PT101127B

PT101127B - Estruturas fibrosas celulosicas e aparelho e processo para a sua fabricacao

Info

Publication number: PT101127B
Application number: PT101127A
Authority: PT
Inventors: Paul Dennis Trokhan; Dean Van Phan
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1999-08-31
Also published as: ES2108126T3; HU9303766D0; DK0591435T3; US5277761A; ATE158357T1; EP0591435A1; CA2111873C; GR3024772T3; HUT67906A; SG68557A1; NZ243328A; TR28687A; CN1044267C; EP0591435B1; PL171010B1; HU217591B; US5443691A; CA2111873A1; AU2294292A; BR9206066A

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As estruturas celulósicas fibrosas, tais como o papel, são bem conhecidas da técnica. Frequentemente, é conveniente ter regiões com pesos básicos diferentes dentro do mesmo produto celulósico fibroso. As duas regiões, tal como as apresentadas por papel da técnica anterior, servem diferentes objectivos. As regiões,de peso básico mais alto imprimem força tensil â estrutura 'fibrosa. As regiões de peso básico mais baixo poedem ser utilizadas para economizar matéria prima, especialmente as fibras usadas no processo de fabricação do papel, e imprimir poder de absorção ã estrutura fibrosa. Num caso degenerado, as regiões de peso básico mais baixo podem apresentar aberturas ou furos na estrutura fibrosa. No entanto, não é necessário que as regiões de peso básico mais baixo tenham aberturas.

As propriedades de absorvência e resistência e, além disso, a propriedade de macieza tornam-se importantes quando a estrutura fibrosa é usada para o objectivo pretendido. A estrutura fibrosa aqui descrita pode, especificamente ser

64873

Case 4432

11. ¢£19920/ usada em toalhetes faciais, papeis de toilette e toalhas de papel, todas elas de uso frequente hoje-em-dia. Se estes pro dutos têm de cumprir as suas funções e obter ampla aceitação devem exibir e maximizar as propriedades físicas atrás referidas. A força de tensão (tensibilidade) é a capacidade de uma estrutura fibrosa manter a sua integridade física durante o uso. A absorvência é a propriedade de uma estrutura fibrosa que consiste em ser capaz de reter líquidos com que entre em contacto.Tanto âquantidade absoluta do fluído como a velocidade a que ele é absorvido pela estrutura fibrosa de^ vem ser considerados quando se avalia qualquer um dos produtos de consumo acima indicados. Além disso, tais produtos de papel têm sido usados em artigos absorventes descartáveis, tais como pensos higiénicos e fraldas.

Têm sido feitas várias tentativas neste ramo da técni

Mod. 71 -20.000 ex. -90)08 ca, para se obterem meios eficientes e económicos para a fabricação de papel com dois pesos básicos diferentes. Uma das primeiras tentativas é ilustrada publicada em 25 de Julho de 1905 pela Patente U.S. 795.719, em benefício de Motz; esta patente descreve um fio Fourdrinier tendo um certo número de protuberâncias verticais, que é feito passar entre dois rolos. Um avanço relativamente a Motz é ilustrado pela Patente U.S. 3.025.585, publicada em 20 de Março de 1962 a favor de Griswold, e que descreve uma cinta tendo projecções cónicas que rearranjam as fibras colocadas sobre ela.

Têm-se usado várias formas das protuberâncias em conjunto com as máquinas de fabricação de papel, sim, várias regiões de diferente peso básico, giões de diferente peso básico, tal como regiões de baixo pe so básico produzindo, as tal como re“i30 a Patente U.S.

3.034.180 e outros, cruz, etc tilizados tente U.S com vários formatos. Por exemplo, publicada em 15 de Maio de 1962 a favor de Greine: refere protuberâncias com a forma de pirâmides,

Mesmo os nós de um arame Fourdrinier podem ser como protuberâncias verticais, como o

3.159.530 publicada em 1 de Dezembro mostra na de 1964 a de

Pa

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 vor. de Heller e outros.

Em vez de aberturas, a Patente U.S. 3.549.742, publicada em 22 de Dezembro de 1970 a favor de Benz, mostra um membro de drenagem foraminoso com membros de controlo de flu xo que se projectam para cima da superfície do membro de dre nagem a uma distância menor do que a espessura da estrutura fibrosa aí formada, podendo a estrutura fibrosa ser, mais tarde, densificada numa prensa dura. Na Patente U.S. 3.322.617, publicada em 30 de Maio de 1967 a favor de Osbome msotra-se que as concentrações de fibras nas áreas de uma es trutura fibrosa podem ser dispersadas de modo a que, dependendo do comprimento das fibras, possam criar-se áreas isola das de secção ou espessura muito fina.

Finalmente, conhecem-se estando uma das mais significativas ilustrada na Patente U.S. 4.514.345, publicada em 30 de Abril de 1985 a favor de Johnson e outros várias tenta tivas visando realizar um membro foraminoso melhorado para a produção de tais estruturas celulósicas fibrosas; aquela patente descreve elementos hexagonais ligados a uma armação de um processo em série de revestimento líquido.

Todavia, o problema apresentado pelo papel feito de harmonia com todas estas referências é o de que a força tênsil do papel está limitada pela força das regiões de peso básico mais alto do tal papel. Se as regiões de maior peso básico forem fortalecidas pela adição de mais fibras, obtém-se uma utilização não económica de matérias primas.

Outro problema que surge com o papel feito de harmonia com as recomendações anteriores é o de que a capacidade de absorção se limita às regiões de baixo peso...básico do pape 1. Como as regiões de baixo peso básico têm, como se sabe, espessura e densidade constantes, tal papel está condicionado pelo grau de absorvência que apresenta ao utilizador.

Uma explicação para as limitadas propriedades do pape 1 produzido de acordo com a técnica anterior pode ser a de quertal papel é inteiramente produzido em correspondência

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 com as protuberâncias, como se refere nas referências acima mencionadas. Isto é, depois da mistura fibrosa que forma o papel e que vários pesos básicos são depositados sobre o ara me Fourdrinier, todas as operações subsquentes, tais como se cagem etc, são efectuadas em correspondência com as regiões de alto e baixo peso básico que originalmente se formaram.

Uma tentativa de alterar a densidade do papel fabrica do segundo a técnica anterior foi a de juntar duas camadas do papel uma sobre a outra e fechar, saliência a saliência, o laminado resultante, como se refere na Patente U.S. 3.414.459, publicada em 3 de Dezanbro de 1968 a favor deWells. No entanto, embora esta operação aumente a densidade das áreas encravadas, não tem qualquer efeito sobre o peso básico e adiciona mais um passo ao processo de produção de papel.

Nestes termos, é objectivo desta invenção ultrapassar os problemas suscitados pela técnica anterior e, particularmente, solucionar tais problemas na medida em que se refirair a uma simples lâmina de papel. Especificamente, é objectivo desta invenção proporcionar um papel que tenha mais força tênsil através da criação de uma região de maior peso básicc, sem aumento substâncial do número de fibras utilizadas no fa brico dessa região de maior peso básico. É também, objectivc desta invenção fornecer regiões de baixo peso básico com um poder de absorção aumentado mediante a criação de várias der sldades e/ou vários tamanhos médios projectados de poros em tais regiões de peso mais baixo. É, ainda, objectivo desta invenção proporcionar várias densidades e/ou vários tamanhos médios projectados de poros sem operação específica de conversão, tal como a de cravação. É, também, objectivo desta invenção conseguir a realização do anteriormente dito sen significativo prejuízo das técnicas e equipamentos já conhecidos na fabricação do papel.

que anteriormente se referiu pode ser executado se forem dados, no processo de formação da estrutura celulósica fibrosa reivindicada, passos que compreendem operações

64873
Case 4432	_________/./

: ,A. \ /' ·.

^Él992'

Mod. 71 - 20.000 ex. · 90/08 selectivamente aplicadas a regiões da estrutura fibrosa; tais regiões não são coincidentes com as regiões que se distingue ’ guem e definem por pesos básicos ou densidades entre si.É particularmente util o passo de aplicar uma pressão diferencial não coincidente à estrutura fibrosa. Essa não coincidên cia, pode assegurar-se através de diferenças no tamanho, no registo de padrões ou combinações de ambos entre as regiões originalmente formadas com diferentes pesos básicos e densidades e as regiões às quais é selectivamentèr^ aplicada a pressão diferencial.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO produto de acordo com a presente invenção é constituído por uma estrutura-celulósicaifibrosa- de lâmina-simples e macroscopicamente plana. A estrutura celulósica fibrosa tem, pelo menos, três regiões identificáveis que se distinguem entre sippor propriedades intensivas?que se apresentam segundo um padrão repetitivo, não desordenado. Mais particularmente as propriedades intensivas que podem servir para identificar e distinguir as diferentes regiões da estrutura fibrosa são o peso básico, a espessura, a.densidade e/ou o tamanho médio projectado dos poros.

Numa forma de realização preferida,a estrutura celulc sica fibrosa pode compreender uma rede essencialmente contínua de fibras. A rede essencialmente contínua de fibras tem um primeiro peso básico e uma primeira densidade. Dispersa através da rede essencialmente contínua está um padrão regulare não casual de regiões distintas com um peso básico menor do que o peso básico da rede essecialmente contínua, ou uma densidade menor do que a densidade da rede essencialmente contínua. Dentro da rede essencialmente contínua estão re giões idehtifiçáveis com uma densidade ou espessura maiores, preferivelmente, pelo menos, 25 por cento maior do que a pri meira densidade do restante da rede essencialmente contínua.

64873

Case 4432 i/A

Mod. 71 - 20.000 e». · 90/08

Podem também, identificar-se regiões com um menor tamanho mé dio projectado de poros, de preferência com um tamanho pelo menos, 25 por cento menor.

Numa segunda forma de realização, a estrutura fibrosa pode compreender quatro regiões. Duas dessas regiões são adjacentes e têm,geralmente,pesos básicos relativamente altos e equivalentes. A primeira região de peso básico relativamen te alto tem uma primeira espessura ou densidade e a segunda região de peso básico relativamente alto tem uma segunda espessura ou densidade que é menor do que a primeira espessura ou densidade da região adjacente de peso básico relativamente alto. As outras duas regiões adjacentes têm, geralmente, pesos básicos relativamente baixos e equivalentes. A primeira região de peso básico relativamente baixo tem uma primeira espessura ou densidade e a segunda região de peso básico relativamente baixo tem uma segunda espessura ou densidade que é menor do que a primeira espessura ou densidade da região adjacente de peso básico relativamente baixo. De preferência, a diferença de espessura ou densidade entre as regiões de alto e baixo peso básico é de pelo menos, cerca de 25 por cento.

Alternativamente, as duas regiões adjacentes de peso básico alto podem distinguir-se por uma diferença relativa no tamanho projectado médio de poros. Do mesmo modo, as regiões adjacentes de baixo peso básico podem distinguir-se por uma diferença relativa no tamanho projectado dos poros.

Preferentemente a segunda região de peso básico relativamente alto tem uma baixa densidade, coincide com o diferencial de pressão verificado em porções de regiões adjacentes, sendo uma porção préedeterminada da primeira região com peso básico relativamente alto. Do mesmo modo, e preferivelmente a segunda região com peso básico relativamente baixo,e com baixa densidade , corresponde à coincidência da pressão diferencial com porções da região adjacente que era uma porção pré-determinada da primeira região com peso básico rela35 acima descritas

64873

Case 4432 tivamente

As baixo.

estruturas celulósicas fibrosas, feitas pelo processo que integra s___1 _ · J podem ser elemento formador permeável a líquidos , e bras

Λ-. !?

IMtaaií·/ / t lama fibrosa; um retentor de fiintegrando duas distintas regiões topográficas de um la regiões essas que variam ortogonalmente a partir da face oposta do elemento formador; fibrosa sobre o elemento de formações;

a porções escolhidas da lama fibrosa a lama fibrosa. A lama fibrosa sobre o e a pressão diferencial dessa mesma lama,regiões com as duas regiões topográficas / _ . .

uma pressão diferencial e um meio para secar elemento de formação regiões selecionadas coincidentes elemento de formação.

um meio para depositar a lama um meio para aplicar é aplicada às essas nao distintas do formar a fctrás mencionada estrutura fibrosa de duas dimensões.

A lama fibrosa é feita secar para

Mod. 71 20.000 μ. -90/08

Preferentemente, as dòferenças de espessura ou densidade que se?verificam nas regiões de alto e baixo peso básico são,pelo de 25 por cento.

Em alternativa, as duas regiões adjacentes de peso bá sico elevado podem distinguir-se por uma diferença relativa de tamanho médio projectado de poros giões adjacentes de peso básico baixo por uma diferença relativa no tamanho menos, de cerca . Do mesmo modo as repodem distinguir-se médio projectado dos poros.

A pressão diferencial aplicada aplicada por compressão mecânica sulte uma interferência mecânica com fibras não casual e segundo um padrão repetido. A lama fibrosa pode ser transferida para uma segunda cinta com protuberâncias não.coincidam com as regiões topográficas do mação. As protuberâncias da cinta secundária primidas contra uma superfície relativamente seja um tambor de secagem Yankee.

Em alternativa, a pressão diferencial ser selectivamente pode de modo a que dela reverticais que elemento de for sao então comrígida , como nao casual obedecendo a um padrão respectivo e aplicada selectivamente, pc

54873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 de ser aplicada por meio da passagem de um vácuo através da lama fibrosa. Esta operação é preferivelmente, realizada por meio de transferência da lama fibrosa do elemento de formação para uma segunda cinta. Esta cinta tem regiões permeáveis ao vácuo 63 não coincidentes com as duas regiões topográficas do elemento de formação- 0 vácuo é, então feito das regiões permeáveis da segunda cinta para desdensificar e aumen tar o tamanho médio projectado dos poros das regiões da estrutura fibrosa segundo um padrão ordenado e-arepet i t ivo .

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Embora a presente especificação se conclua com as re_i vindicações apontando claramento e reivindicando distintamen te a presente invenção, acredita-se que a mesma é mais facij. mente preferível a partir da descrição seguinte, feita em conjugação com osdesenhos anexos, nos quais os elementos idênticos são designados pela mesma referência numérica, e os elementos análogos são indicados com uma plica; e que;

A Figura 1 é o plano visual de uma estrututa celulósica fibrosa com dois pesos básicos, correspondente à técrtica anterior;

A Figura 2 é plano visual de uma estrutura celulósica fibrosa com três regiões intensivas, de acordo com a presente invenção, e tendo uma rede essencialmente contínua de alto peso básico com regiões densificadas distintas nela, e re giões também distintas de bàixo peso básico;

A Figura 3A é plano visual de uma estrutura fibrosa e rugosa com quatro regiões intensivas,de acordo com a presente invenção, tal como se apresenta vista do lado voltado para a cinta da estrutura fibrosa, e tendo duas regiões de alto peso básico e duas regiões de baixo peso básico; cada uma destas regiões definidas pelo respectivo peso básico ten uma região de alta densidade e uma outra adjacente, de baixa densidade;

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08

A Figura 3B é plano visual, tomado pelo lado oposto, da estrutura fibrosa ilustrada na Figura 3A;

A Figura 4 é uma representação esquemática fragementa da em corte de uma estrutura fibrosa com quatro regiões, de harmonia com a presente invenção, tendo uma superfície ondulante com várias espessuras, compreendendo as regiões de bai xo peso básico às protuberâncias da cinta' de formação, e as regiões de baixa densidade as não coincidentes permeáveis a vácuo da segunda cinta;

A Figura 5 é uma representação esquemática de uma rea lização de uma máquina contínua de fabricação de papel, que efectua as porções do processo de acordo com a presente invenção, tendo as protuberâncias e as projecções das cintas de formação e secundárias respectivamente, sido omitidas por razões de clareza;

A Figura 6 é um palno visual superior fragmentário da cinta da máquina de fabricação de papel da Figura 51

A Figura 7 é um plano fragmentário amplificado de um corte vertical da cinta da Figura 6, feito ao longo da linha 7-7 da Figura 6;

A Figura 8 é um plano visual de uma imagem de raios X suave de uma estrutura de fibras rugosa de acordo com a técnica anterior;

A Figura 9 é um plano visual de uma imagem de raio-X suave de uma estrutura fibrosa rugosa feita de acordo com a presente invenção,e, particularmente, a estrutura fibrosa ilustrada nas Figuras 3A e 3B;

A Figura 10 é um plano visual de uma suave da estrutura fibrosa da Figura 9. regiões de peso básico baixo;

A Figura 11 é um plano suave da estrutura fibrosa regiões de transição;

A Figura 12 é um plano suave da estrutura fibrosa

-X as

-X visual de da Figura visual de da Figura uma imagem de mostrando raiosapenas raiosimagem de

9, mostrando apenas uma imagem de raios9, mostrando.apenas

64873

Case 4432 as regiões de peso básico alto;

A Figura 13 é um plano visual de uma imagem de raraios-X suave da estrutura fibrosa da Figura 9, mostrando apenas as regiões de baixo e de alto peso básico, mas não as regiões de transição;

A Figura 14 é um plano visual de uma imagem de raios_X suave da estrutura fibrosa da Figura 9, mostrando asrregiões de peso básico baixo,as de transição e as de peso básico alto;

A Figura fibrosa rugosa, camente da face

A Figura é uma isograma de face de uma estrutura de acordo com a presente invenção, especifique contacta com a cinta de formação;

15B é um isograma do lado oposto da estrutu15

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08

ra	fibrosa ilustrada	na Figura 15A; uma transformação	do isograma da Figu-
A Figura	16A é
ra	15A;
	A Figura	16B é	uma transformação	Fourier do isograma
da	Figura 15B;
	A Figura	17 é	um isograma feito	pela subtração digi-

tal da Figura 15B da Figura 15A; e

A Figura 18 é uma transformação Fourier do isograma da Figura 17.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O PRODUTO

Uma estrutura celulósica fibrosa 20' é fibrosa, macros copicamente, bi-dimensional e plana, embora não necessáriamente lisa, como se vê na Figurai.

Uma estrutura celulósica fibrosa 20' tem alguma espes sura na terceira dimensão. No entanto, a espessura na tercei ra dimensão é muito pequena, quando comparada com as duas primeiras dimensões, ou com a capacidade de fabricação de uma estrutura fibrosa 20' tendo medidas relativamente amplas

64873

Case 4432 nas primeiras duas dimensões. Dentro da estrutura fibrosa existem várias regiões 24' e 26' o peso básico, propriedade como uma médio projectado dos que se distinguem por a densidade, o tamanho poros ou a espessura. celulósicas bi-dimencionais postas por fibras que são aproximadas por elementos As fibras são componentes cional, componentes esses longo do eixo longitudinal da outras duas

As estruturas sao com lineares da que têm uma grande dimensão (ao estrutura fibrosa 20' bi-d imen comparativamente às

Mod. 71 - 20.000 e«. · 90/08 f ibra), relativamente pequenas dimensões (como sejam perpendicular e a eixo longitudinal nearidade. Embora simultaneamente radial e perpendicular da fibra), de modo que se aproximam da o exame microscópico das fibras revele as outras dimensões que são pequenas, a dimensão principal das fibras, tais como pequenas soes não têm de ser substancialmente equivalente ou tes ao longo potante que a de de ao liduquando comparadas com d imenconstande todo o eixo longitudinal da fibra, fibra seja capaz de se dobrar pelo outras fibras.

se ligar a

As fibras podem ser sintéticas, tais como preferência, têxteis lustrosas ou bagapolpa de madeira, tais poliolefina ou poliéster f

tais como fibras de algodão, ço; e, mais preferivelmente como de madeiras macias madeiras qualquer das te invenção, celulósica por sao de fibras sao de

Só é imseu eixo e as fibras celulósicas, f

(gimnospérmicas ou coníferas) ou de duras (angiospérmicas ou caducas) matérias precedentes. Para os uma estrutura fibrosa 20 ou 20 ou sao camadas ds efeitos da preser ' é considerada cento se incluir, pelo menos, 50 por cento em peso oi em volume de fibras celulósicas, incluindo, mas indicadas. Verificou-se limitando às fibras acima mistura celulósica de fibras de polpa de madeira, compreendendo fibras de madeira macia um comprimento milímetros e um diâmetro de nao se ra uma ca de 2,0 a cerca de 4 de25 a 50 micrómetros, pade cer·· cerca um com primento menor do que e fibras de madeira rija, com milímetro e im diâmetro de cerca de

64873

Case 4432 a 25 micrómetros, é apropriada para as estruturas fibro sas 20 aqui descritas.

