SK5062000A3 - Spray application of an additive composition to sheet materials - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa všeobecne týka nanášania aditívnych kompozícii na pásové materiály, akými sú papier, textil a iné ohybné pásové materiály, pri výrobe výrobkov vo forme pásov. Vynález sa hlavne týka spôsobov nanášania aditívnej kompozície postrekom na pásové materiály pri výrobe výrobkov vo forme pásov použitím stlačenej tekutiny zlepšujúcej rozprášenie a tvorbu postreku u málo prchavých rozpúšťadiels vyššou viskozitu.

Doterajší stav techniky

V rámci mnohých priemyselných procesov sa vykonáva postrek kvapalných kompozícií, ktoré obsahujú prchavé rozpúšťadlo, za účelom nanesenia povlakov, adhezív a aditív alebo za účelom skrápania suchých materiálov. Rozpúšťadlo tu plní niekoľko funkcií, medzi ktoré najmä patrí rozpúšťanie látok, poskytnutie nosného média na emulzie a disperzie, zníženie viskozity pri postreku a zaistenie správnych charakteristík roztekania po vlastnom nanesení, medzi ktoré patrí vytvorenie filmu na podklade alebo prenikanie do porézneho alebo absorpčného materiálu. Vhodné organické rozpúšťadlá však spôsobujú zamorenie okolitej atmosféry a pre svoju horľavosť predstavujú riziko vzniku požiaru.

Aby sa uvedené problémy eliminovali, používa sa ako rozpúšťadlo najčastejšie voda. I napriek tomu, voda môže mať nepriaznivé vlastnosti, pre ktoré býva ich použitie pri výrobných procesoch obmedzované na minimum. Mnohé materiály určené na nanesenie postrekom sa nerozpúšťajú vo vode, takže prevedenie týchto materiálov do formy stabilnej vodnej emulzie alebo disperzie vyžaduje použitie chemických činidiel, akými sú povrchovo aktívne látky. Voda má relatívne nízku rýchlosť odparovania a vysoké výpamé teplo, takže sušenie výrobku môže byť pomalé a energeticky náročné a výrobky

31442/H musia byť za účelom zvýšenia rýchlosti ich sušenia často zahrievané na teploty, ktoré môžu spôsobiť ich degradáciu. Vzhľadom k tomu, že pri postreku sa odparuje menej vody ako pri použití prchavých organických rozpúšťadiel, je kompozícia nanášaná postrekom mnohokrát uložená pri viskozite, ktorá je príliš nízka na vlastnú aplikáciu, čím môže dôjsť ku zhoršeniu vlastností vyrábaných produktov. Okrem toho niektoré podklady neznášajú vodu, lebo môžu byť absorpciou vody degradované, čo sa môže prejaviť ich napučaním alebo znížením ich súdržnosti alebo niektoré vo vode rozpustné kompozície nezmáčajú dostatočne podklad vzhľadom na to, že voda má vysoké povrchové napätie alebo že materiál podkladu je hydrofóbny.

Okrem prchavosti rozpúšťadiel a viskozity kompozície nanášanej postrekom závisí úspešné a hospodárne nanášanie kompozícií rovnako na vlastnostiach postreku získaného pri vlastnom procese prípravy postreku. Je mimoriadne žiaduce, aby spôsob prípravy postreku poskytoval postrek, ktorý má požadovanú veľkosť častíc pre danú aplikáciu a úzku distribúciu veľkosti kvapôčok, pri ktorej je v postreku prítomné minimálne množstvo veľkých kvapiek, ktoré spôsobujú nekvalitné nanášanie kompozície, a minimálne množstvo malých kvapôčok, ktoré predstavujú prestrek v dôsledku neúčasti na tvorbe depozitu vzhľadom k ich nespôsobilosti účinne sa uchytiť na podklade. Rovnako je žiaduce, aby štruktúra postreku bola jednotná ako vo vnútri postreku, tak i na kužeľovitom okraji, aby dochádzalo k jednotnému naneseniu kompozície počas postreku. Postrek by nemal mať nadmerne vysokú alebo nízku rýchlosť a nemal by byť nadmerne turbulentný. Rozprašovacia tryská by mala mať zodpovedajúcu šírku pre danú aplikáciu a mala by byť regulovateľná tak, aby kompozícia bola nanesená v požadovanom množstve a na požadovanom mieste. Je konečne rovnako žiaduce, aby proces tvorby postreku bol schopný rozprášiť kompozície s vysokou hustotou tak, aby bolo minimalizované alebo celkom eliminované použitie prchavých rozpúšťadiel.

Konvenčné metódy tvorby postreku, akými sú tvorba vzdušného postreku a bezvzduchového postreku, z ktorých každý má svoje priaznivé charakteristiky, majú rovnako nedostatky, ktoré obmedzujú ich použitie pri nanášaní kompozícií v rámci výrobných procesov. Vzdušné postrekové metódy

31442/H poskytujú nastaviteľný, jednotný postrekový kužeľ a jemné rozprášenie kompozície, avšak vyžadujú nízku viskozitu postrekovanej kompozície, obvykle v rozpätí od 0,05 do 0,1 Pa.s, a teda použitie veľkého množstva prchavého rozpúšťadla. Vzdušné postreky sú rovnako vysoko turbulentné a obsahujú veľmi širokú distribúciu veľkosti kvapôčok, takže obsahujú i veľký podiel nežiaducich malých kvapôčok tvoriacich prestrek, čo má za následok nízku aplikačnú účinnosť. Postrekové metódy bez vzduchu môžu rozprašovať i materiály majúce vyššiu viskozitu a obsahujúce menej rozpúšťadla, avšak obvykle produkujú hrubo rozprášený postrek s veľkým podielom nadmerne veľkých postrekových častíc, čo je nevhodné pre mnohé aplikácie. Postrekové metódy bez vzduchu rovnako produkujú nejednotnú štruktúru postreku, ktorá znemožňuje jednotné nanesenie kompozície na podklad.

Konvenčný rozprašovací mechanizmus bezvzduchových postrekov je známy. Všeobecne materiál vystupuje z otvoru pri okolitom tlaku vo forme kvapalného filmu, ktorý sa stane nestabilným v dôsledku strihového napätia spôsobeného vysokou rýchlosťou materiálu vzhľadom k okolitému vzduchu. V kvapalnom filme dochádza k tvorbe vín, ktoré sa stávajú nestabilnými a delia sa na kvapalné vlákna, ktoré sa opäť stávajú nestabilnými a delia sa na kvapôčky. K rozprášeniu dochádza v dôsledku toho, že kohézne sily a sily povrchového napätia, ktoré držia kvapalinu spolu, sú prekonané strihovými silami a zotrvačnými silami kvapaliny, ktoré kvapalinu takto prevádzajú do formy kvapôčok. Veľa krát kvapalný film vybieha z otvoru dostatočne ďaleko, takže je zrejmý ešte pred jeho rozdelením do kvapôčok. Tieto postreky majú všeobecne šikmý tvar a šírku, ktorá je v podstate rovná šírke čela postreku. Viskózna disipácia citeľne znižuje rozprašovaciu energiu, v dôsledku čoho vyššia viskozita má za následok rozprášenie do hrubších kvapôčok. V rámci tejto prihlášky vynálezu je treba výrazy „postrek z kvapalinového filmu“ a „rozprašovanie z kvapalinového filmu“ chápať tak, že znamenajú postrek alebo štruktúru postreku, v ktorých došlo k rozprášeniu práve uvedeným konvenčným mechanizmom. Postreky z filmu kvapaliny sú charakterizované „operenou“ štruktúrou postreku, pri ktorej je materiál v postreku rozdelený nerovnomerne. Povrchové napätie veľa krát združuje spolu viac kvapaliny na okraji postreku

3I442/H v porovnaní so strednou oblasťou postreku, čo vytvára prúd hrubo rozprášeného materiálu, ktorý sa často oddeľuje od postreku. Príklady postreku ku kvapalinovému filmu sú fotograficky zobrazené na obrázkoch 4a, 4b, 4c, 4d, 10a, 11a, 12a a 12b patentu US 5,057,342 a na obrázkoch 3a, 3b, 9a, 9b a 9c patentu US 5,009,367.

Superkritické tekutiny alebo subkritické stlačené tekutiny, akými sú oxid uhličitý alebo etán, môžu realizovať nové bezvzduchové rozprašovacie mechanizmy, ktoré sú schopné produkovať postrek vo forme jemných kvapôčok, ktorý je žiaduci na nanášanie vysoko kvalitných povlakov. Bez toho, že by tu bola snaha viazať sa na nejakú určitú teóriu, predpokladá sa, že rozprašovanie je realizované rozpustenou stlačenou tekutinou, ako je oxid uhličitý, ktorá sa stane presýtenou v okamžiku, kedy poklesne tlak rozprašovanej zmesi v ústí rozprašovacieho otvoru. To má za následok vytvorenie značnej hnacej sily v dôsledku splynenia, pričom veľmi jemné bublinky plynného oxidu uhličitého konvertujú roztok na zmes plyn-kvapalina. To má pravdepodobne za následok zmenu tlaku prúdu materiálu v dôsledku zníženia rýchlosti prúdu materiálu pohybujúceho sa rýchlosťou zvuku, čo priškrtí prúd materiálu, takže namiesto poklesu tlaku na tlak atmosférický vystupuje prúd materiálu z rozprašovacieho otvoru pri pomerne vysokom tlaku. Takto dochádza mimo rozprašovací otvor k vytvoreniu tlakovej zóny, v ktorej postreková zmes voľne expanduje a prechádza na atmosférický tlak. Uvoľnený plynný oxid uhličitý expanduje a produkuje expanznú silu, ktorá prekoná sily panujúce v kvapaline, ktoré by normálne držali prúd tekutiny spolu. Uvedená expanzia je obmedzená len drážkou vyrezanou v úrovni výstupu rozprašovaného materiálu, ktorá takto formuje postrek do plochého alebo oválneho tvaru. Šírka postreku sa nastavuje zmenou rozstupu uvedenej drážky. Je zrejmé, že sa tu jedná o odlišný rozprašovací mechanizmus, pretože k rozprašovaniu dochádza priamo v rozprašovacom otvore a nie až v oblasti mimo tento otvor. V rozprašovacom otvore takto nie je zjavne žiaden prúd kvapaliny. Okrem toho postrek typicky opúšťa trysku v omnoho širšom uhle, ako je tomu u normálnych bezvzduchových postrekov a má takto „vejárovitý“ tvar, ktorý je podobný tvaru vzdušného postreku. Veľa krát je takto produkovaný

31442/H zaoblený parabolický tvarovaný postrek a nie ostro šikmý postrek. Tieto postreky majú typicky väčšiu šírku ako konvenčné bezvzduchové postreky, získané použitím rozprašovacej trysky rovnakej konfigurácie. V rámci tejto prihlášky vynálezu je treba výrazy „dekompresný postrek“ a „dekompresné rozprašovanie“ chápať ako postrek a rozprašovanie, ktoré majú práve popísané charakteristiky. Príklady dekompresných postrekov sú zobrazené fotograficky na obrázkoch 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 10b, 11b, 12c, 12d a 13 patentu US 5,057,342 a na obrázkoch 4b, 4c, 8 a 9d patentu US 5,009,367.

Postrek z kvapalinového filmu môže byť konvertovaný na dekompresný postrek v prípade, kedy sa zvýši koncentrácia superkritickej tekutiny alebo subkritickej stlačenej tekutiny, akou je oxid uhličitý. K uvedenému prechodu môže rovnako dôjsť v prípade, kedy sa použitím vhodných koncentrácií zvýši teplota. K prechodu dochádza v relatívne úzkom koncentračnom teplotnom rozpätí. Keď sa zvýši teplota, postrek z kvapalinového filmu si spočiatku zachová všeobecne šikmú (uhlovú) konfiguráciu, má relatívne stálu alebo mierne zväčšenú šírku, ktorá je charakteristickou šírkou postreku získaného v prípadoch, kedy sa kompozícia rozprašuje bez použitia oxidu uhličitého, a má relatívne veľkú strednú veľkosť kvapôčok. Je možné vidieť film kvapaliny vedúci k rozprašovaciemu otvoru. K rozprašovaniu dochádza prevažnou mierou v dôsledku nestability prúdu materiálu spôsobenej strihovými silami vyvolanými stykom prúdu kvapaliny s okolitým vzduchom. Štruktúra postreku sa reguluje tlakom pôsobiacim na prúd kvapaliny. Medzné hranice rozprašovania z kvapalinového prúdu ležia v oblasti koncentrácie oxidu uhličitého , pri ktorej film kvapaliny pri rozprašovacpm otvore zmizne. Keď sa uvedená koncentrácia zvýši, prechádza postrek potom cez prechodovú oblasť, v ktorej štruktúra postreku prechádza dramatickými zmenami, ktoré závisia na danej kompozícii; dochádza k prechodu postreku z kvapalinového prúdu na dekompresný postrek, pričom dochádza ku zmenám v rozprašovacom mechanizme. Tvar a šírka prechodového postreku sa výrazne mení pri relatívne malých zmenách koncentrácie oxidu uhličitého.

U niektorých kompozícií sa štruktúra postreku mení z plochého postreku na užší, nepravidelný, kónický postrek, na čo expanduje do formy širšieho,

31442/H plochého, parabolického dekompresného postreku. Niekedy sa postrek pred expanziou do dekompresného postreku úplne zrúti do jediného kruhového prúdu alebo do dvoch, troch alebo viac v nepravidelných uhloch odsadených prúdom. U iných kompozícií zostane štruktúra postreku prevažne rovinná, i keď zo stredovej oblasti postreku mihotavo vybiehajú dielčie prúdy a to vo väčšej miere, keď sa prúd zužuje a potom v menšej miere, kedy postrek expanduje do dekompresného postreku. Niekedy postrek zostane planárny a dekompresný postrek sa tvorí v superpozícii na postreku z kvapalinového filmu, ktorý súčasne postupne mizne. Ešte u ďalších kompozícií sa šikmá štruktúra postreku výrazne rozšíri, na čo prejde do parabolického tvaru.

Prechodové postreky sú nepravidelné a často nestabilné, pretože ani expanzná sila, ktorej pôvodcom je oxid uhličitý, ani sily panujúce v kvapaline kompozície nie sú pri rozprašovaní a tvorbe postreku dominantné , i keď rozprašovanie začína byť v podstate realizované dekompresiou plynného oxidu uhličitého. Odlišné typy postrekového prechodu sú spôsobené rôznym povrchovým napätím a rôznymi Teologickými vlastnosťami jednotlivých konkrétnych kompozícií.

