TEJIDO ADHESIVO IGNIFUGANTE
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un tejido adhesivo ignifugante y un método de elaboración, y más particularmente a un papel de seda ignifugante que se ha tratado con una dispersión de ignifugante y adhesivo para proporcionar un tejido con los sólidos ignifugantes gastados dentro del papel de seda y puntos de adhesivo en la superficie. El tejido de papel se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones industriales. Una de tales aplicaciones es como una porción de un laminado utilizado en automóviles para mejorar el aislamiento de sonido. Además de sus propiedades de aislamiento de sonido, es altamente deseable que el papel de seda se trate con una combustión lenta de manera que el producto final será de combustión lenta y aún tendrá buenas propiedades acústicas cuando se encuentre en forma compuesta. El tejido de papel típicamente utilizado en aplicaciones automotrices es de un grado que tiene un peso de entre aproximadamente 17 a 21 g/m2 (0.5 a 0.6 oz/yd2). Este es un material difícil de trabajar debido a la resistencia a la tracción extremadamente baja del material. Ya que muchos sólidos de combustión lenta se proporcionan en soluciones acuosas, una vez que el papel de seda frágil se moje, tenderá a romperse cuando se transporta a través del proceso de fabricación. Además, es deseable no tener que aplicar la combustión lenta y el adhesivo en operaciones separadas debido a la naturaleza frágil de los materiales. Se encuentran disponibles diversas opciones de procesamiento. Esto incluye revestimiento por termoimpregnación para aplicar el adhesivo son causar que el papel se vuelva frágil o degradar la celulosa en el papel. En vista de la dificultad en manejar un material de resistencia a la tracción baja tal como tejido de papel, es altamente deseable proporcionar un papel de seda adhesivo de combustión lenta que puede fabricarse sin degradar el papel y que superará las dificultades de procesamiento en la técnica anterior. Tal tejido adhesivo de combustión lenta encuentra utilidad particular en aplicación automotriz en donde tales papeles se utilizan en varios laminados interiores del vehículo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Generalmente hablando, de acuerdo con la invención, se proporciona un papel de seda adhesivo de combustión lenta para fabricar estructuras moldeables y métodos de fabricación del papel de seda. El papel de seda adhesivo de combustión lenta se prepara al aplicar una dispersión de pasta acuosa incluyendo una combustión lenta y adhesivo termoplástico disperso en la misma a la superficie del papel utilizado una pantalla de impresión. Este revestimiento agrega 25 a 50% de sólidos secos en la superficie en base al peso del papel. La cantidad de revestimiento de pasta aplicada al papel se controla por la velocidad de bombeo de la dispersión del cabezal de estampación con estarcido y la velocidad de transporte de la pasta de papel del cabezal impresor. Cuando una dispersión de pasta acuosa se estampa por estarcido sobre el papel de seda y se seca, los sólidos de combustión lenta en la dispersión de pasta humectan el papel, dejando puntos de adhesivo en la superficie del papel. Esto causa que los sólidos de combustión lenta se impregnen en el material celulósico e impartan propiedades de combustión lenta al papel revestido de adhesivo. Después de la aplicación de la dispersión, el papel pasa a través de un horno de aire forzado a velocidad controlada para secar el agua. Después del secado, los sólidos de combustión lenta y adhesivos de polímero permanecen detrás del papel. Después de que se remueve toda el agua, la temperatura del horno se incrementa para activar el adhesivo de polímero causando que fluya y se adhiera al papel. A medida que el papel revestido deja el horno, se carga en rollos y está listo para su envío. De acuerdo con lo anterior, es un objeto de la invención proporcionar un papel de seda que ha agregado propiedades de combustión lenta y puntos de adhesivo termopiástico en su superficie. Otro objeto de la invención es