Não é necessariamente, mesmo procecível que as várias regiões 24' e 26' da estrutura fibrosa 20' tenham a mesma distribuição uniforme de fibras de madeira rija e de madeira macia. Pelo contrário, é possivel que uma região 26' de mais baixo peso básico tenha uma mais alta percentagem de fibras macias do que uma região 24' de mais alto peso básico. Alem disso, as fibras de madeira rija e macia podem s;er acamadas através da espessura da estrutura fibrosa celulósica 20'.

Se se escolherem fibras de polpa da medeira para a es trutura fibrosa 20', as de qualquer processo de sos químicos, tais como fibras podem ser produzidas por meio redução a polpa, incluindo os proces os processos de sulfito, de sulfato e de soda; e os processos mecânicos, tais como moagem da ma

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 deira. Alternativamente, as fibras podem ser produzidas por combinação dos processos mecânicos e químicos ou podem ser recicladas. Os tipos, combinação, e modo de processamento dás fibras usadas na presente invenção não são críticos para a mesma.

A estrutura fibrosa 20 de acordo com a presente inven ção compreende uma única lâmina, mesmo se estiverem presentes múltiplas camadas de fibras.No entanto, deve reconhecer-se que podem juntar-se duas lâminas simples numa relação fa Ce-a-face, para formarem um laminado unitário. Uma estrutura de acordo com a presente invenção é considerada como lâmina unica se for retirada do elemento de formação, adiante descrito, como uma folha simples, como uma espessura, quando se ca¹., que não muda, a menos que lhe sejam retiradas ou adicionadas fibras. A estrutura celulósica fibrosa 20 pode, mais tarde, ser gravada em relevo ou permanecer sem relevos, comc se desejar.

Em referência à Figura 1, conclui-se, da técnica anterior, queaaestrutura fibrosa 20' com duas regiões, da téç nica anterior, pode definir-se pela discriminação das regiões

64873

Case 4432

H0EZÍ932'·/

24' e 26' com diferentes propriedades intensivas. Por exemrl pio, como vem ilustrado na Tabela I, o peso básico da estrutura fibrosa 20' proporciona uma propriedade intensiva que distingue as duas regiões 24' e 26' da estrutura fibrosa 20' uma da outra. Estas duas regiões 24' e 26' podem ser regiões originais, a partir das quais são formadas outras regiões na estrutura fibrosa 20 das Figuras’ 3A e 3B.

TABELA I

Região

Densidade Relativa '

'

Peso Básico

Relativo

Alto Médio

Baixo Médio

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

Deve entender-se que, propriedade intensiva em vez de se usar que discrimina as o peso básico como duas regiões 24' e

26', podem usar-se a densidade ou o tamanho médio projectadc dos poros com a ?.propriedade intensiva que distinguem as duas regiões 24' e 26'.

Como se vê na Figura 2, a estrutura celulósica fibró sa 20, de acordo com a presente invenção, tem, pelo menos, três regiões distintas 24, 26 e 28. As regiões 24, 26 e 28 diferenciam-se por propriedades intensivas da estrutura 20. Para os presentes efeitos, uma propriedade é considerada ii_ tensiva se não tiver um valor dependente da agregação de ví_ lor.es na estrutura fibrosa 20. Exemplos de propriedades intensivas incluem o peso básico, a densidade, o tamanho médio projectado dos poros, a temperatura, o calor específico, os módulos de tensão e de compressão, etc., da estrutura fibro sa 20. Para dependem da componentes os efeitos desta invenção, as propriedades que agregação de vários valores de subsistemas ou da estrutura fibrosa 20 são consideradas como extensivas, são-exemplos de propriedades extensivas o pe14

64873

Case 4432 so, a massa, o volume, trutura fibrosa 20.

As propriedades vamente, das duas lulósica dendo do classificadas a capacidade calórica e moles intensivas e extensivas podem como intensivas ou extensivas dimensões correspondentes ao plano fibrosa 20, ou extensivas nas três da esser, no dentro da estrutura cedimensões, depen ser agregadas em duas ou três dimensões sem afectarem a propriedade. Por exem pio, se as fibras forem agregadas à estrutura celulósica fibrosa 20 no seu plano, fazendo com que a estrutura celulósica fibrosa 20 cubra uma área de superfície maior, a espessu ra da estrutura celulósica fibrosa 20 continuará sem ser aMod. 71 -20.000 ex. · 90(08 fectada. Mas se as fibras forem agregadas por sobreposição a qualquer das faces expostas da estrutura celulósica fibrosa 20, a espessura é afectada. Assim, a espessura é uma proprieudade intensiva bi-dimensional. No entanto, a adição de fibras à estrutura celulósica fibrosa 20 de qualquer das manei ras acima especificadas não afecta a força tênsil por unidade de área em secção transversal da estrutura celulósica fibrosa 20. Portanto, a força tênsil por unidade de área em secção transversal é uma propriedade intensiva tri-dimensional.

A estrutura fibrosa 20, de acordo com a presente invenção, tem regiões 24, 26 e 28 com, pelo menos, dois pesos básicos distintos que se distribuem por, pelo menos, dois se segmentos identificáveis, seguidamente referidos como regiões da estrutura fibrosa 20. Tal como é aqui usado, o peso básico é o peso, medido em gramas força de uma unidade de área da estrutura fibrosa 20, unidade de área essa que é tomada no plano da estrutura fibrosa 20. 0 tamanho da unidade de área a partir da qual o peso básico é medido depende dos tamanhos relativo e absoluto das regiões 24, 26 e 28 que têm diferentes pesos básicos.

Qualquer técnico da especialidade reconhecerá que, dentro de uma dada região 24, 26 ou28, podem ocorrer as variações e flutuações de pesos básicos comuns e esperados,

64873

Case 4432

L0EZ.1S32

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 mesmo quando tal região for considerada como tendo apenas, um peso básico. Por exemplo, se a nível microscópico, se medir' o peso básico de um interstício, obtém-se, um peso básico aparente de zero quando, de facto, o peso básico dessa re gião 24, 26 ou 28 é maior do que zero, a menos que se esteja a medir uma abertura da estrutura fibrosa 20. Tais flutuações e variações são um resultado normal e esperado do processo de fabricação.

Considera-se que duas regiões 24, 26 ou 28 da estrutura fibrosa 20 têm pesos básicos diferentes se o peso básico das regiões 24, 26 e 28 varia em, pelo menos, cerca de 25 por cento relativamente ao valor de peso básico mais alto. Numa estrutura fibrosa 20 de acordo com a presente invenção, as diferenças de peso básico entre as regiões 24, 26 e 28 ve rificam-se segundo um padrão repetitivo e ordenado, correspondente a um padrão do elemento de formação que drena líquq dos e retém fibras, elemento esse que será mais completamente descrito adiante. De outro modo, se a variação do peso bá sico das regiões 24, 26 e 28 da estrutura fibrosa 20, em cau sa for menor do que 25 por cento as regiões 24, 26 ou 28 são consideradas como correspondendo a uma região 24, 26 ou 28 com um peso básico único e específico, tendo uma variação de +/- 12.5 sobre o valor médio.

Não é necessário que haja fronteiras exactas entre as regiões adjacentes 24, 26 ou 28 de diferentes pesos básicos, ou que seja, de algum modo, clara a demarcação entre as regiões adjacentes 24, 26 ou 28 de diferentes pesos básicos. É, apenas, importante que a distribuição das fibras por unidade de área seja diferente em diferentes posições da estrutura fibrosa 20, e que tais diferenças de distribuição se dêem segundo um padrão ordenado e repetitivo.

É claro para os técnicos da especialidade que podem existir pequenas regiões de transição com peso básico interméd:io relativamente aos pesos básicos das regiões adjacentes 24, 26 ou 28; estas regiões de transposição podem, por si mes

64873

Case 4432

mas, não ser suficientemente significativas em área para que sejam consideradas como tendo um peso básico distinto dos pe sos básicos das regiões adjacentes 24, 26 ou 28. Tais regiões de transição cabem nas variações de fabricação normais e inerentes à produção de uma estrutura fibrosa 20 de acordo com a presente invenção.

As regiões 24, 26 e 28 intensivamente distintas da es trutura fibrosa 20, tais como as regiões 24, 26 e 28 com diferentes pesos básicos, estão dispostas por toda a estrutura fibrosa 20 de acordo com um padrão repetitivo e ordenado. As regiões padronizadas 26 e 28 podem estar separadas de modo a que as regiões adjacentes 26 ou 28 que têm o mesmo peso bási co não sejam icontíguas. Em alternativa, a região 24 tendo um único peso básico em toda a estrutura fibrosa 20 pode ser contínua, de modo a que essa região 24 se estenda substanciMod. 71 - 20.000 e<. · 90/08 almente ao longo da estrutura fibrosa 20 numa ou em ambas as suas principais dimensões. Sendo ordenadas as regiões intensivamente definidas 24, 26 e 28 consideram-se previsíveis e podem ser o resultado de características conhecidas e predeterminadas do equipamento usado no processo de fabricação. Por ser repetitivo, o padrão forma-se mais do que uma vez na estrutura fibrosa 20.

Deve-se evidentemente, reconhecer-se que, se uma estrutura fibrosa 20 por muito grande na fabricação, e as regiões 24, 26 e 28 forem muito pequenas em comparação com as dimensões da estrutura fibrosa 20 durante a fabricação, isto é, variando em várias ordens de grandeza, a previsão absoluta da dispersão exacta e dos padrões das várias regiõess 24^ 26 e 28 pode ser muito difícil ou, até mesmo impossível. No entanto, é apenas importante que essas regiões 24^26 e 28 in tensivamente definidas fiquem distribuídas segundo um padrao que corresponde, substancialmente, ao segurar as características comportamentais desejado para asque tornam a estrutura fibrosa 20 adequada para os fins a As dimensões do padrão da estrutura variar entre cerca de 1,5 e cerca de 388 que se destina, fibrosa 20 podem regiões destintas

64873

Case 4432 l . f '.

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 por centímetro quadrado (entre 10 e 2,500 regiões distintas 26 por polegada quadrada), preferentemente, entre cerca de 11,5 e cerca de 155 regiões distinta 26 por centímetro quadrado (entre 75 e 1.000 regiões distinta 26 por polegada) e, ainda mais preferentemente, entre cerca de 23,3 e cerca de 116 regiões distintas 26 por centímetro quadrado (entre 150 e 750 regiões distintas 26 por polegada quadrada). É evi dente para qualquer técnico da especialidade que, à medida que o padrão se torna mais pequeno (tendo mais regiões distintas por centímetro quadrado), deve utilizar-se uma maior percentagens de fibras de madeira dura mais pequena, e a per centagemíã de fibras de madeira macia mais comprida deve ser correspondentemente reduzida.

Se se utilizarem demasiadas fibras grandes, as fibras podem não ser capazes de se conformarem com a topografia do equipamento, adiante descrito, que produz a estrutura fibrosa 20. Se as fibras não se conformarem adequadamente, podem fazer ponte entre várias regiões topográficas do equipamentc produzindo uma., estruturar f ibrosa , 20 de_: padrão^desordenado:. rv Verificour-se que uma mistura compreendendo de 0 a 10 por cer to de fibras Kraft de madeira do norte e de cerca de 100 a 60 por cento de fibras de madeira dura , extraídas da polpa por via química ou termo-mecânica, é adequada para a produção de uma estrutura fibrosa com cerca de 31.0 a 45.5 regiões distintas por centímetro quadrado (200 a 300 regiões listintas por polegada quadrada).,

Relativamente às Figuras 1 a 2, as regiões 24, 26 e 26' de diferentes pesos básicos, podem ser respectivamente dispostas dentro da estrutura fibrosa 20 ou 20', de modo a que a região 24 de peso básico relativamente elevado (se a estrutura 20' tiver regiões 24* e 26' com dois pesos básicos distintos, como na Figura 1) ou com o peso básico mais alto de todos (se a estrutura fibrosa 20 compreender regiões 24, 26 e 28 com três ou mais pesossbásicos distintos como na Figura 2) seja essencialmente contínua, pelo menos, numa diret^

64873

Case 4432

/

Mod. 71 - 20.000 ex. · 90/08 ção, por toda a estrutura fibrosa 20. Preferentemente, a direcção contínua é paralela à direcção da carga tênsil esperada para o produto final, conforme a presente invenção.

Se a estrutura fibrosa 20 ilustrada na Figura 2 se destinar a ser usadaucomo o'produto de consumo, tal como uma toalha ou toalhete de papel, a região de alto peso básico 24 da estrutura fibrosa 20 é, de preferência, essencialmente contínua em duas direcções ortogonais dentro do plano da estrutura fibrosa 20. Não é necessário que tais direcções orto gonais sejam paralelas e perpendiculares Pàs arestas do produto acabado, ou sejam paralelas e perpendiculares à direcção fabrico do produto, mas apenas que a força tênsil seja imprimida ao produto em duas direcções ortogonais, para que qualquer carga tênsil aplicada possa ser, mais rapidamente suportada sem falha permatura provocada por essa mesma carga

Se uma região 24, 26 ou 28, com um peso básico especí fico forma um padrão repetitivo e contínuo em, pelo menos, uma porção da estrutura ; fibrosa 20 é considerada como tendo umarede essencialmente contínua de tal região 24, 26 ou 28 dentro da referida porção de estrutura fibrosa 20, reconhecendo-se que interrupções no padrão toleráveis, embora não desejáveis, desde que não afectem negativa e substancialmente as propriedades do material daquela porção da estrutura fibrosa 20. Um exemplo de uma rede essencialmente contínua é a região 24 de alto peso básico de estrutura fibrosa da Figura 2: Indicaram-se outros exemplos de estruturas.fibrisas com duas regiões 20' tendo redes essencialmente contínuas na Patente U.S. 4.637.859, publicada em 20 de Janeiro de 1987 a favor de Trokhan, e aqui incorporada como referência, com o fim de mostar uma estrutura fibrosa 20' que tem rede essencialmente contínua.

Além disso, ao providenciar-se uma região 24 de alto peso básico com uma rede essencialmente contínua a secagem por contactos da estrutura fibrosa 20 pode ser repousada. A secagem por contacto melhorado exige, obviamente, que a rede

64873

Case 4432

essencialmente contínua de alto peso básico 24 esteja assen te e defina uma das faces expostas da estrutura fibrosa 20.

Inversamente , as regiões 26 de baixo peso básico podem ser separadas e estar distribuídas pela rede essencialmente contínua de peso básico alto, 24. As regiões podem comparar-se a ilhas que estão rodeadas por uma região circundan te de rede essencialmente contínua e de alto peso básico 24. As regiões separadas 26 de peso básico baixo formam também um padrão repetitivo e ordenado. As regiões separadas 26 de baixo peso básico podem ser alinhadas ou escalonadas segunda qualquer uma ou ambas as direcções ortogonais anteriormente mencionadas, de preferência, a rede 24 essencialmente contí15

Mod. 71 · 23.000 ex. - 90/08 nua de alto peso básico, forma uma rede padronizada que circunda as regiões separadas 26 de baixo peso básico, embora, como já se notou acima, possam existir pequenas regiões de transição.

Num caso degenerado, as regiões 26 de baixo peso bás.i cd têm um peso básico aproximado ou idêntico a zero e representam aberturas 26 na rede essencialmente contínua 24 da estrutura fibrosa 20. Deve referir-se que as aberturas 26 po dem ter um peso básico próximo do zero e ser,ainda, consideradas aberturas , Como é conhecido da técnica, e dependendo do comprimento das fibras, da dimensão transversal das protu berâncias 59, adiante descritas (vejam-se Figuras 6-7) e usa das na formação das regiões 26 de baixo peso básico, e do movimente relativo entre a lama fibrosa naaaltura da sua deposição e o elemento de formação retentor de fibras e permeá vel.a líquidos sobre o qual a lama fibrosa é depositada, algumas fibras podem fazer ponte sobre as regiões abertas de baixo peso básico 26, impedindo que o peso básico seja, nestes casos de zero absoluto, tais pequenas variações são conhecidas, previsíveis e comuns, e não impedem que a estrutura celulósica fibrosa 20 resultante pareça e funcione como uma estrutura fibrosa 20 aberta.

No extremo oposto da esperada escala de pesos básicos

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 a região 26 de peso.básico baixo tem um peso básico máximo íde cerca de 75 por cento do peso das regiões 24 e 28 de pese básico alto. Se o peso básico da região 26 de¹ peso básico baixo for maior do que 75 por cento do peso básico das re-l· giões 24 e 28 de alto peso básico, considera-se que a estru tura fibrosa 20 está compreendidá..dentro das variações esperadas para uma estrutura fibrosa 20 com um único peso básicc

Relativamente à Figura 2, o peso básico da região de peso básico baixo relativamente ao peso da região 24 de pese básico alto depende das características especiais de funcionamento desejadas para o produto final e dos interesses competitivos de utilização dos matérias disponíveis da forma mais económica ,; consis tente com a obtensão de comportamento desejado do produto final. Por exemplo, embora as regiões 26 abertas e com peso básico igual a zero possam representar a maneira mais económica de utilização das matérias primas, o consumidor pode reagir negativamente a um produto de consumo, como uma toalha ou um toalhete de papel, que tenha fendas. No entanto, as regiões de baixo peso básico podem ser vantajosamente empregadas em produtos desses para proporcionar áreas de absorvência e retenção aumentadas dos fluidos, que sejam depositados ou de qualquer outro modo entrem em contacto com a estrutura fibrosa 20. Além disso, as regiões de baixo peso básico proporcionam áreas com módulos de secção reduzidos, de modo que a estrutura fibrosa 20 é mais fie xível e mais macia ao tacto do utilizador.

De preferência, as regiões de baixo peso básico 26 correspondem a cerca de 20 por cento a cerca de 80 por centc da área de superfície total da estrutura fibrosa 20, e, maie preferivelmente, a cerca de 30:.a 50 por cento da área de superfície total da estrutura fibrosa 20. 0 conjunto das duas regiões 24 e 28 de peso básico relativamente elevado,abaixo descritas, compreendem a parte restante da área de superfície total da estrutura fibrosa 20. Como acima se notou, relativamente à estrutura fibrosa de três regiões 20, se se

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. »0/08 pretende força tênsil maior no produto final, o conjunto das áreas de superfície das duas regiões 24 e 28 de peso básico mais alto deve ser::.relativamente maior. Pelo contrário, se se deseja maior macieza e poder de absorção, a percentagem de área de superfície da região 26 de baixo peso básico deve ser aumentada.

Cada uma das regiões 24, 26 e 28 da estrutura fibrosa 20 tem uma densidade a elas associada. Tal como é aqui usada a densidade refere-se à razão do peso básico em relacção à espessura (medida na perpendicular ao plano da estrutura fibrosa 20) de uma região 24, 26 ou 28 da estrutura fibrosa /·. sob consideração. A densidade é independente de, mas está re lacionada com o peso básico das diferentes regiões 24, 26 e 28 da estrutura fibrosa 20. Assim, duas regiões 24, 26 ou 28 de pesos básicos distintos podem ter a mesma densidade, ou duas regiões 24, 26 ou 28 com o mesmo peso básico podem ter densidades diferentes.

Se se desejar, a densidade pode ser indirectamente de duzida de uma propriedade intensiva relacionada com ela, o tamanho médio de poros. Geralmente, o tamanho médio dos poros e a densidade são, inversamente.proporcionais. No entanto de ve referir-se que, à medida que o peso básico de uma região determinada 24, 26 ou 28 aumenta acima de um certo ponto,os capilares serão obstruidos por fibras que se lhes sobrepõem, dando o aspecto de serem capilares mais pequenos.

Na direcção perpendicular ao plano da estrutura fibro sa 20, as regiões 20 de densidade mais alta devem, tipicamen te, ter um tamanho médio de poros mais pequeno.projectado em duas dimensões, do que as regiões 24 e 26 de densidade mais baixa, independentemente do peso básico de tais regiões 24, e 28.

