PT1032342E

PT1032342E - Processo e dispositivo para a producao de uma banda de material fibroso que consiste em fibras de celulose para a utilizacao em artigos de higiene

Info

Publication number: PT1032342E
Application number: PT80401857T
Authority: PT
Inventors: Alexander Maksimow
Original assignee: Alexander Maksimow
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2001-12-28
Also published as: CN1282233A; DE19824825B4; ATE203389T1; PL195826B1; DE59801097D1; DE19824825A1; JP3671147B2; CA2309998A1; CN100341471C; AU1670299A; CA2309998C; DK1032342T3; EP1032342A1; GR3036721T3; JP2001522957A; CZ20001773A3; DE29818178U1; WO1999025281A1; PL340687A1; DE19750890A1

Description

Descrição “Processo e dispositivo para a produção de uma banda de material fibroso que consiste çm fibras de celulose para_a utilização em artigos de higiene” A invenção refere-se a um processo de acordo com o conceito genérico ^la rei v mdiçaçãu J e .a um dispositivo para aprodução dc uma banda de material fibroso que consiste em fibras de celulose de acordo com o conceito genérico cja reivindicação 14 para a utilização em artigos de higiene, especialmente artigos de higiene absorventes pessoais. A invenção refere-se ainda à banda de material fibroso absorvente obtida de acordo com o processo.

Sabe-se que materiais que contêm celulose como fibras de madeira ou fíbrps vegetais, são ligados para a obtenção de uma banda de material fibroso em que se utiliza uma combinação de fases operacionais mecânicas e químicas sob aquecimento intenso, trabalhando-se sob exclusão de oxigénio. O objectivo de um processo deste tipo é ter de se utilizar poucos ou praticamente nenhuns aditivos ligantes. De acordo com um processo deste tipo conhecido (US AI 4 111 744), submetem-se fibras de celulose com uma humidade de 3 a 12% em peso, numa atmosfep isenta de oxigénio, a uma gama de temperatura compreendida no intervalo de 450 a 800°F (=232 a 426°C) à acção de pressão, em que se proporciona urpa i elevada temperatura do meio .ambiente para além da temperatura de coqueficação da celulose e da temperatura de inflamação de celulose. Com o auxílio deste processo conhecido mencionado antes podem-se também obter produtos semelhantes a papel no entanto em geral apenas de um tipo de cartão mais rígido.

Um inconveniente deste processo é que se tem de trabalhar com um maior refinamento tecnológico para o aquecimento das zonas sob pressão e para evitar a inflamação do material medianle acabamento cm condições isentas de oxigénio. É, além disso, conhecido um processo (WO 94/10956) para, a partir de fibras de celulose secas e de aditivos, se obter sob pressão artigos com a forma de bandas absorventes, em que a partir de um material com um .peso superficial unitário de 30 a 2000 g/cm2 se obtém por compressão um produto absorvente com a massa volúmica de 0,2 a 1,0 g/cm3. A compressão realiza-se entre cilindros de calandragem lisos. Neste processo é inconveniente que na realidade se verifique um aumento da massa volúmica embora o material em si possua uma pequena resistência ao rasgamento. Para aumentar a resistência ao rasgamento tem de adicionar-se

I matenais sintéticos, especialmenle termoplastas. E ainda conhecido -a partir de US-A-3 692 £22 que é possível formar em primeiro lugar uma camada de fibras de celulose desordenada e, sob pressão relativamente pequena, produzir uma .teia .solta com pequena massa volúmica e resistência ao rasgamento. A teia solta é introduzida na fenda de um outro par <Je rolos de calandragem e estampada com um desenho de áreas sob pressão com a forma de pontos ou de linhas. Obtém-se um material de banda absorvente macio que tem um peso unitário de base de -cerca de 16,9 a 50,9 g/m2. A resistência ao rasgamento desta banda de fibras monta a cerca de 0,09 kN/nx Tratasse de um material que se rasga facilmente, como por exemplo de uma toalha de mão de papql. As pressões de calandragem utilizadas no .produto conhecido ficam compreendidas entre 2000 a 10 000 psi, que correspondem a 14 a 69 MPa. Na patente US-A fala-çe que se deve produzir uma ligação em ponte de hidrogénio (“hydrogen ixjnding”) como se obtém usualmente nos produtos de papel convencionais auto-ligados. 3

V / Λ·" A banda de materiais fibrosos obtida de acordo com o processo deve ser especialmente apropriada para a obtenção de produtos de higiene. Deve spr fortemçnte absorvente, macia e processada como banda. Artigos de higiene para utilização uma única vez, como fraldas para cueiros e semelhantes são fabricados ejm grandes quantidades. As camadas centrais absorventes utilizadas para esse fim devem ser o mais possível compatíveis com o corpo, absorver líquido que apareça de maneira bem distribuída e depois da utilização serem degradadas sem deixar resíduos em correspondentes depósitos de lixo. Sabe-se como preparar a camada absorvçnte a partir de uma matriz de fibras de celulose de madeira, em que a esta matriz de fibras se podem adicionar os assim chamados superabsorvedores pqra aumentar a capacidade de absorção do líquido. Qs superabsorvedores são polímeros que podem absorver água com a formação de hidrogeles.