proporcionar un papel de seda adhesivo de combustión lenta mejorado que incluye puntos de adhesivo termopiástico en la superficie y sólidos de combustión lenta dispersos en el material de celulosa. Un objeto adicional de la invención es proporcionar un proceso para preparar un papel de seda adhesivo de combustión lenta que tiene un peso de aproximadamente 15.5 a 22.0 g/m2 (0.45 a 0.65 oz/yd2). Todavía otro objeto de la invención es proporcionar un papel de seda adhesivo de combustión lenta mejorado en donde los sólidos de combustión lenta se dispersan dentro del material celulósico del papel de seda. Todavía otro objeto de la invención es proporcionar un tejido adhesivo de combustión lenta en donde los sólidos de combustión lenta se dispersan dentro del tejido y los puntos de adhesivo en la superficie son de poliéster. Todavía otro objeto adicional de la invención es proporcionar un método para preparar un tejido adhesivo de combustión lenta sin dañar el papel de seda. Todavía otro objeto y ventajas de la invención serán en parte obvias y serán en parte aparentes a partir de la especificación. La invención, de acuerdo con lo anterior, comprende un articulo que posee las características, propiedades y relación de constituyentes, y diversas etapas de una o más de tales etapas con respecto una de otras, como se ejemplifica en la descripción detallada abajo establecida, y el alcance de la invención se indicará en las reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento adicional de la invención, las referencias en la siguiente descripción se han tomado en conexión con los dibujos acompañantes en los cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva de una longitud de papel de seda adhesivo ignifugante construido e instalado de acuerdo con la invención. La Figura 2 es una vista esquemática que ilustra las etapas del proceso y equipo utilizado de acuerdo con la invención para fabricar el tejido adhesivo de combustión lenta de la Figura 1 ; y La Figura 3 es una vista ampliada de la cuchilla rascadera giratoria para el cabezal de revestimiento por estampación con estarcido en el aparato de la Figura 2.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Un papel de seda adhesivo de combustión lenta 11 construido e instalado de acuerdo con la invención, se muestra en perspectiva en la Figura 1. El papel de seda 1 1 se forma de un papel de seda inicial, base 12 de fibras 13, tal como fibra de celulosa utilizada en papeles de seda convencionales. El papel de seda 1 1 incluye una pluralidad de puntos de adhesivo instalados en un revestimiento discontinuo, ya sea en un patrón aleatorio o geométrico. Los puntos pueden ser de forma regular, tales como puntos 14. Las partículas de combustión lenta 16 se dispersan dentro del papel de seda 12 entre las fibras de celulosa 13. El peso sin revestir del papel de seda 412 antes de pasar a través del proceso de acuerdo con la invención, es de entre aproximadamente 14.6 a 22.0 g/m2 (0.43 a 0.65 oz/yd2). Tal papel se encuentra disponible de una amplia variedad de fabricantes de papel y se conoce como un papel pound 1 1 en la industria de papel de E.U. Esta designación se utiliza en lugar de reportar el peso en g/m2 u oz/yd2. Esto significa que el papel de seda pesa 5 kilogramos por 273 metros cuadrados (1 1 libras por 3,000 pies cuadrados). La resistencia a la tracción del papel de seda seco 12 en la dirección de la máquina es entre aproximadamente 500 a 1 ,200 g/pul. La resistencia a la tracción en la dirección transversal es de entre aproximadamente 200 a 550 g/pul. Preferentemente, la resistencia a la tracción húmeda en la dirección de la máquina es de entre aproximadamente 350 a 450 g/pul. Una resistencia a la húmeda inferior a 250 g/pul no es deseable, pero una resistencia a la tracción en dirección de la máquina, húmeda, más elevada es aceptable. El papel de seda 11 es ligero y se estira considerablemente. El estiramiento de un tejido seco en la dirección de la máquina en descanso es aproximadamente 17.5 a 25%. La porosidad es de 38.1 cm2/s/cuad (75ft3/min/ft2) y se encuentra en el