TEJIDOS INDUSTRIALES CON RECUBRIMIENTO DE PROTECCIÓN APLICADO MEDIANTE PROYECCIÓN TÉRMICA.

Tejido o cinta industrial que comprende: una estructura soporte base (150),

y al menos un recubrimiento o capa (120) que se proporciona directa o indirectamente sobre dicha estructura soporte base (150) para logar una funcion o caracteristica deseada, en donde dicho recubrimiento o capa (120) se aplica mediante un proceso de proyeccion termica, en donde dicho recubrimiento o capa (120) comprende una resina termoplastica y/o una resina termoestable, caracterizado por particulas organicas o inorganicas o metalicas funcionales que tienen un tamano nanometrico y donde dichas particulas estan distribuidas de manera sustancialmente uniforme por todo dicho recubrimiento o capa.

Campo de la invención

La presente invención hace referencia a tejidos y cintas industriales y diseñadas técnicamente. Más específicamente, la presente invención hace referencia a tejidos y cintas y métodos para su modificación mediante la utilización de procesos de proyección térmica.

Antecedentes de la invención

La presente invención hace referencia a las artes de la fabricación de papel, incluyendo los tejidos y cintas utilizadas en las secciones de formación, prensado y secado de una máquina de papel, y a tejidos y cintas de procesos industriales, tejidos y cintas diseñadas técnicamente, junto con las cintas de onduladoras en general.

Los tejidos y cintas a las que se hace referencia en este documento pueden incluir aquellas que también se utilizan en la producción de, entre otras cosas, productos realizados mediante proceso de vía húmeda tales como papel y cartón, y productos sanitarios de tejido fino y toallas realizados mediante procesos de secado por aire; cintas onduladoras utilizadas para la fabricación de cartón corrugado y tejidos diseñados técnicamente utilizados en la producción de pasta por vía húmeda y seca; en procesos relacionados con la fabricación de papel tales como aquellos que utilizan filtros de sedimentos y lavadores químicos; y en la producción de tejidos no tejidos producidos mediante hidroligado (hydroentangling) (proceso húmedo), fusión (meltblown), extrusión (tecnología spunbond), mediante depósito por aire o mediante punzonado. Tales tejidos y cintas incluyen, pero no se limitan a: tejidos y cintas de troquelado, transporte y soporte utilizadas en los procesos para la producción de tejidos no tejidos; y tejidos de filtración y telas de filtración.

Se somete a tales cintas y tejidos a una gran variedad de condiciones para las cuales se deben tener en cuenta las características funcionales. Por ejemplo, durante el proceso de fabricación de papel, se forma una banda de fibras de celulosa mediante el depósito de una suspensión de fibras, es decir, una dispersión acuosa de fibras de celulosa, sobre un tejido en formación desplazable en la sección de formación de una máquina de papel. Se extrae una gran cantidad de agua de la suspensión, a través del tejido en formación, dejando la banda de fibras de celulosa sobre la superficie del tejido en formación.

La recién formada banda de fibras de celulosa avanza desde la sección de formación a la sección de prensado, la cual incluye una serie de prensas de línea de contacto. La banda de fibras de celulosa pasa a través de las prensas de línea de contacto soportada por un tejido de prensado, o como es habitualmente el caso, entre dos de dichos tejidos de prensado. En las prensas de línea de contacto, la banda de fibras de celulosa se somete a fuerzas de compresión que extraen el agua de ella, y que adhieren las fibras de celulosa en la banda unas con otras para transformar la banda de fibras de celulosa en una hoja de papel. El tejido o tejidos de prensado aceptan el agua e, idealmente, ésta no regresa a la hoja de papel.

La hoja de papel finalmente avanza a una sección de secado, que incluye por lo menos una serie de tambores o cilindros secadores rotativos, que se calientan internamente mediante vapor. La recién formada hoja de papel se dirige en un recorrido serpentino de manera secuencial alrededor de cada uno de los tambores en la serie mediante un tejido de secado, que sostiene la hoja de papel estrechamente contra las superficies de los tambores. Los tambores calentados reducen el contenido de agua de la hoja de papel al nivel deseado mediante evaporación.

Se debe tener en cuenta que todos los tejidos de formación, prensado y secado toman la forma de bucles sin fin sobre la máquina de papel y funcionan a modo de cintas transportadoras. Se hace referencia a los hilados del tejido que se extienden en el sentido de funcionamiento de la máquina de papel como los hilados del sentido de la máquina (MD); y se hace referencia a los hilados que cruzan los hilados MD como los hilados transversales al sentido de la máquina (CD). Se debería tener en cuenta también que la fabricación de papel es un proceso continuo que se desarrolla a gran velocidad. Es decir, la suspensión de fibras se deposita continuamente sobre el tejido en formación en la sección de formación, mientras que una hoja de papel recién fabricada se va enrollando continuamente al salir de la sección de secado.