Pretende-se atingir o objectivo de proporcionar um processo para a obtenção de uma banda de material fibroso que consiste em fibras de celulose, em qpe praticapente não se tem de utilizar agentes ligantes, em que se pode trabalhar à temperatura ambiente e sob a pressão atmosfera normal e o teor de oxigénio do ar ambiente.

Este objectivo é atingido com um processo para a preparação de uma banda fibrosa que consiste em fibras de celulose, muito resistente a rasgões, absorvente e

I enrolável com as faces operacionais de acordo com as características específica^ da reivindicação 1.

Neste caso, parte-se do que se conhece na tecnologia para a obtenção de fibras de celulose, para preparar estas a partir de um derivado da .madeira com a designação comercial de “fluff pulp” (pasta fofa). No caso desta substância trata-se de um produto bruto estandardizado de madeira que se prepara a partir de material celulósico fornecido em placas ou bandas, os assim chamados cartões de fibra fie madeira, o qual antes de utilização nsimlmente é desfeito em moinhos fie martelos e transformado em fibras até se obter um produto semelhante a algodão hidrófi|o, nomeadamente pasta fofa. Uma descrição de um talprocesso de trituração encontra-se por exemplo feita no prospecto da Firma DanWebforming International ^/S, risskov. Dinamarca

No eav> deste denvado de madeira designado “pasta fofa”, trata-se de upn produto que se utiliza em grandes quantidades especialmente no assim chamado processo de acabamento de papel sem utilização de água. As fibras têm jie preferêpcia um comprimento entre cerca de 1 e 5 mm, se foram obtidas num moinho de martelos. De acordo com a primeira fase operacional do processo mencionado i antes, elas ficam na forma de uma-camada fie fibras de celulose de maneira completamente desordenada com a altura de cerca de 5 a 15 mm e são de preferência alimentadas a uma banda transportadora qu uma xede móvel por meio fie uma primeira estação de pré-compactação que de preferência consiste num par de rolos de calandragem com pequena pressão de modo que se obtém uma teia solta com pequena densidade e resistência ao rasgamento. A resistência ao rasgamento é tpl que a teia pode ficar suspensa ligeiramente an lnngn de.nm comprimento fie -Cerca de 0,1 a 1 m sem se rasgar. Pode também resistir a uma pressão de ar como se utiliza na fabricação.

Esta teia em si conhecida e ainda muito solta é introduzida no intervalo entre um par de rolos de calandragem em que se .aplica uma pressão nas zonas de compressão com a forma pontual de considerável altura. A pressão deve pelo menos montar a 100 e o máximo de cerca de 520 MPa = (MPa = mm2). Um limite superior para a pressão depende em geral do limite de íluagem do material utilizado para os cilindros. Até agora, de acordo com o estado da técnica, não se trabalha a pressões tão altas. Para produzir uma tal pressão podem-se utilizar cilindros com-saliências, configurações lineares contínuas limitadas ou outras superfícies de compressãp salientes pontuais ou lineares em que a densidade dos pontos das áreas de compressão com a forma pontual está compreendida entre 1 e 16 pontos por cm2.

De acordo com o processo, produz-se uma banda de fibras cop preferivelmente um peso unitário per m2 compreendido entre 50 g e 1-500-g. A feanjia de fibras do novo tipo tomou-ae. tão resistente devido à distribuição.dos.pontos de ligação com a forma de retículo que se consegue uma resistência ao rasgamento c|e pelo menos, 0,12 kN/m,. preferivelmente de até 0,65 kN/m. A espessura da teia de fibras é controlada de acordo com a metragem pretendida. A superfície de aplicação de pressão das áreas de compressãoxom a forma de pontos tem valores tais que se consegue atingir a pressão entre os segundos cilindrc|s de calandragem. Verificou-se .serem suficientes-zonas de pressão com n forma pontual mm uma, superfície compreendida entre 0 05 r 10 mm2.

Como já se acentuou, a temperatura do segundo par de rolos de calandragep deve rpanter-se à temperatura ambiente, isto 4 entre 18 e 25°C Pode no entanto também trabalhar-se a temperaturas mais altas- E de notar que a temperatura nas áreas de pressão sobe por causa da considerável carga aplicada. A pré-compactação deve realizar-se a urna temperatura da ferramenta que está compreendida entre 18° e 320°C, de preferência entre 250 e 300°C. Como 6 ferramenta de pré-compaciação utiliza-se de preferência um primeiro par de rolos de calandragem que pode ser aquecjdo.