Dekompresný postrek sa tvorí vprípade, kedy sa koncentrácia oxidu uhličitého stane dostatočne vysokou na to, aby sa expanzívna sila dekompresujúceho oxidu uhličitého stala dominantnou, keď sa zvýši výstupný tlak. Dekompresný postrek, ktorý sa takto vytvorí, môže byť v prípade, je to žiaduce, planárny a má prevažne parabolický tvar, i keď môže byť v niektorých prípadoch v blízkosti rozprašovacieho otvoru skôr uhlový ako zaoblený, a môže byť výrazne širší ako zodpovedajúci postrek z kvapalinového filmu. V blízkosti postrekového prechodu môže dekompresný postrek obsahovať zárodky dielčích prúdov alebo miernu turbulenciu v strednej oblasti postreku a štruktúra postreku môže byť delená. I napriek tomu, uvedené nepravidelnosti postreku sa rozptýlia a štruktúra postreku sa stane pri vyššej koncentrácii stlačenej tekutiny jednotnejšia.

Okrem toho, že je planárny dekompresný postrek širší, je rovnako typicky hustejší podiel roviny postreku v porovnaní so zodpovedajúcim postrekom z kvapalinového filmu. Jedným z charakteristických znakov

31442/H prechodu z postreku z kvapalinového filmu na dekompresný postrek je výrazný pokles strednej veľkosti častíc postreku. Patent US 5,057,342 uvádza príklad prechodu z postreku z kvapalinového filmu na dekompresný postrek na obrázkoch 12a až 12d.

Všeobecne sa oblasť dekompresného postreku nachádza tesne pod medzou rozpustnosti, čo vyžaduje správnu kombináciu teploty a tlaku postreku a koncentrácie oxidu uhličitého. Uvedená medza rozpustnosti a teda i postrekové podmienky, ktoré sú žiaduce na dekompresný postrek, sa menia v závislosti na použitej kompozícii. Postrek vo vnútri dvojfázovej oblasti je pri tvorbe povlaku eliminovaný, pretože z kvapalnej polymérnej fázy sa typicky extrahuje do kvapalnej fázy oxidu uhličitého významné množstvo organického rozpúšťadla.

Za účelom zníženia emisií organického rozpúšťadla boli vyvinuté vo vode rozpustné povlakové kompozície. I napriek tomu ako už bolo uvedené vyššie, nemá voda dostatočne vysokú rýchlosť odparovania, takže sa často z postreku odparí len nedostatočné množstvo vody. Dekompresné postreky boli vyvinuté na dosiahnutie zlepšeného odparenia vody, i keď k veľmi malému odparovaniu dochádza v prípade pomalšie sa odparujúcich rozpúšťadiel. I keď by tu opäť bola snaha viazať sa na nejakú konkrétnu teóriu, predpokladá sa, že vysoká rýchlosť odparovania je spôsobená výnimočne vysokou rýchlosťou prenosu hmoty, ku ktorému dochádza počas tvorby dekompresného postreku v dôsledku extrémne rýchleho splynenia rozpustenej stlačenej tekutiny. Rýchle a stredne rýchle sa odparujúce rozpúšťadlá sú uvedeným intenzívnym prenosom hmoty omnoho viac ovplyvnené ako pomaly sa odparujúce rozpúšťadlá.

Pri výrobe papiera sa aditívne kompozície aplikujú takmer výhradne použitím vodného roztoku, emulzie alebo disperzie, pričom voda je látkou znižujúcou viskozitu a prchavým rozpúšťadlom. I napriek tomu, nie je vždy žiaduce nanášať aditíva na mokrom konci výroby papiera, pretože takto dochádza ku strate drahých prísad vo vode odvádzanej z vlhkého papierového pásu, čo naviac predstavuje ekologický problém spočívajúci v tom, ako naložiť s takto znečistenou odpadovou vodou; okrem toho môžu aditíva nanesené na

31442/H vlhkom konci výroby papiera interferovať s prevádzkou sušičky a krepovacieho stroja na výrobu tenkého papiera, čo môže mať za následok zhoršenie kontroly nad vyrábaným papierovým pásom. Okrem toho je obtiažne kontrolovať, ako sú niektoré aditíva, akými sú napríklad aditíva na povrchovú úpravu, zabudovávané do papierového produktu v prípade, kedy sú tieto aditíva pridávané na mokrom konci výroby papierového pásu. Preto je žiaduce nanášať aditíva na suchom konci výroby papiera, avšak voda nanesená spoločne s vodnou aditívnou kompozíciou má nežiaduci účinok na vysušený papierový produkt. Tak napríklad zvýšenie obsahu vlhkosti papiera nad 7 % môže rozdružiť papier a mať tak nežiaduci vplyv na kaliber papiera a na jeho pevnosť v ťahu. Tak napríklad obsah vlhkosti 9 % môže znížiť pevnosť v ťahu o viac ako o 15 % u tenkého hodvábneho papiera. Vodné kompozície sú rovnako schopné penetrovať do celého pásu, čo má za následok, že aditíva prenikajú do vnútra papierového pásu namiesto toho, aby zostali na jeho povrchu, kde sú omnoho účinnejšie. Vzhľadom k tomu, že vzdušné postrekové procesy používané na nanášanie vodných aditívnych kompozícií vyžadujú na dosiahnutie správneho rozprášenia kompozície nízku viskozitu tejto kompozície, avšak v postreku sa odparuje len malé množstvo vody, je aditívna kompozícia nanášaná na papierový pás vlhkejšia ako by bolo žiaduce. Avšak zníženie obsahu vody má zase za následok nezodpovedajúce rozprášenie nanášanej kompozície. Jedna z metód, ktoré boli popísané za účelom kompozície nadbytočného prídavku vody, spočíva vpresušení a zahriati papierového pásu, avšak takáto metóda spotrebuje nadmerné množstvo energie a presušenie alebo nadmerné zahriatie papierového pásu môže mať nežiaduci vplyv na jeho kvalitu.

Bezvzduchové rozprašovanie viskóznych kompozícií, akými sú horúce roztavenie, bezvodé, polopevné alebo pevné kompozície, typicky vedú k rozprášeniu na hrubé častice a k nejednotnej štruktúre postreku, čo zase môže viesť k neprijateľnému naneseniu kompozície na povrch, ktorý je podrobený postreku. Zahriatie horúcej taveniny na vysokú teplotu za účelom ďalšieho zníženia viskozity kompozície môže spôsobiť zhoršenie kvality aditívnej kompozície aplikovanej formou postreku na uvažovaný povrch. Preto

31442/H bolo zistené, že použitie gravúrneho alebo extruzného poťahovania predstavuje výhodné aplikačné metódy pre nanášanie takýchto kompozícií.

Obdobne by bolo výhodné pri výrobe textilu, aby bolo možné nanášať aditívne kompozície, akými sú kompozície na povrchovú úpravu textilných výrobkov, ktoré sú bezvodé, alebo nanášať také kompozície s menším množstvom vody, ako je tomu v prípade, kedy sa používajú konvenčné postrekové metódy. Takéto nanášanie by umožnilo účinnejšiu aplikáciu aditívnej kompozície a to i bez sušenia nasledujúceho po nanesení aditívnej kompozície.

Pri výrobe ohybných pásových produktov, akými sú napríklad fólie z plastických hmôt, laminátové pásy z plastických hmôt, impregnované pásy z plastických hmôt, kaučukové pásové materiály, jelenice, pásové materiály vystužené vláknami, porézne pásové materiály, membránové pásové materiály, vytlačované fólie, kompozitné pásové materiály a kompozitné laminátové pásové materiály, je veľa krát žiaduce naniesť na pásový materiál aditíva za účelom modifikácie alebo zlepšenia vlastností pásového materiálu.

Avšak použitie vodných aditívnych kompozícii je veľa krát neúčinné, pretože pásový materiál je nekompatibilný s vodou v dôsledku jeho hydrofóbneho charakteru alebo zlej zmáčavosti alebo je neprípustné sušenie pásového materiálu. Rovnako tak je veľa krát nežiaduce použitie prchavých organických rozpúšťadiel v dôsledku ich horľavosti alebo degradácie pásového materiálu, ktoré predstavuje napríklad napučanie alebo zmäknutie pásového materiálu následkom absorpcie rozpúšťadla; rovnako procesné časy môžu byť príliš krátke na dosiahnutie potrebného odparenia naneseného rozpúšťadla. Preto by bolo výhodné, keby bolo možné nanášať aditívne kompozície na privádzaný pás ohybného materiálu bez použitia vody alebo prchavých organických rozpúšťadiel alebo pri použití výrazne zníženého množstva nanesenej vody a/alebo rozpúšťadiel.

Je takto zrejmé, že je potrebné nájsť zlepšený spôsob nanášania aditívnych kompozícií postrekom pri výrobe pásových produktov, akými sú papier, textil a ďalšie ohybné produkty, ktorý by umožnil bezvodé nanášanie aditívnych kompozícií alebo nanášanie aditívnych kompozícií pri zníženom

31442/H nanesenom obsahu vody, ktorý by nevyžadoval použitie prchavých organických rozpúšťadiel, ktorý by umožnil redukovať rozprašovaciu viskozitu a ktorý by umožnil dosiahnuť zlepšené vlastností postreku a veľkostí kvapôčok postreku nevyhnutných na prijateľnú aplikáciu aditívnej kompozície postrekom. Okrem výhod takéhoto spôsobu oproti už existujúcim nanášacím spôsobom by takáto nová technológia mala rovnako umožňovať vývoj a aplikáciu nových aditív, ktoré nemohli byť v minulosti aplikované postrekom vzhľadom k ich nerozpustnosti vo vode, nedispergovateľnosti vo vode alebo ich inej nezlučiteľnosti s vodou, alebo ktoré nemohli byť požadovaným spôsobom rozprášené konvenčnými postrekovými spôsobmi bez použitia prchavých organických rozpúšťadiel.

Podstata vynálezu

V rámci vynálezu bol nájdený spôsob, ktorý splňuje vyššie uvedené ciele. V súlade s vynálezom môžu byť aditívne kompozície nanášané postrekom na pásový materiál počas výroby pásového materiálu, akým je papier, textil alebo iný ohybný pásový materiál v podstate bez vody alebo prchavých organických rozpúšťadiel a pri zníženej rozprašovacej viskozite, a pri zlepšených vlastnostiach postreku a veľkosti kvapôčok postreku vhodných na nanášanie aditívnych kompozícií postrekom. Zlepšené pásové materiály môžu byť produkované pri účinnejšom a efektívnejšom využití drahých aditívnych prísad a pri tvorbe menšieho množstva odpadového materiálu.

Vynález poskytuje spôsob nanášania aditívnej kompozície postrekom, obsahujúci aspoň jeden aditívny materiál, pri výrobe pásového materiálu. Všeobecne tento spôsob zahrňuje:

(1) vytvorenie kvapalnej zmesi, obsahujúcej aditívnu kompozíciu a stlačenú tekutinu v uzatvorenom tlakovom systéme, (2) rozprášenie uvedenej kvapalnej zmesi cez otvor na vytvorenie postreku, a (3) aplikáciu uvedeného postreku, obsahujúceho uvedenú aditívnu

31442/H kompozíciu na povrch uvedeného pásového materiálu pri výrobe uvedeného pásového materiálu.

V rámci výhodného uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu spôsob používa dekompresný postrek stlačenej tekutiny, ktorý produkuje jednotnú štruktúru postreku a úzku distribúciu veľkosti kvapôčok, ktorá môže zlepšiť aplikačnú účinnosť a kvalitu pásového materiálu v prípade, že sa aditívna kompozícia nanáša počas postrekového stupňa na rýchle privádzaný pásový materiál.

Vynález sa rovnako týka spôsobu nanášania aditívnej kompozície na ohybný pásový materiál pri výrobe ohybného pásového materiálu, pri ktorom je aditívna kompozícia schopná priľnúť k ohybnému pásovému materiálu, penetrovať do tohto materiálu alebo byť absorbovaná týmto materiálom.

Vynález bude popísaný hlavne v súvislosti s výrobou pásového materiálu z papiera, textilu alebo iného ohybného materiálu. Pásový materiál je dvojrozmerným materiálom, ktorý je tenký v porovnaní s jeho dĺžkou a šírkou.

Aditívna kompozícia, ktorá môže byť použitá v rámci vynálezu pri výrobe uvedeného pásového materiálu, všeobecne obsahuje aspoň jeden aditívny materiál, ktorý modifikuje alebo zlepšuje vlastnosti alebo kvalitu pásového materiálu alebo ktorý je potrebné naniesť na pásový materiál pri jeho výrobe. Takýto aditívny materiál všeobecne zahrňuje akúkoľvek prísadu, o ktorej je všeobecne známe, že je vhodná na nanášanie postrekom na pásový materiál.

Výraz „papierový produkt“ je treba v rámci tejto prihlášky vynálezu chápať tak, že zahrňuje ľubovolný pásový materiál, ktorý obsahuje papierové vlákna a ktorý môže tieto obsahovať iné materiály. Vhodné papierové vlákna zahrňujú prírodné a syntetické vlákna, napríklad celulózové vlákna, drevené vlákna všetkých odrôd stromov používaných pri výrobe papiera, ďalšie rastlinné vlákna, napríklad bavlnené vlákna, vlákna pochádzajúce z recyklovaného papiera, a syntetické vlákna, ako vlákna umelého hodvábu, nylonové vlákna, sklené vlákna alebo polyolefínové vlákna. Papierový produkt môže byť tvorený len syntetickými vláknami. Prírodné vlákna môžu byť tiež v uvedenom produkte zmiešané so syntetickými vláknami. Tak napríklad, papierový pás alebo

31442/H papierový materiál môže byť pri výrobe papierového produktu vystužený syntetickými vláknami, akými sú napríklad nylonové vlákna alebo sklené vlákna, alebo impregnovaným nevláknitým materiálom, akými sú napríklad umelé hmoty, polyméry, živice alebo impregnačné roztoky. Výrazy „papierový pás“ a „pás“ je tu treba chápať tak, že zahrňuje ako tvoriaci sa, tak i vytvorený papierový pásový materiál, pričom papiere a papierové materiály obsahujú papierové vlákna. Papierový produkt môže byť potiahnutý, laminovaný alebo tvorený kompozitným papierovým materiálom.

Vynález môže byť použitý pri známej výrobe papiera. Takéto papierové produkty neobmedzujúcim spôsobom zahrňujú, písací papier, tlačový papier, priemyslové papiere, hodvábne papiere všetkých druhov, kartónový papier, lepenky, baliace papiere, obalové papiere, papierové adhezívne pásky, papierové vrecúška, papierové časti odevov, papierové osušky, tapetový papier, podkladové papiere pre koberce, papierové filtre, papierové rohože, ozdobné dekoratívne papiere, tovar a p rádio na jedno použitie a podobné výrobky.