rango de entre aproximadamente 30.5 a 45.7 cm3/s/cuad (60 a 90ft3/min/ft2). Tal papel es adecuado para el uso automotriz interno debido a su resistencia a la húmeda en la dirección de la máquina y a las propiedades de porosidad. Generalmente, el papel de seda 1 1 debe estar libre de alfilerazos y otros defectos que pueden ser dañinos para las propiedades acústicas del producto final. Una vez que el papel de seda 12 está listo para el tratamiento, se trata utilizando un aparato de estampación con estarcido 21 como se ilustra en la Figura 2. Aquí, el papel 1 1 se reviste con una pasta utilizando una pantalla R 17. Esta suministra aproximadamente 52 puntos/cm2, en una instalación aleatoria o geométrica, por lo tanto la designación pantalla "R" se refiere a una pantalla que aplica un patrón aleatorio. Tal pantalla también se refiere a una pantalla de malla 17 aleatoria. Cuando se reviste el papel de seda 17, la cantidad de material agregado durante la operación de revestimiento dependen de la velocidad de transporte del papel de seda 12 y la velocidad de bombeo de la dispersión de pasta. Se ha encontrado que es deseable aplicar entre aproximadamente 150% a 250% en peso de pasta húmeda recogida o aproximadamente 8.5 a 59.3 g/m2 (0.25 a 1.75 oz/yd2) de pasta húmeda cuando se deja la región de cabezal que revista la pasta de la línea. Esta cantidad de revestimiento deja entre aproximadamente 0.15 a 0.75 oz/yd2 de sólidos secos en el papel. Dependiendo de la concentración de sólidos en la dispersión, los agentes de combustión lenta agregados al papel serán de entre aproximadamente 5.1 a 8.5 g/m2 (0.05 a 0.25 oz/yd2). Estos son de aproximadamente 15 a 25% de sólidos de combustión lenta en papel terminado 12. Los sólidos restantes de entre aproximadamente 1.7 y 8.5 g/m2 (0.15 y 0.25 oz/yd2) son los puntos de adhesivos poliméricos en la superficie. Como se observa arriba la cantidad de revestimiento de pasta aplicado al papel de seda 1 1 se controla por la velocidad de la bomba que bombea la dispersión de pasta al cabezal de estampación con estarcido. La velocidad de la bomba se controla subjetivamente al medir el peso total del nivel de papel revestido que permite el ajuste de la pasta de nivel al cabezal de estampación con estarcido. Cuando una dispersión de pasta se aplica a la superficie del papel de seda 1 1 , los sólidos de combustión lenta 16 en la dispersión de pasta humectan el papel dejando puntos de adhesivo 14 en la superficie del papel de seda 1 1 . Debido a que los sólidos de combustión lenta 16 se impregnan en el papel de seda 11 entre las fibras de celulosa, los sólidos de combustión lenta 16 imparten propiedades de combustión lenta al papel revestido, adhesivo, terminado 1 1. Después de la aplicación de la dispersión de pasta, el papel de seda 12 pasa a través de hornos a una cantidad de velocidad controlada. La velocidad del papel de seda 12 se controla para que sea entre aproximadamente 16 a 42 m/min (18 a 45 yds/min). Aquí, el agua en la dispersión de pasta se elimina al soplar aire caliente forzado a través del horno. Los sólidos de combustión lenta 16 y los puntos de adhesivo 13 permanecen detrás del substrato de papel. Los sólidos de combustión lenta 16 se atrapan dentro de las fibras de celulosa 14 formando la estructura del papel de seda 12, mientras que los puntos de polvo de adhesivo 13 permanecen en la parte superior de la superficie del papel de seda 12. Después de que toda el agua se ha secado, la temperatura del horno se incrementa a al menos una temperatura que activa el polvo de adhesivo de polímero. En el caso de un adhesivo de polvo de poliéster, esta temperatura es de entre aproximadamente 135° a 177°C (275° a 350eF). El polímero fluye entonces y se adhiere a la superficie del papel de seda 12. Si el agua se seca solamente y los puntos de adhesivo no se activan, el polvo de adhesivo no se pegará al papel de seda 12 y se removerla fácilmente. Después de revestir y secar, el papel de seda revestido 1 1 deja la estación del horno y se empaca de acuerdo con lo anterior a las especificaciones del cliente, tales