As fibras e/ou a teia solta antes da entrada nos rolos de calandragem c|e preferêucia devem possuir uma determinaria humidade que preferivelmente deve ser regulada entre 2 e 9% em peso, pelo menos no entanto 1,5% em peso.

Como matéria prima utiliza-se o derivado de madeira de pasta iòfa mencionada antes. Neste caso, trata-se de preferência de material desfibrado estandardizado como também é utilizado para a fabricação de teias de celulose de acordo com os processos conhecidos. Verificou-se ser muito vantajosa a utilização de celuloses de fibra comprida de sulfito mi.de sulfato branqueada de madeira de árvores setentrionais.

Verificou-se ainda ser vantajoso que as fibras de celulose não sejam branqueadas até à brancura total mas .que contenham ainda uma determinada proporção de materiais de madeira naturais. Isto manifesta-se por um grau de brancura que deve estar compreendido entre 80 e 92%, de preferência entre 85 e 89%. Um certo teor residual de lignina é também vantajoso, se este por exemplo estiver compreendido entre 0,5 e5% em peso do material de partida.

Ao material de partida podem-se também adicionar pigmentos inorgânicas que não provocam a ligação ou cargas por exemplo, dióxido de titânio, caulino ou zeplite. Às fibras de partida pode-se .também adicionar juma proporção de superabsorvedores em que como superabsorvedores se podem misturar compostos de acrilato conhecidos sob uma forma de pó numa proporção - relativajmenie à quantidade total - de por exemplo 0,5 a 70% em peso à pasta fofa, não sendo o processo de preparação desta forma essencialmente prejudicado.

Na zona de pressão do segundo par de cilindros de calandragem, a. distância radial dos cilindros de calandragem fora da zona de pressão com a forma de pontps deve montar a aproximadamente 1 a 15 mm de modo que o material no processo de prensagem fora da zona de pressão não deve ser esmagado mas sim afofado e ligeiramente comprimido. A folga na zona de pressão do segundo par de cilindros de calandragem é determinada de acordo com a metragem e a espessura da teia solta alimentada. Em geral a folga não deve ultrapassar um valor de 0,05 a 1 mm. O segundo par de xolos de calandragem forma uma parte essencial do dispositivo para a realização do processo de acordo com a presente invenção o qual preferivelmente consiste em dois cilindros de calandragem de aço em que ambos são dotados com um grande número de saliências distribuídas pela superfície do cilindro que correspondem às áreas de prensagem com a forma de pontos ou troços lineares que são rodeadas por aprofundamentos que possuem um volume múltiplo do volume das áreas salientes. As áreas salientes encontram-se nos dois cilindros na.folga de trabalho em frente uma da outra em que, nas áreas de pressão com a forma de pontp, sobre a teia solta que se encontra entre as áreas de pressão se pode exercer uma pressão de pelo menos 200 MPa até o máximo do limite de fluência do matqrial utilizado para as saliências.

A altura das saliências ou das outras está compreendida entre 0,5 e 15 mm em relação à base dos cilindros. Preferivelmente as saliências tem a forma de tronco de pirâmide ou tronco de cone 8 8

de que o ângulo da superfície lateral da saliência em relação ao raio fica compreendido entre 10 e 45°. Também são possíveis áreas de pressão com a foyma de linhas ou semelhantes.

As fibras que assentam desordenadamente são comprimidas mutuamente sob uma muito alta pressão local em áreas de pressão com a forma de linha ou de ponto de modo que se realiza um grande número de fusões dos corpos das fibras íntimos que não se soltam depois de retirar a pressão. Obtém-se um produto a partir de inúmeras fibras de celulose desordenadas que nas áreas de pressão são ligadas ppr adesão de fibras. A banda de fibras tem uma resistência ao rasgamento suficiente e, além disso, uma elevada capacidade de absorção de modo que é extraordinariamente i apropriada para artigos de higiene.

Verificou-se que, para a satisfação de exigências específicas do sector cje higiene, a banda de material de fibras deve depois ser combinada com materiais apropriados no caso de se destinarem a trabalho intensivo. Por consequência, ufn objectivo adicional é proporcionar um processo para a preparação de uma banda fibrosa que consiste em fibras de celulose que é dotada com características adicionais como por exemplo resistência ao rasgamento reforçada, impermeabilidade ou capacidade de respiração e/ou de isolamento.

Este objectivo é atingido por um processo de acordo com as reivindicações 16 oq 17.

Os processos mencionados nas reivindicações são esclarecidos com o auxílio de exemplos de realização e com o auxílio dos desenhos, em que as figuras representam: 9

Figura 1 em representação esquemática, um dispositivo para a preparação de uma banda de fibrosa que consiste em fibras de celulose;

Figura 2 em representação ampliada em relação à Figura 1 e em corte transversal, a área de pressão de dois cilindros com saliências cotp a forma de pirâmide;

Figura 3 em representação em perspectiva, um corte do produto acabado preparado de acordo com o processo;

Figura 4 uma representação ampliada da área de pressão da banda de fibras;

Figura 5 uma representação esquemática de outro dispositivo para a fabricação de uma banda de fibras com duas camadas adicionais de plástico; Figura 6 uma representação esquemática de outro dispositivo para a fabricação de uma banda de fibras com uma camada de plástico;

Figura 7 numa representação semelhante à da Figura 2, em corte transversal, a área de pressão de dois cilindros com banda de fibras intermédia çom uma folha assente.

