Un componente de soporte que tiene una superficie de soporte, caracterizado porque el componente de soporte comprende una almohadilaa de fibras de celulosa y un fluoropolímero, y en el que al menos parte del fluoropolímero se encuentra en la superficie de soporte el y está adherido a la celulosa

Campo Técnico

La presente invención se refiere a componentes de soporte, especialmente a componentes de soporte flexibles, que tienen una superficie de soporte y que comprenden celulosa y un fluoropolímero y a procedimientos para aplicar un aditivo, por ejemplo un fluoropolímero hidrófobo, a celulosa.

Técnica Anterior

La celulosa es una sustancia fácilmente disponible que se pueden usar para fabricar una variedad de artículos. Existe una serie de ventajas en el uso de celulosa a la hora de fabricar artículos, lo que incluyen su relativamente bajo coste, y el hecho de que es bien tolerada por el medio ambiente.

Los fluoropolímeros son bien conocidos y pueden usarse para modificar materiales, en particular las propiedades superficie de artículos fabricados. Por ejemplo, es común aplicar fluoropolímeros tales como politetrafluoroetileno (PTFE) a artículos de metal para obtener recubrimientos de superficie de baja energía que confieren un carácter lubricado y repelente al agua a la superficie del artículo, por ejemplo estos recubrimientos se puede usar para producir utensilios de cocina "antiadherentes"o soportes de fricción baja. Sin embargo, es difícil aplicar algunos aditivos que incluyan fluoropolímeros, a artículos basados en celulosa, debido a que la celulosa se degrada a las temperaturas comúnmente requeridas para procesarlos.

Es bien conocido que los soportes incluyen una superficie de soporte proporcionada por una hoja flexible o tubo, que normalmente estáhecha de materiales impregnados con un lubricante, tal como cera, PTFE o aceite. La hoja o tubo se sitúa entre los partes móviles del soporte y permite que estas partes se muevan unas con respecto a las otras. Este diseño se usa a menudo en soportes que no están sujetos a grandes fuerzas, por ejemplo en las articulaciones

o brazos de soporte de maleteros de coche, válvulas rotatorias de cilindros de aire y accionadores. Si la superficie de soporte se ha deteriorado o se ha gastado, la hoja o tubo se pueden reemplazar.

Se sabe por el documento GB-1144048 que el N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO) acuoso y otras óxidos de amina cíclica disolverán la celulosa cuando se mezclen con agua y esta propiedad es explotada para producir hilo de celulosa (véase por ejemplo el documento US4246221). El uso de NMMO acuoso en procedimientos industriales tiene numerosas ventajas. El NMMO tiene toxicidad baja y cuando se utiliza como disolvente es posible reciclarlo en torno a las corrientes del procedimiento. Soluciones de NMMO en agua al 50% están comercialmente disponibles en Huntsman Corporation, con sede en 10003 Woodloch Drive, The Woodlands, TX77380, EE.UU.

La figura 1 es un diagrama de fases agua/NMMO/celulosa a temperatura y presión estándar. La región sombreada indica las concentraciones a las que una solución acuosa NMMO disuelve la celulosa. Fuera del área sombreada, la celulosa existe como un sólido. Dentro del área sombreada, la celulosa puede existir también como un sólido si está presente en exceso, por ejemplo >12% en peso de celulosa.

El objetivo de la presente invención es proporcionar componentes de soporte que comprendan celulosa y fluoropolímeros y procedimientos mediante los que ciertos aditivos tales como fluoropolímeros puedan aplicarse a celulosa sólida.

Descripción de la Invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un componente de soporte, especialmente un componente se soporte flexible, que tienen una superficie de soporte, comprendiendo dicha superficie de soporte una alfombrilla que comprende fibras de celulosa y un fluoropolímero, en la que al menos parte del fluoropolímero se encuentra en la superficie de soporte está adherido a la celulosa. Opcionalmente, el fluoropolímero reviste, o está incorporado dentro de la superficie de fibras individuales de la alfombrilla.

El fluoropolímero de la superficie puede estar en forma de un revestimiento sobre la superficie de la alfombrilla formando la superficie de soporte. Alternativamente, el fluoropolímero puede estar incorporado dentro de la alfombrilla de celulosa de modo que parte de los fluoropolímeros estén presentes en la superficie de soporte. El fluoropolímero puede estar presente por la totalidad de la superficie de soporte o puede ser discontinuo. Esto puede lograrse mediante el procedimiento de aplicación de un fluoropolímero a celulosa, como se describe a continuación.