Relativamente à Figura 2, as regiões 24 e 26 definidas e descritas pelos respectivos pesos básicos podem ser in tensivamente subdivididas e descritas em função das diferenças de densidade relativas verificadas em tais regiões inten

64873

Case 4432

diferenças de básico alto, o facto de, à alto peso bási

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 samente definidas pelo peso básico 24 e 26. Embora possam ve rificar-se diferenças de densidade entre as regiões 26 de baixo peso básico, numa estrutura fibrosa 20 tendo três re-í giões 24, 26 e 28 é mais importante do que as densidade ocorram nas regiões 24 e 28 de peso

A razão subjacente a tal importância é medida que a densidade das regiões 24 e 28 de co (ou das regiões 26 de baixo peso básico, para todos os efeitos) aumenta, o grau de ligação de fibras sobrepostas aumenta também, proporcionando maior força tênsil a essa regiã Pelo facto de a força tênsil da estrutura fibrosa 20 ser con trolada pela região 24 de rede essencialmente contínua de a^ to peso básico, é mais importante do que a densidade aumenta da (e consequentemente, a força tênsil)seja imprimida a essa rede essencialmente contínua 24 de alto peso básico do que às regiões 26 de baixo peso básico, sidade (e, portanto, da força tênsil) xo peso básicocda estrutura fibrosa 20 força tênsil da estrutura fibrosa 20. sidade aumentada podem ser contínuas, cundária dentro da rede 24 de alto peso básico, te contínua;

3.

já que o aumento da dendas regiões 26 de baitem pouco efeito na As regiões 28 de denformando uma rede seessencialmen ou, como a Figura 2 ilustra podem ser separadas Para se obterem resultados eficazes, baseados em aumentos mensuráveis da força tênsil, a diferença de densidade entre as regiões separadas 28 e densifiçadas, distribuídas pela rede 24 essencialmente contínua de alto peso básico e a parte restante da rede 24 essencialmente contínua de alto pe so básico deve ser pelo menos de cerca de 25 por cento e, preferivelmente, de pelo menos 35 por cento.Assim., a diferen ça entre as densidades da região 28 de alta densidade e as regiões 24 e 26 de baixa densidade deve ser de, pelo menos, entre 25 por cento, e, preferivelmente de, pelo,..menos, 35 por cento. Se a diferença de densidade for menor do que cerca de 25 por cento, essa diferença pode caber nas variações normalmente separadas no fabrico de produtos fibrosos, poden

64873

Case 4432 r

/V

do não representar, com toda a probabilidade uma diferença, significativa e quantificável na força tênsil.

Como se referiu acima, em relação às regioess 24, 26 e 28 com diferentes pesos básicos, não é necessário que as regiões 24.26 e 28 de diferentes densidades tenham

exactas ou que sejam claras as linhas exactas de demarcação entre as regiões adjacentes 24, 26 e 28 de diferentes densidades. É apenas necessário que se verifique um reforço de li gação, de modo a que se minimizem as falhas da ligação entre fibras .adjacentes na presença de uma carga tênsil. Do mesmo modo, e como se referiu acima em relação a regiões adjacen-r: tes com pesos básicos diferentes, podem existir pequenas zonas de transição entre regiões adjacentes 24 e 28 de diferen tes densidades, sem afectar adversamente as propriedades de sejadas da estrutura fibrosa 20.

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08

Assim, uma estrutura fibrosa 20 fabricada de acordo com a invenção presente tem três regiões intensivamente distintas 24, 26 e 28. Com referência à Tabela II, as primeiras e terceira regiões 24 e 28 têm um peso básico relativamente alto e substancialmente equivalente. A segunda região 26 teir um peso básico relativamente baixo, a densidade da segunda região 26 é intermédia ⁿàs densidades da primeira e da ter-< ceira regiões 24 e 28. A ;’terceira região tem uma densidade mais alta que a de qualquer das primeira 24 e segunda 26 regiões 24 forma uma rede essencialmente contínua, enquanto que as segunda e terceira regiões 26 e 28 são descontínua.

	TABELA II
Região	Peso básico relativo	Densidade relativa
24	Alto	Médio
26	Baixo	Baixa
28	Alto	Alta

Relativamente às Figuras 3A e 3B é também possível reali35

64873

Case 4432

£ zar uma estrutura fibrosa 20 de quatro- regiões intensivamen te distinguíveis. Uma tal estrutura fibrosa 20 às quetro regiões pode compreender duas regiões 30 e 32de peso básico substancialmente equivalente e relativamente baixo, e duas outras regiões. Como a Tabela III demonstra, as duas regiões 30 é 32 de peso básico baixo é intensivamente distinguíveis podem além disso, dástinguir-se por terem densidades diferentes, sendo essas densidades .as menores de uma tal estrutú ; ra fibrosa 20. Do mesmo modo as regiões 34 e 36 de peso básico relativamente alto, intensivamente distinguíveis, podem além disso, distinguir-se por terem densicàdes diferentes sendo essas densidades as maiores de uma tal estrutura fibrçh s a 2 0 ·

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

TABELA III

Região	Peso básico relativo	Densidade relativc
30	Baixo	Baixa
32	Baixo	Muito baixa
34	Alto	Alta
36	Alto	Médio
Como se	ilustra nas Figuras 3A e.3B	, a região 34 de aj
ta densidade e	alto peso básico compreende	uma rede essenciaj

mente contínua, o que tem a vantagem de reforçar a ligação das fibras (devido à sua relativamente alta densidade) e um alto peso básico para proporcionar uma quantidade relativamente grande ?;.de fibras para a distribuição da carga tênsil Esta^- região controla tipicamente ,“3 força tênsil 'da estrutura fibrosa 20.

As regiões 36 de alto peso básico e densidade média são, tipicamente descontínuas, embora se forem suficientemen te grandes em relação às outras três regiões 30, 32 e 34, possam também formar uma rede essencialmente contínua, inde pfeíndentemente de qualquer outra região 30, 32 ou 34 já.:uma

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. · 90/08 rede essencialmente contínua. Queri. descontínuas ou essencial mente contínuas, as dessas regiões 34 e 36 de peso básico alto , individualmente em conjunto, são dispostas segundo uir padrão repetitivo ordenado. As duas regiões de peso básico alto 34 e 36 tipicamente adjacente devido a factores presentes no processo de fabrico que adiante se descreve.

As duas regiões 30 e 32 de baixo peso básico são tipi ca e preferivelmente descontínuas. Preferentemente as _re¹giões de peso básicco baixo e densidade muito baixa 32 representam uma percentagem maior da área de superfície fibrosa j. 20 do que as regiões 30 de abixo peso básico e baixa densida de de modo a maximizar a poupança de matérias primas. Quer separadas, quer essencialmente contínuas, as íduas regiões 30 e 32 de baixo peso básico, individualmente ;.e con juntamente, são dispostas segundo um padrão repetitivo ordenado.

Nao é necessário que as quatro regiões 30, 32, 34, e 36 intensivamente definidas e distintas tenham espessura equi valente, ou que as quatro regiões 30, 32, 34 e 36 se limitem a duas ou mesmo três espessuras diferentes. Por exemplo, as regiões 32 de baixo peso básico e de muito baixa densidade da estrutura fibrosa 20 devem ter maior espessura do que as regiões 30 de baixo peso básico íe baixa densidade da estru-.. tura fibrosa 20, devido a factores presentes no processo de fabricação adiante, descrito. Do mesmo modo, as regiões 36 de de densidade média da estrutura fibrosa têm tipicamente maior espessura do que as regiões 34 de alto peso básico e cí de alta densidade da estrutura fibrosa 20, devido aos mesmos factores presentes no processo de fabrico.

Além disso as regimes 34 de alto-peso básico e alta densidade podem tér menor densidade do que as regiões 32 de peso baixo básico e densidade muito baixa. No entanto, a es pídssura relatica entre as regiões 36 de alto peso básico e de densidade média e asyregiões 32 de baixo peso básico e densidade muito baixa, e a espessura relativa entre as regiões 34 de alto peso básico e de alta densidade e as regiões

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 de baixo peso básico e de baixa densidade , podem variar de tal modo que pode ser difícil predizer se uma dadaregião 26 ou 32 terá sempre uma espessura maior ou menor do que uma outra região 34 ou 30.

Por exemplo, e como está demonstrada na Tabela III, a região 34 de alto peso básico e alta densidade tem tipicamen te, maior densidade do que a região 36 de alto peso básico e densidade média. Além disso a região 30 de baixo peso básico e baixa densidade tem maior densidade do que a região 32dè''baixo peso básico e de densidade muito baixa. No entanto a densidade da região 36, de alto peso básico e de densidade média pode ser maior , menor ou equivalente à densidade da região 30 de baixo peso básico e de baixa densidade .A dji ferença relativa entre as densidades destas regiões 36 e 30 depende da razão de pesos básicos para espessuras dessas mes mas regiões 36 e 30.

Tais diferenças de espessura.entre as regiões 30, 32, 34 e 36 podem obter-se, como adiante se descreve, quer comprimindo as fibras das regiões 30 e 34 que têm uma menor espessura, quer expandindo prependicularmente ao plano da estrutura fibrosa 20 as fibras das regiões 32 e 36 que têm maior espessura . Todavia, deve reconhecer-se que tipicamen-. te, o produto da espessura e densidade para qualquer das duas regiões 30 e 32 de baixo peso básico deve ser equivalente. Do mesmo modo, o produto obtido pela multiplicação das espessuras e densidades de qualquer das regiões 34 e 36 de alto peso básico deve ser equivalente. Para as regiões 30, 32, 34 e 36 com pesos básicos iguâis, as espessura e densidade são invertamente proporcionais.

De preferência, o conjunto das áreas de superfície pro jectadas das duas regiões de peso básico baixo 30 e 32 compreende cerca de 20 a 80 por cento da área total da estrutura fibrosa 20.e, preferivelmente cerca de 30 a cerca de . 50 por cento da área total de superfície projectada da estrp tura fibrosa 20.0 conjunto das áreas de superfície projecta27

64873

Case 4432

Mod. 71 · 23.000 e». - 90/08 das das duas regiões 34 e 36 de peso básico relativamente alto compreende a parte restante da área de superfície projectada da estrutura fibrosa 20. Como de referiu acima, em relação.à estrutura fibrosa de três regiões da Figura 2, se se pretende no produto final uma maior força tênsil, o conjunto das duas regiões 34 e 36 de alto peso básico deve ser relativamente maior. Inversamente, se se deseja:., ma ior macieza e poder de obsorção, o conjunto das duas regiões 30 e 32 de baixo peso básico deve ser aumentado.

De acordo com a presente invenção podem introduzir-se várias variações à estrutura fibrosa 20, Por exemplo, não é necessário que as estruturas fibrosas 20 se limitam a dois pesos básicos, como se indica acima, ou a quatro densidades É possível que as estruturas fibrosas 20 de acordo com a pre sjente invenção tenham três ou mais regiões definidas pelos _ seus pesos básicos e também mais do que quatro regiões definidas pelas suas densidades. Portanto, as combinações e trocas entre regiões,camadas do produto de regiões com pesos bá slcos e densidades diferentes, são quase ilimitadas, mas é, pelo menos, de três ou quatro, como indicamos acima, ou ainda mais como adiante se demonstará.

Existem outros processos para aumenter a força tênsil da estrutura fibrosa 20, de acordo com a presente invenção, e para reforçar a secagem da lama fibrosa para a acima mencionada estrutura fibrosa 20, adiante se descreverá. Por e-:. exemplo, para aumentar a força tênsil da estrutura fibrosa 20. pode adicionar-se um aditivo de reforço, tal como um ligante de latex ou um adesivo, à rede essencialmente contínua de alto pesobásico 24, em pontos intervalados, em vez de orn complementarmente a formarem-se regiões 28 de densidade.aumentada distribuídas pela rede 24 de âlto peso básico e essencialmenete contínua.

A força tênsil pode, também ser aumentada assegurando maior orientação e paralelismo as fibras em pontas distintas da rede essencíalmente contínua 24 de alto peso básico. Aléir

64873

Case 4432

disso , em vez de se aumentar a densidade , poder aumentar-se o peso básico, em vários pontos da rede essencialmente contínua 24 de alto peso básico, afim de se dispor de mais fibras e, deste modo mais ligações entre fibras que suportair e distribuam as cargas tênsis. Finalmente podem aumentar-se as ligações de fibra em pontos distintos da rede 24 essencialmente contínua de alto peso básico. Todas estas modificações' ã rede 24 essencialmente contínua de alto peso básico proporcionam uma melhor distribuição de qualquer carga tênsil aplicada à estrutura fibrosa 20.

PROCESSO ANALÍTICO

Mod. 71 · 20.000 ex. · 90/08

Peso básico peso básico de uma estrutura fibrosa 20 , de acorde com a presente invenção, pode ser qualitativamente medido a olho (com lente de aumentar se se desejar) observando a estrutura fibrosa 20 numa direcção geralmente prependicular ac plano da estrutura fibrosa. Se as diferenças na quantidade ss fibras, particularmente na quantidade observada de uma linha prependicular ao plano, se yeri ficam .-num padrão regular, repetitivo e ordenado, pode geralmente, determinar-se que as diferenças de peso básico ocorrem de um modo semelhar te.

A aperciação da quantidade de fibras amontoadas sobre outras firmas é particularmente revelante para a determinação do peso básico de qualquer região específica 24, 26 ou 28 ou das diferenças de pesos......básicos entre quaisquer duas regiões 24, 26 ou 28. geralmente, as diferenças de peso básj co entre várias regiões 24, 26 ou 28 são indicadas pelas diferenças inversamente proporcionais . da quantidade de luz transmitida dessas regiões 24, 26 ou 28.

Se se pretende uma determinação mais exacta do peso básico de uma região 24, 26 ou 28 relativamente uma região

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. · 90/08 diferente 24, 26 ou 28 a magnitude de tais diferenças relativas pode ser quantificada usando múltiplas esposições a raios-X fracos para obter uma imagem radiográfica da.amostra e a subsquenté?. análise da imagem ; Usando raios-X fracos e tónicas de análise de imagens, comparam-se um conjunto de padrões tendo pesos básicos conhecidos com uma amostra;· da estrutura fibrosa 20_z a análise usa três máscaras: uma para mostrar as regiões descontínuas de baixo peso básico 26, ou tra para mostrar a rede contínua das regiões 24 e 28 de pese básico alto e outra, para mostrar as regiões de transição 3Ξ Fár-se-á referência às Figuras 9-14 na discrição seguinte.Nc entanto, deve entender-se que, embora as Figuras 9- 14 se refiram a um exmplo específico, a descrição que se segue relativa à determinação do peso básico não é tão limitada.

Na comparação , os padrões e a amostra são simultânea mente, submetidos a raio<-X fraco para se definir claramente e calibrar o nível de cinzento da imagem da amostra. 0 raio-X fraco é tomado na amostra e a intensidade da imagem é registada num filme, em proporção à quantidade .de massa, repre sientativa das fibras na estrutura fibrosa 20, no percurso dos raios-X.

Se se desejar, o raio-X fraco pode ser realizado por uma unidade de raios-X Hewlett Pakard Faxitros fornecida pe la Hewlett Pakard company, de Paio Alto Califórnia. Podem, também usar-se vantajosamente o filme de Raio-X vendido comc NDT 53 pela E.I.DuPont Nemours & Co. de Wilmington, 1 Delaware e as unidades de tubo rotativo processadoras de fi1 mes JOBO para revelar a imagem da amostra seguidamente des-.. : crita......................................................................................

Devido às variações normais e esperadas entre as diferentes unidades da Raio-X, o operador deve criar as melhores condições de exposição para cada-.unidade de raio-X. Come na presente invenção, a unidade Faxitrom tem uma fonte de emissão de raioéX de cerca de 0,5 milímetros,uma jariêlaidéBerilioC.com· 0/64 milímetros de espuma e uma corrente contí30

64873

Case 4432

nua de três mi liamperes. A distância entre a película e a . fonte emissora é de cerca de 61 milímetros e a voltagem de cerca de 8 KVp. O único parâmetro variável é o tempo de esposição, que é ajustado de modo a que a imagem digitalizada possa apresentar o contráste máximo quando histograma, como adiante.se descreve.

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

A amostra é cortada para dimensões de cerca de2,5 por 7,5 centímetros (1 por 3 polegadas). Se se desejar,a amostra pode ser j.marcada com indicadores, para permitir a determinação exacta da legalização das regiões 24, 26 e 28 com peso básico·) distintos . Podem incorporar-se indicadores adequados na amostra cortando três furos na amostra por meio de um; pequeno punção: Para as formas de realização aqui descritas, um punção de 1,0 milímetro (0.039 polegadas) de diâmetro serve perfeitamente. Os buracos podem ser colineares ou dispostos segundo um padrão triangular.

Estes indicadores podem ser util te se descreve para combinar as regiões básico particular com as regiões 24. 26 izados, como se adian

24, 26 e 20 com peso

por outras propriedades intensivas, tais como espessura e/ou densidade . Depois destes.. indicadores terem sido colocados na ;.amostra, esta é pesada numa balança analítica, que precise o resultado até quatro números significativos.

A película NDT da DuPont é colocada Faxitron de raio-X, com o lado emulsionável ma, e a amostra;cortada é colocada sobre a sobre a unidade voltado película para

Ao mes30 mo tempo',, colocam-se na unidade de raio-X padrões de calibra ção de 15 x 15 milímetros de áreas e pesos básicos conhecidos (que se aproximam eligam.o peso básico das várias regiões 24. 26. e 28 da amostra).; de modo a que possa obterse de cada vez que a imagem da amostra é exposta e revelada_fuma calibração exacta do peso básico para o nível cinzento. Introduz-se hélio dentro do Faxitron durante cerca de: 5 minu tos a um nível ajustado de pressão de cercaf.de um psi, de mo do que o ar é purgado e, consequentemente, a absorção de

64873

Case 4432

Mod. 71 · 23.000 ex. - 90/08 raio-X pelo ar é diminuta. 0 tempo de exposição da unidade é estabelecida em cerca de 2 minutos.

Depois de se purgar a hélio a câmera da amostra, esta é esposta aos raios-X fracos. Quando a exposição está comple tada, a película é transferida para uma'caixa de segurança afim de se revelar nas condições mormais, recomendadas pela E.I.DuPont Nemours & Co. para que se obetenha uma completa imagem radiográfica.

Se operações anteriores são repetidas para tempos de exposição de cerca de 2.2,2.5,3.0,3.5 e 4. 0 minutos. A imagem que se obtém na película após cada exposição é, então, digitalizada mediante a utilização de um Selector de linhas de alta resolução radioscópica, feito pela Vision Ten de Torrence, Califórnia no módulo de 8 bits. As imagens podem ser digitalizadas a uma resolução espacial de 1024 x 1024 pontos distintos representando 8.9 x 8.9 centímetros da radiografia. É adequado para este fim umsoftware que inclui a Transmissão e Arquivo de Imagens Radiográficas (RITA) feito pela Vision Ten. As imagens são, então, histiriogramas pê ra registarem a frequênciàda ocorrência de cada valor de nível cinzento. 0 desvio padrão é registado para cada exposie' ção que produz o máximo desvio padrão em todos os passos que se seguem. Se os tempos de exposição não. orifinarem o?desvio padrão máximo, a gama de tempos de exposição deve ser alargada para além dos limites acima indicados. Os desvios asso ciados às imagens referentes aos tempos de exposição aumentados devem ser recalculados. Estes passos são repetidos até quesse ₌obtenha um claro desvio padrão máximo. 0 desvio pa-_ drão máximo é utilizado para maximizar o contraste obtido pela dispersão de dados. Para as amostras repersentadas na Figura 8 -14, considerou-se óptimo um tempo de exposição de cerca de 2.5 a 3.0 minútos.

A radiografia óptima é redifitalizada no módulo de K bits, usando-se um selector de Linhas de alta resolução pari, apresentar a imagem num monitor de 1024 x .1024 numa razão de

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 um para um dados , e o software de Transmissão ekArquivo Imagens Radiográficas feito pela Vision Ten para armazenaç^r-r medir e mostrar as imagens. A lente do Selector num campo de visão de cercar de 8.9 centímetros por 1024 pixels. A película é, agora, esquadrinhada no módulo de 12 bits, mediando as tabelas de visionamenos linear e alto a baixo, para converter de novo a imagem ao módulo de 8 bits.

A imagem é apresentada no monitor linear de 1024 x 1024 . Os vares do nível cinzento são examinados para se determinarem eventuais graduações através das áreas expostas da radiografia que não estão bloqueadas pela amostra ou pelos padrões de calibração. A radiografia é considerável acei tável se satisfazer qualquer dos critérios seguintes: o fundo do.filme não contém graduações nos valores do nível cinzento de lado a lado;

o fundo do filme não contém graduações dos valores dc nível cinzento de alto a baixo; ou existe uma graduação numa única direcção; isto é, ume diferença nos valores de cinzento de um lado ao outrc o .topo da radiografia é acompanhado pela mesma diferença de graduação no fundo da radiografia.