Na Figura 1, está representada em sequência esquemática uma instalação d|e cilindros e rolos com a qual se realiza o processo. O processo de preparação parte de fibras de celulose que se obtêm como pasta fofa de preferência a partir de cartões de pasta de madeira seca com o auxílio de moinhos de martelos, o que é conhecido no actual estado da técnica por meio do mencionado prospecto de Dan Webforming International A/S de maneira muito pormenorizada.

Uma camada de fibras desordenadas 1 com cerca de 20 mm de altura é transportada para um primeiro par de cilindros de calandragem 4.1, 4.2 por meio de uma banda de transporte de rede 8. O cilindro superior 4.1. tem uma temperatura 10 10

superficial de aproximadamente 220°C, enquanto o inferior não é aquecido. Antes de entrar na folga entre os dois cilindros 4.1 e 4.2, a banda é humedecida cqm auxílio de um dispositivo de humidificação 3 por pulverização do lado superior, em que a humidade do material monta a aproximadamente 5 até 10% em peso.

Entre os cilindros de calandragem 4.1 e 4.2, uma parte da humidade é de novo retirada e a camada de fibras de celulose desordenadas é comprimida de maneira a obter-se uma teia solta com pequena densidade e resistência ao rasgamento. Mas a resistência ao rasgamento é suficiente para que a teia 2 não se rasgue no trajecto entre as extremidades da banda de rede 8 e o rolo de desvio da direcção 7 até entrar numa fenda entre dois outros rolos de calandragem 6.1 e 6.2 que é igual a cerca de 50 cm. A primeira fase operacional constitui simplesmente uma compressão ou compactação da teia a partir das fibras colocadas desordenadamente. Não se forma uma banda de forma inalterável e é possível sem mais retirar as fibras individualmente peça a peça A resistência ao rasgamento da teiaé muito pequena, preferivelmente pelo menos 8 N/m de largura. A teia 2 retirada da banda da rede 8 é novamente humedecida por cima e por baixo antes de entrar na fenda entre os dois rolos de calandragem 6.1 e 6.2 (dispositivo de humedecimento 5).

Entre os rolos de calandragem 6.1 e 6.2, a teia solta obtida em primeiro lugar assenta numa ranhura de guiam ento em que as fibras desordenadas são comprimidas umas de encontro às outras sob alta pressão de modo que se realiza uma fusâjo íntima dos corpos das fibras que não se solta depois de se anular a pressão e se 11 obtém pina banda -de fibras 100 com uma configuração de -estampagem. A disposição dos cilindros pode também designar-se como cilindros Pixel.

Desta forma, evita-se que o. matenal das fibras coquefiqueou carbonize. No entanto, evidentemente a pressão é de tal maneira alta que quase se efectue uma fusão da substância que constitui.as fibras, isto -á,.celulose.e.um.resto de lignina e das outras substâncias cm que se verifica uma ligação tão íntima que praiicamente se produz uma ligação que ultrapassa uma adesão.pura. -As.fíbras de.celulose ou de material cclulosico soltas são ligadas mutuamente com elevada pressão pontual p, por penetração das fibras em todos os espaços livres existentes, -adicionalmente colam-se umas as outras e formam feltro e originam uma banda de fibras globalmpnte muito resistente.

Os rolos 6.1 e 6.2 são accionados à temperatura ambiente, isto é, entre 18 e 25°C não se excluindo no entanto, evidentemente que os rolos.possam ser. aquecidos ou que se possa também atmgir pontualmente uma temperatura mais alta nas áreas de pressgo com a forma de ponto por causa. do. elevado .trabalho mecânico. A. pressão que se exerce sobre a camada de fibras de celulose nas zonas de pressão com a forma pontual 17 (ver Pigura.2) i de preferência maior-que. 500 MPa, em.todo o caso numa gama de 100 e 600 MPa, com uma correspondente exigência tecnológica maior.