Vynález nachádza hlavne použitie pri o sebe známej výrobe hodvábneho papiera. Vhodné hodvábne papiere zahrňujú sanitárne hodvábne papiere, hodvábne papiere pre domácnosť, priemyselné hodvábne papiere, mäkké hodvábne papiere na stieranie tvárového krému, kozmetické hodvábne papiere, mäkké papiere na styk s detskou pokožkou, absorpčné hodvábne papiere, hodvábne papiere obsahujúce liečivé látky, toaletné papiere, papierové utierky, papierové hygienické vložky, papierové časti odevu, papierové prádlo a podobné papierové produkty. Všeobecne papiere zahrňujú papiere tlačovej kvality (tlač novín, katalógov, rotačnú hĺbkotlač, tlač publikácií, bankoviek, dokumentov, biblie, obligácií, účtovných kníh a listových papierov), papiere priemyselnej kvality (vrecúška, krycí kartón, vlnitý papier, konštrukčný papier, papier nepriepustný pre tuky a pergamen) a papiere hodvábnej kvality (sanitárny papier, krepovaný uterákový papier, kondenzátorový papier a obalový papier).

Hodvábnym papierom môže byť plsťou lisovaný hodvábny papier, hodvábny papier so zhutnenou štruktúrou alebo voľný nezhutnený hodvábny

31442/H papier. Hodvábny papier môže byť krepovaný alebo nekrepovaný, môže mať homogénnu alebo viacvrstvovú konštrukciu, môže byť vrstvený alebo nevrstvený a môže byť raz, dvakrát, trikrát alebo viackrát prehýbaný. Mäkké a absorpčné hodvábne papierové produkty sú obzvlášť dôležité na výrobu spotrebných produktov z hodvábneho papiera.

Kartónom je papier, ktorý je hrubší, ťažší a menej ohybný ako konvenčný papier. Na výrobu papieroviny mechanickými a chemickými procesmi, ktoré oddeľujú vlákna od základného skeletu dreva, sa používajú mnohé druhy stromov s mäkkým a tvrdým drevom.

Kvôli poskytnutiu požadovaných fyzikálnych, optických alebo elektrických vlastností papierovému produktu sa do papieroviny pridávajú chemické prísady (aditíva) a plnivá.

Stroje na kontinuálnu výrobu papiera prešli významným rozvojom, pokiaľ ide o ich mechanickú konštrukciu. Valcový stroj na výrobu papiera používa drôteným pletivom pokrytý valec, ktorý je usporiadaný vo vani obsahujúcej vláknitú suspenziu. Keď sa uvedený valec otáča, voda tvoriaca nosné médium vlákien sa odvádza cez drôtené sito do vnútra valca, zatiaľ čo papierový pás sa tvorí na vonkajšom povrchu uvedeného valca. Vlhký pás papierovej vlákniny sa v hornej časti stroja odvádza z uvedeného valca a vedie sa cez lisovacie valce za účelom odstránenia vody a ďalej do parou vyhrievaného sušiaceho bubna.

Fourdinierov papierenský stroj je všeobecne použiteľný a omnoho zložitejší. Tento stroj v skutočnosti vyrába všetky kvalitatívne druhy papiera alebo kartónov, majúcich šírku rovnú od 1 do 10 metrov. Tento stroj je tvorený dlhým kontinuálnym drôteným sitom, ktoré je nesené odvodňovacím ústrojom. Vláknitá suspenzia vstupuje na jeden koniec uvedeného sita a stráca vodu, ktorá preteká smerom dolu cez oká drôteného sita, pričom vzniká pás papieroviny, ktorý sa potom vedie do lisov a sušičiek. Od okamžiku, kedy je papierovina uložená na drôtenom site, je nazývaná pásom. Po tejto príprave základnej suroviny a zriedení rozdeľovač rozdelí papierovinu jednotne po celej šírke papierenského stroja a vedie ju do nátokovej skrine, v ktorej tlaková hlava prevádza papierovinu pri vhodnej rýchlosti na pohybujúci sa Fourdrinierov sitový pás. Tento pás je tvorený jemnou kontinuálnou sitovinou z plastickej

31442/H hmoty alebo kovu formujúcou papierový pás. Táto sitovina je uložená nad prsným valcom v zavádzačom konci a nad gaučovacím valcom na výstupnom konci stroja. Medzi prsným valcom a gaučovacím valcom je sitovina nesená fóliami a sacími boxami, ktoré odstraňujú vodu. Rýchlosť papierenského stroja sa mení v dôsledku obmedzení podmienených vyrábaným papierovým produktom a použitým vybavením. Ťažké kartóny vyžadujú dlhú sušiacu periódu a rýchlosť papierenského stroja sa v tomto prípade pohybuje medzi 50 a 250 m/minútu. Veľmi hutné papiere sa odvodňujú obtiažne a rýchlosť papierenského stroja v tomto prípade predstavuje 20 až 300 m/minútu. Hnedé baliace papiere sa vyrábajú pri rýchlosti 100 až 1000 m/minútu. Papierenský stroj vyrábajúci novinový papier je prevádzkovaný rýchlosťou 800 až 1200 m/minúta. Sušiaca kapacita a možnosti navíjania papierového produktu obmedzujú prevádzkovú rýchlosť moderných papierenských strojov na 1500 až 1800 m/minútu, pričom väčšina týchto strojov pracuje pri rýchlosti u spodnej hranice uvedeného rýchlostného rozpätia, i keď niektoré z uvedených strojov dosahujú prevádzkovú rýchlosť až 2000 m/minútu.

Všetky nové papierenské stroje pracujú na báze dvoch sít, medzi ktorými je uložená mokrá papierovina, lebo také stroje zaručujú omnoho stabilnejšiu a rýchlejšiu prevádzku a lepšiu kontrolu tvarovania a odvodňovania pásu papieroviny. Voda je v tomto prípade z mokrej papieroviny odvádzaná pôsobením tlaku a v žiadnom prípade už podtlakom. Veľké množstvo papierenských strojov bolo spätne na vlhkom konci dovybavené hornou sieťovou jednotkou za účelom dosiahnutia vyššie uvedenej výhody rýchlej prevádzky papierenského stroja a to hlavne na výrobu ľahkého papierového pásu (hodvábny papier, krepovaný uterákový papier, novinový papier. Dvojsieťové tvarovacie prostriedky sú rovnako použité na výrobu jemného papiera, zvlneného papiera a kartónového papiera. Dve sitá s papierovinou medzi týmito sitami sú obtočené okolo valca alebo okolo zostavy nosných tyčí. Napätie vo vonkajšom site prenáša tlak na mokrú papierovinu, pričom tento tlak pôsobí v smere k nosnej štruktúre obidvoch sít. Voda zo stlačenej mokrej papieroviny je odvádzaná cez jedno alebo obidve sitá. V typickom usporiadaní dvojsitovej jednotky rolovacieho typu na formovanie papierového pása je

31442/H odvodnenie realizované jednostranne a obmedzené na gravitačný proces, ktorý je dostatočný na odvodnenie veľmi vysokou rýchlosťou vyššou ako 2100 m/minútu v rámci výroby veľmi tenkého hodvábneho papiera.

Do formovacích jednotiek prichádza vlhká papierovina s riedkou konzistenciou, ktorá obvykle predstavuje 100 až 300 kg vody na 1 kilogram pevného podielu a papierový pás opúšťajúci gaučovaci valec má konzistenciu predstavujúcu 4 kg vody na 1 kilogram pevného podielu. Viac vody sa odstráni použitím jedného alebo viac rotačných lisov, ktorých prevádzka je menej nákladná ako použitie tepla na odstránenie vody. Papierový pás potom postupuje cez lisy alebo kontinuálne plstené valce, ktoré predstavujú jednak vodiace valce a jednak porézne receptory vody. Obsah vody papierového pásu môže byť stlačením znížený na asi 1,2 až 1,9 dielu vody na jeden diel vlákien. Na finálne odstránenie vody musí byť použité odparovacie sušenie, ktoré je nákladné a môže obmedzovať prevádzkovú rýchlosť papierenského stroja. Sušiaca jednotka je obvykle tvorená radom parou vyhrievaných valcov. Papierový pás je obvykle držaný proti sušiacemu povrchu pomocou textílie. Finálny obsah vlhkosti v suchom papierovom páse obvykle predstavuje 4 až 10 % hmotnosti. Vysušený pás je kalandrovaný cez rad medzier medzi valcami za účelom zmenšenia hrúbky papierového pásu a vyhladenia jeho povrchu, na čo sa navinie na zásobovací valec.

Použitím Fourdrinierového papierenského stroja sa rovnako vyrábajú mnohé za vlhka rebrované plste a netkané textílie. Necelulózové materiály, akými sú napríklad syntetické vlákna, môžu tvoriť časť alebo celok vlákninovej suspenzie; ako spojovadlá sa v tomto prípade používajú latexy, vo vode rozpustné polyméry alebo iné adhezivá. Syntetické vlákna môžu urobiť papier vysoko odolný voči premočeniu, pôsobeniu chemických činidiel, mechanickému poškodeniu, poveternostným vplyvom a biologickej degradácii.

Chemické činidlá môžu byť pridané k papierovej pulpe ešte pred vytvorením papierového pásu (inertný prídavok alebo prídavok na vlhkom konci) alebo k už vytvorenému pásu po čiastočnom alebo úplnom vysušení (povrchový prídavok alebo prídavok na suchom konci). V prípade, kedy prísada pridaná do riedkej papierovej pulpy, nie je uspokojivým spôsobom zadržaná na

31442/H papierovom páse, potom je najlepšie naniesť túto prísadu priamo na povrch papierového pásu. Procesné aditíva zlepšujú prevádzku papierenského stroja. Funkčné aditíva zlepšujú vlastnosti papierového produktu; týmito funkčnými prísadami sú plnivá, živicové alebo škrobové apretačné činidlá, farbivá, zjasňovače, činidlá zlepšujúce pevnosť za sucha a za mokra, pigmentové povlaky zaisťujúce hladký povrch papiera pre tlač a polyméry zaisťujúce požadované mechanické a bariérové vlastnosti. Pri výrobe niektorých typov papierov alebo špeciálnych kvalitatívnych stupňov papiera sú použité papierenské stroje, ktorých konštrukcia je príslušným spôsobom modifikovaná alebo ktoré sú schopné realizovať i potrebné dodatočné operácie. Mnohé papierenské stroje sú schopné vykonávať povrchovú apretáciu papiera, povrchové poťahovanie papiera a špeciálne kalandrovacie spracovanie.

Pevnosť papiera za vlhka môže byť zvýšená použitím prírodných alebo syntetických polymérov, ktorých vodíkové, iónové alebo kovalentná väzby zlepšujú v prípade, že je papier vlhký, vodíkové väzby medzi celulózovými vláknami, ktoré sú narušené vodou. Papiere, ako hodvábny papier, krepovaný uterákový papier, krycí kartónový papier, nosný papier a bielený kartónový papier, vyžadujúci dobrú pevnosť za mokra pre ich normálnu funkciu, pričom táto pevnosť za vlhka je všeobecne zaistená prídavkom živicových materiálov. Hlavnými živicami zlepšujúcimi pevnosť za vlhka sú aminopolyamidoepichlórhydrínové živice, ktoré sú obzvlášť žiaduce pre hodvábny papier a krepovaný uterákový papier.

I keď mnohé funkčné chemikálie môžu byť pridané na mokrom konci papierenského stroja, u niektorých druhov papiera je takéto pridanie na mokrom konci papierenského stroja nedostatočné vzhľadom k tomu, že sa takto zadrží na papierovom páse len malé množstvo uvedených aditív. V tomto prípade je žiaduce, aby špeciálne chemikálie boli nanesené na povrch predbežne vytvoreného papierového pásu na dosiahnutie zodpovedajúcej kvality papiera.

Hodvábne papiere zahrňujú široké spektrum ľahkých papierových pásov. Sanitárne hodvábne papiere a hodvábne papiere pre domácnosť sú takto použité na výrobu papierov na stieranie kozmetických prípravkov z tváre,

31442/H papierové uteráky alebo osušky, toaletný papier, kozmetické papiere, papierové utierky, papierové vreckovky, kuchynské utierky a papierové hygienické vložky. Primárnou vlastnosťou všetkých týchto produktov je mäkkosť a absorpčné schopnosť. Uterákový papier je krepovaným absorpčným papierom, ktorý rýchle absorbuje vodu, má veľkú absorpčnú kapacitu a dobrú pevnosť za vlhka. Priemyslové hodvábne papiere zahrňujú kondenzátorový papier, uhľový papier a obalový papier.

Vzhľadom k veľmi nízkej plošnej hmotnosti niektorých hodvábnych papierov a vzhľadom k voľnej štruktúre iných hodvábnych papierov sa hodvábne papiere všeobecne nevyrábajú za použitia konvenčných papierenských strojov. Na tento účel sú používané rôzne konštrukcie papierenských strojov, avšak tradičná konštrukcia papierenského stroja v tomto prípade využíva Fourdrinierovu formovaciu sekciu a tzv. „Yankee-sušičku“ (Yankee dryer). Dvojsitové jednotky formujúce pás sú tvorené jednotkami na báze valcov s medzimedzerou, kde odvodňovacia zóna má tvar písmena „C“ alebo písmena „S“. Dôležitým znakom všetkých papierenských strojov určených na výrobu hodvábneho papiera je to, že pás je nesený cez formovaciu, lisovaciu a sušiacu jednotku. Papierový pás je vystavený napätiu až potom, čo bol vysušený. Uvedená Yankee-sušička je parou vyhrievaný valec s veľkým priemerom, ktorý suší papierový pás len z jednej strany. Vlhký pás je pritlačený tesne proti vyleštenému povrchu. Sušička je obklopená privádzačom vzduchu a môže použiť dopad vzduchu privádzaného veľkou rýchlosťou na povrch sušeného pásu za účelom zvýšenia sušiacej kapacity. K dosiahnutiu vysokej kvality hodvábneho papiera môže byť použitý priesak horúceho vzduchu cez pás papiera. Papierový pás môže ale nemusí byť pred navinutím na zásobný valec kalandrovaný. Niektoré druhy papiera sú kalandrované mimo papierenský stroj v tzv. superkalandrovacích strojoch.

Sanitárne hodvábne papiere sú po opustení sušičky obvykle krepované za účelom zvýšenia ich absorpčnej schopnosti pre vodu a zvýšenie ich mäkkosti. Krepovanie naruší väzby medzi vláknami a zvýši objem papiera.

Mechanické krepovanie sa vykonáva odlupovaním pásu papiera z povrchu oceľového sušiaceho valca použitím naostreného škrabákového noža, ktorý sa

31442/H udržuje v určitom uhle vzhľadom k povrchu valca. Kvalita krepovaného pásu papiera je čiastočne závislá na jeho adhéznych a uvoľňovacích vlastnostiach, ktoré sú dané povlakom uloženým na sušiacom povrchu.

Textilné výrobky zahrňujú oblečenie, šaty, domáci textil, akými sú prestieradlá, čalúnnicky materiál, kobercovina, závesy a plátené nástenné tapety, ako i textílie, ktoré plnia rôzne priemyselné funkcie a ktorými sú hlavne výstuhy pneumatík, filtračné plachetky, dopravníkové pásy, izolačné tkaniny a vystužovacie materiály v rôznych kompozitných materiáloch.