como rollos listos para su envío. Refiriéndose específicamente a la Figura 2, el aparato giratorio de pasta de pantalla 21 utilizado para fabricar papel de seda revestido 1 1 se muestra en esquema. Aquí, un rollo de papel de seda sin revestir 22 montado en un rodillo de tejido sin revestir 23 se coloca en el lado de entrada de la unidad de revestimiento de pasta de pantalla 21 . El papel de seda 22 se alimenta a través de una serie de rollos de manejo 24 y se dirige después a una instalación de cabezal impresor de pasta 26. La instalación de cabezal impresor de pasta 26 incluye un cabezal impresor 27 mostrado en más detalle en la Figura 3. La instalación de cabezal impresor de pasta 26 también incluye un panel de control 28 para regular la cantidad de dispersión de pasta almacenada en un recipiente 29 para bombearse a la instalación de cabezal impresor de pasta 27. Después de pasara a través del cabezal impresor de pasta 26, el papel de seda 22 se alimenta sobre un rodillo alimentador de horno 31 y entra al horno 32, en el cual se circula aire caliente a través del mismo. El agua en la dispersión de pasta ignifugante se elimina en el horno 32. Después de que el agua se ha removido del papel de seda 22 en el horno 32, la temperatura en el horno 32 se incrementa a entre aproximadamente 135° a 177°C (275° a 350°F) para activar el adhesivo termoplástico de poliéster. La temperatura específica seleccionada depende de la velocidad en línea. Esto causa que la resina fluya y se adhiera a la superficie del papel de seda 22. El papel de seda 22 se pasa entonces sobre una serie de rodillos de enfriamiento 33 después de lo cual se alimenta sobre un rollo recogedor 34 también montado en un rodillo 36. En la Figura 3, los detalles del cabezal de estampación con estarcido 27 en la instalación de cabezal de punto de pasta 26 se muestran en más detalle. El papel de seda 22 se muestra alimentándose entre un par de rodillos de alimentación de impresión 37 y 38. En este momento, el papel de seda 22 pasa por debajo de una pantalla de impresión 39 que tiene una pluralidad de agujeros de estampación con estarcido 41. La cantidad de dispersión de pasta de combustión lenta se alimenta por un raspador 43 y forza a través de los agujeros 41 por una cuchilla rascadora giratoria 44 montada en el raspador 43 a medida que un papel de seda 22 se transporta más allá de la pantalla 39. Una pluralidad de puntos de dispersión de pasta ignifugante 46 permanecen en la superficie superior del papel de seda 22. Después de salir de la instalación dé cabezal de impresión de pasta 26, el papel de seda 22 pasa sobre un rodillo alimentador de horno 31 y se alimenta en un horno de aire forzado 32. Aquí, la temperatura del horno 32 se controla para secar el papel de seda 22 con los puntos de dispersión de pasta de combustión lenta 46 en la superficie. Después de secar, el papel de seda 22 se calienta para activar el adhesivo de poliéster y el papel de seda 22 sale entonces del horno 32 y pasa sobre una serie de rodillos de enfriamiento 33 en donde el papel de seda 22 se enfría. En este punto, el proceso de revestimiento se completa y el tejido revestido 22 se enrolla entonces en ios rodillos recogedores 32 montados en un rodillo 36 a la salida de la unidad de revestimiento de pasta de pantalla 21 . A medida que el papel de seda 22 pasa a través del horno 22, la velocidad se controla entre aproximadamente 16 a 42 m/min (18 a 45 yds/min). Después de que toda el agua se remueve, la temperatura del horno 32 se incrementa a aproximadamente 135° a 154°C (275° a 310"F). Esto activa los adhesivos de polímero que después fluyen y se adhieren a la superficie de papel de seda 11. Se ha encontrado que sí el agua se remueve meramente del papel de seda 22 y los puntos de adhesivo 46 no se activan, el polímero no se pegaría a la superficie del papel de seda 22 y se removería fácilmente. El agente de combustión lenta utilizado de acuerdo con la invención es un material soluble en agua inorgánico. Generalmente se suministra en concentraciones de aproximadamente 50% de sólidos. Esto