Com o processo podem-se por exemplo produzir bandas de fibras com ujn peso ppr tn2 compreendido entre 50 e 1 500 g. A banda de fibras que - se obtém à saída das calandras é essendalmente mais resistente an τ-asgameato do qne a banda antes de entrar nos rolos de calandragem 6.1 e 6.2. O material é tratado com um 12 cilindro de percurso largo 9. Em seguida, é enrolado com o auxílio de um cilindro de arrastamento 10 sobre um cilindro de enrolamento 11. O material que é utilizado deve em primeiro lugar ser um material barato que está à disposição em grandes quantidades. Preferivelmente escolhe-se uma pasta fofa que possui uma brancura de 85 a 89%, o que significa igualmente que ainda existe um teor de lignina e substâncias residuais de valor considerável. Verificou-se qqe substâncias residuais deste tipo melhoram essencialmente o comportamento de ligação. Celuloses completamente branqueadas têm de acordo com a experiência up comportamento de ligação pior do que -as celuloses menos puras previamente mencionadas. O título deve também não ultrapassar um determinado valor porqqe em fibras demasiadamente curtas, as distâncias entre as zonas de pressão com a forma pontual não devem ser ultrapassadas de modo que com títulos pequenos deste tipo resulta uma resistênciaao.rasgamento menor.

As substâncias auxiliares adicionadas são igualmente medidas de acordo cop a resistência ao .rasgamento pretendida. A adição de assim chamados superabsorvedores é relativamente não crítica como por exemplo se menciona pa memória descritiva de WO 94/10596. Pasta.fofa pode ser misturada.por exemplo com 0,5 a 70% em peso de agentes superabsorvedores, de preferência 5 a 30% em peso de piperabsorvedores e em seguida ser alimentadas .por intermédio dos rolos de calandragem de alta pressão 6. Os superabsorvedores actuam de maneira a n^o originar ligações, uma proporção demasiadaroentegrande diminui a. resistência ao rasgamento. A adição de substâncias inorgânicas moídas que não originam ligação, como o pigmento de dióxido-de iiíânio, diminui evidentemeníe a resistênciaso rasgamento 13 de modo que pode, por exemplo, não se dever ultrapassar uma adição percentual de 25% em peso de dióxido de titânio em geral. O mesmo acontece semelhantemqnte cargas como caulino ou zeolites. E essencial que se renuncie a agentes Jigantes como são conhecidos no estado da técnica e em geral são também exigidos. Desta forma, melhora-se essencialmeqte a possibilidade de reciclagem e a possibilidade de compostagem do produto. A preparação é tomada mais barata e facilitada porque não precisam de ser utilizadas estações para a aplicação e ligação (endurecimento). Mas não se deve também excluir que o produto acabado, depois da passagem através dos cilindros <je calandragem 6.1 e 6.2 possa ser dotado com um acabamento superficial ou laminado de um ou dos dois lados com uma fqlha. A Figura 2 mostra um exemplo de realização de uma área de alta pressão entre os dois cilindros de calandragem 6.1 e 6.2. Como se pode ver, em representação ampliada, os cilindros são dotados com saliências 14. As numerosps saliências distribuídas pela superfície do cilindro originam na banda de fibras pronta de preferência uma densidade de estampagem das zonas de pressão com a forma <je ponto entre 1 e 16 por cm2. As saliências têm uma forma de tronco de pirâmide, em que o ângulo da superfície lateral das saliências em relação ao raio deve estar compreendido entre 10 e 45°C. Na fenda 12, em que se realiza a zona de pressão 17, existe uma pressão calculada de cerca de 520 MPa, que origina a já descrita fusão das fibras de celulose que se encontram dentro da folga. Também são possívejs outras formas das zonas de pressão, como tronco de cone, cilindro ou cubo e são escolhidas de acordo com os conhecimentos técnicos de modo que corresponde à 14 14

pressão necessária, à matéria prima presente e ao material dos cilindros, as temperaturas existentes e parâmetros semelhantes. O sentido do funcionamento é no presente caso da esquerda para a direita. O produto acabado possui por conseguinte zonas de fusão quase transparentes que no entanto são também diferentes em comparação com as zonas soltas 19 da teia utilizada

Na Figura 3 está representado o produto acabado que consiste em numerosas fibras de celulose desordenadas que são ligadas na zonas de pressão 12 por fusão. O material propriamente dito tem uma elevada resistência ao rasgamento e, além disso, uma elevada capacidade de absorção que ainda pode ser aumentada por mistura de superabsorventes de modo que possa ser utilizado para material de embalagerp, artigos de higiene, tecido para forros, materiais de enchimento de almofadas e produtos semelhantes. Mas o material pode também ser utilizado no sector da construção assim como também como substituinte do papel e papelão. Também se podem utilizar para guardanapos, tampões, fraldas para cueiros de crianças, lonas para slipes, tampões de senhoras e artigos para incontinentes. A Figura 4 representa em ampliação uma zona de pressão 17 em microfotografia com microscópio electrónico. A zona de pressão tem no presente caso uma forma hexagonal que é provocada pela penetração de uma saliência 14 na teia, A pressão utilizada no presente caso monta a 190 MPa (~ 190 NW). Reconhece-se que as fibras primeiramente redondas e não alteradas 29 na zona de pressão estão achatadas e planas. As partículas superabsorventes também possivelmente existentes não são opticamente observáveis porque elas são comprimidas para dentro das superfícies. Uma parte das zonas 27 no interior da zona 15 de pressão 17 permite ainda reconhecer a estrutura das fibras, enquanto existem outras zonas (28) em que principalmente não se reconhece qualquer estrutura de fibras. As fibras prensadas mutuamente podem não se poder separar umas das outras, se isto for provocado com uma agulha de dissecar. Verificou-se por consequência uma fusão, compactação e colagem com soldadura superficial da substâncias das fibras e/ou da celulose, em que evidentemente a pressão foi manada abaixo dos-Limites de carbonização das fibras 29.