Textílie sa vyrábajú zo staplových vlákien (obmedzenej dĺžky) a filamentov (kontinuálnej dĺžky) rôznymi spôsobmi, pričom sa získajú tkané, pletené a netkané alebo plsfovité textílie. Textilné produkty môžu byť tkanými alebo netkanými produktami. V tkaných a pletených textíliách sú vlákna a filamenty prevedené na priadze kontinuálnej dĺžky, ktoré sa potom buď viažu tkaním alebo spájajú uzlíkmi pletením do rovinných ohybných pásových štruktúr, ktoré sú známe ako textílie. Netkané textílie sa tvoria priamo z vlákien alebo filamentov chemickým alebo fyzikálnym viazaním alebo vzájomným zapadaním vlákien, ktoré boli usporiadané do planárnej konfigurácie.

Textilné vlákna môžu byť klasifikované podľa ich pôvodu na: prírodné sa vyskytujúce vlákna na báze celulózy (bavlna, ľan, konope, juta, ramie, drevo) alebo proteínov (vlna, mohér, vikunná vlna, hodváb); vyrobené vlákna na báze derivátov celulózy alebo proteínov (umelý viskózový hodváb, lyocell, acetátové vlákna, triacetátové vlákna, azlon); syntetické organické polyméry (akrylové, aramidové, nylonové, olefínové, polyesterové, spendexové, vinyonové, vinalové alebo vinylonové, uhlík/grafitové a špeciálne vlákna); a vlákna anorganického pôvodu (sklené vlákna).

Finálna úprava textílií zahrňuje mnohé spracovania vykonávané v snahe zlepšiť vlastnosti textilných výrobkov určených na výrobu odevov, domácich textílií alebo na všetky ostatné účely. Tieto procesy modifikujú buď charakteristiky vlákien alebo finálne vlastnosti textílií. Tieto modifikácie môžu byť chemickej alebo mechanickej povahy. Príklady takto modifikovaných vlastností sú regulované zrážanlivosť, nekrčivosť za sucha, regulovaná nehorľavosť, schopnosť uvoľňovať pri praní špinu, odolnosť voči horľavosti,

31442/H odolnosť voči vplyvom počasia a antistatické vlastnosti.

Aditívna kompozícia, ktorá môže byť použitá v rámci vynálezu pri výrobe textilu všeobecne obsahuje aspoň jeden aditívny materiál, ktorý modifikuje alebo zlepšuje vlastnosti alebo kvalitu textilného produktu alebo o ktorom je známe, že je žiaduci, aby bol aplikovaný na textilný materiál pri výrobe textilného produktu.

Výraz „textilný produkt“ je treba v rámci tejto patentovej prihlášky chápať tak, že zahrňuje ľubovolný pásový materiál, ktorý obsahuje textilné vlákna, avšak ktorý sa neobmedzuje len na textilné vlákna a môže rovnako obsahovať i ostatné materiály. Vhodné textilné vlákna všeobecne zahrňujú také známe vlákna, ktoré neobmedzujúcim spôsobom zahrňujú celulózové vlákna, akými sú bavlnené vlákna; vlákna na báze celulózových alebo proteínových derivátov, akými sú umelé viskózové vlákna alebo acetátové vlákna; vlákna na báze syntetických organických polymérov, akými sú akrylové vlákna, aramidové vlákna, nylonové vlákna, olefínové vlákna a polyesterové vlákna; anorganické vlákna, akými sú sklenené vlákna a podobné vlákna. Tieto vlákna môžu byť staplovými vláknami alebo fiiamentami a môžu byť vo forme individuálnych vlákien alebo filamentov alebo vo forme priadze alebo nite. Textilný produkt môže byť tkaným, netkaným, pleteným, plsteným, zväzovaným, viazaným alebo háčkovaným textilným produktom. Tento produkt môže mať rovnako rôzne textúry a finálne hmotnosti, šírky a hrúbky. Vhodné textilné produkty neobmedzujúcim spôsobom zahrňujú šaty, látky, domáce textílie, priemyselné textílie, odevy, prádlo, plachty, vlnené tkaniny, uteráky, obväzy, čalúnnický materiál, plátna, textilné nástenné tapety, izolačné tkaniny, rohože a látkové adhezívne pásky a obdobné materiály. Tieto textilné materiály môžu byť potiahnutými, impregnovanými, laminovanými alebo kompozitnými textilnými materiálmi. Môžu mať homogénnu alebo viacvrstvovú štruktúru.

Je samozrejmé, že vynález môže byť rovnako využitý pri výrobe produktov, ktoré môžu byť považované zároveň za papierové i textilné produkty, pretože obsahujú ako papierové tak i textilné vlákna. Takéto produkty neobmedzujúcim spôsobom zahrňujú chirurgické odevy, priemyselné kombinézy, potrubné pásky, adhezívne pásky a ďalšie kompozitné vláknité

31442/H materiály a produkty.

Ohybné pásové materiály, ktoré môžu byť spracované spôsobom podľa vynálezu zahrňujú plastické fólie, plastické laminátové pásové materiály, plastické vystužené pásové materiály, plastické impregnované pásové materiály, gumové pásové materiály, jelenice, vláknami vystužené pásové materiály, porézne pásové materiály, sitové pásové materiály, vytlačené fólie, kompozitné pásové materiály a kompozitné laminátové pásové materiály. Vhodné plastické fólie zahrňujú polyolefínové fólie, ako polyetylénové alebo polypropylénové fólie, celofánové fólie, celulózo-acetátové fólie a adhezívne plastické fólie a pásky. Ohybným pásovým materiálom je pásový materiál, ktorý môže byť ohýbaný v prípade, že je vedený v nerovinnom smere alebo navíjaný na valec. Tento ohybný pásový materiál môže byť poréznym kontinuálnym pásovým materiálom. Tento pásový materiál môže byť potiahnutým, impregnovaným, laminovaným alebo kompozitným materiálom. Môže mať homogénnu alebo viacvrstvovú štruktúru.

Aditívna kompozícia použitá v rámci vynálezu pri výrobe ohybného pásového materiálu všeobecne obsahuje aspoň jeden aditívny materiál, ktorý je schopný aspoň priľnúť na ohybný pásový materiál, penetrovať do ohybného pásového materiálu alebo byť absorbovaný ohybným pásovým materiálom a ktorý modifikuje alebo zlepšuje vlastnosti a kvalitu rezultujúceho ohybného pásového materiálu alebo o ktorom je známe, že je žiaduci, aby bol aplikovaný na ohybný pásový materiál pri výrobe ohybného pásového materiálu.

V rámci tejto patentovej prihlášky je treba chápať výraz „stlačená tekutina tak, že ide o tekutinu, ktorá môže byť vo svojom plynnom stave, vo svojom kvapalnom stave alebo v kombinovanom plynnom a kvapalnom stave, alebo ide o tekutinu, ktorá je superkritickou tekutinou v závislosti na (i) danej teplote a tlaku, ktorým je vystavená, (ii) tenzii plynnej fáze tekutiny pri danej teplote, a (iii) kritickej teplote a kritickom tlaku tekutiny, avšak ktorá je vo svojom plynnom stave pri štandartných podmienkach (STP) zahrňujúcich teplotu 0° C a tlak 0,1 MPa.

V rámci tejto prihlášky vynálezu je treba chápať výraz „superkritická (nadkritická) tekutina tak, že ide o tekutinu, ktorá je pri určitej teplote a určitom

31442/H tlaku taká, že sa nachádza vo svojom kritickom bode, nad svojim kritickým bodom alebo mierne pod svojim kritickým bodom.

Zlúčeniny, ktoré môžu byť použité v rámci vynálezu ako stlačená tekutina neobmedzeným spôsobom zahrňujú oxid uhličitý, oxid dusitý, amoniak, xenón, etán, etylén, propán, propylén, bután, izobután a ich zmesi. Výhodne je stlačená tekutina ekologicky prijateľná a takto zlučiteľná s okolitým prostredím alebo môže byť spätne z postreku izolovaná. Použitie každej z vyššie uvedených stlačených tekutín pri praktickom uskutočnení vynálezu bude závisieť na konkrétnej použitej kompozícii, na aplikačnom tlaku a teplote a na inertnosti a stabilite stlačenej tekutiny. Oxid dusitý by sa mal použiť len za stabilných a bezpečných podmienok. Vzhľadom ku zlučiteľnosti s okolitým prostredím a k nízkej toxicite predstavujú oxid uhličitý a etán výhodne stlačené tekutiny. Vzhľadom k nízkym zriaďovacím nákladom, nehorľavosti a širokej dostupnosti je oxid uhličitý všeobecne najvýhodnejšou stlačenou tekutinou. I napriek tomu, je možné použiť v rámci vynálezu ľubovolnú z vyššie uvedených stlačených tekutín alebo ich zmesí.

V rámci tejto prihlášky vynálezu je treba chápať špecifikáciu „aditívna kompozícia“, „aditívny materiál“, „vo vode rozpustná aditívna kompozícia“ a „vo vode rozpustná kompozícia“ tak, že sa jedná o kompozície a materiály, ku ktorým nie je primiesená žiadna stlačená tekutina. Uvedená aditívna kompozícia všeobecne obsahuje viac ako jeden aditívny materiál. Výraz „aditívny materiál“ je tu treba chápať ako určitú chemikáliu alebo zložku ich zmesí, ktorá sa aplikuje na pásový materiál. Výraz „pásový materiálový produkt“ je tu treba chápať ako pásový materiál, na ktorý bola aplikovaná aditívna kompozícia.

Výraz „výroba“ je tu treba chápať tak, že zahrňuje zhotovenie, produkciu alebo vytvorenie pásového materiálového produktu, ako i obmenenie, konverziu, ošetrenie a modifikáciu pásového materiálu a manipuláciu s týmto pásovým materiálom.

Výraz „rozpúšťadlo“ je tu treba chápať tak, že sa jedná o konvenčné rozpúšťadlo, vrátane vody, ku ktorým nie je primiesená žiadna stlačená tekutina a ktoré sú v kvapalnom stave pri teplote 25° C a pri absolútnom tlaku 0,1 MPa.

31442/H

Spôsob podľa vynálezu môže byť použitý na nanesenie postrekom aditívnej kompozície obsahujúcej aspoň jeden aditívny materiál pri výrobe papierového produktu, akým je hodvábny papier, alebo pri výrobe textilného produktu alebo všeobecne ohybného pásového produktu.

Aditívne materiály, ktoré môžu byť nanesené v aditívnej kompozícii spôsobom podľa vynálezu, zahrňujú široké spektrum aditív, ktoré plnia mnohé funkcie alebo poskytujú spracovanému pásovému materiálu mnohé vlastnosti. Aditívne materiály prítomné v nanesenej aditívnej kompozícii a udeľujúce v rámci vynálezu spracovaným pásovým materiálom niektoré vlastnosti alebo charakteristiky zahrňujú neobmedzujúcim spôsobom aspoň jednu látku z množiny zahrňujúcej zmäkčovadlo, zvláčňovadlo, mazivo, zvlhčovadlo, lotion, krém, kondicionér, absorpčné činidlo, hydrofilizačné činidlo, dezintegračné činidlo, adhezívum, mydlo, slnečnú clonu, povrchovo aktívne činidlo, olej, vosk, polymér, kolofóniu, živicu, oleoživicu, farbivo, zjasňovač, opacitné činidlo, absorbent ultrafialového svetla, látku obmedzujúca horľavosť, antioxidačné činidlo, vitamín, voňavú prísadu, parfém, dezodorant, antibakteriálne činidlo, antimikrobiálne činidlo, dezinfekčné činidlo, farmaceutické činidlo, adstringens, činidlo zlepšujúce adhéziu, spojivo, antistatické činidlo, zosieťovacie činidlo, plastifikačné činidlo, konzervačnú prísadu, protekčné činidlo, stabilizátor, inhibítor, modifikátor, chemické činidlo. Tieto aditíva môžu byť produktovými aditívami alebo procesnými aditívmi.

Zmäkčovacím činidlom je aditívny materiál, ktorý udeľuje produktu výraznú mäkkosť. Zmäkčovacie aditíva zahrňujú silikóny, oleje, vosky, mastné alkoholy a ďalšie materiály. Zvláčňovalo je aditívny materiál, ktorý zvláčňuje , zmäkčuje, zohybňuje, maže, zvlhčuje a čistí pokožku. Zvláčňovacie aditíva zahrňujú oleje, vosky a mastné alkoholy. Hydrofilizačné činidlo je aditívny materiál, ktorý zvyšuje schopnosť absorbovať vodu a ktorým sú hlavne pohydroxy-zlúčeniny. Príklady takýchto aditívnych materiálov a zodpovedajúcich vlastností, ktoré tieto materiály udeľujú spracovanému pásovému materiálu sú mastné alkoholy (mazivosť, opacita), mastné estery (mazivosť, modifikácia hmatového dojmu), dimeticon (ochrana kože), konzervačné činidlá a antioxidačné činidlá (celistvosť produktu), etoxylové

31442/H mastné alkoholy (zmáčavosť, pomocné procesné činidlá), vône (pôvab spotrebiteľa) a lanolínové deriváty (zvlhčenie kože).

Ďalšie aditívne materiály, ktoré môžu byť použité pri praktickom uskutočňovaní vynálezu za rôznym účelom zahrňujú neobmedzujúcim spôsobom silikóny a silikônové oleje, ako napríklad dimeticon a alkylmetylsilikóny; oleje na báze ropy zahrňujúce minerálne oleje a petrolatum; živočíšne oleje, ako napríklad norkový olej a lanolín; derivatizovaný lanolín a syntetický lanolín; rastlinné oleje, ako napríklad extrakt z aloe, slnečničový olej a avokádový olej; prírodné vosky, ako napríklad včelí vosk a karnaubský vosk; ropné vosky, ako napríklad parafínový vosk a cerezín; silikônové vosky, ako napríklad alkylmetylsiloxány; syntetické vosky, ako napríklad alkylmetylsiloxány; syntetické vosky, ako napríklad syntetický včelí vosk a syntetický spermacetový olej; loj; mastné alkoholy, ako napríklad alkoholy obsahujúce 14 až 30 uhlíkových atómov, vrátane cetylalkoholu, stearylalkoholu, behenylalkoholu a dodecylalkoholu; alkyletoxyláty, ako napríklad mastné alkoholetoxyláty obsahujúce 12 až 18 uhlíkových atómov a 3 až 30 oxyetylénových jednotiek; estery mastných kyselín zahrňujúcich metylpalmitát, metylstearát, izopropyllaurát, izopropylmyristát, izopropylpamitát, etylhexylpamitát, lauryllaktát a acetyllaktát; estery mastných alkoholov, ako napríklad acetylalkoholy a propoxylové a mastné alkoholy; polyhydroxyestery mastných kyselín, zahrňujúce sorbitanpalmitáty, sorbitanstearáty, sorbitanbehenáty, glycerylmonostearát, glycerylmonopalmitát, glycerylmonobehenát, sacharózomonostearát a sacharózomonolaurát; glyceridy, acetoglyceridy a etoxylové glyceridy; fosfolipidy, ako napríklad lecitín; polyhydroxy-zlúčeniny, ako napríklad propylénglykol, glycerín, etoxylovaný glycerín, polyglyceroly, polyetylénglykol, polypropylénglykol a polyetylén/propylénglykolové kopolyméry; silikónglykoly; polyméry a kopolyméry, ako napríklad akrylové, celulózové, polyesterové a vinylové polyméry a kopolyméry; kvartérne amóniové zlúčeniny, ako napríklad kvartérne monoalkyltrimetylamíny, kvartérne benzylamíny, kvartérne monometyltrialkylamíny, kvartérne imidazolíniumamíny, kvartérne silikónamíny, kvartérne mastné kyseliny, kvarternizované proteínové zlúčeniny a kvarternizované lanolínové deriváty; a povrchovo aktívne látky zahrňujúce

31442/H neíónogénne povrchovo aktívne látky, ako napríklad neiónogénne alkylglykosidy a amfolytické, obojaké a katiónové povrchovo aktívne látky; deriváty celulózy; proteíny; a luorované zlúčeniny a materiály.