significa que cuando 100 partes en peso se agregan a la mezcla, realmente 50 partes de los sólidos de combustión lenta se agregan. Un material de combustión lenta preferido se suministra por Spartan Fíame Retardant, Inc. de Cristal Lake, IL. El agente de combustión lenta de sal de amoníaco Spartan X-12 también sería adecuado. Adicionalmente, los agentes de combustión lenta también se encuentran disponibles de Albright & Wilson, Richmond, VA, conocidos como Amgard® FSD o Amgard® CL. Estos son agentes de combustión lenta de fosfató de amoníaco a base de agua hechos por material celulósico. El adhesivo termoplástico es un polvo fino que tiene un tamaño de partícula de hasta aproximadamente 80 micrones. El material termoplástico puede ser una poliamida, un polietileno de baja o alta densidad, o un acetato de polivinilo. Lo que es importante aquí es el tamaño de la partícula fina de hasta aproximadamente 80 micrones. Un adhesivo de poliéster termoplástico adecuado que puede utilizarse en la dispersión de pasta, se suministra por EMS-Chemie (North America), Inc de Sumter, SC. Este material se transfiere bien al papel de seda en la pasta y permanece en una forma de punto. El rango de fusión es entre aproximadamente 99° a 105°C (210* a 221 *F) y tiene una velocidad de volumen de fusión ( VR) de 450 Pa.s. E F Griltex 1P1 , una poliamida que tiende a funcionar como un adhesivo sensible a presión y que se pega al papel que puede ser demasiado frágil para su uso adecuado. Como se observa, cualquier adhesivo termoplástico puede utilizarse en la formulación siempre que el tamaño de partícula sea menor a 80 micrones. Esto permite que el adhesivo permanezca en la superficie del papel de seda. Un espesador sintético utilizando en las formulaciones de pasta sellables por calor puede agregarse. Es preferible agregar una emulsión de poliacrilato aniónico. Estos son agentes espesadores líquidos con una pasta de impresión de producción muy alta con alta consistencia y viscosidad y buenas características de flujo. Estos proporcionan pasta de impresión con buen efecto de lubricación y mantiene la pantalla de impresión abierta. Tiene distintas propiedades tixotrópicas y evita el frotamiento de la pasta durante los periodos fijos de estampación con estarcido. Tales materiales incluyen Mirox HP, Miraplast MS 6 y Miraplast 5147 disponibles de Boehme Filatex, Inc. de Reidsville, NC. Entre aproximadamente 3 a 8 por ciento en peso de espesador se agrega a la dispersión de pasta de combustión lenta para el control de viscosidad. Finalmente, uno puede agregar un agente de impresión utilizado en las formulaciones de pasta, tal como una solución no iónica de aducto de etilenoóxido. Tales agentes de impresión incluyen Mirox OX Atesynth D 1290 que estabiliza la pasta acuosa de resinas selladas por calor. La conducto Teológica asegura que la pasta de impresión no conduciría a los depósitos en el exterior de la pantalla de impresión. Evita la penetración del punto impreso en la tela revestida. Otros agentes de impresión se encuentran disponibles de EMS Griltex. Todos los ingredientes deseados se mezclan con agua antes de bombearla a la instalación de cabezal impresor. Una formulación típica incluiría los siguientes ingredientes: Ingrediente % en Peso Agua 35-95 Solución de combustión lenta 20-30 Espesador 4-7 Adhesivo termoplástico 18-26 Agente de impresión 5-11 El por ciento de sólidos en la mezcla final es entre aproximadamente 20 a 40 por ciento en peso. La viscosidad de la formulación, dependiendo del adhesivo particular y el agente espesador seleccionado seria de entre aproximadamente 2,500-3,500 cps cuando se prueba en un Brookfield RVT utilizando un husillo #4 a 20RPM. La ¦ viscosidad es un componente importante del proceso, debido a que en esta viscosidad, los sólidos y el agente de combustión lenta se moverá e impregnará entre las fibras de celulosa de los papeles de seda. Cuando esto ocurre, los sólidos de combustión lenta imparten resistencia a la llama al papel revestido adhesivo. El papel se alimenta desde el rollo de suministro 22 a través del aparato 