Na Figura 5 está esquematicamente representada uma série em sequência c|e cilindros e rolos de uma instalação com a qual o processo se realiza de acordo com uma segunda forma de realização. Uma camada de fibras desordenadas 1 com cerpa de 20 mm de comprimento é transportada para um primeiro-par de cilindros de calandragem 4.1, 4.2 sobre a banda de rede 8. O cilindro superior 4.1 tem uma temperatura superficial de cerca de 250°C, enquanto o inferior é não aquecido. Antes de entrar na folga entre os dois cilindros 4.1 e 4.2, a banda é humedecida por pulverização na parte de cima com o auxílio de um dispositivo de pulverização 3, em que a humidade do material monta a cerca de 5 a 10% em peso.

Entre os cilindros de calandragem 4-1 e 42, uma parte de humidade é de novo expulsa e a camada de fibras de celulose é comprimida de maneira a obter-se uma teí^a solta com pequena massa vnlúmica e resistência an rasgamento Entre os rolos de calandragem 6.1 e 6.2, a teia primeiramente solta é assente nup apoio cç>m zonas de compressão com a forma de.ponios em que as fibras que estão desordenadas são comprimidas umas contra as outras sob alta pressão de modo qpe se verifica fusão intima dos corpos das fibras indescolável depois de se retirar a pressão e se produz uma banda de fibras 100 com uma configuração de estampagem. 16

Depois da passagem através dos cilindros de calandragem 6.1 e 6.2, a banda de fibras 40 é colada em ambos os lados com bandas 20.1 e 20.2 de material têxtil, semelhante-a-teia ou semelhante-a folha, soldada e/ou mecanicamente ligada. Para isso são revestidas de maneira a obterem-se bandas de revestimento 20.1, 20.?, que - na medida do necessário - já foram previamente revestidas com adesivo, são alimentadas por cima e por baixo sobre a banda de fibras que se obtém a partir cjo par de rolos de calandragem 6.1, 6_2 e por meio de um par de rolos de compressão 9.1 e 9.2 ligados com estes. Nesta caso, é também possível uma ligação mecânica do revestimento com o material fibroso por meio de cilindros de compressão 9.1 e 9.2 dotados com elementos de estampagem. É também possível uma colagem por meio de um adesivo de aplicação a quente. O laminado é enrolado num cilindrp de enrolamento 11 com o auxílio de um rolo de arrastamento 10.

Na Figura 6 está representada em sequência esquemática uma instalação c|e cilindros e rolos com os quais se realiza o processo de acordo com outra forma de realização. O processo de preparação parte de fibras de fibras de celulose que são preparadas como “fluff pulp” (pasta fofa) a partir de “wood pulp” (pasta de madeira) com o auxilio de moinhos de martelos.

De maneira semelhante à Figura 1, uma camada de fibras desordenadas 1 com a altura de cerca de 20 mm é transportada para um primeiro par de cilindros de calandragem 4.1, 4.2 por meio de banda de transporte da rede 8. O cilindro superipr 4.1 tem uma temperatura superficial de aproximadamente 180°C enquanto o .inferior é não aquecido.

Entre os cilindros de calandragem 4.1 e 4.2, a camada de fibras de celulose desordenadas é comprimida de modo a obter-se uma teia solta com pequena densidade e resistência ao rasgamento. A teia 2 fornecido pela banda de rede, antes de entrar na folga entre os dois rolos de calandragem 6.1 e 6.2 é recoberta por cima com uma folha fina (10 pm) 30 de PTFE, que não é primeiramente perfurada (PTFE ~ polifluoretileno).

Entre os rolos de calandragem 6.1 e 6.2, a teia com a folha de PTFE aplicada é assente numa ranhura de guiamento de zonas de compressão com a forma pontual em que as fibras que se encontram assentes desordenadamente são comprimidqs mutuamente sob alta pressão de modo que se realiza uma fusão indesejável depois de retirada da pressão e se obtém uma banda de fibras 100 com uma configuração estampada; neste caso também a folha que é relativamente resistente ao calor é inserida no laminado. Desta forma evita-se que o material fibroso ou de foll^a coquefique ou carbonize. Consegue-se uma ligação adicional por meio do material da folha que se sintenza ou fupde.