Um método mais rápido possível para .'.determinar se a terceira condição pode ser ou não satisfeita consiste em examinar os valores de nível cinzento dos pixels localizados nos quatro cantos da radiografia, cujas coberturas são adjacentes à imagem da amostra.

Os restantes passos podem ser efectuados num Processé dor de Imagens Modelo Gould IP9545, fabricado pela Gould, Inc. de Fremont, G^alifornia, e montado num computador da Digitized Equipment Corporation VAX 8350, usando dados da L: vraria de Dados de Processadores de Imagens (LIPS)<

Uma parte do fundo do filme representativo dos critérios acima apresentados é selecionada utilizando um algori^; bmo de relaçãoo de áreas da amostra com interesse. Estas áreas são aumentadas para parau.umtamânho de 1024...x 1024 pixels

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 para simularem o fundo do filme. Aplica-se um filtro de densidade do fluxo magnético (tamanho da matriz 29 x 29) para tornar a imagem resultante mais suave. Esta imagem, definida como não contendo nem a amostra, nem os padrões, é então aproveitada como fundo do filme.

Este.fundo de filme é digitalmente subtraído da subimagem que contém a imagem da amostra sobre o fundo do filme, gèrando uma nova imagem. 0 algoritmo para a subtracção digital obriga a que os valores de cinzento entre 0 e 128 sejam colocados no valor de zero, e que os valores de nível cinzer to entre 129 e 255 sejam realinhados de 1 a 127 (usando a fórmula x-128). 0 realinhamento corrige os resultados negati vos que ocorrem na imagem subtraída. Os valores para as áreas do.máximo, mínimo e desvios padrão e para as áreas pixel, média e mediana de cada área de imagem não registados.

A nova imagem, contendo apenas a amostra e os padrões , é arquivada para futura consulta. 0 algoritmo é então usado para definir selectivamente áreas de imagens individualmente estabelecidas para cada uma das áreas de imagem contendo os padrões da amostra. Para cada padrão, é medido o histograma do nível cinzento. Estas áreas individualmente definidas sãc então histogramadas.

Os dados de histograma da operação anterior são entãc utilizados para desenvolver uma equação:! regressiva que descreve a relação de massa para nível cinzento, e que calcula os coeficientes da equação de massa para nvel cinzento. A va riável independente é o nível cinzento médio. A variável dependente é a massa por pixel em cada padrão de calibração. Como o nível cinzento.de valor zero se define como tendo mas sa zero, a equação regressiva é obrigada a.ter um y a interceptar o zero. A equação pode utilizar qualquer programa comum de folha desdobrável, e ser desenvolvida num computador pessoal comum.

algoritmo é, então, utilizado para definir a área da imagem que contém apenas a amostra. Esta imagem, que a Fi

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 gura 9 mostra, é arquivada para ulterior referência e é também classificada quanto ao numero de ocorrências de cada nível cinzento. A equação regressiva é depois usada em conjunção com os dados classificados da imagem, para determinar a massa total calculada. A fórmula ida equação regressiva é a seguinte;

Y = A x X x N na qual Y é igual à massa de cada caixa de nível cinzento; A é igual ao coeficiente da análise de regressão; X é igual ao nível cinzento (na variação de 0 - 255); e N iguala o número de pixels em cada caixa (determinada a partir da imagem classificada). A soma de todos os valores de Y dá origem ao total da massa calculada. Por uma questão de precisão, ej te valor é, depois, comparado à massa real da amostra, deter minada por pesagem.

A imagem calibrada da Figura 9 é apresentada no monitor e o algoritmo é utilizado para analizar uma área de pixel 256 x 256 da imagem. Esta área é então igualmente amplj ada por seis vezes em cada direcção. Todas as imagens seguir tes são formadas a partir da imagem resultante.

Se se desejar, uma das áreas da imagem resultante, apresentada na Figura.14, e que contém cerca de dez pontos com o padrão repetitivo e ordenado das várias regiões 30,32, 34 e 36, pode ser escolhida para se fazer a segmentação das várias regiões 30, 32, 34 ou 36. É evidente que se as diferenças em pesos básicos entre as regiões 30, 32, 34 e 36 forem relativamente pequenas podem ser necessários mais do que dez pontos para garantir um significado estatístico aos resultados. A imagem resultante mostrada na Figura 14 é arqub vada para referência futura. Usando uma tabela de digitalização equipada com um marcador luminoso, pode usar-se uma rç. tina de gráficos interactivos para máscara, para definir as regiões de transição entre as regiões 34 e 36 de alto peso básico e as regiões 30 e 32 de peso básico baixo. 0 operador deve, subjectiva e manualmente, circunscrever as regiões se35

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 t

paradas 30 e 36 com a caneta luminosa no ponto que medeia en tre as regiões descontínuas 30 e 32 e as regiões contínuas 34 e 36, e cobrir essas regiões 30 e 32. 0 operador deve assegurar-se de que se forma uma curva fechada à volta de cada uma das regiões descontínuas 30 e 32 circunscritas. Este pas so cria uma fronteira à volta de e entre as regiões separadas 30 e 32, que podem diferenciar-se pelas variações de intensidade do nível cinzento.

As máscaras gráficas geradas no passo anterior são, então copiadas através de um plano bit, para fixar todos os valores mascarados (tal como na região 30 ou 32) num valor zero, e todos os valores não mascarados(tal como nas regiões 34 e 36} num valor de 128. Esta máscara é arquivada para referência futura. Esta máscara,que cobre as regiões descontínuas 30 e 32, é, então, dilatada para fora quatro pixels em torno da circunferência de cada região mascarada 30 ou 32

A acima mencionada imagem ampliada da Figura 14 é, de pois, copiada através da máscara dilatada. Isto produz a ima gem mostrada na Figura 12, tendo apenas a rede contínua de regiões apagadas 34 e 36 de elevado peso básico. A imagem da Figura 12 é arquivada para referência futura, e classificada quanto ao número de ocorrências de cada valor do nível cinzento.

A máscara original é copiada através de uma tabela de busca que reescala os valores do nível cinzento de 0 - 128 para 128 - 0. Este reescalonamento tem como consequência a inversão da máscara. Esta máscara é, então, dilatada para dentro quatro pixels em torno da fronteira traçada pelo operador. 0 efeito é de apagar as regiões não contínuas 30 e 32.

A imagem ampliada da Figura 14 é copiada através da segunda máscara dilatada, originando a região apagada de baixo peso básico 30 e 32. A imagem resultante, que a Figura 10 mostra, é então arquivada para referência futura e classificada quanto ao número de ocorrências de cada um dos ní36

64873

Case 4432 . z

Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 veis cinzentos.

Para se obterem os valores pixel das regiões de tran slção, as duas amplas regiões de quatro pixels dilatados tan to nas regiões de alto como de baixo peso básico 30, 32, 34 e 36, devem combinar-se as duas imagens apagadas feitas a partir das máscaras dilatadas, tal como se mostra nas Figuras 10 e 12.

Isto consegue-se carregando, primeiro, uma das imagens: apagadas para o canal da memória e transportando a outra imagem apagada para outro canal de memória.

A imagem da Figura 10 é copiada para a imagem da Figura 12, usando a Figura 10 como máscara. Como a segunda ima gem da Figura 12 foi usada como canal de máscara, apenas os pixels que não são zero serão copiados para a imagem da Figura 12. Este procedimento dá origem a uma imagem contendo as regiões apagadas 34 e 36 de peso básico elevado, as regiões apagadas 30 e 32 de baixo peso básico, mas não as amplas regiões de nove pixels de transição 33 (quatro pixels de cada dilatação e uma da circunscrição das regiões 30 e 32 pelo operador). Esta imagem mostrada na Figura 13, sem as regiões de transição, é guardada para referência futu ra .

Dado que os valores pixel para regiões de transição 33, na imagem de regiões de transição da Figura 13, têm todos o. valor zero, e sabe-se que a imagem não pode conter um valor de nível cinzento maior do que 127, (pela subtracção do algoritmo), todos os valores de zero são estabelecidos num valor de 255- Na imagem da Figura 13, todos os valores não zero das regiões-.apagadas.....30, 32, --34 e. 36 de baixo e alto peso básico são estabelecidos num valor de zero. Isto produz uma imagem que é arquivada para referência futura.

Para se obterem os valores de nível cinzento das regiões de transição 33, a imagem da Figura 14 é copiada através da imagem da Figura 13para se obterem apenas as amplas regiões de transição 33 de nove pixels. Esta imagem, mos37

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 trada na Figura 11, é guardada para referência futura e é também classificada quanto ao numero de ocorrências por nível cinzento.

Para se medirem as diferenças relativas em peso bási co entre as regiões 30 e 32 de peso básico baixo, as regiões 34 e 36 de peso básico elevado e a região de transição 33, os dados de cada uma das imagens classificadas acima referidas imostradas nas Figuras 10, 12 e 11, respectivamente, são então utilizadas com a equação de regressão derivada dos padrões da amostra. A massa total de qualquer região 24, 26, 28 ou 33 é determinada pela adição da massa por caixa de nível cinzento a partir do histograma da imagem. 0 peso básico é calculado dividindo os valores da massa pela área pixel, levando em consideração qualquer ampliação.

Os dados da imagem classificada (frequência) para ca da região das imagens apresentadas nas Figura 10-12 e 14 podem ser apresentados como um histograma e projectados contra a massa (nível cinzento), sendo a ordenada a ordenada a distribuição de fraquência. Se a curva resultante é monomodal, a selecção das áreas e o desenho subjectico da máscara forair, provávelmente, feitos com precisão. As imagens podem, tambéir ₍ser pseudo-coloridas de modo a que cada cor corresponda a ... uma pequena gama de pesos básicos, com a tabela que se segue como possível padrão.para a coloração do mapa.

A imagem resultante deste passo do processo é, então, pseudo-colorida, com base na escala de níveis cinzentos. A lista dos níveis cinzentos mostrada na Tabela IVA foi considerada adequada para estruturas fibrosas celulósicas 20 não enrugadas:

Escala de Nível Cinzento

- 5

6-10

- 15

Cor

Preto

Azul-escuro

Azul claro

Verde

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08

16 - 20	Amarelo
21 - 25	Vermelho
26 +	Branco
Tipicamente, as amostras rugosas	têm um peso básico
mais elevado que outras amostras semelhantes não rugosas. A
lista de níveis de cinzento apresentada	na Tabela IVB foi
considerada adequada para ser usada com	amostras rugosas de
estruturas fibrosas celulósicas 20:
TABELA IVB
Escala de Nível Cinzento	Cor
0	Preto
^{1 7}	Azul escuro
8-14	Azul claro
15 - 21	Verde
22 - 28	Amarelbc
29 - 36	Vermelho
36 +	Branco

A imagem resultante pode ser passada a um impressor copiador. Se se desejar, pode traçar-se uma linha cursora através de qualquer das imagens acima mencionadas, e desen-. volver-se um perfil de níveis de cinzento. Se o perfil proporcionar um padrão qualitativamente repetitivo, obtém-se uma indicação adicional de que se estã em presença de uma amostra de estrutura fibrosa 20 com um padrão ordenado e repetitivo de pesos básicos.

Se se desejar, as diferenças de pesos .básicos podem ser determinadas utilizando uma fonte emissora de um feixe de electrões, em vez do raio-X suave anteriormente mencionado. Se se desejar utilizar um feixe de electrões para a determinação e visualização do peso básico, o Pedido de Patente Europeia 0.393.305 A2, publicado em 24 de Outubro de 199C em nome de Luner e outros, apresenta um processo adequado

64873 case 4432

de o fazer, sendo o Pedido aqui incorporado para referência, como o fim de mostrar um processo adequado.para a determinação das diferenças de pesos básicos das várias regiões 30, 32, 34 e 36 da estrutura fibrosa 20.

Mod. 71 - 20.000 ex.'· 90/08

DENSIDADE

As densidades relativas das regiões 30, 32, 34 ou 36 da estrutura fibrosa 20 podem ser qualitativamente diferenciadas como segue . Arranjam-se amostras da estrutura fibrosa tendo, pelo menos 2,5 por 5.1 centímetros (1 por 2 polega da) de área. Deve, no entanto reconhecer-se que, dependendo dos tamanhos relativos das regiões 30, 32, 34 ou 36, pode ser necessário arranjar uma estrutura maior ou alternativamente, poderá ser mais adequada uma amostra mais pequena. Arranja-se um marcador mágico à base de água, tal como o marcador a vermelho Berol n98800 e as amostras são uniformemente manchadas à mão, usando o marcador à base de água. Depois, as amostras são secas à temperatura ambiente e a 50% de humi. dade relativa durante pelo menos, uma hora.

As amostras são pressionadas entre dois slides de microscópio previamente limpos. Usando um estereomicroscópio , tal como o modelo Nikson SMZ-2T, que pode ser adequerido na Frank E.Feyer Company de Carpenterville.;.. no Illinois, as amostras são colocadas de maneira a que quaisquer desvios ao plano geral de amostra fiquem orientados para baixo, em direcção à base do microscópio: A ampliação é ajustada para 18 x, aproximadamente, dependendo esse ajuste do tàmanho relativo das regiões a observar. A luz é fornecida, principalmente , do ..fundo da aamostra e ajustada para minimizar o contraste nítido entre as regiões de baixa densidade 24 e 26 e as.:?regiões de balia densidade 28.

Se aparecer um padrão repetitivo e ordenado de re-Á giões de elevada densidade 28, essas regiões terão, muito possivelmente,uma coloração vermelha, relativamente clara. Inversamente, as regiões 24 e 26 de densidade relat iva'mente .

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08 baixa terão uma cor de castanho escuro. Tais diferenças de cor são causadas pelas diferenças de densidade. Se se desejar, podem tirar-se fotografias coloridas das amostras para, mais tarde se confirmarem as descobertas feitas pelo exame que o microscópio estereoscópico.

Em alternativa, as diferenças de densidade podem ser qualitativas ou quantitativas determinadas mediante confirmação das diferenças de pesos básicos das várias regiões 30, 32, 34 ou 36 da estrutura fibrosa 20, e combinação de tais diferenças de peso básico com as espessuras das regiões 30, 32, 34 ou 36 da estrutura fibrosa 20, para se determinarem as diferenças de densidade. A espessura poderá ser determina da como se indica seguidamente.

ESPESSURAS

Embora se apresentem a seguir vários métodos para a determinação lespessuras , o preferido é o método apresentado no texto que acompanha as Figuras 15A - 18 que representa o método a partir do qual todos os valores de espessuras aqui indicados foram obtidos. No entanto, utiliza-se qualquer método excato e preciso de determinar a espessura de uma estrutura fibrosa 20.

Um dos métodos preferidos para a determinação da.espessura das diferentes regiões 30, 32, 34 e 36 d'a estrutura fibrosa 20 é o de medir topograficamente a elevação de cada umas das faces expostas sa estrutura fibrosa 20. Isto produz uma série de isobaths numa das faces da estrutura fibrosa 20 e uma série de isobases na outra face, como as Figuras 15A e 15B_ mostram. os ..dados. referentes a estas duas figuras podem ficar sobrepostos, como a seguir se descreve relativamente à determinação da espessura fibrosa 20.

Se se desejar, a amostra pode ser marcada com três ot mais indicativos, tal como atrás se descreveu a respeito das regiões das medições dos pesos básicos, são indicativos adequados furos redondos. Por exemplo, um furo destes aparece

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08 na localização coordenada de 2.50 , 3.75 das Figuras 15A:., 15B e 17.

Os furos permitem combinar as espessuras das várias regiões 30, 32, 34 e 36 com os pesos básicos das .mesmas regiões 24, 26 e 28, desde que se use a mesma amostra em ambas as medições, e, além disso, permite ajustar-se os lados opo^ tos da mesma amostra para e.durante as medições seguintes de espessuras. Como a análise de imagem com raios-X e a observação topográfica não são testes destruidores, tal acção é absolutamente possível.

As medições topográfiacs podem ser feitas com umoprofilómetro Federal Products Série 432 tendo um amplificador de Modelo EAS-2351, uma sonda de ^.afastamento do Modelo EPT-01049, um buril e uma mesa horizontal lisa, sendo vendido pela Federal EsterlineCompany Providenos, Rhede Island. Para as medições aqui descritas o buril tinha um raio de 2,54 microns (0,0001 polegada) e uma força de carga vertical de 200 miligramas. A mesa é plana a 0,2 microns.

A amostra a medir da estrutura fibrosa 20 é colocada na mesaihorizontal alisando-se quaisquer enrugamentos visíveis A amostra pode ser mantida no seu lugar por meio de tiras magnéticas. A amostra é examinada num padrão de onda quadrada a uma velocidade de 60.0 milímetros por minuto (2, 362 polegadas por minuto ) ou à de 1,0 milímetro por segundo. A velocidade de digitalização dos dados converte 20 pontos de í dados por milímetro, pelo que pode ser feita uma leitura em cada 50 micros.

A amostra é examinada 30 milímetros numa direcção e, depois, manualmente indexada, enquanto em movimento, 0.1 milímetros (0.004 polegadas) numa direcção transversal. Este processo é repetido até se ter examinado a área desejada da amostra. Preferentemente, o exame começa num dos furos, de modo que o registo dos isogramas das faces opostas, como a seguir se descreve é mais facilmente obtido.

Os dados digitalizados são introduzidos e analizados

64873

Case 4432 por qualquer transformador de análises Fourier. Um pacote analítico com o Proc Spectra fabricado pela SAS de Princetor, de New Jersey, já deu provas de funcionar bem. A análise : Fourier de cada uma das faces da estrutura fibrosa 20, como as Figuras 16a e 16B ilustres, apresenta os picos do padrão ordenado e repetitivo visível na quela face.

Por exemplo, a transformção Fourier das Figuras 16A, 16B e 18 mostra níveis (representados como picos nos gráficos destas Figuras)dãssocorrências por milímetros listadas na Tabela V, seguidamente apresentada. Para facilidade de comparação, a Tabela V indica também os valores dos picos da Figura 18, adiante referidos.

TABELA V

Mod. 71 - 20.000 e». - 90/08

Fig-16A	Fig-16B	Fig.18
0,117	0.156	0.156
0.352	0.234	0.234
0.469	0.391	0.391
0.625	0.625	0.625
0.859	0.859	0.859
1.250	1.133	1.132
1.406	1.250	1.250
1.523	1.445	1.406
1.758	1.719	1.523

Estes picos correspondem ao tamanho e à distribuiçãc das diferentes regiões 30, 32, 34 e 36 no padrão ordenado e repetitivo. 0 conhecimento dos níveis e dosàtamanhos das diferentes regiões 30, 32, 34 e 36 simplifica as outras análises especificadas, porque a pessoa que dirige os textes sabe a escala de tamanhos das regiões 30, 32, 34 e 36 e o espa çamento dessas regiões 30, 32, 34 _-e36.

As espessuras das regiões 30, 32, 34 e 36 podem ser determinadas por sobreposição digital dos dois isogramas,e utilizando os indicativos para garantir a coincidência.Podem

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 usar-se várias linhas simples para se deteriránar com certeza o momento em que se obtém o ajustamento, embora se reconheça ser necessários algumas tentativas e erros devido à descontínuas à distância finita entre ajustas linhas.Os dados so-. brepostos são, então digitalmente subtraídos. A diferença entre os dados isobásicos e os isocáticos representa a espea sura da amostra naquele ponto.Como a espessura é determinada pelâa separação relativa das duas superfícies, não interessa saber quais os dados que são utilizados como subtrativo e como diminuendo , porque o valor absoluto da diferença repre senta a espessura.

Os dados referentes à espessura' podem ser marcados como isopaches,como a Figura 17 mostra, para permitirem determinar visualmente se o padrão ordenado e repetitivo está ou não presente . Claro que os isepaches podem,também, tam bem ser analisados por um transformador Fourrier, como se ilustra na Figura 18 e a lista da Tabela V, atrás transcrita Os picos dos níveis ilustrados na Tabela V indicam , fortemente a presença dê um padrão ordenado e repetitivo.

Outro método para determinar a espessura de várias regiões 30, 32, 34 e 36 de uma amostra de estrutura fibrosa : 20 envolve a utilização de um microscópioeestereoscânico. Pode usar-se qualquer microscópio capaz de quantificar a dimer_ são elevacional de uma estrutura , mediante exame da estrutura na prependicular ao seu plano. Um microscópio adequado é um Cambridge 3-D Modelo 360 esteromecânico electrónico, fabricado pela Leica Company, de Chicago, Illinois.