La alfombrilla puede incluir materiales distintos de fibras de celulosa, por ejemplo fibras de refuerzo fabricadas de otro material, celulosa en una forma no fibrosa, por ejemplo celulosa en polvo, así como cargas, pigmentos, coresinas, agentes de dispersión y otros aditivos usados en la técnica de la fabricación de papel.

El componente se puede incorporar en cualquier soporte conocido adecuado para proporcionar la superficie de soporte

El componente de soporte puede tener cualquier forma o tamaño particular, dependiendo de la aplicación práctica.

La almohadilla de celulosa sobre la que se forma la superficie de soporte puede ser flexible dura o rígida, por ejemplo podría ser papel o cartón de celulosa, dependiendo de su aplicación. Una ventaja de fabricar un componente de soporte usando una almohadilla de fibras de celulosa, por ejemplo papel, como sustrato, es que el coste del componente de soporte es relativamente bajo. Además, el componente de soporte de acuerdo con la invención puede usarse para reparar superficies de soporte gastadas, bien de forma temporal o permanentemente, y se puede cortar fácilmente del tamaño requerido.

El componente de soporte de acuerdo con la invención puede usarse a temperaturas altas, hasta alrededor de 220°C.

También de acuerdo con la presente invención, se proporciona un procedimiento de aplicación de un fluoropolímero a una almohadilla que comprende fibras de celulosa, procedimiento que comprende las siguientes etapas:

(a) aplicar una dispersión del fluoropolímero sobre una superficie de la almohadilla de de fibras de celulosa, y

(b) presionar la almohadilla de fibras de celulosa, por ejemplo mediante calandrado, de forma que el fluoropolímero quede recubriendo, y se adhiera a la superficie de la almohadilla de celulosa.

El fluoropolímero puede ser PTFE, fluoroetileno propileno (FEP), resina perfluoroalcoxi (PFA), perfluorometil vinil éter (MFA), fluoruro de polivinilideno (PVDF), etileno tetrafluoroetileno (ETFE), etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE), o tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno-fluoruro de vinilideno (THV) o puede ser una mezcla de éstos u otros fluoropolímeros.

El fluoropolímero puede estar en una dispersión acuosa y puede estar en forma de partículas que típicamente tienen un tamaño de partícula en el intervalo de 50 nm a 10 µm; y el típico grosor de las fibras de celulosa fibras en la almohadilla es 5 a 20 µm pero también pueden emplearse fibras más grandes o más finas.

La etapa (a) puede llevarse a cabo mediante la aplicación directa de la suspensión a la almohadilla de fibra de celulosa a una velocidad controlada, por ejemplo pulverizando o usando un rodillo de aplicación o una rasqueta.

La etapa (b) se lleva a cabo preferentemente a una temperatura de 150 hasta 250°C a una presión de 1.0 00 a 2.000 Ib/pulgada2 (6,9-13,8 MPa)

Las etapas (a) y (b) puede tener lugar sucesivamente en una línea producción continua.

La invención también se extiende a productos de celulosa a los que se ha aplicado un fluoropolímero mediante el procedimiento anterior de acuerdo con la invención.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento adicional de aplicación de un aditivo, por ejemplo un fluoropolímero, a celulosa, que comprende las siguientes etapas:

(a)poner celulosa sólida, un disolvente capaz de disolver celulosa y una dispersión del aditivo en contacto entre sí, de modo que una capa de superficie de la celulosa sólida se disuelve en el disolvente; el disolvente pueden ser una mezcla de agua y otro líquido, por ejemplo NMMO,

(b)poner en contacto la celulosa disuelta con el aditivo, por ejemplo dejando que se difunda en contacto con la celulosa disuelta y

(c) alterar la composición, cantidad o temperatura del disolvente de tal forma que la solubilidad la de celulosa en el disolvente se reduce y al menos una porción de la celulosa disuelta sale de la solución, de modo... [Seguir leyendo]

1. Un componente de soporte que tiene una superficie de soporte, caracterizado porque el componente de soporte comprende una almohadilaa de fibras de celulosa y un fluoropolímero, y en el que al menos parte del fluoropolímero se encuentra en la superficie de soporte el y está adherido a la celulosa.