Os rolos 6.1 e 6.2 são accionados à temperatura ambiente, isto é, compreendida entre 18 e 26°C não sendo evidentemente excluído que os rolos possam também ser aquecidos mas de tal forma que, nas zonas de compressão pontuais, também se possa atingir uma temperatura mais alta em virtude do elevado trabalho mecânipo. A pressão que actua sobre a camada de fibras de celulose com a fol^ia aplicada nas zonas de compressão pontuais 17 (vide Figura 4) de preferência é maior do que 300 a 400 MPa. Depois da passagem através dos cilindros de calandragem 6.1 e 6.2, a banda de fibras é ligada de um dos lados com uma banda de folha. O compósito é enrolado num cilindro de enrolamento 11 com o auxílio de um cilindro de arrastamento 10.

Uma outra banda de revestimento 20.2, que - sempre que seja necessário - já foi previamente recoberta com adesivo é aplicada por baixo da banda que sai do ppr de cilindros de calandragem 6.1, 6.2 e é ligada com este por meio de um par de rolos de prensagem 9.1, 9 2 (vide Figura 6). O compósito é enrolado num cilindro de enrolamento 11 com o auxílio de um cilindro de arrastamento 10. Λ Figuta 7 mostra um exemplo de realização de uma zona de alta pressjão entre os dois cilindros de calandragem 6.1 e 6.2. Como se pode reconhecer, os cilindros são dotados nas suas superfícies com saliências 14 representadas ampliadaniente As mumeras saliências 14 distribuídas sobre a superfície dos rolos originam de preferencia na banda de fibras acabada uma densidade de pontos de assentamento das zonas sob pressão pontuais entre 1 e 16 por cm2. As saliências têm uma forma de tronco de pirâmide, em que o ângulo da superfície das saliências em relação ao raio deve estar compreendido entre 10° e 45°. Na folga 12, na qual origina a área sob pressão 17, existe uma pressão calculada igual a cerca de 520 MPa, que nas fibras de celulose que se encontram na folga origina a fusão já descrita. Também são possíveis outras formas das zonas de compressão como troncos de cone, cilindros ou paralelepípedos e são escolhidas de acordo a experiência técnica de maneira correspondente à pressão necessária, à matéria prima utilizada e ao material dos cilindros, às temperaturas a atingir e parâmetros semelhantes. Neste caso a folha 30 pode ser calandrada e forrada. O sentido de trabalho na Figura 7 é da esquerda para a direita. O produto pronto possui consequentemente zonas de fusão 18 quase transparentes que respectivamente se diferenciam das áreas soltas comprimidas no entanto também em relação à teia utilizada. 19

Os processos de recobrimento são mais pormenorizadamente descritos com o auxílio dos seguintes exemplos: 1

Exemplo 1

Um banda de fibras 100 (comparar com a Figura 3) é combinada de um dqs lados com uma banda de material têxtil urdido. A banda têxtil é dotada no seu lado que possui a banda de fibras com um adesivo de fusão a quente, de modo que depois da passagem através dos rolos de pressão 9.1, 9.2 se obtém um laminado adesivo sólido. Um tal laminado tem uma boa acção de isolamento térmico por meio das fibras e pode absorver grandes forças mecânicas por meio da banda têxtil urdida. Exemplo 2 A banda de fibras 100 obtida com o auxílio da descrição das Figuras I a é ligada na sua face não revestida com uma membrana climática semipermeável do tipo de folha de politetrafluoretileno por meio de um adesivo de colagem. membrana climática é repelente da água mas permeável ao vapor de água. Na utilização como material de tecido de forro para peças higiénicas de limpeza pode primeiramente absorver-se o vapor de água libertado pelo utilizador do tecido de fibras e, em seguida, desviá-lo por meio da membrana climática. Simultaneamente protege-se a camada de fibras contra a humidade Exemplo 3

Uma banda de teia 100 é unida com uma folha de politetrafluoretileno corp a espessura de 20 pm que está revestida de um dos lados com um adesivo isento de dissolvente. Obtém-se um laminado por meio dos rolos de calandragem 6.1, 6.2. p laminado é recoberto no lado não revestido com uma outra folha de polietileno antes de entrar nos cilindros de calandragem 9.1; 9.2. Por meio de cilindros com agulhas 20 (não representado) perfura-se a segunda folha de polietileno. As partículas de folha que penetram na banda fibrosa na perfuração realizam uma ancoragem mecâmça entre a banda de fibras colada com a primeira folha e a segunda folha. Obtém-se um material absorvente sobre uma superfície e um material impermeável ao líquido na outra superfície que é especialmente apropriado para a utilização em artigos de higiene.

Na reciclagem, pode compostar-se a banda de fibras suja depois de se rasgar a camada de folha de cobertura. Proporciona-se assim uma melhor compatibilidade com o meio ambiente no caso de uma substância compósita de acordo com a presente invenção em comparação por exemplo com celuloses com superabsorventes poliméricos com a forma de bobinas descartáveis.

Lisboa, 17 de Setembro de 2001

jOSÉ DE SAMPAIO Λ.Ο.Ρ. í.