Escolhe-se uma ponta de microscópio especialmente coii cebida para o efeito, tendo um centro recuado circundado por perímetro anelar plâno. A reentrância central evita a alteração do centro da amostra no qual são mediads as espessuras seguintes. A amostra é montada sobre a ponta por aplicação de adesivo condutivo apenas ao perímetro da superfície superior da ponta , e evitando qualquer oontacto ou colocação de tal adesivo na reentrância central.

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08

A teiacde tecido é cuidadosamente colocado sobre a superfície exposta do adesivo e comprimida. Deve ter-se o cuidado de manteria amostra direita e lisa, sem rugas, e paralela ao topo anular da ponta do microscópio. Para cada determinação de espessura, são necessárias duas montagens de .. amostras. A primeira amostra é montada com um dos lados o^í rientado para cima e a segunda amostra com o .lado comrrespon dente orientado para baixo.

A amostra deve ser visualmente examinada ao microscópio para se fazer uma identificação superficial do número de espessuras únicas regulares e repetitivas. Cada uma das espessuras identificadas deve,depois ser quantitativamente determinada .

Um caso exemplar, ilustrado pela Figura 4, tem quatrc regiões de espessuras distintas, que são disignadas (AB), (CD), (EF), (GH). Para se determinarem as quatro espessuras relevantes (AB),(CD), (EF) e (GH), concidera-se a amostra que tem o primèiro lado orientado para cima e determina-se a posição elevacional dos pontos B,D,F,e_; H relativamente ao topo do anel da ponta do microscópio. Deve referir-se que o anel plano da ponta do microscópio coincide com a posição elevacional dos pontos A é E. Este passe pode ser realizado mediante estilização das capacidadése tri-dimensionais do microscópio. Usando a outra amostra com a face correspondente orientada para baixo, determina-se a posição elevacional dos pontos G e C, em relação à posição elevacional do ponto A ou de E.

Os dois passos antecedentes são repetitivos, pelo me nos, em dez (ou mais , se for necessário, para garantir significado estatisticò) pontos específicos de cada região, sendo ..feita a média de todos os dados semelhantes. Não é necessário olhar exactamente para os mesmos pontos em cada su perfície. Pelo contrário^a-escolha casual dos dez (ou mais) pontos em cada amostra assegura uma caracterização represen tativa.

64873

Case 4432

A Aespessura de cada região é dada pela diferença relativa da posição elevacional de pontos, registados verticalment a partir do anel plano e pode ser determinada subtraindo as posições elevacionais eacima referidas. Por exemplo, a espessura em (AB) é encontrada ..pela subtração da posição elevacional do ponto A à posição elevacional do ponto B.Do mesmo modo, a espessura em (EF) determina-se subtraindo a posição elevacional do ponto E ao valor da posição elevacio nal do ponto F.

A espessura em (CD) acha-se por subtraçãoda posi ção elevacional do ponto A ao valor da posição elevacional de ponto D (da primeira amostra). A este valor subtrai-se o valor da posição elevacional do ponto C menos a posição elevacional do ponto A (da segunda amostra). Do mesmo modo,

Mod. 71 20.000 ex. · 90/08 a espessura em (GH) determina-se subtraindo a .posição eleva cional do ponto E ao valor da posição elevacional do ponto G (da primeira amostra).

A este valor é subtraído o

elevacional do ponto H menos a posição elevacional do ponte

E ( da segunda amostra).

Se não se quizer utilizar um microscópio estereoscânico, a determinação das espessuras das várias regiões da -.:.

amostra pode ser feita por meio de um microscópio de observação por laser confocal. A pesquisa microscópica confocal a laser pode ser feita mediante utilização de qualquer microscópio de observação confocal capaz de medir as dimensões pre pendiculares ao piano da amostra. Um microscópio de Modelo

Phoibos 1000, fabricado pela Sarastro Inc. de Ypsilanti,

Michiagn, deve servir esse objectivo.

Usando o Microscópio de observação Confocal de Obser vaçãoSSaraètro,coloca-se uma amostra da estrutura fibrosa 2C, medindo, aproximadamente, 2 centímetros por cerca de 6 centímetros, sobre a parte superior de uma lâmina em vidro de microscópio. A lâmina do microscópio é colocada sob a lente da objectivace observada sob a amplificação relativamente bai xa(aproximadamente.40xx). Esta ampliação , c aumenta o campo

64873

Case 4432

/

Mod. 71 · 20.000 ex. 90/08 de visão o suficiente para que o número de características da superfície seja maximizado. Quando se observa a tão baixa amplificação, deve focar-se a parte superior da amostra.

Preferentemente, utilizando o dispositivo de focagem rigorosa do microscópio e espondo a leitura segundo o eixo 2 no monitor do microscópio, baixa-se a plataforma do microscópio aproximadamente 100 micrómetros. A imagem óptica obtida do microscópio é transferida dos ocolares para o banco óptico esta transferência desloca a imagem produzida dos olhos do observador: para o detector do microscópio.

Com o computador do microscópio, o tamanho do passo e o número de secções é agora introduzido. Pãrã ãs amostras ilustradas nas Figuras 1-3B verificou-se ser adequado um tamanho de passo de cerca de 40 micrómetros e um número de 20 secções · Estes parâmetros resultam na recolha de 20 cortes XY ópticas a um intervalo de 40 micrómetros, para uma profundidade total de 800 micrómetros na perpendicular ao plane da amostra.

Tais designações permitem que sejam obtidas secções ópticas ligeiramente acima da superfície superior da amostre da estrutura fibrosa 20, até ligeiramente abaixo da superfície inferior da amostra da estrutura fibrosa. É evidente para técnico da especialidade que, para a obtenção de uma mais alta resolução, será necessário um passo de tamanho mais re duzido e um maior número de passos.

Usando esta disposição começa-se o processo de observação. 0 computador de microscópio adquire!.. o número dese jado de cortes XY nos intervalos desejados. Os dados digita .l.izados de cada um dos cortes é armazenado na memória do mi_ croscópio.

Para obter as medições com interesse , cada corte é observado no monitor do computador para se determinar qual dos cortes oferece a imagem mais representativa das caracte rísticas com interesse especialmente, da espessura da amostra. Enquanto se examina o corte da amostra que melhor iluis

64873

Case 4432

tra as várias espessuras da mesma, traça-se uma linha através das regiões 30, 32, 34 ou 36 com interesse de uma amostra semelhante àquela que vem ilustrada na Figura 2. A função XY do microscópio é utilizada para se obter uma imagem em secção transversal da linha. Esta imagem em secção transversal é formada por todos os/cortes obtidos na amostra.

Para medir a espessura, introduzem-se os dois pontos do eixo Z de interesse. Por exemplo para medir a espessura de uma região 30, 32, 34 ou 36 , dos dois pontos considerados são um de cada uma das superfícies opostas da amostra.

Se não se quiser usar um microscópio estereòcânico ou de observação confocal a _.laser para se determinar a espessura da amostra, podem fazer-se micrótomos de preferência

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 para determinar a espessura da amostra. Para se determinar a espessura diferencial da estrutura fibrosa 20 usando micrç tomos de referência arranja-se uma amostra medindo cerca de 2,54-.x 5,1 centímetros (1x2 polegadas) e fixa-se a uma base de cartão rígido. 0 suporte de cartão é colocado dentro de um molde..· de sílica. Numa proveta, misturam-se seis partes de resina Versamid, quatro partes de resina Epon 812 e 3 partes de 1,1,1-de-tricloretano. A mistura de resinas é colocada num dessecador;<3e vácuo de baixa velocidade e as bolhõs são retiradas.

A mistura é, depois deitada para dentro do molde de sílica com o suporte de cartão rígido, de modo a que toda a amostra fique molhada e imersa na mistura. A amostra é curada durante, pelo menos, 12 horas e a mistura de resina feits endurecer. A amostra é retirada do molde de sílica e o supoi te de cartão é retirado à amostra.

A amostra é^.marcada com um ponto de referência para determinar com exactidão onde serão feitas as medições-subsequentes. Preferivelmente, utiliza-se o mesmo ponto de referência quer naiimagem de plano geral quer nas várias imagens seccionais da amostra da estrutura fibrosa 20.

Pode ser utilizado um guia de resolução para marcar

64873

Case 4432

/

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 o ponto de referência. 0 guia de resuloção pode, geralmente ser plano assentar no topo da amostra antes da cura da resina e/ou fotografia. Um guia de resolução com indicativos cor t.trastantes raiando para fora e, preferivelmente alongando-se tangencialmente, é bastante adequado. Um guia de resolu-: ção iç- 1-T, fabricado pela Stouffer Graphio Arts Equipment Cc . de South Bend, Indiana, provou ser especialmente adequado pe ra este objectico. 0 guia de resolução é colocado sobre a amostra e, preferivelmente, orientado de modo a que os eixos maiores do indicativos fiquem alinhados com os rebordos da amostra ou com qualquer outro padrão visível na amostra.

A amostra é colocada num micrótomo de modelo 860, ver dido pela American Optical Company de Buffalo, Nex York, e nivelada. 0 rebordo dd amostra é retirada da mesma, em fatias pelo micrótomo até se obter uma superfície lisa.

Retira-se, da amostra, um número suficiente de fatias, de modo que as várias regiões 30, 32, 34 e.. 36 possam ser reconstruídas com exactidão. Para forma de realização aqui descrita, sãooretiradas da superfície lisa fatias tendo uma espessura de cerca de 100 micrómetros cada uma. Para que as diferenças na espessura da estrutura fibrosa 20 possam ser determihdas_z são necessárias, pelo menos, 10 a 20 fatias da amostra.

Contam-se três ou quatro amostras feitas pelo micrótomo, em séries, sobre uma lâmina, usando oleo e uma película de cobertura. A.lâmina e a amostra são montadas num micros copio de transmi ssão :.de luz e observadas com uma amplificat: . ção de cerca de 40x. Tiram-se fotografias para reconstruir o perfil desta fatia ou corte, até que todas as 10 a 20 fatias tenham sido fotografadas, em séries. Pela observação das fotografias individuais do micrótomo, podem confirmar-se as diferenças à medida que se reconstróií um perfil da topografia da estrutura fibrosa. Conhecendo-se o peso básico relativo no ponto de referênia e nas regiões descontínuas 3C, 32, 34 ou 36 que irradiam do ponto de referência e as dife49

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 rênças a espessura, podem confirmar-se as diferenças qualitativas na densidade.

As diferênças de espessura entre as: regiões 30, 32, 34 e 36 podem ser facilmente estabelecidas fotografando qual quer das fatias representativas da amostra com uma escala sobreposta ..ao campo. Comparando essa escala com os extremos da amostra em cada uma das faces da estrutura:.fibrosa 20 orientada para fora, a espessura das regiões 30,32, 34 ou 36 em estudo, é rapidamente confirmada. Para reconhecer a região 30, 32, 34 ou 36 relativamente à qual foi feita uma medição de espessura é possível, fotografando a amostra e o guia de resolução no plano visual e determinar e ajustar comoossmicrótomos,a orientação e um dos indicativos de largura ou espaço, em qualquer localização da amostra. 0 guia de referência pode, também, ser utilizado com o processo anterioi mente mencionado do Raio-X suave, de modo que uma exacta determinação das regiões 30, 32, 34, ou 36, consideradas na mç dição da espessura, se torna possível no lugar da estrutura fibrosa.

Alternativamente, as diferenças de espessura podem ser confirmadas usando um microscópio estereocânico, de acor do com as referências de gualquer dos artigos seguintes: Uma técnica de medida dinâmica de tempo real para Inspecção IC por Breton e outros, publicada no Microelectronic j... 7 Engineering (541-545, 1986); Metrologia de Circuito Integrado, Inspecção e Processo de Controlo, por Breton e outros, publicado nos Proceedings da Sociedade Internacional SPIE para Engenharia Óptica (Vol.775, Março 1987); ou Técnica de medida e imagem de Tempo Real 3D SEM por Breton e outros,publicado no Europèan Journal of Cell Biology (Vol.48,Supp.25 1989), artigos que são aqui incorporados para referência, para mostrar técnicas alternativas de determinação seguradas diferenças de espessura.

Uma outra técnica para determinar as diferenças rélçi tivas.de densidade entre as várias regiões 30, 23, 34, e 36

64873

Case 443

Mod. 71 -20.000 ex. 90)08 da estrutura fibrosa consiste em utilizar duas outras pro-_ priedades intensivas conhecidas . Mais especificamente, a ra zão do peso básicocidas regiões 34 e 36 de peso básico elevadc do peso básico das regiões 30 e 32 que têm baixo peso básico pode ser determinada como se descreveu acima. Do mesmo mç do a razão das espessuras das regiões de peso básico elevadc 34 para a espessura das regiões de peso básico baixo pode ser determinada como atrás . s(e descreveu.

Assim, é evidente para qualquer técnico da especia lidade que a razão dos pesos básicos dividida pela.razão das espessuras origina a razão das densidades entre as regiões de elevada densidade 28 e as de baixa densidade 24 e 26 desde que a estrutura fibrosa 20 esteja preparada de harmonia com as indicações desta invenção. Algebricamente, isto pode exprimir-se como segue:

Densidade = Peso básico /espessúra

F? -Peso básico das regiões 34-e' 36 de peso básico elevado PB~Peso Básico das regiões 26 de peso básico em que R_pB é a razão dos pesos básicos de igual modo,

Espessura das regiões de peso básico elevado 34 e 36

Espessura das regiões de baixo peso básico 26 em que R é a razão das espessuras das regiões 34 e 36 de E peso básico elevado para as das regioès despeso básico baixo e 32. Portanto ^εδ - ^Rpb/ ^Re em que R^ é a razão das densidades das regiões de elevado peso básico 34 e 36 para a densidade das regiões 30 e 32 de baixo peso básico.

É evidente para os técnicos da especialidade que, se o peso básico for mantido constante , a razão das espessuras é idêntica à das densidades para qualquer uma das regiões 30, 32, 34 ou 36. Assim, se se puder estabelecer que as re51

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 giões 30, 32, 34 e 36 têm peso básico constante, o ..mero estabelecimento da razão das espessuras, como foi feito acima, pode determinar a razão das densidades, R_â. Se esta razão, , for menor do que 0,75 ou maior do que 1,33, as densidades variam em mais de 25% .

TAMANHO MÉDIO DE POROS PROJECTADO

Para se quantificarem as diferenças relativas no tamanho médio projectado dos poros pode usar-se um estereomicroscópio Nikon, modelo SMZ - 2T, vendido pela Nikon Company de Nova Yorque, conjuntamente com uma camâra de video Dàge MTI modelo NC - 70 montada em C. A imagem do microscópio pode ser estereoscopicamente vista através dos oculares ou exa minada em duas dimensões no monitor de um computador. Os dados análogos da imagem da camâra ligada ao microscópio podeir ser digitalizados por um cartão de video feito pela Data Translation, de Malboro, Massachusetts, e analisados num coir putador Maclntosh IIx feito pela Apple Computer Co., de Cupertino, Califórnia. Com programa adequado para a digitalização e análise é o IMAGE, versão 1.31, disponibilizado pelo National Institute of Health, em Washington, D.C..

A amostra é visionada através dos oculares, usando as capacidades estereoscópicas do microscópio para determinar as áreas da amostra em que as fibras estão substancialmente dentro do plano da amostra, bem como outras áreas da mesma/em que as fibras se tenham desviado na perpendicular ao plano da amostra . É preferível que as áreas com fibras desviadas na perpendicular ao plano da amostra tenham densidade mais baixa do que as áreas em que as fibras estão, essencialmente, dentro do plano da amostra. Devem escolher-se duas áreas representativas das atrás mencionadas forma de distribuição das fibras para futura análise.

Para facilitar ao utilizador a identificação das àáreas da amostra de interesse, pode usar-se uma máscara opaca.manual com uma janela transparente ligeiramente maior do

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 que a área a analisar . A amostra é disposta numa área de interesse centrada na placa do microscópio. A máscara é colç cada sobre a amostra, de modo a que a janela transparente fique centrada e capte a área a ser analisada. Esta área-.e a janela são, então centradas no monitor. A máscara deve ser retirada para que eeventuais qualidades translúcida da janela não interfira com a análise.

Enquanto a amostra está na placa do microscópio, a iluminação de fundo é regulada de modo a que as fibras relativamente finas se tornem visíveis. Os níveis cinzentos iniciais são determinados e feitos coincidir com os capilares mais pequenos. Verificou-se que um total de 256 níveis de cinzento serve perfeitamente, como acima se indicou, com o 0 a representar um aspecto totalmente branco, e o 255 a representar um aspecto totalmente preto. Pelas amostras aqui descritas, os níveis de cinzento de início, de, aproximadamente, 0 a 125, servem muito bem para a detecção dos capilares .

Toda a área seleccionada é, agora, bicolorida, com uma primeira cor que representa os capilares detectados comc partículas distintas e a presença de fibras não detectadas representada por uma sombra de nível cinzento. Todã esta < área seleccionada é cortada e destacada da parte que rodeia a amostra, usando-se para isso, ou o rato, ou o padrão quadrado perfeito que se encontra no programa.0 número de partículas de nível cinzento iniciais, representando a projecção dos capilares que penetram através da espessura da amostra, bem como a média dos tamanhos (em unidades de área) podem ser facilmente tabelados com o prograftia·

As unidades do tamanho de partículas são em pixels· r ou, se se desejar podem ser calibradas em micrómetros para se determinar a área de superfície real dos capilares indivj_ duais Este processo é repetido para a segunda área de inte resse. A segunda área é centrada no monitor, depois cortada

64873

Case 4432

e destacada do resto da amostra, usando a máscara manual como se quizer . Mais uma vez , as particulas de entrada repre sentando a projecção dos capilares que penetram através da espessura da amostra, são contadas e a média dos seus tamanhos tabelada.

Qualquer diferença no tamanho médio projectado dos pç ris é, agora quantificada. Se o tamanho médio das partfculas das duas áreas deferir mais do que 25%, consideraa-se que as propriedades intensivas das áreas variam igualmente mais dc que 25%.

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08

DETERMINAÇÃO DO PADRÃO

Sabendo-se o tamanho e o nível elevacional das diferentes regiões 30, 32, 34 e 36 distintas consoantes os pesos básicos e espessuras (e, consequentemente as densidades ou tamanho) .é possível determinar se existe ou não, na estrutura fibrosa 20, um padrão ordenado e repetitivo, suficiente para defenir, pelo menos, três regiõoes diferentes 30, 32, 34 e 36. Se o tamanho ou_nível das medições.da espessura ou do peso básico for diferente do outro, existem pelo menos,. três regiões 30, 32, 34 e 36.

Se o tamanho ou nível forem idênticos,então existem, pelo menos, três regiões 30, 32, 34 e 36, desde que os parâmetros não se combinem numa localização sobre a estrutura f i. brosa 20, caso em que apenas existem duas regiões 24' e 26'. A localização combinada pode ser, tipicamente determinada por inspecção visual da amostra sob amplificação. Se se desejar uma determinação mais exacta ou quantitativa, podem usar-se os indicativos atrás.mencionados para assegurar o ajustamento.

Claro que os procedimentosanalíticos anteriormente mencionados são meras sugestões relativas aos processos que podem ser usados para identificaras diferenças nas proprie54

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 dades intensivas de uma estrutura fibrosa 20, particular em estudo. Qualquer técnicoIdaTespecialidade reconhecerá poderen existir outros processos analíticos viáveis devendo a escolha final do processo analítico a usar ser feita conjugando o estado da técnica particular em consideração.

EQUIPAMENTO E PROCESSO

Uma estrutura.fibrosa celulósica 20, como acima descrita pode ser fabricada com o equipamento ilustrado pela Figura 5 por um processo compreendendo as operações de providenciar uma lama fibrosa; um elemento de formação retentor de fibras e permeáveis a líquidos, elemento que retém as fibras segundo uma geometria substàncialmente plana; um meio 44 para depositar a pasta fibrosa sobre o elemento formador; para aplicar uma pressão diferencial a porções seleccionadas da lama fibrosa, em conjungação com um membro cooperante de pressão diferencial; e um meio 50a e/ou 50b para secar a lama fibrosa. 0 processo pode ser executado com uma máquina de fabricação de papel adequadamente modificada, tendo uma cinta ie formação 42 como de formação retentor de fibras e permeável a líquidos. A lama fibrosa depositada formará, eventual^, nente , uma das anteriormente mencionadas estruturas celulósi cas 20 das Figuras 2 ou 3A e 3B.