21 a entre 16 a 27 m/min (18 a 30 yds/min). El papel se reviste utilizando una dispersión de pasta de combustión lenta utilizando una pantalla R-4 17. Esto suministra aproximadamente 52 puntos/cm2 en una instalación aleatoria. Se ha encontrado que debido a la naturaleza frágil del papel, durante el inicio, si la dispersión de pasta adhesiva se agrega al papel, tiende a debilitar el producto de papel de seda revestido resultante. De acuerdo con lo anterior, el cabezal impresor de pasta no se activa hasta que el papel de seda base se suministre a la velocidad de aproximadamente 18 a 27 m/min (20 a 30 yds/min). Una pantalla de impresión R-4 17 tiene 1 1% de superficie abierta. Esta es el área de superficie abierta de los puntos que proporciona una superficie abierta y una abertura de 525 micrones de tamaño. Una amplia variedad de otros tipos de pantalla podría utilizarse, tales como pantallas con números de mallas 11.2, 14 y 25. La selección de pantalla dependerá de la viscosidad de la dispersión así como la velocidad de bombeo y velocidad del papel de seda en el aparato. El siguiente ejemplo se establece para propósitos de ilustración solamente, y no intenta presentarse en un sentido limitante. EJEMPLO 1 Una formulación de dispersión de pasta de combustión lenta como sigue se prepara al agregar ingredientes bajo mezclado constante: Ingrediente Cantidad (% en peso) Agua 41 Spartan FR48 22 irox HP (espesador) 6 EMS Griltex L365E P1 (adhesivo) 22.5 Mirox OX (agente de impresión) 8.5 Los presentes sólidos para la mezcla de pasta final es entre aproximadamente 28 a 32%. La viscosidad es entre aproximadamente 1 ,800 y 3,500 cps cuando se prueba en Brookfield RVT utilizando un husillo #4 a 20RP. Se anticipa que esta composición impartirá resistencia a la llama a papel revestido adhesivo y proporcionará sólidos de combustión lenta de aproximadamente 10% en peso. EJEMPLO 2 Un papel de seda sin revestir que tiene una especificación de peso entre 17.0 y 21.0 g/m2 (0.50 y 0.62 oz/yd2) de Cellu Tissue Corp. de Grouverneur, Nueva York, y su producto Grade 3284. También se conoce como papel pound 1 1 y se reviste utilizando dispersión preparada en el Ejemplo 1 en un aparato de revestimiento de pasta de pantalla ilustrado en la Figura 2. La velocidad de línea se mantiene entre aproximadamente 18 a 23 m/min (20 a 25 yds/min). El papel seco revestido después de dejar el horno se carga en rollos de 2,000 yardas al final de las líneas de carga listos para su envío. La prueba de llama se hace en un compuesto al laminar el papel de seda revestido resultante a un fieltro de poliéster de taller elevado. Se prueba entonces utilizando el procedimiento de prueba de Federal Motorvehical Safety Standard #302 ( VSS #302). Un tejido adhesivo de combustión lenta de acuerdo con la invención proporciona un revestido con puntos de un adhesivo termoplástico y un agente de combustión lenta inorgánico dispersado a través de las fibras de tejido. El papel revestido es particularmente adecuado para utilizarse en puertas automotrices para amortiguar el sonido.
De esta manera, se ha observado que tos objetos establecidos arriba, entre aquellos hechos aparentes a partir de la descripción precedente, se logran de manera eficiente y, ya que ciertos cambios pueden hacerse para llevar a cabo el método anterior y en la(s) construcción(es) establecidas sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, se propone que toda la materia contenida en la descripción anterior y mostrada en los dibujos acompañantes deba interpretarse como ilustrativa y no en un sentido limitante. También debe entenderse que las siguientes reivindicaciones intenta cubrir todas las características específicas y genéricas de la invención descritas en la presente y todas las declaraciones del alcance de la invención las cuales, como una materia de lenguaje, puede decirse que caen entre las mismas. Particularmente, debe entenderse que en dichas reivindicaciones, los ingredientes y compuestos citados en singular incluyen mezclas compatibles de tales ingredientes cada vez que lo permita el sentido.