de prueba y control. La cinta después se desprende en un ángulo de 180° de la superficie secada una de las muestras de prueba y de control utilizando una máquina de determinación de tensión tipo CRE a una velocidad de tensión constante. La fuerza de desprendimiento requerida para eliminar la cinta de prueba después se compara con la fuerza de desprendimiento que se necesita para remover la cinta de la muestra control y de esto se expresa como la relación (RCR) . Números de RCR menores de 1.0 indican menos resistencia a la contaminación que el estándar control mientras que los números RCR mayores de 1.0 indican una mejor resistencia a la contaminación . En experimentos en laboratorio y en ensayos en máquinas de fabricación de papel, hemos encontrado que las telas preparadas de acuerdo con las enseñanzas de esta invención adquieren valores RCR desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 14 en comparación con sus contrapartes no tratadas. Esta diferencia en los valores de RCR se produce sin importar si el recubrimiento se ha aplicado a la tela sobre la máquina de fabricación de papel de acuerdo con la primera modalidad de la invención o si se ha aplicado en el momento en que la tela fue sometida a termofraguado de acuerdo con la segunda modalidad. Encontramos que los recubrimientos aplicados de acuerdo con la enseñanzas de la segunda modalidad muestran una mayor durabilidad que los recubrimientos aplicados en la máquina de fabricación de papel, de acuerdo con la primera modalidad. Las telas las cuales han sido tratadas de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención tienden a liberar contaminantes acuosos y oleosos más fácilmente en comparación con telas no tratadas comparables. Hemos encontrado que esta susceptibilidad mejorada de la tela recubierta a "deshacerse" del agua más fácilmente en comparación con una tela no tratada comparable puede reducir la cantidad de energía necesaria para aceptar cantidades equivalentes de papel hasta en un 10% o más. Además, las telas recubiertas o que se han recubierto nuevamente de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención tienden a funcionar de manera más limpia y por períodos de tiempo más prolongados cuando se comparan con telas no recubiertas similares. Un beneficio observado adicional es que las telas las cuales se han recubierto con este material tienen una carga de arrastre reducida en operación, con cargas de arrastre que se han reducido hasta en un 20% cuando se comparan con telas no recubiertas similares. La carga de arrastre se refiere a la carga impuesta en los mecanismos impulsores de la máquina de papel (y por lo tanto la cantidad de potencia que se necesita para impulsar el papel a la velocidad deseada) por la tela, debido a las fuerzas de deshidratación impuestas por las cajas de succión y las láminas. Las cargas de arrastre reducidas significan un consumo de energía reducido lo cual es muy benéfico para costos de operación de molino. Además, hemos encontrado que las telas TAD cuyo bordes laterales se han tratado de esta manera parecen resistir mejor la degradación hidrolítica en estos bordes laterales tratados cuando se comparan con telas similares pero no tratadas. Aunque se han descrito con detalle las modalidades preferidas de la invención, la invención no se limita a las modalidades específicas descritas en lo anterior, las cuales deben considerarse como simplemente ejemplares. Se pueden desarrollar modificaciones y extensiones adicionales de la presente invención y la totalidad de dichas modificaciones se considera que están dentro del alcance de la presente invención, como se definen por las reivindicaciones anexas.

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Método para recubrir una tela industrial para uso en un procedimiento de fabricación de papel, que comprende: limpiar una superficie de la tela industrial in situ en una máquina de fabricación de papel; aplicar un recubrimiento que tiene un tratamiento de superficie de nanopartículas a por lo menos una porción de una superficie de la tela desde por lo menos un lugar a lo largo de una trayectoria de la tela conforme se desplaza sobre la máquina de fabricación de papel; y curar el recubrimiento para unir materiales de nanopartículas desde el tratamiento de superficie de nanopartículas sobre por lo menos la porción de una superficie de la tela.
2. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde la etapa de curado comprende además calentar la tela a por lo menos 32°C (90°F) .
3. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde la etapa de curado comprende además utilizar rodillos calentados que se localizan en la máquina de fabricación de papel.
4. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde la etapa de curado comprende además calentar la tela utilizando un calentador portátil que se localiza adyacente a la tela.
5. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde el tratamiento de superficie de nanopartículas incluye ya sea: una característica hidrofóbica, una característica oleofóbica o ambas características, hidrofóbica y olefóbica.
6. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde el tratamiento de superficie de nanopartículas es un primer tratamiento de superficie e incluye uno de una característica hidrofóbica u olefóbica, el método comprende además: aplicar un segundo recubrimiento con un segundo tratamiento de superficie de nanopartículas el cual tiene la otra de una característica hidrofóbica u olefóbica en por lo menos una porción de una superficie de la tela desde por lo menos un lugar a lo largo de una trayectoria de la tela conforme se desplaza sobre la máquina de fabricación de papel; y curar el recubrimiento para unir los materiales en nanopartícula desde el segundo tratamiento de superficie de nanopartículas sobre por lo menos la porción de una superficie de la tela.
7. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde la tela se recubre después de la fabricación y después del uso en una máquina de fabricación de papel, la tela se recubre como se describe en la reivindicación 1.
8. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde el tratamiento de superficie de nanopartículas se aplica utilizando por lo menos una regadera .
9. Método como se describe en la reivindicación 8, en donde la regadera es una parte existente de la máquina de fabricación de papel.
10. Método como se describe en la reivindicación 8, en donde la regadera es una cabina de regadera portátil .
11. Método como se describe en la reivindicación 10, en donde la cabina de regadera tiene un tamaño menor que la anchura de la tela y el método comprende además recubrir la primera porción de la tela con la cabina de regadera en una primera posición y mover la cabina de regadera a por lo menos una segunda posición para recubrir por lo menos una segunda porción de la tela.
12. Método como se describe en la reivindicación 1, en donde el recubrimiento se localiza únicamente en los bordes de la tela.
13. Una tela de fabricación de papel recubierta con nanopartículas, como se describe en el método de la reivindicación 1.
14. Método para mejorar las propiedades de resistencia a la contaminación de una tela industrial para uso en un procedimiento de fabricación de papel, que comprende: limpiar una superficie de la tela después de ondulado; aplicar un tratamiento de superficie de nanopartículas a por lo menos una porción de la superficie de la tela; aplicar control de estabilidad dimensional a la tela; simultáneamente tratar con calor la tela y curar el tratamiento de superficie de nanopartículas sobre por lo menos una porción de una superficie de la tela.
15. Método como se describe en la reivindicación 14, en donde la etapa de curado comprende además calentar la tela a por lo menos 52°C (125°F) .
16. Método como se describe en la reivindicación 14, que comprende además recubrir nuevamente la tela in situ después del uso de la máquina de fabricación de papel mediante: limpieza de la superficie de la tela in situ sobre una máquina de fabricación de papel; aplicar un recubrimiento nuevo que tenga un tratamiento de superficie de nanopartículas en por lo menos una porción de una superficie de la tela desde por lo menos un lugar a lo largo de una trayectoria de la tela conforme se desplaza sobre la máquina de fabricación de papel; y curar el recubrimiento nuevo para unir los materiales de nanopartículas desde el tratamiento de superficie de nanopartículas sobre por lo menos la porción de una superficie de la tela.
17. Método como se describe en la reivindicación 14, en donde el tratamiento de superficie de nanopartículas incluye ya sea: una característica hidrofóbica, una característica olefóbica o ambas características, hidrofóbica y olefóbica.
18. Método como se describe en la reivindicación 14, en donde el tratamiento de superficie de nanopartículas es un primer tratamiento de superficie e incluye una característica hidrofóbica u olefóbica, el método comprende además: aplicar un segundo recubrimiento con un segundo tratamiento de superficie de nanopartículas el cual tiene la otra característica, hidrofóbica u olefóbica a por lo menos una porción de una superficie de la tela; y curar el recubrimiento para unir materiales de nanopartículas desde el segundo tratamiento de superficie de nanopartículas sobre por lo menos una porción de la superficie de la tela.
19. Tela de fabricación de papel recubierta con nanopartículas formada como se describe en el método de la reivindicación 12.
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