A lama fibrosa compreende uma mistura de fibras, incluindo, se desejado fibras celulósicas e não celulósicas, numa substância veicular líquida. Preferivelmente, mas não necessáriamente, o transportador líquido é aquoso. As fibras são, normalmente, dispersadas de uma forma substancialmente homogénea e a uma consistência de 0.1 por cento a cerca de 0,3 por cento de consistência. No sentido em que aqui se usc₍consistência é a razão do peso das fibras secas no sistems para o peso total do sistema , multiplicado por 100.medida que as várias operações do processo, seguidamente descrito, vão sendo especialmente realizadas, a consistência da

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 mistura, geralmente, aumentada.

Deve entender-se, evidentemente , qua algumas fibras especialmente as de menor tamanho, podem passar pelo elemento formador com a drenagem do ilíquido transportador-oemesmc assim, o elemento formador continuar a ser considerado como retentor de fibras. No entanto, tal fenómeno, não afecta^ adversa e significativamente esta operação do processo. 0 elemento formador pode compreender películas perfuradas, rolos ou chapas. Um elemento formador particularmente preferido.é.a cinta de formação contínua 42 que a Figura 6 ilustra.

Se se escolher uma cinta de formação 42 para elemento formador, esta cinta tem duas faces opostas, a primeira face 53 e a segunda face 55, como a Figura 7 ilustra. A primeira face 53 é a superfície da cinta de formação 42 que contacta com as fibras da estrutura celulósica 20 que está a ser formada. A primeira face 52 tem sido tecnicamente designada pe? lo que contacta o papel da cinta de formação 42. A primeira face 53 tem duas regiões topograficamente distintas 53a e 53b. As regiões 53a e 53b distinguem-se pela quantidade de variação ortogonal é considerada à direcção que se afasta e é geralmente ortogonal à cinta de fromação 42, considerandose esta como uma estrutura plana de duas dimensões.

A cinta de formação 42 deve ser capaz de resistir a todas as tensões e condições de operação conhecidas nas quai; as estruturas celulósicas bi-dimensionais são processadas e manufacturadas. Uma cinta de formação 42 particularmente pre ferida pode ser feita de acordo com as indicações da Patente U.S. 4.541.345, publicada em 30 de Abril de 1985 a favor de Johnson e outros, e, particularmente, de acordo com a Figura 5 da Patente de Johnson e outros esta patente.é aqui incorpç rada como referência, como o objectivo de mostrar um elemento formador especialmente adequado para ser usado com a presente invenção e um método de fabricar esse elemento formador .

A cinta dd formação 42 é perméável aos líquidos, pe56

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 lo menos, numa direcção, particularmente na direcção da primeira face 35 da cinta, e através da cinta de fromação 42, para a segunda face 55 da mesma cinta. Tal como é aqui usadc₍permeável a líquidos refere-se ao facto do líquido transportador da lama fibrosa poder ser transmitida através das: cinta de formação 42 sem obstruções significativas. Pode evi dentemente, ser muito útil e até, necessário aplicar uma ligeira pressão diferencial para facilitar a transmissão do lí quido através de formação 42, para se garantir à referida cinta o adequado grau de permeabilidade.

Não é todavia, necessário, nem mesmo desejável que tç dai.a área de superfície da cinta de formação 42 seja permeável-a líquidos· É, . apenas, necessário que o líquido transpoi .:. tador da lama fibrosa seja facilmente removido da mesma deixando sobre a primeira face 53 da cinta de formação 42 uma estrutura fibrosa*embrionária 20 das fibras depositadas.

A cinta de formação 42 é, também, retentora de fibras. ³ara os efeitos da presente memória descritiva,um componente é considerado como retentor de fibras se retiver a maioria das fibras nele depositadas segundo um padrão macroscopicamente pré-determinado, independentemente da orientação ou disposição de qualquer fibra, específica. Não é, evidentemer te, de esperar que um componente retentor de fibras retenha cem por cento das fibras nele depositadas (particularmente à medida que o líquido transportador escorre desse componente) nem que tal retenção seja permanente. É só apenas, neces sário que as fibras sejam retidas sobre a cinta de formação 42 ou sobre qualquer outro componente retentor de fibras, pelo tempo necessário para permitir que as outras fases do processo se efectuem satisfatoriamente.

A cinta de formação 42 (ou qualquer outro elemento formador) deve , também ser capaz de actuar cooperativamente com o meio de aplicação da pressão diferencial a porções seleccionadas da lama fibrosa. Esta cooperação ajuda à. formação da estrutura fibrosa 20, acima descrita, que tem, pelo

64873

Case 4432

Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 menos, quatro regiões intensivamente distintas 30, 32, 34 e 36, como o ilustram as Figuras 3A e 3B. Deste modo , a cinta de formação 42, quando usada em cooperação com o restante equipamento, deve também, ser, capaz de introduzir diferenças padronizadas regulares e ordenadas no peso básico ou na densidade da estrutura fibrosa 20, embora, como adiante se refere, tais diferenças padronizadas possam ser introduzidas por outros componentes do equipamento usado no processo de fabrico.

No sentido que.aqui se usa estrutura fibrosa embrionária de fibras refere-se a fibras depositadas sobre a cinta de formação 42, são facilmente deformadas na direcção Z, e que podem provavelmente são dispersadas numa grande percen tagem da substância veicular. Ao manter-se a estrutura fibrosa embrionária 20 numa consistência compreendida entre cerca de 2,35 por cento, as fibras depositadas são mais fie?., xíveis e mais facilmente desviadas na direcção Z.

De novo em referência à Figura 6, a cinta de formaçãc 42 pode ser pensada como tendo uma estrutura de reforço 57 e um dispositivo padronizado de.’protuberâncias 59, unido, numa relação face a face.à estrutura de reforço 57, para defenir as duas faces opostas-53.e 55. A estrutura de reforço 5 pode conter um elemento poroso, tal como uma tela tecida ou qualquer outra armação com aberturas. A estrutura de reforçc 57 é substancialmente permeável a líquidos, e retém as proto berâncias 59 de acordo com os padrões desejados. Uma estruti. ra de reforço de 57 porosa adequada é uma tela com uma maahe. compreendendo de 6 a 50 filamentos por centímetro (15,2 a 127 filamentos por polegada), quando vista em plano, embora se admita que os filamentos tecidos fiquem muitas vezes, ;.... amontoados, duplicando a contagem de filamentos especif icadíi. As aberturas entre os filamentos podem-ser, geralmente, quadrados, como ilustrado, ou ter qualquer outra secção transversal que se deseje. Os filamentos podem ser formados por fios poliméricos ou por materiais tecidos ou não tecidos.

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. · 90/08

A face 55 da estrutura de reforço 57 pode ser, no essencial, macroscopicamente monopolar, e compreende a face 53 orientada para o exterior da cinta de formação 42. A face 53 da cinta de formação 42, orientada para dentro é, muitas vezes, referida como o lado posterior da cinta de formação 42, e, como acimalse.referiu, contacta , pelo menos, com parte do equipamento restante usado na operação de fabricação do papel. A face oposta orientadappara o exterior 53 da estrutura de reforço 57 pode ser.referida como o lado da cinta de formação 42 que contacta com as fibras, já que a lama fibrç sa, acima descrita é depositada sobre esta face 53 da cinta de formação 42.

A disposição padronizada das protuberâncias 59 ligadas,àestrutura de reforço 57 compreende, preferivelmente,prç tuberâncias individuais 59 unidas e estendendo-se para fora da elevação mais próxima 53a da face orientada para fora 53 da estrutura de reforço 57, como é ilustrado na Figura 7. Considera-se que as protuberâncias 59 também contactam com as fibras, porque o arranjo padronizado das protuberâncias recebe e pode, na verdade, ser coberto pela lama fibrosa quando ela é depositada sobre a cinta;de formação 42.

As protuberâncias 59 podem ser unidas à estrutura de reforço 57 por qualquer das maneiras conhecidas, sendo parti cularmente preferido o processo dè..junção:-:de. umà: pluralidade de protuberâncias 59 à estrutura de reforço 57 como processo em série de incorporação de inumaresina f ocosensíveièLlpór-i limérica de endurecer de preferência à junção individual de cada protuberância 59 à estrutura de reforço 57. o arranjo ; padronizado das protuberâncias 59 é preferivelmente formado pela manipulação de uma massa de material geralmente, líquida de modo que, quando sólificada tal material fique contí+guo e faça parte das protuberâncias 59, e rodeie, pelo menos parcialmente·, a estrutura de reforço 57 numa relação .de contacto, como a Figura 7 ilustra.

arranjo padronizado das protuberâncias 59 deve efec

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 tuar-se de tal modo que haja uma pluralidade de condutas, pe ra dentro das quais as fibras da lama fibrosa possa desviar-se, prolongando-se na direcção Z a partir das extremidades livres 53b das protuberâncias 59 parara elevação próxima 53a da face orientada para fora 53 da .estrutura de reforço 47. Este arranjo transmite uma topografia definida à cinta de formação 42,e-permite que o transportador líquido e as fi-_- . bras nele contidas fluam até à estrutura de reforço 57 (ou outra estrutura à qual o arranjo padronizado de protuberâncias 59 esteja ligado), onde o líquido é drenado-e as fibras podem ser redispostas em resposta a subsquente aplicação de pressão diferencial.

As protuberâncias 59 são distintas e, preferivelmente, regularmente espaçadas,para que não se formem pontos fracos da larga escala na rede essencialmente contínua 24 da estrutura fibrosa 20. Entre as protuberâncias 59 adjacentes há condutas através: das quais o transportador e as fibras podem ser drenadas para a estrutura de reforço 57. De preferência, as protuberâncias 59 são distribuídas de harmonia com um ρε drão ordenado, pré-determinado e repetitivo, para que a rede essencialmente contínua 24 da estrutura fibrosa 20 (que se forma em volta das protuberâncias 59) distribua mais uniformemente as cargas de tensão aplicadas por toda a estrutura 1. fibrosa 20. Mais preferivelmente, as protuberâncias 59 são colocadas bi-lateralmente no arranjo, para qua as regiões adjacentes de baixo peso básico 26 existentes na estrutura fibrosa 2Q:£resultante não fiquem alinhadas em qualquer das direcções principais em que podem aplicar-se forças ténis.

Tal como ria Figura 7 ilustra, as protuberâncias verticais 59 são unidas nas suas extremidades próximas, à face orientada para fora 53 da estrutura de reforço 57, e estendem-se para longe desta face até uma extremidade distante ot livre 53b que define a variação ortogonal mais distante do arranjo padronizado de protuberâncias 59 da face 53 da estrt tura de reforço 57. Assim, a face orientada para fora 53 da

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

X / / da cinta de formação 42 define-se em duas elevações. A elevação mais próxima da face 53 orientada para fora define-se pela superfície da estrutura de reforços 57 a que se juntam as extremidades próximas 53b das protuberâncias 59, considerando :-?evidentemente , qualquer material das protuberâncias 59 que rodeie a estrutura de reforço 57 após a solidificaçãc A elevação mais distante da face 53 orientada para fora é definida pelas extremidades livres 53b do arranjo padronizado de protuberâncias 59. A face 55 oposta e voltada para dentro da cinta de formação 42 é defenida pela outra face da estrutura de reforço 57, levando em linha de conta, evidente mente, qualquer material das protuberâncias 59 que rodeie a estrutura de reforço 57 após a solidificação; esta face é oposta à direcção da extensão das protuberâncias 59.

As protuberâncias 59 podem estender-se, ortogonalmente ao plano da cinta de formação 42, e para fora da elevaçãc mais próxima da face orientada para fora 53 da estrutura de reforço 57, entre 0 milímetro (oclusões nas aberturas entre os filamentos) e cerca dê 1,3 milímetros, e preferivelmente, entre cerca de 0,15 e cerca de 0,25 milímetros. Se as protuberâncias 59 tiverem a extensão 0 na direcção-Z obtém-se uma estrutura fibrosa 30 com um peso básico quase sempre constar te. Se se pretende formar uma estrutura fibrosa 20 com abert tura.-.:fibrosa 20 com aberturas ou umaiestrutura fibrosa 20 com um peso básico geral relativamente elevado, devem usar-se protuberâncias 59, que se alonguem mais a partir da elevação mais próxima 53a da face orientada para fora 53 da estrutura de reforço 57, e que tenham maior dimensão na direcção-Z ... Inversamentese se deseja minimizar as diferenças nos pesos básicos de regiões adjacentes da estrutura fibrosa 20, devem utilizar-se protuberâncias 59 geralmente mais curtas.

A capacidade de suportei.de cargas tênsis da rede essencialmente contínua é fortemente influenciada .pelas protuberâncias 59. As protuberâncias 59não têm, preferivelmente,

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. · 90/08 cantos agudos, particularmente no plano XY, para se obviar a possíveis concentracções de tensão nas regiões resultantes de elevado peso básico 24 e 28 da Figura 3A e 3B, da estrutura fibrosa 20. Uma protuberância particularmente preferida tem o formato curvo e cômbico, tendo um corte transversal que faz lembrar um rombo-losango com cantos radiais.

Independentemente da área da secção transversal das protuberâncias 59, os lados destas podem ser, geralmente,paralelos e ortogonais em relação ao plano da cinta de formação 42. Alternativamente, os lados das protuberâncias 59 podem ser ligeiramente cónicos, apresentando um formato troncocónico.

Não é necessário que as protuberâncias 59 tenham uma altura uniforme ou que as suas pontas livres 53b estejam igualmente distanciadas da elevação mais próxima 53á da face orientada para fora 53 da estrutura de reforço 57. Se se desejar incorporar padrões mais complexos do que os já ilustra dos na estrutura fibrosa 20, é evidente, para os técnicos da especialidade que isso poderá efectuar-se com uma fotografia definida por vários níveis, na direcção-Z, de protuberâncias verticais 59 -cada nível quando um peso básico diferente do que ocorre nas regiões da estrutura fibrosa 20 definidas por protuberâncias 59 de outros níveis. Alternativamente, isto pode efectuar-se de modo diferente, com uma cinta de formação 42 que tenha uma face orientada para fora 53 definida por mais de que duas elevações, conseguida por outros meios como, por exemplo, com protuberâncias 59 de tamanho uniforme ligadas a uma estrutura de reforço 57 que tenha uma planaridade significativamente variável, em relação à extensão na direcção-Z dessas protuberâncias 59.

arranjo padronizado das protuberâncias 59 pode, pre ferentemente, variar em área de superfície projectada, como percentagem da área de superfície projectada da cinta de for mação 42, entre um mínimo de cerca de 20.por cento da área total de superfície projectada da cinta de formação 42 e um

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 máximo de cerca de 80 por cento da área da superfície projectada total da cintura de formação 42 , com a estrutura de reforço 57 a parte restante da área de superfície projectads da cinta de formação 42.

A contribuição do arranjo padronizado de protuberân-. cias 59 para a área total de superfície projectada da cinta de formação 42 é considerada pelo conjunto das áreas projectadas decada uma das protuberâncias 59 na sua máxima projeç ção contra e em posição ortogonal à face orientada para o exterior 53 da estrutura de reforço 57.

Deve referir-se que à medida que a contribuição das protuberâncias 59 para a área total de superfície projectads da cinta de formação 42 diminui,a redéo essencialemnte contj nua 24, de elevado peso básico da estrutura fibrosa 20, ante riormente descrita, aumenta, minimizando o usooeconómico de . matérias primas. Além disso, a área de superfície projectadê entre protuberâncias adjacentes 59 da elevação próxima 53a da cinta de formação 42 deve ser aumentada à medida que o ... . comprimento das fibras aumenta, pois de outro modo, as fibras podem não cobrir as protuberâncias 59 e não penetrar nas condutas situadas entre protuberâncias 59 adjacentes até à estrutura de reforço 57 definida pela área de superfície projectada da elevação 53a próxima.

A segunda face 53 da cinta de fromação 42 pode ter uma topografia bem definida e visível, ou pode ser, no essei: ciai macroscopicamente monopõiar. No sentido em que aqui se usa , no essencial macroscopicamente monopolar refere-se à geometria da cinta de formação 42 quando ela é posta numa configuração bi-dimens.i.onal e apresenta., .somente desvios menores e toleráveis relativamente a plãnaridade absoluta, des vios que não afectam, de modo adverso, o comportamento da ...·. cinta de formação 42 na produção de estruturas fibrosas celulósicas 20, tal como se descreveu atrás e se reivindica adiante. Qualquer geometria da segunda face 55, topográfica ou na essencial macroscopicamente monopolar, é aceitável,de^

3

64873

Case 4432

Mod. 71 23.000 ex. - 90/08 de que a topografia da primeira face 53 da cinta de formaçãc 42 não seja interrompida por maiores desvios e a cinta de formação 42 possa ser usada nas faces do processo aqui descritas. A segunda face 55 da cinta de formação 42 pode contactar o equipamento usado no processo de fabricação da estura fibrosa 20 e tem sido referida na técnica, como o lado da máquina da cinta de formação 42.

Voltando à Figura 5, existe também um meio 44 para depositar a lama fibrosa sobre a cinta de formação permeável a líquidos 42 e, mais particularmente, sobre a face da cinta de formação 42 que tem as protuberâncias 59, de modo a que a estrutura de reforço 57 e as protuberâncias 59 ficam completamente cobertas pela lama fibrosa, a menos que se preter. da uma estrutura fibrosa 20 com aberturas para as regiões 2€ de baixo peso básico, caso em que a topografia definida pelas extremidades livres 53b das protuberâncias 59 não deve ser coberta pela lama fibrosa depositada. Como se sabe na técnica pode ser vantajosamente usada uma caixa de entrada para este fim. Embora se conheçam muitos tipos da caixas de entrada 44, uma delas, que se tem verificado funcionar bem, é uma caixa de entrada 44 convencional Fourdrinier que, geralmente, aplica e deposita continuamente a lama fibrosa sobre a face 53 orientada para fora da cinta de formação 42.

meio 44 de deposição da lama fibrosa e a cinta de formação 42 movem-se uma em relação à outra, para que possa depositar-se uma quantidade, geralmente, consistente da lame sobre uma cinta de formação 42, num processo contínuo. Alternativamente, a lama pode ser depositada sobre a cinta de formação 42 em séries. Preferentemente, o meio 44 de deposir ção da lama fibrosa sobre a cinta de formação permeável 42 pode ser regulado para que, à medida que a velocidade de movimentos diferenciais entre a cinta de formação 42 e o meio de depósito 44 aumenta ou diminui, se depositem quantidades maiores ou menores da lama fibrosa, por unidade de tempo, s« bre a cinta de formação 42.

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

Exsite também um meio 50a e/ou 50b paar a secagem da lama f ibrç sà da estrutura embriária 20 de fibras, para formar uma es-. tura fibrosa 20 bi-dimensional1 como uma conistência de, pelo menos , 90 por cento. Pode usar-se meio de secagem conveniente 50a e/ou,bem conhecido da técnica de fabricação de pa pel para secar a estrutura fibrosa embrionária 20 da lama Por exemplo, feltros prensados, coberturas térmicas, radiações infra-vermelhas, secadores de sopro 50a e tambores de secagem Tankee 50b, qualquer deles usados a sós ou em conjur to, têm bom rendimento e são bem conhecidos na técnica. Um método de secagem particularmente preferido utiliza um secador de sopro 50a e um tambor de secagem Yankee 50b em sequêr cia .

Existe também um meio para aplicar pressão diferencial a porções da estrutura fibrosa 20. A pressão diferencial pode causar a densificação das regiões 28, 32 e 36 (Figuras 2, 3A e 3B) da. estrutura fibrosa 20. A pressão diferencial ;; pode ser aplicada à estrutura fibrosa 20 durante qualquer fase do processo, antes que seja dunada grande quantidade de líquido transportador e, de preferência, é aplicada à estrutura fibrosa 20 quando esta é ainda uma estrutura fibrosa embrionária 20. Se se drenar demasiado líquido transportador antes de aplicar a pressão diferencial, as fibras podem ficar rígidas e não se conformar devidamente com a topografia de arranjo padronizado de protuberâncias 59, produzindo, assim, ;.uma estrutura fibrosa 20 que não. tem as regiões descritas de diferentes pesos básicos.