Silikón bol v širokej miere používaný ako prísada pri spracovaní pásových materiálov s cieľom zlepšiť vlastnosti a charakteristiky pásových materiálov. Silikón, ktorý je rovnako známy ako organopolysiloxán, polyorganosiloxán, polydiorganosiloxán alebo jednoducho ako polysiloxán, môže byť ľubovolným zo skupiny siloxánových polymérov alebo oligomérov založených na štruktúre tvorenej striedajúcimi sa kremíkovými a kyslíkovými atómami s rôznymi organickými radikálmi, vodíkom alebo ďalšími substituentovými bočnými skupinami viazanými ku kremíku. Rôzne vlastnosti týchto látok sa dosiahnu pripojením selektívnych chemických funkčných skupín k silikónovému skeletu. Silikóny môžu byť kvapalné, polopevné alebo pevné a to v závislosti na molekulovej hmotnosti, stupni polymerizácie a prítomnosti substituentových radikálových skupín. Silikóny môžu byť vo forme tekutín, práškov, emulzií roztokov, živíc alebo pást. Silikóny sú obvykle hydrofóbne a môžu byť získané ako čisté tekutiny, roztoky v organických rozpúšťadlách alebo ako vodné emulzie. Tieto emulzie môžu mať pozitívny, neutrálny alebo negatívny náboj. Kvapalné silikóny sú niekedy označované ako silikónový olej. Silikón môže mať priamy reťazec, rozvetvený reťazec alebo cyklickú štruktúru a môže byť zosietený. Radikálovými bočnými skupinami môžu byť nezávisle jedna na druhej tvorené atómom vodíka alebo ľubovolnou alkylovou skupinou, arylovou skupinou, cykloalkylovou skupinou, halogénovou uhľovodíkovou skupinou alebo obdobnou inou skupinou. Každá z týchto skupín môže byť substituovaná alebo nesubstituovaná. Skupiny každej špecifickej monomérnej jednotky sa môžu líšiť od zodpovedajúcich funkcií ďalšou priľahlou mnomérnou jednotkou. Uvedenými skupinami môžu nezávisle byť ďalšie kremičité funkcie, ako napríklad siloxány, polysiloxány, silány a polysilány. Skupiny môžu obsahovať ľubovolnú z organických funkcií, zahrňujúcich alkoholovú funkciu, karboxylovú funkciu, aldehydovú funkciu, ketónovú funkciu, esterovú funkciu, éterovú funkciu, polyéterovú funkciu, ako oxyetylénovú alebo oxypropylénovú skupinu, amínovú funkciu a amidovú funkciu. Jedným z obvykle používaných

31442/H typov silikónu je polydimetylsiloxán, ktorý môže mať vodík-viažucu funkčnú skupinu, akou je amino-skupina, karboxylová skupina, hydroxylová skupina, éterová skupina, polyéterová skupina, aldehydová skupina, ketónová skupina, amidová skupina, esterová skupina a tiolová skupina, pričom substitúcia funkčnými skupinami obvykle predstavuje menej ako asi 20 molárnych percent a často menej ako asi 10 molárnych percent

Silikóny môžu rovnako zahŕňať kopolymérne a ďalšie viacmonomérne siloxánové materiály, ako napríklad etylénoxid-dimetylsiloxánový kopolymér, ktorý môže plniť funkciu kopulačného činidla. Rovnako môže byť použitá zmes silikónov, ako napríklad zmes funkčných a nefunkčných silikónov, napríklad zmes polydimetylsiloxánov a alkylenoxidom-modifikovaných polydimetylsiloxánov. Silikón môže byť rovnako použitý v zmesi s ďalšími aditívnymi materiálmi, akými sú napríklad minerálne oleje. Kvapalný silikón alebo akýkoľvek iný kvapalný aditívny materiál môže byť použitý ako neprchavé rozpúšťadlo na rozpustenie alebo na dispergovanie iných polopevných alebo pevných aditívnych materiálov určených rovnako na nanášanie.

Vnútorná viskozita silikónu sa môže meniť v širokých medziach, pokiaľ je tekutý alebo môže sa stať tekutým na nanesenie postreku. Uvedená viskozita zahrňuje viskozity od asi 0,025 do asi 50 Pa.s alebo viskozity ešte vyššie. Výhodne sa viskozita pohybuje od asi 0,1 do asi 5 Pa.s a hlavne v prípade, kedy sa silikón aplikuje v čistej forme, sa viskozita výhodnejšie pohybuje od asi 0,2 do asi 2 Pa.s. Polopevné alebo pevné silikóny môžu byť za účelom nanesenia zahriate a takto roztavené. V prípade, že je to žiaduce, môžu byť nanesené vysoko viskózne silikóny, ktoré sú samé o sebe odolné na prevedenie do tekutého stavu, spôsoby, ktoré zahrňujú emulgovanie polysiloxánov vo vode použitím vhodného povrchovo aktívneho činidla alebo rozpustenie polysiloxánu v prchavom rozpúšťadle, akým je napríklad hexán. Vysoko viskózne siloxány môžu byť rovnako rozpustené, emulgované alebo dispergované v inom aditívnom materiáli.

Tak napríklad jedným z prostriedkov, ako zlepšiť hmatový dojem produktov z hodvábneho papiera je zabudovať do pásového materiálu hodvábneho papiera silikónovú prísadu. O silikónoch je známe, že dodávajú

31442/H žiaduci hladký alebo hodvábny ohmat povrchu hodvábneho papiera a tým zlepšujú jeho mäkkosť. Silikón môže byť nanesený na pás pásového materiálu v niektorom z miest, nasledujúcich po vytvorení pásu a to buď pred sušením alebo po sušení. Silikóny sú používané vo veľkej miere na finálnu úpravu a zlepšenie kvality textílií. Pôsobia ako zmäkčovadlá, hydrofobizačné činidlá, apretačné činidlá a zlepšujú hmatový dojem. Lineárne polysiloxány obsahujúce polyéterové skupiny zlepšujú hmat a zmáčavosť. Silikónové zlúčeniny s kvartérnymi amóniovými zlúčeninami môžu znižovať elektrostatický náboj. Silikóny sú rovnako účinné na povrchu plastických a syntetických vlákien.

V prípade, že je to žiaduce, môže byť aspoň jeden aditívny materiál v aditívnej kompozícii rozpustený, emulgovaný alebo dispergovaný v jednom alebo viacerých prchavých rozpúšťadlách. Vhodné prchavé rozpúšťadlá zahrňujú neobmedzujúcim spôsobom vodu, alkoholy, ako napríklad metanol, etanol, propanol, butanol a ďalšie alifatické alkoholy; ketóny, ako napríklad acetón, metyletylketón, metylizobutylketón, metylamylketón a ďalšie alifatické ketóny; estery, ako metylacetát, etylacetát a ďalšie alkylestery karboxylových kyselín; étery, ako napríklad metyl-terc.butyléter, dibutyléter a ďalšie alifatické alebo alkylaromatické étery; glykolétery, ako napríklad etoxyetanol, butoxyetanol, etoxy-2-propanol a pro p oxy etanol; glykoléterestery, ako napríklad butoxyetoxyacetát a etyl-3-etoxypropionát; aikánové uhľovodíky, ako napríklad hexán, heptán, ťažký benzín a minerálne alkoholické podiely; a aromatické uhľovodíky, ako napríklad toluén a xylén; a podobné rozpúšťadlá. Výhodne aditívna kompozícia obsahuje len malé množstvo prchavého rozpúšťadla, ktoré je prítomné len v množstve dostatočnom na prevedenie aditív do tekutého stavu za účelom ich nanesenia na pásový materiál určený na spracovanie. Výhodnejšie je aditívna kompozícia v podstate bez prchavého rozpúšťadla alebo vody alebo obidvoch týchto rozpúšťadiel. Výraz „ v podstate bez je tu treba chápať tak, že aditívna kompozícia obsahuje menej ako asi 5 % hmotnostných, výhodne menej ako asi 2 % hmotnostných a ešte výhodnejšie menej ako asi 1 % hmotnostné, uvedeného rozpúšťadla, vzťahujúc na celkovú hmotnosť aditívnej kompozície.

Za účelom postreku aditívnej kompozície, ktorá má byť nanesená na

31442/H pásový materiál pri výrobe papierového produktu, textilného produktu alebo ohybného pásového produktu, zmiesi sa stlačenou tekutinou za účelom vytvorenia kvapalnej zmesi v uzatvorenom tlakovom systéme. Aditívna kompozícia môže byť buď kvapalná, polopevná alebo pevná pred tým, ako sa zmiesi so stlačenou tekutinou, a to za predpokladu, že po zmiesení so stlačenou tekutinou pod tlakom tvorí kvapalnú zmes, ktorá je schopná postreku. V prípade, že je aditívna kompozícia kvapalná, môže byť kvapalným roztokom, emluziou, disperziou alebo suspenziou. Aditívna kompozícia môže byť pred zmiešaním so stlačenou tekutinou zahriata za účelom roztavenia alebo skvapalnenia. Kvapalná zmes vytvorená zmiesením so stlačenou tekutinou môže mať formu kvapalného roztoku, emulzie, disperzie alebo suspenzie. Stlačená tekutina môže byť rozpustená alebo jemne dispergovaná ako plynná, kvapalná alebo superkritická tekutinová fáza v uvedenej kvapalnej zmesi. Výhodne je stlačená tekutina aspoň čiastočne rozpustená alebo jemne dispergovaná ako kvapalná fáza v aditívnej kompozícii.

Kvapalná zmes aditívnej kompozície a stlačenej tekutiny obsahuje stlačenú tekutinu v množstve, ktorá predstavuje kvapalnú zmes schopnú postreku. Všeobecné množstvo použitej stlačenej tekutiny bude aspoň rovné asi 5 % hmotnostných, vzťahujúc na celkovú hmotnosť stlačenej tekutiny a aditívna kompozícia, výhodne aspoň rovná asi 10 % hmotnostných, výhodnejšie rovná aspoň 15 % hmotnostných, ešte výhodnejšie rovná aspoň 20 % hmotnostných a najvýhodnejšie aspoň rovná 25 %. Toto množstvo stlačenej tekutiny bude závisieť na samotnej použitej stlačenej tekutine, na použitej aditívnej kompozícii a na teplote a tlaku použitých pri postreku. Množstvo stlačenej tekutiny môže presahovať jej medzu rozpustnosti v aditívnej kompozícii v prípade, že je to žiaduce, avšak nemalo by byť príliš vysoké, lebo by takto prebytok stlačenej tekutiny v plynnej fáze nežiaducim spôsobom interferoval s tvorbou postreku, napríklad tým, že by nezostal dobre dispergovaný v uvedenej kvapalnej zmesi a poskytoval by len nedostatočný stupeň rozprášenia. Použitie prebytku stlačenej tekutiny môže byť niekedy výhodné, ak má byť dosiahnuté zníženie rýchlosti, ktorou je aditívna kompozícia prevádzaná do formy postreku, hlavne v prípade použitia aditívnych

31442/H kompozícií, ktoré nebosahujú žiadne prchavé organické rozpúšťadlá. Všeobecne bude množstvo stlačenej kvapaliny v kvapalnej zmesi nižšie ako asi 80 % hmotnostných, výhodne nižšie ako 70 % hmotnostných a výhodnejšie nižšie ako asi 60 % hmotnostných. Často bude kvapalná zmes obsahovať od asi 25 do asi 50 % hmotnostných stlačenej tekutiny.

Kvapalná zmes aditívnej kompozície a stlačenej tekutiny má výhodne postrekovú viskozitu nižšiu ako asi 0,3 Pa.s pri postrekovej teplote a tlaku, výhodnejšie nižšiu ako asi 0,15 Pa.s, ešte výhodnejšie nižšiu ako 0,1 Pa.s a najvýhodnejšie nižšiu ako 0,05 Pa.s.

Kvapalná zmes aditívnej kompozície a stlačenej tekutiny môže byť pripravená za účelom postreku v ľubovolnom z postrekových zariadení popísaných vo vyššie uvedených patentoch alebo v inom vhodnom zariadení. Postrekovým zariadením môže byť rovnako jednotka Unicarb System Supply Unit, vyrábaná spoločnosťou Norson Corporation a určená na dávkovanie, miešanie, zahrievanie a tlakovanie poťahových kompozícii so stlačenými tekutinami, akou je napríklad oxid uhličitý, za účelom nanášania poťahov postrekom.

Pri miešaní s aditívnou kompozíciou, hlavne s kompozíciami obsahujúcimi rozpustené pevné aditíva, môže byť stlačená tekutina zahriata pri regulovanom tlaku za účelom zabránenia vylúčenia pevných podielov počas miešania, ako je to napríklad popísané v patente US 5,312,862.

Kvapalná zmes sa prevedie na postrek priechodom tejto zmesi pod tlakom cez otvor postrekového zariadenia. I keď pri tom môžu byť použité vysoké tlaky 35 MPa alebo tlaky ešte vyššie, je postrekový tlak kvapalnej zmesi nižší ako asi 21 MPa, výhodnejšie nižší ako asi 17,5 MPa. Veľmi nízky postrekový tlak nie je všeobecne priaznivý na dosiahnutie žiaduceho rozprášenia. Výhodne je postrekový tlak vyšší ako asi 3,5 MPa, výhodnejšie vyšší ako asi 5,6 MPa, ešte výhodnejšie vyšší ako asi 7 MPa a najvýhodnejšie vyšší ako asi 8,4 MPa. Použitý postrekový tlak bude závisieť na konkrétnej použitej stlačenej tekutine, na množstve kvapalnej zmesi a na vlastnostiach aditívnej kompozície.