R-ro ao iAlitre. 195. r/c-Dri, ! 269-063 LíSIIOA

Claims

1 Reivindicações 1. Processo para a fabricação de uma banda (100) de matéria fibrqsa absorvente e enrolável que consiste em fibras de celulose, de pasta de celulose ou de cartão de celulose (“Wood pulp cardboard”) sem utilização de agentes ligantes adicionais que é apropriada para ser utilizada no domínio dos artigos de higiene, com as seguintes fases operacionais que consistem em: a) formar uma camada desordenada de fibras de celulose, comprimi-la sob uma pressão relativamente pequena e produzir uma teia de fibras solta com pequena densidade e resistência ao rasgamento, b) introduzir a teia de fibras solta na folga de um par de cilindros cfe calandragem (6.1, 6.2), por meio do que se obtém uma configuração de zonas de compressão pontuais ou lineares (17) sob uma pressão relativamenfe grande, em que se comprimem mutuamente as fibras que foram colocadas desordenadamente (1), caracterizado pelo facto de: - o teor de humidade poder atingir 5% em peso quando se efectua a introdução da teia de fibras solta; - as fibras (1) que foram colocadas desordenadamente serem comprimidas umas sobre as outras num segundo par de cilindros de calandragem (6.1, 6.^) sob uma pressão compreendida entre 250 e 600 MPa, o que provoca uma fusão indescolável das fibras e produz uma banda de fibras (100) com uma configuração estampada, - e a resistência ao rasgamento da banda de fibras (100) ser pelo menos igual a 0,12 kN/m. 2 2

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se produzir uma banda de fibras (100) com um peso por m2 compreendido entre 50 g e 500 g.

3. Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de se produzir uma banda de fibras (100) com uma densidade das zonas de compressão pontuais (17) compreendida entre 1 e 16 por cm2.

4. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a superfície das zonas sob compressão pontuais (17) estar compreendida entre 0,05 e 10 mm2.

5. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a temperatura do segundo par de rolos de calandragem (6.1, 6.2) ser mantida à temperatura ambiente, isto é, entre 18 e 25°C.

6. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a primeira pré-compressão se realizar a gma temperatura das ferramentas compreendida entre 18 e 320°C.

7. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicaçõçs anteriores, caracterizado pelo facto de como ferramenta de pré-compressão se utilizar um (primeiro) par de rolos de calandragem (4.1,4.2).

8. Processo de acordo com pelo menos uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de, como material de partida, se utilizar urt|a mistura de material fibroso com um superabsorvedor que de preferência monta a 0,5 a 70% em peso, preferivelmente entre 5 e 30% em peso da massa total.

9. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de as fibras de celulose (1) utilizadas como 3 material de partida terem um grau de brancura de 80 a 90%, preferivelmente de 85 a ψ%.

10. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de, como material de partida, se utilizarem fibras de celulose (1) com um teor residual de lignina compreendido entre 0,5 e 5% em peso.

11. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de, como material de partida, se utilizar um material com substâncias auxiliares e cargas, por exemplo, dióxido de titânio, gfeda ou caulino.

12. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de na zona de compressão (17) do segundo par de rolos de calandragem (6.1, 6.2), a distância dos rolos de calandragem (6.1, 6-2) fora das zonas de compressão com a forma pontual (17) montar a 1 até 5 mm.

13. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicaçõps anteriores, caracterizado pelo facto de folga (15) entre zonas de compressão pontuais opostas na zona de compressão do segundo par (6.1, 6.2) dos rolos de calandrarem estar compreendida entre 0,05 e 1 mm.

14. Dispositivo para a realização do processo de acordo com a reivindicação 1 e eventualmente as outras reivindicações 2 a 13, caracterizado pelo facto de o segundo par de rolos de calandragem ser constituído por dois cilindros çle calandragem (6.1, 6.2) que possuem ambos numerosas saliências (14) distribuídas sobre as superfícies limite dos cilindros que são rodeadas por depressões cujjo volume é um múltiplo do volume das saliências (14) e pelo facto de as saliências 4 (14) dos dois cilindros (6.1, 6.2) estarem em frente umas das outras na folga de trabalho, podendo ser aplicada uma pressão igual a pelo menos 200 MPa até ao máximo do limite de fluagem do material utilizado para as saliências (14) sobre a teia solta (2) que se encontra entre as saliência (14).

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo facto de a altura das saliências (14) em relação à base dos cilindros (15) estar compreendida entre 0,5 e 5 mm.

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo facto de as saliências (14) terem a forma de pirâmides ou troncos de cone, paralelepípedos e semelhardes.

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pejlo facto de, no caso da forma de tronco de cone ou de pirâmide, o ângulo do exterior das saliências em relação ao raio estar compreendido entre 10 e 45°.

18. Esteira de fibras absorventes para a preparação de produtos de higiene, fabricada pelo processo de acordo com a reivindicação 1 e eventualmçnte outras reivindicações 1 a 13 Lisboa, 17 de Setembro de 2001

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