2. Un componente de soporte de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos parte del fluoropolímero se encuentra en forma de un revestimiento sobre las fibras de celulosa en la superficie del componente de soporte, y/o en el que al menos parte del fluoropolímero está incorporado en la fibras de celulosa en la superficie del componente de soporte.

3. Un componente de soporte de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el fluoropolímero se selecciona de PTFE, FEP, PFA, MFA, PVDF, ETFE, ECTFE, THV o una mezcla de ellos.

4. Un componente de soporte de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la superficie de soporte es plana o tubular.

5. El uso de un componente de soporte de acuerdo con cualquier reivindicaciónprecedente, para proporcionar una superficie de soporte en un soporte.

6. Un procedimiento de aplicación de un fluoropolímero, por ejemplo PTFE, FEP, PFA, MFA, PVDF, ETFE, ECTFE, THV, o una mezcla de ellos, a una almohadilla que comprende fibras de celulosa, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

(a) aplicar una dispersión del fluoropolímero sobre una superficie de la almohadilla de fibras de celulosa, donde la dispersión del fluoropolímero es opcionalmente una dispersión acuosa, y

(b) presionar la almohadilla de fibras de celulosa, por ejemplo mediante su calandrado, de forma que el fluoropolímero recubra, y se adhiera a la citada superficie de la almohadilla de celulosa.

7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 150 a 250°C, y/o a una presión en e l intervalo de 1.000 a 2.000 Ib/pulg2 (6,9-13,8 MPa).

8. Un procedimiento de aplicación de un aditivo, por ejemplo un fluoropolímero, a celulosa, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

(a)poner en contacto celulosa sólida, un disolvente capaz de disolver celulosa y una dispersión del aditivo entre sí, de modo que una capa de superficie de la celulosa sólida se disuelve en el disolvente;

(b)poner en contacto la celulosa disuelta con el aditivo;

(c) alterar la composición, cantidad o temperatura del disolvente de forma que la solubilidad de la celulosa en el disolvente se reduzca y al menos una parte de la celulosa disuelta salga de la solución, de modo que el aditivo se incorpora, o se adhiere, a la celulosa; y

(d)opcionalmente eliminar el disolvente de la celulosa sólida mediante la etapa de lavado siguiente (c).

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, que además comprende la etapa de combinar el aditivo con el disolvente antes de la etapa (a).

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que -el disolvente es una mezcla de al menos dos componentes, por ejemplo agua y otro líquido, -la mezcla se elige de modo tal que solubilidad de la celulosa en la mezcla depende de las cantidades relativas de

los componentes en la mezcla y -la etapa (c) comprende alterar las cantidades relativas de los componentes de forma que la solubilidad de la celulosa en la mezcla se reduce en comparación con la solubilidad en la etapa (a).

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la mezcla de los componentes que se pone inicialmente en contacto con la celulosa sólida es tal que puede disolver una capa de superficie de celulosa sólida.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que las proporciones de componentes requeridas para disolver una capa de superficie de la celulosa sólida se obtienen mediante:

la aplicación de una mezcla de los componentes a la celulosa sólida y

el secado de la mezcla para retirar selectivamente un componente para obtener una mezcla de componentes capaz de disolver celulosa.

13. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la etapa de alterar las cantidades relativas de componentes de modo que al menos una parte de la celulosa salga de la solución se lleva a cabo mediante:

secando la mezcla para eliminar selectivamente un componente e incrementando la concentración del otro 5 componente en la mezcla

14. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que el disolvente comprende agua y un óxido de una amina cíclica, por ejemplo N-óxido de N-metilmorfolina.

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la mezcla en la etapa (a) contiene de un 67 a un 87% N-óxido de N-metilmorfolina

10 16. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 15, en el que; el aditivo se encuentra en forma de una dispersión de aditivo partículas en un medio, y/o el aditivo es hidrófobo, y opcionalmente es un fluoropolímero, por ejemplo PTFE, FEP, PFA, MFA, PVDF, ETFE, ECTFE, THV o una mezcla de ellos.

17. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 16, en el que la celulosa sólida está en

una forma seleccionada del grupo de papel, fibras de celulosa y partículas de celulosa, estando tales fibras de 15 celulosa opcionalmente en una suspensión acuosa