Postreková teplota kvapalnej zmesi je výhodne nižšia ako asi 150° C,

31442/H výhodnejšie nižšia ako asi 100° C a najvýhodnejšia nižšia ako asi 80° C. Použitá postreková teplota bude všeobecne závisieť na charakteristikách aditívnej kompozície, akými sú stabilita a citlivosť voči teplu. Výhodne bude postreková teplota kvapalnej zmesi vyššia ako asi 25° C, výhodnejšie vyššia ako asi 30° C, ešte výhodnejšie vyššia ako asi 40° C a najvýhodnejšia vyššia ako asi 50° C.

Postrekové otvory, postrekové trysky a striekacie pištole používané na konvenčné a elektrostatické bezvzduchové a vzduchom podporované bezvzduchové postreky sú všeobecne vhodné na nanášanie postrekom kvapalných zmesí spôsobom podľa vynálezu. Striekacia pištoľ, trysky a hubice, ktoré sú v danom prípade výhodné, nemajú nadmerný prietokový objem medzi otvorom a ventilom, ktorý spustí a prerušuje postrek, a nestojí v ceste širokému uhlu, pod ktorým postrek obvykle vystupuje z postrekového otvoru. Najvýhodnejšími postrekovými hlavicami a striekacími pištoľami sú postrekové hlavice Unicarb a striekacie pištole, vyrábané spoločnosťou Nordson Corporation alebo spoločnosťou Graco Corporation. Výhodné sú postrekové otvory majúce priemer od asi 0,18 do asi 0,64 mm, i keď môžu byť použité i menšie i väčšie priemery postrekových otvorov. Veľkosť postrekového otvoru sa zvolí tak, aby sa dosiahla požadovaná rýchlosť nanášania aditívnej kompozície pre danú šírku postreku. Rovnako môžu byť použité rôzne prvky ovplyvňujúce štruktúru postreku, ako napríklad predotvory alebo turbulenčné promótory, ktoré podporujú turbulentné alebo miesené prúdenie kvapalnej zmesi pred vedením tejto zmesi cez postrekový otvor. Uvedený predotvor výhodne bráni vytvoreniu nadmerne veľkého tlakového spádu v prúde kvapalnej zmesi. Tento predotvor môže byť použitý na nastavenie vlastností postreku a rýchlosti postreku.

Štruktúra postreku môže byť kruhová, keď sa použije kruhový postrekový otvor, alebo môže byť oválna alebo plochá v prípade, že sa použije štrbinový postrekový otvor. Všeobecne je výhodný široký, krídlový, plochý postrek. Za účelom dosiahnutia osovo symetrického postreku má výhodná konfigurácia postrekového otvoru výhodne tvar dvoch vzájomne sa pretínajúcich štrbín, ktoré sú voči sebe usporiadané v pravom uhle. Táto konfigurácia produkuje dva

31442/H ploché vzájomne sa pretínajúce postreky, ktoré sa spájajú za vzniku osovo symetrického postreku.

Pri praktickom uskutočňovaní spôsobu podľa vynálezu sa kvapalná zmes výhodne prevedie na postrek za podmienok koncentrácie stlačenej tekutiny v kvapalnej zmesi, pri teplote a tlaku postreku, ktorý produkujú dekompresný alebo v podstate dekompresný postrek, ktorý bol už definovaný v predchádzajúcej časti popisu. Také podmienky sa budú meniť v závislosti na použitej aditívnej kompozícii, stlačenej tekutine a na použitej postrekovej hlavici, čo v podstate znamená, že tieto podmienky budú musieť byť určené experimentálne. Často sa nanášanie postrekom vykonáva na medzi rozpustnosti alebo práve pod alebo nad touto medzou. Na dosiahnutie dostatočne vysokej rozpustnosti sa použije dostatočne vysoký postrekový tlak. Postreková teplota a koncentrácia stlačenej tekutiny sa potom nastaví tak, aby bol dosiahnutý dekompresný postrek majúci požadované charakteristiky pre jednotlivé konkrétne aplikácie, ako napríklad požadovanú veľkosť kvapôčok. Keď koncentrácia stlačenej tekutiny presiahne medzu rozpustnosti, zvyšok stlačenej tekutiny sa výhodne dobre disperguje v kvapalnej zmesi. Výhodne je zvyšok stlačenej tekutiny jemne dispergovaný v kvapalnej fáze.

Výhodne je stlačenou tekutinou superkritická tekutina pri tlaku a teplote, pri ktorých sa kvapalná zmes prevádza na postrek.

Za účelom získania postreku aditívnej kompozície so zlepšenou mierou rozprášenia je žiaduce, aby kvapalná zmes aditívnej kompozície a stlačenej tekutiny obsahovala stlačenú tekutinu v množstve, ktoré umožňuje kvapalnej zmesi vytvoriť pri použitej postrekovej teplote kvapalnú fázu stlačenej tekutiny. Je žiaduce, aby postrekový tlak bol vyšší ako minimálny tlak, pri ktorom kvapalná zmes tvorí kvapalnú fázu stlačenej tekutiny pri použitej postrekovej teplote. Táto technika je popísaná v patente US 5,290,603.

Plynné prostredie, v ktorom sa postrek podľa vynálezu tvorí, nie je kritické. I napriek tomu tlak v tomto plynnom prostredí musí byť podstatne nižší ako je postrekový tlak a to preto, aby sa dosiahla dostatočná dekompresia stlačenej tekutiny za účelom vytvorenia dekompresného postreku. Výhodne má plynné prostredie, v ktorom sa postrek tvorí, atmosférický tlak alebo tlak, ktorý

31442/H je blízky atmosférickému tlaku. Toto prostredie bude všeobecne tvorené vzduchom, i keď môžu byť použité i iné okolité prostredia. V prípade, že aditívna kompozícia obsahuje vodu, potom má okolité plynné prostredie výhodne nízku vlhkosť, aby sa dosiahlo požadované odparovanie vody z postreku.

V postreku sa tvoria kvapôčky, ktoré majú všeobecne stredný priemer rovný jednému mikrometru alebo majú priemer väčší. Výhodne majú uvedené kvapôčky stredný priemer asi 5 až asi 150 mikrometrov, výhodnejšie majú tieto kvapôčky stredný priemer asi 10 až asi 100 mikrometrov, ešte výhodnejšie majú tieto kvapôčky stredný priemer rovný asi 15 až asi 70 mikrometrov a najvýhodnejšie majú uvedené kvapôčky stredný priemer rovný asi 20 až asi 50 mikrometrov.

V dekompresnom postreku dochádza k jednotnému rozprášeniu, takže tento postrek má relatívne úzku distribúciu veľkosti častíc, čo je žiaduce pre účinnú a efektívnu aplikáciu aditívnej kompozície na ošetrovaný pásový materiál, hlavne v prípade, kedy sa aditívna kompozícia nanáša na pásový materiál, ktorý je v spracovateľskom zariadení vedený pomerne vysokou rýchlosťou. Nielenže môže byť v určitom mieste postreku úzka distribúcia veľkosti častíc, ale stredná veľkosť kvapôčok tvoriacich postrek môže byť tiež jednotná včelej Štruktúre postreku, čo poskytuje úzku celkovú distribúciu veľkosti kvapôčok v celom postreku, takže nedochádza k situácii, kedy by došlo v určitej oblasti postreku k nadmernému rozprášeniu a v inej oblasti postreku k nedostatočnému rozprášeniu. Nejednotná kvalita rozprášenia v celom postreku býva často problémom u vzdušných a bezvzduchových spôsobov tvorby postreku. Úzkosť distribúcie veľkosti kvapôčok môže byť daná iným rozpätím. Toto rozpätie je definované ako (Do,9 - Do,i)/Do,5. kde D₀.₅ je veľkosť (objem) kvapôčok pod (alebo nad) ktorou leží veľkosť 50 % častíc, čo zodpovedá strednej veľkosti častíc, a D_Oig je veľkosť Častíc, nad ktorou leží veľkosť 10 % častíc. Výhodne má distribúcia veľkosti častíc rozpätie menšie ako asi 2,0 výhodnejšie menšie ako asi 1,8, ešte výhodnejšie menšie ako asi 1,6 a najvýhodnejšie menšie ako asi 1,4. Užšie rozpätie zodpovedá menšiemu percentuálnemu podielu Častíc, ktoré môžu byť príliš malé alebo príliš veľké pre

31442/H daný typ aplikácie aditívnej kompozície. Požadované rozpätie distribúcie veľkosti častíc sa bude meniť v závislosti na konkrétnom type aplikácie aditívnej kompozície.

Teraz bolo zistené, že úzka distribúcia veľkosti častíc, ktorá môže byť dosiahnutá v dekompresnom postreku, je výhodná pre nanášanie postrekom aditívnych kompozícií na rýchle unášanie pásových podkladov pri výrobe papierových, textilných a iných ohybných pásových produktov, hlavne keď je kombinovaná s vhodnou rýchlosťou postreku. Obtiažnym problémom, ktorý vedie k nedostatočnej aplikačnej účinnosti vzdušných postrekov v prípade, že sú nanášané na rýchle unášaný pásový materiál, je vytvorenie vzdušnej hraničnej vrstvy pozdĺž povrchu pásového materiálu, hlavne v prípade vysokých rýchlostí. Veľký podiel kvapôčok vytvorených vo vzdušnom postreku má príliš malú veľkosť na to, aby prenikli do uvedenej vzdušnej hraničnej vrstvy, a sú odviate vzdušným prúdom mimo postrek a stávajú sa prestrekom. Tento problém sa stáva ešte naliehavejším v prípade vysoko turbulentných vzdušných postrekov. Použitie vzdušného postreku s väčšou strednou veľkosťou kvapôčok však má za následok vytvorenie vysokého podielu veľkých prestrekových kvapôčok, čo vedie k zníženej kvalite nanášania a takýto prístup je teda neprijateľný.

Na rozdiel od toho, vzhľadom na to, že dekompresný postrek produkuje úzku distribúciu veľkosti kvapôčok, môže byť v tomto prípade použitá vyššia stredná veľkosť kvapôčok, bez toho, že by súčasne došlo k vytvoreniu podielu veľkých prestrekových kvapôčok. Okrem toho je dekompresný ppstrek výrazne menej turbulentný ako vzdušný postrek. Preto aditívna kompozícia môže byť nanášaná s vysokou účinnosťou, čo redukuje tvorbu odpadového prestreku a znižuje aplikačné náklady. Tak napríklad na porovnanie je možné uviesť, že dekompresný postrek so strednou veľkou častíc 35 mikrometrov produkuje rovnaké množstvo veľkých prestrekových kvapôčok (2 % obj. ) ako porovnateľný vzdušný postrek so strednou veľkosťou častíc 20 mikrometrov. Preto by bol dekompresný postrek schopný aplikovať aditívne kompozície s omnoho vyššou aplikačnou účinnosťou. Okrem toho kompozícia nanesená postrekom vo forme dekompresného postreku má viskozitu 2 Pa.s, zatiaľ čo

31442/H aby táto kompozícia mohla byť nanesená vzdušným postrekom v neprítomnosti existencie dekompresného postreku, musela by byť zriedená prchavým rozpúšťadlom na viskozitu 0,1 Pa.s.

Teraz bolo rovnako zistené, že popri zlepšenej aplikačnej účinnosti môže dekompresný postrek poskytnúť zlepšenú kvalitu nanesenej aditívnej kompozície a takto môže poskytnúť výsledné kvalitnejšie produkty. Jednotné rozprášenie a jednotná štruktúra postreku môže poskytnúť jednotnejšie uloženie a jednotnejšiu distribúciu aditívnej kompozície na unášaný pásový materiál. Naviac bolo u mikroporéznych pásových materiálov, akými sú papierové a textilné pásové materiály, zistené, že uložený postrekový materiál v prípade, že je to žiaduce, nepenetruje do pásového materiálu. Aditívna kompozícia v tomto prípade preniká cez vzdušnú hraničnú vrstvu, avšak nepreniká samotnou papierovou matricou, takže aditívna kompozícia zostáva na povrchu papiera. To je žiaduce v prípade mnohých povrchových spracovaní, akými sú napríklad aplikácia zmäkčovadiel, mazív a lotiónov, pretože aditívna kompozícia je využitá efektívnejšie.

Okrem toho, penetrácia aditívnej kompozície do vnútra papiera môže spôsobiť nežiaduce rozvoľnenie a zníženie súdržnosti a pevnosti v ťahu pásového materiálu. Nižšia hladina turbulencie a všeobecne mäkší postrek, ktoré môžu byť získané pomocou dekompresného postreku rovnako menej namáhajú jemný papierový pás v porovnaní so vzdušnými postrekmi, takže je tu menšia pravdepodobnosť, že bude pri postreku porušená mechanická celistvosť papierového pásu. Ako už bolo uvedené, schopnosť previesť do formy postreku viskózne aditívne kompozície, ktoré sú v podstate bez vody a prchavých rozpúšťadiel, rovnako poskytuje zlepšenie nanesenia aditívnej kompozície a zlepšenú kvalitu získaného produktu a takto napríklad poskytuje obmedzenú absorpciu alebo migráciu do vnútra pásového materiálu a hladší a jemnejší povrch pásového materiálu, akým je napríklad pás hodvábneho papiera, pri menšej redukcii kalibra pásového materiálu.

Spôsob podľa vynálezu môže byť rovnako použitý na nanesenie suchšej vo vode rozpustnej aditívnej kompozície pri výrobe papierového produktu alebo textilného produktu použitím dekompresného postreku. Pri niektorých

31442/H aplikáciách môže byť nevyhnutné použiť vodu ako rozpúšťadlo a pritom môže byť žiaduce, aby bolo možné naniesť suchšiu kompozíciu na papierový alebo textilný pásový materiál. Pretože dekompresný postrek je schopný rozprášiť viskóznejšiu vo vode rozpustnú aditívnu kompozíciu, čo nie je možné v prípade vzdušných postrekov, môže byť obsah vody vo vode rozpustnej aditívnej kompozície veľa krát výrazne znížený. Okrem toho bolo zistené, že dekompresný postrek poskytuje zlepšenie odparovania vody z postreku, takže dokonca vo vode rozpustné aditívne kompozície, ktoré majú konvenčný obsah vody, môžu byť nanesené v suchšom stave na papierový alebo textilný pásový materiál. Ako je to uvedené v patente US 5,716,558, boli vo vode rozpustné kompozície vysušené rozprašovaním v okolitom vzduchu v krátkej vzdialenosti od postrekového otvoru. Preto je pri použití spôsobu podľa vynálezu možné deponovať vo vode rozpustné kompozície vo v podstate suchom stave na papierový alebo textilný pásový materiál.