No sentido em que é aqui usada a pressão diferêncial significa a diferença ém força líquida por unidades de área, que é aqui aplicada ao longo dás faces opostas da estrutura fibrosa 20 de duas-dimensões e, preferivelmente, é aplicada ao longo das faces opostas 53 e 55 da cinta de formação 42. A pressão diferencial é, temporariamente, aplicada e não é uniforme por toda a face da estrutura fibrosa 20 bi-dimensiç nal. Pelo contrário a pressão diferencial é apenas aplicada, a regiões seleccionadas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e3B) da estrutura fibrosa 20.

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

É importante que as regiões escolhidas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) da estrutura fibrosa 20, às quais a pres são diferencial é aplicada não sejam coincidentes com as regiões de origem 24 e 26 (Figura2); ou 30 e 34 (Figura 3A e31) da estrutura fibrosa 20, definida pelas elevações topográficas 53a e 53b da cinta de formação 42. Mais especificadamente, tais regiões escolhidas 28, 32 e 36 não devem ser coincidentes com a topografia definida pelas duas elevações 53a e 531 da face orientada para fora 53.da correia de formação 42, e, por conseguinte não coincidentes com as variações de pesos básicos da estrutura fibrosa 20, por terem diferentes tama-. . nhos, níveis , padrões (ou qualquer outra combinação de tamanho, nível e padrão) e, portantov não coincidirem com a tç pografia da cinta de formação 42.

Por exemplo, se as regiões seleccionadas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) sujeitas a pressões diferenciais forem idênticas, em tamanho à secção transversal do arranjo padronizado das protuberâncias 59 extremidades livres 53b das mes mas, mas se projectarem na direcção da máquina, ou na direcção transversal à máquina ou em ambas as direcções, a pressão diferencial aplicada não deve coincidir com as elevações topográficas 53a e 53b estabelecidas pela cinta de formação 42. Do mesmo modo, se as regiões escolhidas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) sujeitas a pressão diferencial forem maiores do que a secção transversal das extremidades livres 53b das protuberâncias 59, tais regiões seleccionadas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) não devem coincidir com as elevações topográficas 53a estabelecidas pela cinta de formação 42.

Deve., .evidentemente, reconhecer-se que, se as regiões escolhidas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) sujeitas a pressão diferencial tiverem uma área maior do que as extremidades livres 53b das protuberâncias 59, alguma sobreposição dessas regiões escolhidas 28, 32 e 36 à rede essencialmente contínua 24.da Figura 2 e à rede 34 das Figuras 3A e.3B e às regiões de baixo peso básico 26 e 32 das Figuras 2,3A e 3B, . /

64873

Case 4432

resulta positivamente. Tal sobreposição não é, geralmente, prejudicial para o processo aqui descrito, nem para a estrutura resultante 20. Portanto, não são necessárias quaisquer medidas especiais para se evitar tal sobreposição.

A pressão diferencial aplicada à estrutura fibrosa 20 pode ser por compressão macânica, resultante da interferência, na direcção Z, de membros rígidos com a estrutura fibro sa 20 bi-dimensional. Tipicamente, recção Z reduz a espessura e causa sob interferência 28, às quais tal tal. interferência na dipressão diferencial foi selectivamente aplicada. Como está ilustrado na Figura 5, um meio para aplicar uma pressão diferencial compressiva e densificadora às regiões escolhidas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e

3B) da estrutura fibrosa 20 é através do arranjo padronizado

Mod. 71 20.000 ex. - 90/08 das protuberâncias verticais 59.

É evidente para qualquer técnico da especialidade ser necessário outro componente do equipamento para resistir à pressão diferencial aplicada de outro modo, as fibras às quais a pressão diferencial é aplicada podem separar-se da . estrutura fibrosa 20, e deixando buracos ou fendas indesejáveis.

Com componente que resiste à pressão diferencial selectivamente aplicada para causar a densifícação ou desdenfi cação de regiões escolhidas 28, 32 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) da estrutura fibrosa 20 é designado como membro cooperante da pressão diferencial. Como abaixo se descreve, o membro cooperante da pressão diferencial pode ser uma superfície rí gida e lisa, como a que se pode encontrar num rolo de impres são 64,ou num tambor Yankee de secagem 50b., ou pode ser ou30 tra cinta 46 com uma topografia definida.

Como se referiu acima, é importante que a pressão diferencial seja aplicada selectivamente às regiões 28, 32, 34 e 36 da estrutura fibrosa 20, regiões que não correspondem, de modo idêntico às regiões originárias 24 e 26 da Figura 2; ou às regiões.originárias 30 e 34 da estrutura fibrosa 20 das Figuras 3A e 3B, que se definem por pesos básicos dife67

64873 '

Case 4432 u

rentes, para que não haja coincidência. Para se garantir que que não há coincidência e que há não coincidência, pode ser necessário transferir a estrutura fibrosa 20 da cinta de for mação 42 (ou de outro elemento formador) na qual se deposito a lama fibrosa, para um outro componente que actue de maneira a aplicar a pressão diferencial selectivamente, garantindo a não coincidência.

Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08

Um tal componente preferido é uma cinta secundária 46, ilustrada na Figura 4, que tem regiões permeáveis a vácuo 63 e projecções 61 que não são coincidentes com o arranjo padro nizado de protuberâncias 59 da cinta de formação 42 sobre a qual a lama fibrosa foi depositada; e, por conseguinte, não coincidentes com as regiões 24 e 26 da Figura 2, com as regiões 30 e 34 das Figuras 3A e 313, regiões que representam os diferentes pesos básicos da estrutura fibrosa embrionária 20. As projecções 61 da cinta secundária 46 ..podem... ser contínuas ou distintas e unidas à estrutura de reforço 57. As extremidades livres 53b das projecções 61 podem ser usadas para comprimir as regiões escolhidas 28 da estrutura fibrosa 20 da Figura 2 contra a cinta de formação 42, causando a den slficação de tais regiões 28 em relação às regiões circundan tes 24 de elevado peso básico da estrutura fibrosa 20 bi-dimensional da Figura 2.

É evidente que para qualquer técnico da especialidade que as regiões de peso básico baixo 26 da estrutura fibrosa 20 gue correspondem às projecções 61 da cinta secundária 46 não serão densificadas no mesmo grau que as regiões 28 de pe so básico mais alto que se ajustam e correspondem às regiões 24 de elevado peso básico da estrutura fibrosa 20, porque es sas regiões 26 de baixo peso básico têm menos fibras, são mais flexíveis e podem, portanto, conformar-se à topografia estabelecida pelas projecções 61 e à pressão diferencial .·. exercida pelo membro cooperante sem densificação significativa, de preferência a serem comprimidas entre ambas.

Uma cinta secundária 46 tendo nós na face virada para %

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 o exterior 53, e formada por fibras sobrepostas urdidas e te cidas, tal como é conhecido na indústria, produz um padrão de projecções 61 contra a estrutura fibrosa 20, padrão que, estatisticamente, não deve corresponder, em tamanho ou posição, ao padrão das regiões 26 e 30 de baixo peso básico da estrutura fibrosa das Figuras 2,3A e 3B criado pelas protuberâncias 59 descritas em relacção à primeira cinta de formação 42. Uma cinta secundária adequada a este fim está descrita na Patente U.S. 3.301.746, emitida em 31 de Janeiro de 1967 a favor de Sanford e outros, patente que é aqui incorpo rada como referência, para mostrar um membro cooperante de pressão diferencial adequado para.ser usado na aplicação de pressão diferencial a uma estrutura fibrosa 20 bi-dimensio-. . nal.

Evidentemente que, introduzindo ligeiras mudanças no tamanho ou nível das projecções 61 da cinta secundária 46, em relação ao tamanho e nível das protuberâncias 59 da cinta de formação 42 sobre a qual é depositada a lama fibrosa, é, virtualmente, possível garantir que os padrões nunca correspondem e que a não coincidência seja conseguida.

Alternativamente, a cinta secundária 46 pode ser.feita de um arranjo padronizado de projecções 61 e outras armações adequadas, bem como uma construção de estrutura de reforço 57 semelhante ou idêntica à usada para a primeira cinta de formação 42. Numa outra alternativa, as projecções 61 da cinta secundária 46 podem formar uma rede essencialmente contínua, como se descreve na Patente U.S. 4.528.239, emitida èm 9 de Julho de 1985 a favor de Trokhan, e aqui incorporada como referência .. para mostrar outra cinta secundária 46 adequada para membro cooperante de aplicação da pressão dife rencial.

As projecções 61 da cinta secundária 46 podem ser mais pequenas no que respeita à sua área de superfície do que as protuberâncias verticais 59 da cinta de formação 42 (ou de qualquer outro elemento formador) sobre o qual a lama fi69

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 brosa tenha sido originalmente depositada. Sendo as projecções verticais 61 da cinta secundária 46 mais pequenas, em área de superfície, do que as protuberâncias 59 da cinta de formação 42 (ou outro elemento formador) as regiões densificadas distintas 28 da estrutura fibrosa 20 da Figura 2 não fazem, provalvelmente, uma ponte sobre as regiões da rede 24 essencialmente contínua, mantendo a flexibilidade. Alternati. vamente, se as projecções 61 da cinta secundária 46 são maiores em área de superfície do que;as protuberâncias 59 da pri meira cinta de formação 42, são de esperar regiões densifica das 28 maiores, formando-se uma estrutura fibrosa 20 com mai or força tênsil à custa da flexibilidade.

De igual modo, o nível das projecções 61 da cinta secundária 46 deverá ser menor do que o das protuberâncias 59 da cinta de formação 42 ou de outro elemento formador. Se o nível das projecções 61 da cinta secundária 46 for menor do que o das protuberâncias 59 da cinta de formação 42 ou de ou tro elemento formador, obter-se-á um padrão mais apertado de regiões densificadas 28, formando-se,geralmente, uma estrutu ra fibrosa 20 com maior força tênsil. Geralmente, não se deseja que toda a rede 24 essencialmente contínua, de elevado peso básico, da estrutura fibrosa 20 seja densificada, já que disso resulta uma estrutura fibrosa 20 mais rígida e menos absorvente.

A estrutura fibrosa 20 pode ser directamente transferida da cinta de formação 42 para a cinta secundária 46 mediante técnicas convencionais bem conhecidas. As projecções 61 da cinta secundária 46 comprimem,então, regiões escolhidas 28 da estrutura fibrosa 20 contra o membro cooperante da pressão diferencial. Num tal arranjo, pode definir-se um pequeno intervalo 62 entre o rolo de impressão 64 e a superfície lisa justaposta do tambor de secagem Yankee 50b, como é sabido na técnica. A estrutura fibrosa 20 passa através do intervalo ou folga 62 formado entre o rolo impressor 64 e o itambor de secagem Yankee 50b. Nesta folga 62, as protuberân

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 cias da cinta secundária 46 comprimem as regiões 28 da estrutura fibrosa 20 em correspondência com as projecções 61 contra a superfície rígida do tambor de secagem Yankee 50b, fa- . zendo com que essas regiões 28 da estrutura fibrosa 20 sejam densifiçadas.

Além disso, as operações de aplicação da pressão diferencial às regiões escolhidas 28, 32 e 36 da estrutura fibrosa 20 (Figuras 2,3A e 3B) e as operações de secagem das estrii turas fibrosas 20 podem ser vantajosamente combinadas.

Particularmente, se se usar um tambor de secagem . Yankee 50b para secar a estrutura fibrosa 20, a superfície desse tambor Yankee pode, também, ser usada para imprimir uma pressão diferencial às regiões escolhidas da estrutura fibrosa 20.

Para se realizar esta aplicação de pressão diferencia L em simultâneo sem a secagem,a estrutura fibrosa 20 bi-dimensional é transferida para uma cinta secundária 46 com uma topografia diferente da da cinta de formação 42 sobre a qual . foi depositada, originalmente, a lama fibrosa,:de modo a que se garanta a não coincidência. A cinta secundária 46 pode . ser justaposta ao tambor de secagem Yankee 50b para definir uma folga 62 entre ambos. A estrutura fibrosa 20 é feita pas. sar através da folga 62, e é comprimida nas regiões escolhidas 28, como se descreveu acima, enquanto está a ser transfe rida para o tambor Yankee 50b, onde se procede à secagem.

Se se escolher o processo que inclui as fases adicionais de transferência da estrutura fibrosa bi-dimensional 20 para uma cinta secundária 46 ou para outro membro cooperante de pressão diferencial, e mais uma vez desde que a topografia da cinta secundária 46 não corresponda, em padrão, à cin ta de formação 42? pode formar-se, como as Figuras 3A, 3B e 4 ilustram, uma estrutura fibrosa 20 com quatro regiões intensivamente distintas. Esta estrutura fibrosa 20 é gerada pela aplicação de uma jpressão diferencial fluída a regiões seleccionadas 32 e 36 da estrutura fibrosa 20. Em vez da pres71

64873

Case 4432

Mod. 71 20.000 ex. · 90/08 são diferencial por interferência compressiva mecânica, aci, ma dt perita, a pressão diferencial pode ser uma pressão fluí, da, tal como uma pressão positiva imprimirdà!por ar, vapor ou qualquer outro meio fluído à fase orientada para fora da estrutura fibrosa bi-dimensional 20 enquanto esta.se-encon-t-ça. sobre a cinta de formação :42.

Alternativamente, a pressão fluída pode ser subatmosférica. se a pressão fluída por subatmosféríca, pode ser aplicada por vácuo administrado à estrutura fibrosa 20. 0 vácuo pode ser aplicado à face virada para dentro. 55'.àa estrutura de reforço 57 através das regiões 63 permeáveis ao vácuo da cinta secundária 46 , como a Figura 5 ilustra. 0 uso de uma caixa de vácuo 47, como é bem conhecida na técnica, pode resultar satisfatoriamente como meio de aplicação de uma pressão diferencial fluída à estrutura fibrosa 20. Além disso, o uso de uma caixa de vácuo 47 com este objectivo des via vantajosamente, as fibras da estrutura fibrosa embrionária 20, conformando-se com a topografia da cinta secundária 46

A aplicação de uma pressão diferencial fluída, particularmente uma pressão subatmosférica , fluída às regiões seleccionadas 32 e 36 da estrutura fibrosa 20 das Figuras 3A e 3B faz diminuir a densidade de tais regiões 32 e 36 por expansão das fibras das regiões originárias 30 e 34, respectivamente, na direcçãe-Z. Esta operação dá origem a uma estrutura fibrosa celulósica mais espessa, macia e absorvente.

Como se referiu acima,é .importante aplicar a pressão diferencial a regiões 32 e 36 da estrutura fibrosa bi-dimensional 20 que não correspondam, identicamente, às acima indicadas regiões de origem de elevado peso básico 34 (ou regiões de baixo peso básico 30), para que a não coincidência seja mantida. Portanto, pode ser desejável transferir a esr.. trutura fibrosa 20 para um membro cooperante da pressão dife rencial, como seja uma cinta secundária 46, com regiões permeáveis ao vácuo 63, tais como aberturas, que não sejam coir cidentes, pelo menos ou em tamanho, ou em padrão ou nível,

Ί2.

\j

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 com regiões originárias 30 e 34 de peso básico elevado e bai. xo, acima referida_zda estrutura fibrosa 20.

A pressão diferencial fluída é transferida para a es trutura fibrosa 20 através das regiões não coincidentes permeáveis ao vácuo 63 da.cinta· secundária 46. Preferentemente, tais regiões permeáveis ao vácuo 63 são descontínuas, para que não se obtenha uma rede essencialmente contínua de regiões 32 e 36 de baixa densidade, e se abrir à eventual dimi. nuição na força tênsil da estrutura fibrosa 20. As regiões 63 permeáveis ao vácuo da cinta 46 devem também ser dispôs^ tas segundo um padrão regular, repetitivo e ordenado para que sejam minimizadas eventuais variações na força tênsil de toda a estrutura fibrosa 20,

Se se escolher a.cinta secundária 46 para membro cooperante da pressão diferencial, ela pode ser padronizada com uma rede essencialmente descontínua, impermeável ao vácuo,de modo a que tal padrão seja transferido para a estrutura fibrosa 20 7de.:quatro regiões que está a ser formada aumentando mais ainda,a sua força tênsil se se optar por mais esta operação,a Patente U.S. 4.528.239, emitida em 9 de Julho de 1985 a favor Trokhan descreve uma cinta secundária 46· muito adequada, para a qual a estrutura fibrosa 20 pode ser -ttrán'^ ferida. Esta patente é aqui incorporada como referência, com o fim de mostrar um membro cooperante da pressão diferencial_rpermeável ao vácuo particularmente adequado.

É evidente para a técnica da especialidade, que as re giões 34 de elevado peso básico e as de peso básico baixo.30 da estrutura fibrosa 20 transferida para a cinta 46 não corresponderão, estatisticamente, às regiões permeáveis de tal cinta secundária 46. Quando se aplica uma pressão diferenci--. al fluída ou uma pressão positiva diferencial à estrutura fibrosa 20, enquanto esta se encontra sobre a cinta secundária 46, as regiões 63 permeáveis ao vácuo da cinta secundária 46 coincidentes com ambas as regiões de peso básico elevado 36 de peso básico báixo 32 da estrutura fibrosa 20 são sujeitas

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/00 à pressão diferencial, causando as desdensificações dessas regiões 36 e 32, comojé ilustrado na estrutura fibrosa 20 b. das Figuras 3A e 3B.

Esta fase dá origem a uma estrutura fibrosa 20 de qua tro regiões (mesmo sem a fase, acima indicada, aplicação de uma pressão diferencial compressiva a regiões escolhidas 28 da estrutura fibrosa 20).; Duas das quatro regiões 30 e 32 provêm das regiões oroginárias de baixo peso básico 30 da es trutura fibrosa 20; isto é, as regiões de baixo peso básico sujeitas .a. e asregiões 30, também de foâixo peso básico, não sujeitas à aplicação selectiva de uma pressão diferencial respectivamente. Duas das quatro regiões 34 e 36 provêm das regiões originárias 34 de elevado peso básico da estrutura fibrosa 20, isto, é, as regiões de peso básico elevado 36 sujeitas a e as regiões 34, de peso básico elevado não sujei tas a uma pressão diferencial selectivamente aplicada, res^ pectivamente .

É evidente para qualquer técnico da especialidade que podem utilizar-se múltiplas caixas de vácuo 47, em série, para aplicar diferentes quantidades de pressão diferencial fluída à estrutura fibrosa 20, podendo portanto, formar-se mais do que quatro (por exemplo, seis oito, etc.) regiões de difeeentes densidades e pesos básicos. Evidentemente que se pretende formar uma estrutura fibrosa 20 com mais 4° que duassregiões desdensifiçadas , a estrutura fibrosa 20 deve ser deslocada em relação às regiões 63 permeáveis ao vácuo da cinta secundária.46, como, por exemplo, por transferência dmestrutura fibrosa 20 para a cinta secundária 46 diferente. Opcionalmente, pode efectuar-se uma outra operação de com_-r pressão de outras porções escolhidas da estrutura fibrosa 20 antes ou depois da fase de aplicação da pressão diferencial fluída, para aumentar ainda mais o número total de regiões 30, 32, 34 e 36 intensiva entre distintasdãaestrutura fibrosa 20.

Assim, é evidente para qualquer técnico da especiali-

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 dade, que a aplicação de pressão diferencial às regiões escolhidas 28, 32 e 36 da estrutura fibrosa 20 das Figuras 2, 3Ά e 3B pode resultar em regiões quer distintas, quer essencial mente contínuas de maior densidade (região 28)· ou de menor densidade (região 2 e 36) do que a das regiões de origem 24, 30 ou 34 sujeitas a tal pressão diferencial dependendo do facto de a pressão diferencial, selectivamente aplicada, ser compressiva ( como acontece com a interferência mecânica) ou afastar as fibras do plano da estrutura fibrosa 20 (como acontece com a pressão fluída).;

Se se desejar, o equipamento de harmonia com a .presen te invenção pode ainda incluir um rolo de emulsão 66, como mostra a Figura 5. 0 rolo de emulsão 66 distribui uma quanti dade efectiva de um composto químico ou para a cinta de formação 42, ou, se desejar, para a cinta secundária 46 durante o processo acima descrito. 0 composto químico pode actuar cç mo agente de separação,para impedir adesões indesejáveis da estrutura fibrosa 20 quer à cinta de formação 42, quer à cir ta secundária 46. Além disso, o rolo de emulsão 66 pode ser .. usado para depositar um composto químico de tratamento da ... . cinta de formação 42 ou da cinta secundária 46, e, aumentan3o desse modo, a sua vida útil: Preferentemente, a emulsão é adicionada às fases topográficas 53, orientadas para o exterior, da cinta de formação 42 ou da cinta secundária 46 quan. do essa cinta de formação 42 ou essa cinta secundária 46 estão em contacto com a estrutura fibrosa 20. Tipicamente, isr so acontece depois da i.estrutura fibrosa 20 ter sido transferida da cinta de formação 42 para a cinta secundária 46 ou desta para o tambor de secagem Yankee 50b de formação 42 ou a cinta secundária 46 já estão no caminho de regresso.