Za účelom prevedenia do formy postreku sa vo vode rozpustná aditívna kompozícia, ktorá obsahuje vodu a aspoň jeden aditívny materiál, ktorý môže byť rozpustený, emulgovaný, alebo dispergovaný vo vode a ktorý môže obsahovať ďalšie aditíva, akým je napríklad vhodná povrchovo aktívna látka, zmiesi so stlačenou tekutinou, výhodne s oxidom uhličitým alebo etánom, na vytvorenie kvapalnej zmesi v uzatvorenom tlakovom systéme. Stlačená tekutina môže byť prítomná v kvapalnej zmesi ako roztok, emulzia alebo plynná alebo kvapalná disperzia, výhodne ako emulzia alebo jemná disperzia. Bolo s prekvapením zistené, že i keď stlačená tekutina môže mať malú rozpustnosť vo vo vode rozpustnej aditívnej kompozícii, môže postrek použitím emulgovanej alebo dispergovanej fázy stlačenej tekutiny v kvapalnej zmesi podstúpiť prechod z postreku z kvapalinového filmu na dekompresný postrek, keď sa zvýši hladina stlačenej tekutiny alebo keď sa zvýši teplota, a to spôsobom, ktorý je obdobný s prípadom bezvodých kompozícií majúcich výraznú rozpustnosť stlačenej tekutiny. Za účelom zvýšenia rozpustnosti stlačenej tekutiny vo vo vode rozpustnej aditívnej kompozícii môžu byť použité kopulačné rozpúšťadlá, akými sú napríklad etylénglykolétery, propylénglykolétery, alebo ďalšie kopulačné materiály, ako je to popísané v patente US č. 5,419,487.

31442/H

I keď môžu byť použité viskozity vyššie ako 2 Pa.s v prípade vytvorenia dekompresného postreku, bude mať vo vode rozpustná aditívna kompozícia viskozitu nižšiu ako asi 2 Pas. pri teplote 25° C, výhodne nižšiu ako asi 1,5 Pa.s, výhodnejšie nižšiu ako asi 1 Pa. s a njvýhodnejšiu nižšiu ako asi 0,7 Pa.s.

Množstvo stlačenej tekutiny, ktorá sa použije v kvapalnej zmesi vo vo vode rozpustnej aditívnej kompozícii, by malo byť také, aby fáza stlačenej tekutiny zostala v podstate jemne dispergovaná v kvapalnej zmesi a poskytovala dobré rozprášenie. Výhodne je stlačená tekutina prevedená do jemne dispergovanej kvapalnej fázy pri superkritickej teplote a tlaku potom, čo bola zmiešaná s vo vode rozpustnou aditívnou kompozíciou. Táto kompozícia môže obsahovať organické rozpúšťadlo alebo inú zložku, ktorá je miesiterná so stlačenou tekutinou, čím sa umožní stlačenej tekutine vytvoriť kvapalnú fázu. Ak je množstvo stlačenej tekutiny nadmerne vysoké, potom sa môžu v kvapalnej zmesi vytvoriť väčšie ako žiaduce aglomeráty stlačenej tekutiny, čo bráni zachovaniu jednotnej disperzie. Preto, i keď môžu byť použité väčšie množstvá, je množstvo stlačenej tekutiny prítomné v kvapalnej zmesi výhodne menšie ako asi 40 % hmotnostných, výhodnejšie menšie ako asi 30 % hmotnostných, ešte výhodnejšie menšie ako asi 30 % hmotnostných a najvýhodnejšie menšie ako asi 25 % hmotnostných. Množstvo stlačenej tekutiny prítomnej v kvapalnej zmesi sa rovná množstvu, ktoré predstavuje kvapalnú zmes schopnú vytvoriť dekompresný postrek. Požadované množstvo bude závisieť na viskozite a reologických vlastnostiach vo vode rozpustnej aditívnej kompozície. Kvapalná zmes výhodne obsahuje aspoň asi 4 % hmotnostné stlačenej tekutiny, výhodnejšie aspoň 6 % hmotnostných stlačenej tekutiny, ešte výhodnejšie aspoň asi 10 % hmotnostných stlačenej tekutiny a najvýhodnejšie aspoň asi 15 % hmotnostných stlačenej tekutiny.

Kvapalná zmes vo vo vode rozpustnej aditívnej kompozícii je výhodne prevedená na postrek pri teplote vyššej než asi 40° C, výhodnejšie pri teplote vyššej než asi 55° C, a pri tlaku výhodne vyššom než asi 8,4 MPa, výhodnejšie pri tlaku vyššom než asi 9,8 MPa, čo poskytuje dekompresný postrek vedením zmesi cez postrekový otvor do okolitého prostredia, ktoré je vhodné na odparovanie vody, výhodne do okolitého prostredia majúceho nízky obsah

31442/H vlhkosti. Za účelom zvýšenia rýchlosti turbulentného zmiešavania alebo/a teploty vo vnútri postreku a teda za účelom zvýšenia rýchlosti odparovania vody, môže byť do dekompresného postreku zavedený aspoň jeden suchý, prípadne zahriaty plynný prúd vo funkcii podporného plynu. V prípade, že je ako stlačená kompozícia použitý oxid uhličitý a to v kombinácii s vo vode rozpustnou aditívnou kompozíciou, ktorá je citlivá na nižšiu hodnotu pH, hlavne na kyslú oblasť pH, potom môže byť hodnota pH kvapalnej zmesi regulovaná za účelom zrážania, keď sa oxid uhličitý zmiesi s aditívnym materiálom. Výhodne sa hodnota pH reguluje použitím pufra, akým je napríklad uhličitan/hydrogénuhličitanový pufor, ktorý udržuje pH na hodnote asi 10. Hodnota pH môže byť rovnako regulovaná použitím alkáiie alebo iných bázických materiálov, akými sú napríklad amoniak, hydroxid sodný, uhličitan vápenatý a ďalšie soli.

Spôsob podľa vynálezu môže byť uskutočnený v ľubovolnom komerčne dostupnom systéme výroby papiera, textilu alebo ohybného pásového materiálu, zahrňujúceho známe spracovateľské systémy, medzi ktoré patria vyššie uvedené typy papierenských strojov. Aditívna kompozícia môže byť nanesená na pásový materiál bez výraznejšieho dopadu na prevádzku stroja, hlavne bez výraznejšieho dopadu na prevádzkovú rýchlosť. Aditívna kompozícia môže byť nanesená z postreku buď priamo alebo nepriamo v ľubovolnej fázy výroby papiera, textilu alebo iného ohybného pásového materiálu. Unášaný papierový, textilný alebo iný ohybný pásový materiál môže byť počas nanášania postrekom nesený známym spôsobom alebo nemusí byť nesený. Aditívna kompozícia môže byť nanášaná na papierový, textilný alebo iný ohybný pás v čase, kedy je pásový materiál vedený z jedného valca na valec druhý. Aditívna kompozícia však môže byť nanesená na pásový materiál i počas iných operácií.

Nepriame aplikačné metódy, ktoré môžu byť použité v rámci vynálezu, zahrňujú neobmedzujúcim spôsobom nanesenie aditívnej kompozície z postreku na aspoň jeden prechodný povrch, z ktorého sa potom aditívna kompozícia prevedie kontaktne na unášaný papierový, textilný alebo iný ohybný pásový materiál. Výhodným prechodným povrchom je valec, akým je napríklad

31442/H kalandrový valec alebo dotykový valec. Ďalšími menej výhodnými prechodnými povrchmi sú formovacie pletivo alebo tkanina a dopravníkový pas alebo materiál, ktorý je potom uvedený do styku s unášaným pásovým materiálom. Tento prechodný povrch môže byť v prípade potreby vyhrievaný.

Aditívna kompozícia sa výhodne nanáša z postreku priamo na aspoň jeden povrch unášaného papierového, textilného alebo iného ohybného pásového materiálu. Pri výrobe papierového produktu alebo hodvábneho papierového produktu sa aditívna kompozícia výhodne nanáša na aspoň jeden povrch unášaného pásu obsahujúceho papierové vlákna. Aditívna kompozícia môže byť nanesená na mokrom alebo suchom konci prevádzky papierenského stroja. Výhodne sa aditívna kompozícia nanáša na unášaný pás potom, čo bol pás aspoň čiastočne vysušený, výhodnejšie potom, čo bol pás v podstate vysušený. Pás môže byť v prípade potreby presušený alebo zahriaty. Pri výrobe ohybného pásového produktu sa aditívna kompozícia výhodne nanáša na aspoň jeden povrch unášaného ohybného pásového materiálu.

Vzdialenosť od postrekového otvoru k unášanému pásovému materiálu nie je nikdy kritická pri praktickom uskutočňovaní spôsobu podľa vynálezu. Všeobecne sa bude pásový materiál postrekovať aditívnou kompozíciou zo vzdialenosti od asi 10 cm do asi 60 cm. Výhodnou vzdialenosťou je vzdialenosť od asi 15,2 cm do asi 45,7 cm. Vzdialenosť od 20,3 cm do asi 40,6 cm je najvýhodnejšia. Použitá vzdialenosť bude závisieť od danej konkrétnej aplikácie. V prípade, že to bude žiaduce, môže byť použité elektrostatické nanášanie postrekom za účelom zvýšenia aplikačnej účinnosti a to použitím metód popísaných v patente US 5,106,650.

Postrek môže byť riadený na unášaný pásový materiál použitím stacionárnej alebo striedavo posuvnej striekacej pištole alebo použitím iných postrekových zariadení. Rovnako môže byť použitých niekoľko striekacích pištolí usporiadaných vedľa seba na získanie čiastočne sa prekrývajúcich krídlových postrekov poskytujúcich jednotné nanesenie aditívnej kompozície cez unášaný pásový materiál, ktorý je širší ako je šírka jediného postreku. V prípade mnohých aplikácií, hlavne vtedy, kedy sú aditívne kompozície v podstate bez prchavých rozpúšťadiel, sú žiaduce nízke aplikačné rýchlosti,

31442/H pre ktoré sú vhodné menšie veľkosti postrekových otvorov a väčšia šírka postreku. Za účelom ešte ďalšieho zníženia postrekovej rýchlosti môže byť použitý už vyššie uvedený predotvor.

Rýchlosť, ktorou sú papierový, textilný alebo iný ohybný pásový materiál unášané pri nanášaní postrekom nie je pri praktickom uskutočňovaní spôsobu podľa vynálezu v žiadnom prípade kritická. Všeobecne sa použije taká rýchlosť, ktorá sa normálne používa pri jednotlivých daných výrobných a spracovateľských operáciách. Ako už bolo uvedené, je táto rýchlosť všeobecne daná požiadavkami kladenými na produkt, ktorý je vyrábaný v použitom stroji. Výhodne je pásový materiál unášaný strojom rýchle za účelom dosiahnutia vysokej produktivity. I keď môžu byť použité i nižšie prevádzkové rýchlosti, bude všeobecne prevádzková rýchlosť vyššia ako asi 50 metrov za minútu, výhodnejšie vyššia ako asi 100 metrov za minútu, výhodnejšie vyššia ako asi 150 metrov za minútu a ešte výhodnejšie vyššia ako asi 200 metrov za minútu v prípade, že je to vhodné pre daný typ aplikácie. U niektorých produktov, akými sú hlavne hodvábne papiere, môže byť použitá vysoká prevádzková rýchlosť, napríklad rýchlosť vyššia než asi 1000 metrov za minútu.

Množstvo aditívnej kompozície nanesenej na unášaný papierový, textilný alebo iný ohybný pásový materiál nie je pri praktickom uskutočňovaní vynálezu v žiadnom prípade kritické a bude všeobecne závisieť na danej aditívnej kompozícii a na požadovaných vlastnostiach vyrábaného produktu, pričom stanovenie tohto množstva je pre odborníka v danom odbore rutinne riešiteľným problémom. Množstvo nanesenej aditívnej kompozície všeobecne predstavuje kompromis medzi kvalitou výrobku a prevádzkovými nákladmi súvisiacimi s jeho výrobou. Všeobecne je žiaduce použiť minimálne množstvo aditívnej kompozície, ktoré je potrebné na dosiahnutie požadovanej kvality produktového výrobku. Tak napríklad množstvo naneseného zmäkčovadla použitého pri výrobe hodvábneho papiera by malo byť aspoň také, aby spôsobilo hmatovo zistiteľný rozdiel v mäkkosti papiera. Toto minimálne potrebné množstvo sa bude meniť v závislosti na špecifickom type spracovávaného materiálu a na špecifickom type nanášaného zmäkčovadla. Všeobecne množstvo aditívnej kompozície nižšie ako asi 0,1 % hmotnostných,

31442/H vzťahujúc na finálnu hmotnosť pásového materiálu, poskytuje malé zlepšenie u hodvábneho papiera určeného na stieranie kozmetického krému, pokiaľ ide o zlepšenie mäkkosti tohto papiera, zatiaľ čo množstvo vyššie ako asi 5 % hmotnostných už neposkytuje žiadne ďalšie alebo poskytuje len malé ďalšie zlepšenie mäkkosti uvedeného papiera oproti nižším množstvám a takto vysoké množstvo aditívnej kompozície môže byť ekonomicky nepríťažlivé. Vyššie množstvá použitej aditívnej kompozície môžu rovnako zanechať stopy na pokožke.

Na druhej strane aditíva, akými sú napríklad lotióny, ktoré obsahujú prísady, ktoré majú byť prenesené na pokožku, môžu byť všeobecne nanesené na pásový materiál vo väčšom množstve ako aditíva, ktoré sú určené len pre modifikáciu samotného hodvábneho papiera. Akokoľvek môžu byť použité nižšie či vyššie množstvá, bude aditívna kompozícia všeobecne nanesená na pásový materiál v množstve od asi 0,1 do asi 50 % hmotnostných, vzťahujúc na hmotnosť pásového materiálu. Typicky budú nanesené množstvá nižšie ako asi 40 % hmotnostných, najmä nižšie ako asi 30 % hmotnostných a hlavne nižšie ako asi 20 % hmotnostných. Mnohé aditívne kompozície budú nanesené v množstve asi 0,1 do asi 15 % hmotnostných, hlavne v množstve od asi 0,3 do asi 10 % hmotnostných. Niektoré nízkoobsahové aditívne kompozície sa vhodne nanášajú v množstve nižšom než asi 5 % hmotnostných, hlavne v množstve nižšom než asi 3 % hmotnostné.

Fyzikálna forma aditívnej kompozície nanášaná na ohybný pásový materiál nie je v žiadnom prípade kritická pri praktickom vykonávaní spôsobu podľa vynálezu. Výhodne je nanesenie aditívnej kompozície na pásový materiál mikroskopicky jednotné. Nanesená kompozícia môže byť vo forme kontinuálneho alebo diskontinuálneho filmu alebo poťahu alebo môže tvoriť náhodnú diskontinuálnu štruktúru kvapôčok alebo častíc alebo môže byť tvorená diskrétnymi kvapôčkami alebo časticami. Nanášaná aditívna kompozícia môže byť počas nanášania na pásový materiál v kvapalnom, polotuhom alebo tuhom stave. Nanesená kompozícia môže byť absorbovaná do pásového materiálu. Výhodne nanesená aditívna kompozícia priľne k pásovému materiálu.