Os preparados químicos preferidos para as emulsões incluem composições que contêm água, óleo de turbina de alta velocidade conhecida pela designação de RegalOil e vendido pela Texaco Oil Company de Houston, Texas sob o número de produto R &= 68 Código 72; dimetilo distearilo de amoniocolorido, vendido pela Sherex Chemical Company, Inc. de Rol

64873

Case 4432

Mod. 7) - 20. COO ex. - 90108 ling Meaioxs, Illinois, sob o nome de ADOGEN TAIOO; álcool cetílico fabricado pela Procter & Gamble Company de Cincinnati, Ohio; e um anti-oxidante, como seja o vendido pe la. American Cynamid dé Wayne, New Jersey, como Cyanox 1790.

Podem,também, usar-se, caso se deséje, chuveiros de limpeza ou pulverizadores (não apresentados) para limpar a cinta..de formação 42 e a cinta secundária 46 das fibras e de outros resíduos que sobre elas permaneçam depois da estrutura fibrosa 20 ter sido tarnsferida para o tambor de secagem Yankee 50b ou retirada de qualquer elemento formador e de qualquer membro cooperante da pressão diferencial.

Uma fase opcional mas muito preferida em qualquer dos processos, acima mencionados, de formação uma estrutura fibrosa celulósica 20,tendo, pelo menos, três regiões 24,26 e 28 ou tendo quatro regiões 30, 32, 34 e 36 (Figuras 2,3A e 3B) é o encurtamento da estrutura fibrosa 20 depois de ela estar seca. Para os presentes efeitos, encurtamento refere -se à fase de redução do comprimento da estrutura fibrosa 20 por meio do rearranjo das fibras e rompimento de ligações fibra a fibra. 0 encurtamento pode ser conseguido de várias maneiras conhecidas, sendo a mais comum e preferida o enrugamento.

A fase de enrugamento pode ser realizada conjuntamente com a de secagem, mediante utilização do atrás mencionado tambor de secagem Yankee 50b.Na operação de enrugamento a estrutura fibrosa celulósica é feita aderir a uma superfície, preferivelmente à do tambor de secagem Yankee 50b, e é depois removida dessa superfície com uma lâmina de raspagem 68 auxiliada pelo movimento relativamente entre a lâmina de ras pagem e a superfície sobre a qual a estrutura fibrosa 20 está assente. A lâmina de raspagem 68 é orientada com um con ponente ortogonal à direcção do movimento relativo entre a superfície e a lâmina de raspagem 68 e, preferentemente,é, substancialmente ortogonal ao mesmo.

É evidente que podem fazer-se várias combinações, pei mutas , ordens e sequências das fases, estruturas e aquipa-

64873

Case 4432 mentos acima indicados, todas elas cabendo no âmbito da invenção reivindicada. Por.exemplo, podem juntar-se , duas lâminas de estruturas fibrosas celulósicas celulósicas 20 numa relação face-a-face, para formarem um laminado celulósico, fibroso de duas camadas<. Alternativamente, pode juntar-se, uma estrutura fibrosa :20J. de lâmina simples de acordo com a presente invenção, numa posição face-a-face com a lâmina de estrutura fibrosa 20’ de acordo com a técnica anterior (ou com uma lâmina até agora desconhecida) para fazer um laminado fi_ broso celulósico de duas camadas. Todos estes laminados não são senão variantes da presente invenção . Além disso, a estrutura fibrosa 20, de acordo com a presente invenção, pode ser perfurada ou cortada sem afastamento dos objectivos das reivindicações anexas.

Mod. 71 · 20.000 ex. · 90/08

EXEMPLOS

Apresentam-se, seguidamente , exemplos não limitativos de duas estruturas celulósicas fibrosas 20 e 20' . Os ...

exemplos mostram as diferenças de peso básico e os padrões assim formados (ou a ausência de padrões) numa estrutura fi brosa celulósica 20, de acordo com a presente invenção,eeuma estrutura fibrosa celulósica 20' de acordo com a técnica anterior :

Relativamente à Figura 8, apresenta-se um plano vi-..:.·., suai de uma imagem de Raio-X suave de uma toalha de papel comercialmente disponível de marca Bounty, fabricada e vendida pela Procter and Gamble Company de Cincinnati, Ohio. Apesar de as cores amarela, vermelha, verda e azul indicarem di ferentes pesos básicos dentro da estrutura 20', não é visível um padrão ordenado e repetitivo.

A estrutura fibrosa 20' da Figura 8 tem um campo, de visão de cerca de 8,66 por 8,66 centímetros (3,41 polegadas), e cerca de 1.048.576 pixels dentro do campo de visão. Um total de 1.048.547 pixels de valor não zero, 29 pixels

64873

Case 4432

de valor zero, foram apresentados no campo de visão. A massa real da amostra , determinada por pesagem, era de 0,0573 gra mas. A massa calculada era de 0,0576 gramas/ compreendendo um erro de 0,5 por cento. Determinou-se que o peso básico me dio era de 10.94 libras de 3,1 libras por 2,880 da de regressão tinha 4

A Figura 9 é uma por 2,880 pés quadrados com o desvie pés quadrados. A informação produzigraus de liberdade.

imagem de Raio-X suave de uma estru10 tura fibrosa 20 ilustrada nas Figuras 3A e 3N. Note-se que é visível o padrão ordenado e repetitivo das regiões de baixo peso básico 30 e 32 num discreto azul escuro, o que indica que essas regiões de peso básico baixo 30 e 32 têm um peso básico mais baixo que as regiões circundantes 34 e 36, ·:.· . com peso básico elevado que aparece principalmente com as cç res amarelo e vermelho.

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08

A amostra da Figura 9 tem o mesmo campo de visão e a mesma densidade em pixels que a amostra da Figura 9..tem uma massa real de 0,075 gramas, e a uma massa calculada de 0,072 gramas, com um erro de menos de 2 por cento. As regiões 34 e 36 de peso básico elevado da Figura 9 exibemum total de 52.743 pixels de valor não zero , um peso básico médio de 22, 2 libras por 2,880 pés quadrados, e um desvio de padrãc de 5,3 libras por 2,880 pés quadrados.

As regiões 30 e 32 de baixo peso básico da Figura 9 exibem 35,406 pixels, de valor não zero um peso básico médic de 8,5 libras por 2,880 pés quadrados, e um desvio padrão de 3,7 libras por pé quadrado. Entre as regiões 30 e 32 de baixo peso básico e as regiões 34 e 36 de peso básico elevado ficam as regiões de transição 33 que exibem um total de 3,128-290 pixels, um peso básico médio de 16.1 libras poi 2,880 pés quadrados (aproximadamente a meio da média dos pesos básicos baixos das regiões 30 e 32 e dos pesos básicos elevados das regiões 34 e 36) e um desvio padrão de 5,5 li.-, bras por 2.880 pésqquadradós.

A razão do peso básico das regiões de peso básico al78

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 to 34 e 36 para o das regiões de peso básico baixo 30 e 32 é igual a 2,6. Esta razão é maior do que a razão mínima de cerca de 1,33 (25 por cento) julgada necessária para determinar a presença de um padrão repetitivo de diferenças nos pesos básicos. Uma segunda área de interesse (não apresentada) da estrutura fobrosa 20, da qual a amostra da Figura 3 foi tirada, mostra que as regiões de peso básico elevado 34 e 36 têm peso básico médio de 18,2 libras por 2.880 pés quadrados, as regiões de transição têm um peso básico de 12,9 libras por 2880 pés quadrados e as regiões 30 e 32 de peso básico baixo têm um peso básico de 5,8 libras por 2.880 pés quadrados. A razão da média de pesos básicos;das regiões 34 e 36 de peso básico elevado para a média de pesos básicos das regiões de peso básico baixo 30 e 32 é, na segunda área de interesse, de cerca de 3,2.

Pode ver-se que os resultados obtidos em qualquer das áreas de interesse da estrutura fibrosa 20, de acordo com a presente invenção, tanto na área ilustrada na Figura 9 como na não mostrada, apresentam uma correlação surpreendentemente aproximada para o nível de precisão possível neste tipo de medições. Esta correlação de resultados dá grande credibi lidade à técnica das medições.

A Figura 10 é um plano visual aumentado da estrutura fibrosa 20 ilustrada na Figura 9. As regiões de elevada densidade 34 e 36 e as regiões de transição 33 entre as regiões de alta densidade-34 e 36 e as regiões de baixa densidade 30 e 32 são, ambas, mascaradas. Estas máscaras revelam um muito visível padrão ordenado e repetitivo de regiões 30 e 32 de peso básico.Pode ver-se que as regiões de baixo peso básico 30 e 32 são descontínuas e colocadas biaxialmente . No entan to, não é necessário qua cada região de baixo peso básico 30 ou 32 seja geralmente, equivalente, no seu formato, a qualquer outra das regiões 30 e 32 de baixo peso básico. Além disso, não é necessário que as regiões descontínuas da estru tura fibrosa 20 tenham baixo peso básico, mas apenas que ha79

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. · 90|08 ja um padrão regular e repetitivo .

A Figura 11 é um plano visual aumentado, semelhante aodar.Figura 10, da estrutura da Figura 9, mascarando as regiões 30 e 32 de baixo peso básico e as regiões 34 e 36 de elevado peso básico. Restam as regiões de transição 33 que dividem e separam as regiões de baixo peso básico 30 e 32 das regiões 34 e 36 de elevado peso básico. Como se sabe, as regiões de tarnsição 33 circunscrevem as regiões 30 e 32 de baixo peso básico e são distintas das regiões 33 colocadas adjacente e bi-lateralmente.

A Figura 12 é um plano visual ampliado, semelhante ac das Figuras 10 e 11, da estrutura fibrosa 20 da Figura 9. As regiões 30 e 32 de baixo peso básico e as regiões de transição 33 da Figura 11 foram mascaradas, deixando uma rede contínua de regiões 34 e 36 de elevado peso básico. Fica,assim, muito visível um padrão ordenado e repetitivo de uma rede contínua de regiões 34 e 36 de elevado peso básico tendo espaços vazios onde as regiões de baixo peso básico 30 e 32 e as regiões de transição 33 foram mascaradas. Nao é necessário que qualquer porção específica das regiões 34 e 36 de elevado peso básico sejam quantitàtivamente equivalentes, en termos de peso básico, a qualquer outra porção das regiões 34 e.36 de peso básico elevado, mas apenas que haja um pa-.. drão regular e repetitivo,

A Figura 13 é um plano visual ampliado, semelhante ao das Figuras 10-12, da estrutura as regiões de transição 33, que dês-peso básico baixo das regiões vado, mascaradas. É visível que te aparece nas regiões de peso formar □ padrão regular e repet fibrosa da Figura 9, tendo dividem as regiões 30 e 32 34 e 36 de peso básico eleo azul discreto que geralmen ásico baixo 30 e 32 volta a tivo de regiões isoladas e bi-lateralmente implantadas no meio da rede contínua'de regiões 34 e 36 de elevado peso básico,rede que aparece em ama relo, verde e vermelho.

A Figura 14 é um.plano visual ampliado/semelhante ao

64873

Case 4432

das Figuras 10-13, da estrutura fibrosa da Figura 9 ilustran do todas as regiões 30,32, 34 e 36 sem qualquer máscara.Apesar de ser visível, com todas as regiões 30, 32, 34 e 36 combinadas , a .ipresença do padrão regular e repetitivo, a ajuda que representa o isolamento das regiões de transição 33 e a utilização das anteriormente mencionadas fazes de recurso à máscara para separar as regiões 30 e 32 de baixo peso básico das regiões 34 e 36 de elevado peso básico facilita, ao técnico da especialidade, terminação da ocorrência de um padrão regular e repetitivo dentro da estrutura fibrosa 20.

Claims

REIVINDICAÇÕES

64873

Case 4432

12 - Estrutura fibrosa celulósica de lâmina única compreendendo, pelo menos, três regiões, isto é, três regiões dispostas num padrão regular, repetitivo e sendo distinguidas umas das outras, pelo menos, por uma propriedade intensiva, e de preferência caracterizada por as ditas propriedades intensivas serem escolhidas do grupo consistindo em peso básico, densidade e tamanho médio dos poros projectado, e ainda por, de preferência, o dito peso básico ou den sidade de, pelo menos, uma região ser pelo menos 25 por cento diferente do dito peso básico ou densidade de uma outra região.
2^a - Estrutura fibrosa celulósica de três regiões compreendendo:

uma rede de fibras essencialmente contínua, tendo a dita rede um primeiro peso básico e uma primeira densidade ;

um primeiro padrão regular, repetitivo, de regiões distintas dispersas atrvés de toda a dita rede essencialmente contínua, tendo as ditas regiões distintas dispersas um peso básico que seja, pelo menos, 25 por cento menor do que o dito primeiro peso básico da dita rede contínua ou uma densidade, pelo menos 25 por cento menor do que a dita primeira densidade da dita rede contínua; e um segundo padrão regular repetitivo de regiões densificadas distribuídas através da dita rede essencial mente contínua, tendo uma densidade pelo menos 25 por líbrio da dita rede essencialmente contínua, e de pre ferência, caracterizada por a dita rede essencialmente contínua e as ditas regiões densificadas terem, ge ralmente, pesos básicos equivalentes mutuamente, e ainda preferivelmente por o dito segundo padrão de re

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. · 90/08 giões densifiçadas compreender regiões tendo fibras mecanicamente comprimidas.
3- - Processo para produzir uma estrutura fibrosa celulósica de lâmina única compreendendo três regiões, caraç terizado por compreender os seguintes passos:

fornecimento de uma pasta fibrosa;

fornecimento de um elemento formador de retenção . fibra permeável a líquidos tendo mutuamente opos-.. tas primeira e segunda faces, tendo a dita primeira face duas regiões tipograficamente distintas, variando essas ditas regiões topográficas ortogonalmente em elevação em relação à dita segunda face;

fornecimento de um meio para depositar a dita pas^ ta fibrosa no dito elemento formador, fornecimento de um r.meio de aplicar uma pressão diferencial a porções escolhidas da dita pasta fibrosa, fornecimento de um meio de secar a dita pasta fibrosa ;

depósito da dita pasta fibrosa dentro do dito elemento formador em duas regiões distintas registadas com a dita topografia do dito elemento de formação ;

aplicação selectiva decuma pressão diferencial à dita pasta fibrosa de modo a fromar três regiões intensivamente distintas;

e secagem da dita pasta fibrosa para formar uma estrutura fibrosa celulósica.
4^a- Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a dita pressão diferencial ser aplicada a regiões escolhidas da dita pasta fibrosa não coincidente:com is ditas duas regiões topograficamente distintas do dito ele-

64873

Case 4432

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 mento de formação, e por de preferência o dito passo de apl.i cação diferencial a regiões da dita pasta fibrosa incluir o passo de comprimir mecanicamente as fibras das regiões escoiϊ lhidas da dita pasta fibrosa, e ainda por, de preferência, o dito passo de comprimir mecanicamente as ditas fibras incluir os passos de;

transferir a dita pasta fibrosa do dito elemento de formação para o elemento cooperante de pressas diferente tendo projecções não coincidentes com as ditas regiões topográficas do dito elemento d: de formação; e comprimir a dita pasta fibrosa entre as ditas projecções e uma superfície para transmitir a compressão mecânica às ditas porções escolhidas da dita pasta fibrosa.
5^?- Estrutura fibrosa celulósica de lâmina única caracterizada por compreender quatro regiões dispostas num padrão regular e repetitivo;

duas regiões adjacentes com peso básico relativa, mente elevado, tendo cada um primeiro peso bssico, em geral, mutuamente equivalente;

uma primeira região com um peso básico relativas, mente elevado, tendo a dita primeira região de peso básico relativamente elevado, uma primeira densidade;

uma segunda região de peso básico relativaemnte elevado, tendo uma densidade pelo menos 25 por cento menor do que a dita primeira densidade do dito primeiro peso básico relativamente elevado; duas regiões adjacentes de peso básico relativamente baixo, tendo uma delas um segundo peso básico em geral mutuamente equivalente, pelo me-

64873

Case 4432

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 nos 25 por cento menor do que o dito primeiro peso básico das ditas regiões de peso básico relativamente elevado;

uma primeira região de peso básico relativamente baixo tendo uma primeira densidade; e uma segunda região de peso básico relativamente baixo tendo uma densidade, pelo menos, 25 por cento menor do qua aúdita primeira densidade da dita primeira região de peso básico relativamente baixo.
6^â- Estrutura fibrosa de acordo com a.reivin dicação 5, caracterizada por a dita segunda região de peso básico relativamente elevado ter uma maior espessura do que a dita primeira região de peso básico relativamente elevado, e a dita segunda região de peso básico relativamente baixo ter uma espessúra maior do que a dita primeira região de pséso básico relativamente baixo por de preferência a dita pri meira região de peso básico relativamente elevado ter a espessura maior do que a dita segunda região de peso básico re lativamente baixo por de preferência a dita primeira região de peso básico relativamente elevado ser uma rede essencialmente contínua.
7⁵- processo para formar uma estrutura fibrosa celulósica tendo quatro regiões identificáveis, duas regiões de peso básico relativamente elevado e duas regiões de peso básico relativamente baixo, caracterizado por compreender os seguintes passos:

fornecimento de uma pasta fibrosa;

fornecimento de um elemento formador de retençãc <dê fibra permeável a líquidos tendo mutuamente opostas a primeira e a segunda faces, tendo a di ta primeira face duas regiões topograficamente

64873

Case 4432 distintas, variando, as ditas regiões, topográficas, ortogonalmente da segunda face;

fornecimento de uma meio para depositar a dita pasta fibrosa sobre o dito elemento de formação;

fornecimento de um meio para aplicar uma pressão diferencial a partes escolhidas da dita pasta fi brosa;

fornecimento de um meio para secar a dita pasta fibrosa;

Mod. 71 - 20.000 ex. · 90/08 depósito da dita pasta fibrosa sobre o dito elemento de formação de modo a que ambas as ditas regiões topográficas do dito elemento de formação recebem o depósito da dita pasta fibrosa; aplicação de pressão diferencial para desdensifi car regiões escolhidas da dita pasta fibrosa, sendo as ditas regiões seleccionaads não coincidentes com as ditas regiões topográficas do dito elemento de formação; e secagem da dita pasta fibrosa estrutura fibrosa celulósica.

formar uma

83- processo de acordo com a reivindicação 7, caractrizado por a dita pressão diferencial ser aplicada por uma pressão fluída a fim de seleccionar regiões da dita pasta fibrosa e por de preferência na dita ... pressão diferencial existir um vácuo.
9^ã- Aparelho para a formação de uma estrutura fibrosa celulósica tendo, pelo menos três regiões dispostas num padrão reguiar repetitivo e distintas uma das outras por propriedades intensivas, caracterizado por incluir;

um elemento formador de retenção de fibra.permeável. a líquidos, tendo duas regiões topográficas distintas;

um meio para depositar uma pasta fibrosa sobre

64873

Case 4432 o dito elemento de formação;

um meio para aplicar uma pressão diferencial a regiões seleccionadas da dita pasta fibrosa não coincidente com as ditas regiões topogáficas do dito elemento de formação;

um elemento de cooperação de pressão diferenci al; e um meio para secar a dita pasta fibrosa, e por de preferência, o dito elemento de formação

Mod. 71 - 20.000 et. 90/08 ser uma correia sem fim, e o dito elemento cooperante ciai ter rigiões permeáveis dentes com as ditas regiões to elemento de formação, e por preferivelmente de pressão diferende vácuo não coinci topográficas do diainda preferivelmen te por o dito segundo elemento cooperante de pressão diferencial ser uma segunda correia seir
10^ã- Aparelho de acordo com a reivindicação

9 caracterizado por o dito meio para aplicar uma pressão diferencial ser uma primeira correia sem-fim tendo nela uma pluralidade de protuberâncias erectas.