31442/H

V prípade, že je to žiaduce, môže byť pásový materiál s už nanesenou aditívnou kompozíciou podrobený dodatočnému spracovaniu, napríklad zahriatím alebo sušením.

I keď boli v predchádzajúcej časti popisu popísané výhodné formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu, je pre odborníka v danom odbore zrejmé, že môžu byť použité i odlišné formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu, ktoré rovnako spadajú do rozsahu vynálezu. Okrem toho je pre odborníka v danom odbore zrejmé, že okrem špecifických operácii popísaných v predchádzajúcej časti popisu môžu byť pri výrobe produktov z pásového materiálu použité i ďalšie prevádzkové stupne alebo operácie. Spôsob podľa vynálezu bude v nasledujúcej časti popisu ilustrovaný pomocou konkrétnych príkladov jeho uskutočnenia, pričom tieto príklady majú len ilustračný charakter a v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený definíciou patentových nárokov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Aditívna kompozícia obsahuje modifikované silikónové zmäkčovadlo a lotión sa nastrieka použitím oxidu uhličitého vo funkcii stlačenej tekutiny použitím jednotky Unicarb System Unit a striekacej pištole Unicarb s hlavicou .03-08 a použitím predotvoru komerčne dostupného u firmy Nordson Corporation. Kvapalná zmes sa postrekuje pri teplote 60° C a tlaku 7,7 Mpa. Koncentrácia oxidu uhličitého poskytuje uhlovú konfiguráciu postreku s dobrým rozprášením kvapalnej zmesi. Zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého na 25 % hmotnostných sa dosiahne mäkšej operenej konfigurácie postreku. Zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého na 50 % hmotnostných sa získa dekompresný postrek majúci veľmi dobrú konfiguráciu postreku a veľmi dobré rozprášenie kvapalnej zmesi. Táto vysoká koncentrácia oxidu uhličitého bola jednotne zmiešaná s aditívnou kompozíciou a redukovala rýchlosť nanášania postrekom. Bol postrekovaný hodvábny papierový pásový materiál, pričom bolo jednotné

31442/H nanesené veľmi malé množstvo aditívnej kompozície.

Príklad 2

Použitím rovnakého zariadenia a rovnakých postrekových podmienok ako v príklade 1 bola postrekom nanášaná aditívna kompozícia obsahujúca modifikované lanolínové zmäkčovalo a lotión použitím 25 % hmotnostných oxidu uhličitého v kvapalnej zmesi. Za týchto podmienok bol získaný dekompresný postrek so znamenitou konfiguráciou postreku majúci mäkký, široký a veľmi jednotný charakter. Bol postrekovaný hodvábny papier a jednotne bolo nanesené veľmi malé množstvo aditívnej kompozície. Koncentrácia oxidu uhličitého bola potom zvýšená na 50 % hmotnostných, čo produkovalo dvojfázovú kvapalnú zmes. Vyššia koncentrácia oxidu uhličitého redukovala meranú rýchlosť postreku zo 76 na 46 gramov za minútu. Postrekom bolo dosiahnutné jednotné nanesenie aditívnej kompozície na papierový uterákový produkt.

Príklad 3

Použitím rovnakého zariadenia ako v príklade 1 bola postrekovaná aditívna kompozícia obsahujúca kvartérnu amóniovú soľ použitím 20 % hmotnostných oxidu uhličitého v kvapalnej zmesi pri teplote 60° C a tlaku 7,7 MPa, čo poskytlo dobré rozprášenie a jednotnú štruktúru postreku. Zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého na 40 % hmotnostných a tlaku na 10,5 MPa malo za následok vytvorenie dvojfázovej kvapalnej zmesi a mierne rozšírenie postreku. Bol postrekovaný hodvábny papierový pásový materiál, pričom v každom prípade bolo dosiahnuté jednotné nanesenie veľmi malého množstva aditívnej kompozície na hodvábne pásové materiály.

Príklad 4

31442/H

Použitím rovnakého zariadenia ako v príklade 1 boli na hodvábne papierové pásy postrekované štyri odlišné aditívne kompozície, obsahujúce 1) absorpčnú kompozíciu s obsahom lecitínu, kvartémej amóniovej soli a polyetylénglykolu, 2) lanolín, 3) zmes kvartémej amóniovej soli, zmes povrchovo aktívnych látok a propylénglykolu a 4) silikónový olej, a to pri použití 30% koncentrácie oxidu uhličitého, teploty 60° C a tlaku 8,4 MPa. Vo všetkých prípadoch bolo dosiahnuté dobré rozprášenie aditívnej kompozície.

Príklad 5

Použitím oxidu uhličitého vo funkcii stlačenej tekutiny a jednotky Unicarb System Supply Unit (komernčne dostupnej u spoločnosti Graco) so striekacou pištoľou Unicarb Spray Gun s postrekovou hlavicou .06-12 a predotvorom (.0,5 g/m) komerčne dostupným u spoločnosti Nordson bolo postrekované povrchovo aktívne činidlo tvorené hydrofilným aniónovým sulfosukcinátom. Kvapalná zmes bola postrekovaná pri teplote 55° C a tlaku 8,75 MPa. Koncentrácia oxidu uhličitého vyššia ako 25 % hmotnostných poskytla dekompresný postrek majúci veľmi dobrú štruktúru a jemné rozprášenie aditívnej kompozície. Asi 60 %-ná koncentrácia oxidu uhličitého poskytla ekvivalentné výsledky. Táto variabilita koncentrácie oxidu uhličitého bola použitá za účelom jemnej regulácie rýchlosti prúdenia povrchovo aktívneho činidla, čím bola v skutočnosti dosiahnutá jemná regulácia množstva povrchovo aktívneho činidla naneseného na rôznofarebný pás krytinového zásobného materiálu. Týmto spôsobom bolo dosiahnuté nanesenie veľmi malého množstva uvedeného aditíva na uvedený pás.

Claims (21)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob nanášania aditívnej kompozície postrekom na pásový materiál počas výroby pásového materiálového produktu, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje (1) vytvorenie kvapalnej zmesi v uzatvorenom tlakovom systéme, pričom uvedená tlaková zmes obsahuje aditívne kompozície a stlačenú tekutinu, pričom

   a) aditívna kompozícia obsahuje aspoň jeden aditívny materiál, a

   b) stlačená tekutina je prítomná v množstve, ktoré robí uvedenú kvapalnú zmes schopnú postreku, tvorí kvapalnú zmes s uvedenou aditívnou kompozíciou a je plynná za štandartných podmienok zahrňujúcich teplotu 0° C a tlak 0,1 MPa, (2) prevedenie uvedenej kvapalnej zmesi do formy postreku vedením tejto zmesi pri tlaku aspoň asi 3,5 MPa cez otvor, a (3) aplikáciu uvedeného postreku obsahujúceho aditívnu kompozíciu na uvedený pásový materiál, ktorý je unášaný počas výroby tohto pásového materiálového produktu, za tvorby pásového materiálového produktu, ktorý nie je prekladovým pásom alebo textilným produktom nepriepustným pre vodu.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pásovým materiálom je papierový, textilný alebo ohybný pásový materiál.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pásový materiál obsahuje papierové vlákna alebo je tvorený papierom.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pásový materiál obsahuje papierové vlákna a uvedený pásový materiálový produkt je hodvábnym papierom.

   31442/H náhradná strana
5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že uvedený hodvábny papier je zvolený zo skupiny zahrňujúcej sanitárne hodvábne papiere, domáce hodvábne papiere, priemyselné hodvábne papiere, mäkké hodvábne papiere na stieranie krému na tvár, kozmetické hodvábne papiere, mäkké hodvábne papiere, absorpčné hodvábne papiere, hodvábne papiere s obsahom liečivej látky, toaletné papiere, papierové hygienické vložky a papierové prádlo.
6. 6. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že uvedená aditívna kompozícia sa nanáša na aspoň jeden povrch unášaného pásu obsahujúceho pásový materiál.
7. 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že aditívna kompozícia sa nanáša na uvedený unášaný pás potom, čo bol pás aspoň čiastočne vysušený.
8. 8. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že unášaný pásový materiál je unášaný rýchlosťou vyššou ako 50 metrov za minútu.
9. 9. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kvapalná zmes je v podstate bez prchavých organických rozpúšťadiel a vody.
10. 10. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kvapalná zmes je v podstate bez vody.
11. 11. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedený postrek je dekompresným postrekom.
12. 12. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že stlačenou tekutinou je oxid uhličitý alebo etán, pričom je superkritickou tekutinou pri teplote a tlaku, pri ktorých sa kvapalná zmes prevádza na postrek.

    31442/H náhradná strana
13. 13. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že aditívny materiál je zvolený zo skupiny zahrňujúcej zmäkčovadlá, zviáčňovadlá, mazivá, zvlhčovadlá, lotióny, krémy, kondicionéry, absorpčné činidlá, hydrofilizačné činidlá, rozvoľňovacie činidlá, povrchovo aktívne látky, oleje, vosky, silikóny, minerálny olej, lanolín, derivatizovaný lanolín, extrakt zaioe, mastné alkoholy, estery mastných kyselín, polyhydroxy-zlúčeniny a kvarterné amóniové zlúčeniny a ich zmesi.
14. 14. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že aditívna kompozícia sa nanáša na pásový materiál najprv nanesením uvedenej aditívnej kompozície na povrch, z ktorého sa potom aditívny materiál prevedie na uvedený pásový materiál uvedením do styku uvedeného povrchu s uvedeným pásovým materiálom.
15. 15. Spôsob nanášania postrekom suchšej vo vode rozpustnej aditívnej kompozície na papierový alebo textilný pásový materiál pri výrobe papierového produktu alebo textilného produktu, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje (1) vytvorenie kvapalnej zmesi v uzatvorenom tlakovom systéme, pričom uvedená kvapalná zmes obsahuje vo vode rozpustnú aditívnu kompozíciu a stlačenú tekutinu, pričom (a) vo vode rozpustná aditívna kompozícia obsahuje vodu a aspoň jeden aditívny materiál, a (b) stlačená tekutina je prítomná v množstve, ktoré predstavuje uvedenú kvapalnú zmes schopnú tvorby dekompresného postreku, tvorí kvapalnú zmes s uvedenou aditívnou kompozíciou a je plynná za štandartných podmienok zahrňujúcich teplotu 0° C a tlak 0,1 MPa, a (2) vedenie uvedenej kvapalnej zmesi pri teplote aspoň asi 40° C a tlaku dostatočnom na tvorbu dekompresného postreku cez otvor do okolitého prostredia, pričom aspoň časť vody v uvedenej kvapalnej zmesi sa odparí a uvedený postrek obsahujúci vo vode rozpustnú aditívnu kompozíciu obsahujúcu menej ako asi 5 hmotnostných percent vody sa nanesie na papierový pásový materiál alebo textilný pásový materiál, ktorý je unášaný počas výroby tohto

    31442/H náhradná strana papierového alebo textilného pásového produktu za tvorby papierového produktu alebo textilného produktu.
16. 16. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že uvedená vo vode rozpustná aditívna kompozícia sa nanesie na aspoň jeden povrch unášaného pásu obsahujúceho papierové vlákna pri rýchlosti unášania väčšej ako 50 metrov za minútu potom, čo bol pás aspoň čiastočne vysušený.
17. 17. Spôsob nanášania aditívnej kompozície postrekom na textilný pásový materiál počas výroby textilného produktu, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje (1) vytvorenie kvapalnej zmesi v uzatvorenom tlakovom systéme, pričom uvedená kvapalná zmes obsahuje aditívnu kompozíciu a stlačenú tekutinu, pričom

    a) aditívna kompozícia obsahuje aspoň jeden aditívny materiál a

    b) stlačená tekutina je prítomná v množstve, ktoré robí uvedenú kvapalnú zmes schopnú postreku, tvorí kvapalnú zmes s uvedenou aditívnou kompozíciou a je plynná pri štandartných podmienkach zahrňujúcich teplotu 0° C a tlak 0,1 MPa, (2) vytvorenie postreku uvedenej kvapalnej zmesi vedením tejto zmesi pri tlaku aspoň 3,5 MPa cez otvor a (3) nanášanie uvedeného postreku obsahujúceho aditívnu kompozíciu na textilný pásový materiál, ktorý je unášaný počas výroby tohto textilného produktu za tvorby textilného produktu, ktorý nie je textilným produktom nepriepustným pre vodu.
18. 18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že stlačená tekutina je tvorená aspoň jednou super kritickou tekutinou pri teplote a tlaku, pri ktorých sa uvedená kvapalná zmes postrekuje.
19. 19. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že uvedený postrek je dekompresným postrekom a uvedená tlaková tekutina v uvedenej kvapalnej

    31442/H náhradná strana zmesi je super kritickou tekutinou pri teplote a tlaku, pri ktorých je uvedená kvapalná zmes postrekovaná.
20. 20. Spôsob nanášania aditívnej kompozície postrekom na ohybný pásový materiál pri výrobe ohybného pásového materiálu, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje (1) vytvorenie kvapalnej zmesi v uzatvorenom tlakovom systéme, pričom uvedená kvapalná zmes obsahuje aditívnu kompozíciu a stlačenú tekutinu, pričom (a) aditívna kompozícia obsahuje aspoň jeden aditívny materiál, ktorý je schopný aspoň priľnúť k uvedenému ohybnému pásovému materiálu , preniknúť do uvedeného ohybného pásového materiálu alebo byť absorbovaný uvedeným ohybným pásovým materiálom, a (b) stlačená tekutina je prítomná v množstve, ktoré robí uvedenú kvapalnú zmes schopnú postreku, tvorí kvapalnú zmes s uvedenou aditívnou kompozíciou a je plynná pri štandartných podmienkach zahrňujúcich teplotu 0° C a tlak 0,1 MPa, (2) vytvorenie postreku uvedenej kvapalnej zmesi vedením tejto zmesi pri tlaku aspoň 3,5 MPa cez otvor, a (3) nanášanie uvedeného postreku obsahujúceho uvedenú aditívnu kompozíciu na aspoň jeden povrch uvedeného ohybného pásového materiálu, _w ktorý je unášaný počas výroby tohto ohybného pásového produktu za tvorby ohybného pásového produktu, ktorý nie je prekladovým pásom alebo textilným produktom nepriepustným pre vodu.
21. 21. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že uvedený ohybný pásový materiál je zvolený z množiny zahrňujúcej fólie z plastickej hmoty, laminátové pásy z plastickej hmoty, vystužené pásy z plastickej hmoty, impregnované fólie z plastickej hmoty, gumové pásy, useň, pásy vystužené vláknami, porézne pásy, sieťové pásové materiály, vytlačované fólie, kompozitné pásy a kompozitné laminátové pásové materiály.