Tradicionalmente, las secciones de prensado han incluido una serie de líneas de contacto de prensado formadas por pares de rodillos de presión cilíndricos adyacentes. En años recientes, se ha descubierto que la utilización de prensas de línea de contacto larga es más ventajosa que la utilización de líneas de contacto formadas por pares de rodillos de presión adyacentes. Esto se debe a que a mayor tiempo que pueda someterse la banda de fibras de celulosa a presión en la línea de contacto, más agua puede eliminarse, y por lo tanto, habrá menos agua en la banda para su eliminación mediante evaporación en la sección de secado. Un tipo de prensa de línea de contacto

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larga habitualmente utilizada es la prensa de línea de contacto larga tipo zapata, o “prensa de línea de contacto de zapata".

En la prensa de línea de contacto de zapata, la línea de contacto está formada entre un rodillo de presión cilíndrico y una zapata de presión arqueada. Esta última tiene una superficie cilíndricamente cóncava que tiene una curvatura aproximada a la del rodillo de presión cilíndrico. Cuando el rodillo y la zapata se encuentran muy cerca el uno de la otra, se forma una línea de contacto que puede ser entre cinco y diez veces más larga en la dirección de la máquina que la formada entre dos rodillos de presión. Esto aumenta el llamado tiempo de permanencia de la banda de fibras de celulosa en la línea de contacto larga, mientras que mantiene un nivel adecuado de presión por pulgada cuadrada de fuerza de presión. El resultado de esta tecnología de línea de contacto larga ha sido un aumento drástico del desgote de la banda de fibras de celulosa en la línea de contacto larga si se compara con las líneas de contacto convencionales en las máquinas de papel.

La prensa de línea de contacto tipo zapata requiere una cinta especial, tal como la que se muestra por ejemplo en la patente estadounidense Nº 6,465,074 de Fitzpatrick. Esta cinta está diseñada para proteger el tejido de prensado que soporta, lleva y realiza el desgote de la cinta de fibras de celulosa, del desgaste acelerado que resultaría del contacto directo, deslizante sobre la zapata de presión fija. Tal cinta debe estar dotada de una superficie suave e impermeable que se mueve, o se desliza, sobre una zapata inmóvil en una película lubricante de aceite. La cinta se mueve por la línea de contacto a aproximadamente la misma velocidad que el tejido de prensado, sometiendo de este modo el tejido de prensado a cantidades mínimas de rozamiento contra la superficie de la cinta.

Además de ser útil en las prensas de línea de contacto tipo zapata, la presente invención también hace referencia a otras aplicaciones industriales de fabricación de papel y procesamiento de papel. La presente invención contempla tejidos y cintas que incluyen tejidos de formación, prensado y secado, otras cintas utilizadas en procesos industriales y de fabricación de papel, y otros tejidos diseñados técnicamente. A este respecto, como parte de los pasos de fabricación para el papel por ejemplo, y también para algunos tejidos, la superficie del papel o de un tejido se puede suavizar mediante un proceso de calandrado. El calandrado se puede realizar mediante una calandria de rodillos o una calandria de línea de contacto tipo zapata, así como mediante otros métodos conocidos por aquellos expertos en el arte.

El proceso de calandrado alisa o esmalta el papel al presionarlo entre dos rodillos o al presionarlo entre un rodillo y una zapata para alisar, esmaltar o hacer más fina la banda de papel. En la mayoría de los casos también hay una aplicación de calor al papel que se somete a calandrado. Se puede emplear una configuración similar a la prensa de línea de contacto larga en el calandrado de la banda de papel. El papel que se va a someter a calandrado se coloca a presión y se comprime o se somete a calandrado para obtener las características de grosor y brillo deseadas. Una cinta que se utiliza en tal proceso se encuentra bajo diversas tensiones que exigen que la cinta tenga diferentes atributos para... [Seguir leyendo]

1. Tejido o cinta industrial que comprende:

una estructura soporte base (150), y

al menos un recubrimiento o capa (120) que se proporciona directa o indirectamente sobre dicha estructura soporte base (150) para logar una función o característica deseada, en donde dicho recubrimiento o capa (120) se aplica mediante un proceso de proyección térmica, en donde dicho recubrimiento o capa (120) comprende una resina termoplástica y/o una resina termoestable, caracterizado por partículas orgánicas o inorgánicas o metálicas funcionales que tienen un tamaño nanométrico y donde dichas partículas están distribuidas de manera sustancialmente uniforme por todo dicho recubrimiento o capa.

2. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, en donde dicho proceso de proyección térmica es un proceso de proyección de llama, proceso de metalización por arco eléctrico, proceso de proyección por plasma, proceso de depósito con pistola de detonación controlada, un proceso de proyección fría o un proceso de proyección térmica de alta velocidad mediante oxi-combustible.

3. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, en donde dicho recubrimiento o capa (120) es sustancialmente impermeable a los fluidos.

4. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, en donde dicho recubrimiento o capa (120) tiene un grosor de aproximadamente 0,1 a 10mm.

5. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 4, en donde dicho recubrimiento o capa (120) tiene un grosor de aproximadamente 0,2 a 0,4mm.

6. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, en donde dichas partículas incluyen partículas a base de sílice, óxido de aluminio, óxido de titanio, óxido de zirconio, arcilla, metal, solos o en combinación.

7. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 6, en donde dichas partículas tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 7nm.

8. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, que además comprende un recubrimiento, o capa (320), aplicado a un primer lado de dicha estructura soporte base, o un recubrimiento o capa (370) aplicado a un segundo lado de dicha estructura soporte base, o un recubrimiento o capa (320, 370) aplicados a ambos lados, donde dicho recubrimiento o capa (320, 370) es aplicado mediante un método convencional o mediante proyección térmica o una combinación de ambos.

9. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 8, en donde uno de dichos recubrimiento o capa (320, 370) es una capa de adhesión aplicada mediante un método convencional o mediante un método de proyección térmica.

10. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 8, en donde dicho recubrimiento o capa (120) comprende un material termoplástico y/o termoestable.

11. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, en donde la estructura soporte base (150) comprende hilos y el recubrimiento o capa se aplica a los hilos para crear una envoltura sobre dicho hilos.

12. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 11, en donde el recubrimiento o capa (120) incluye partículas orgánicas o inorgánicas o metálicas o una combinación de éstas que forma un recubrimiento o capa (120) continuo.

13. Tejido o cinta conforme a la reivindicación 1, en donde dicho recubrimiento o capa (120) proporciona una o más de las siguientes características funcionales: resistencia a la abrasión, resistencia térmica,

resistencia a la oxidación, resistencia química,

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una barrera contra la humedad, conductividad térmica, conductividad eléctrica, equilibrio entre propiedades hidrofóbica e hidrófila, mejora o reducción de coeficientes de fricción según se desee para un proceso en particular, y creación de microtopología en el tejido.

14. Método de formación de un tejido o cinta, que comprende los pasos de:

proporcionar una estructura soporte base;

y aplicar al menos un recubrimiento o capa continuo (120) directa o indirectamente sobre dicha estructura soporte base mediante un proceso de proyección térmica para lograr una función o característica específica, en donde dicho recubrimiento o capa (120) comprende una resina termoplástica y/o una resina termoestable, caracterizado por partículas orgánicas o inorgánicas o metálicas funcionales que tienen un tamaño nanométrico y dichas partículas están distribuidas de manera sustancialmente uniforme por todo dicho recubrimiento o capa.

15. Método conforme a la reivindicación 14, en donde dicho proceso de proyección térmica es un proceso de proyección de llama, proceso de metalización por arco eléctrico, proceso de proyección por plasma, proceso de depósito con pistola de detonación controlada, un proceso de proyección fría o un proceso de proyección térmica de alta velocidad mediante oxi-combustible.

16. Método conforme a la reivindicación 14, en donde dicho recubrimiento o capa (120) es sustancialmente impermeable a los fluidos.

17. Método conforme a la reivindicación 14, en donde dicho recubrimiento o capa (120) tiene un grosor en un rango de aproximadamente 0,1 a 10mm.

18. Método conforme a la reivindicación 17, en donde dicho recubrimiento o capa (120) tiene un grosor en un rango de aproximadamente 0.2-0.4mm.

19. Método conforme a la reivindicación 14, en donde dichas partículas incluyen partículas a base de sílice, óxido de aluminio, óxido de titanio, óxido de zirconio, arcilla, metal, solos o en combinación.

20. Método conforme a la reivindicación 19, en donde dichas partículas tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 7nm.

21. Método conforme a la reivindicación 14, que además comprende un recubrimiento o capa (320), aplicado a un primer lado de dicha estructura soporte base o un recubrimiento o capa (370) aplicado a un segundo lado de dicha estructura soporte base, o un recubrimiento o capa (320, 370) aplicados a ambos lados donde dicho recubrimiento o capa (320, 370) es aplicado mediante un método convencional o mediante proyección térmica o una combinación de ambos.

22. Método conforme a la reivindicación 21, en donde uno de dichos recubrimiento o capa (320, 370) es una capa de adhesión aplicada mediante un método convencional o mediante un método de proyección térmica.

23. Método conforme a la reivindicación 21, en donde dicho recubrimiento o capa (120) está formado por un material termoplástico y/o termoestable.

24. Método conforme a la reivindicación 14, que además comprende el paso de mezclar el recubrimiento o capa

(120) con dichas partículas antes de aplicar dicho recubrimiento o capa (120).

25. Método conforme a la reivindicación 14, en donde el recubrimiento o capa (120) forma una envoltura sobre los hilos que conforman la estructura soporte base.

26. Método conforme a la reivindicación 25, en donde el recubrimiento o capa (120) incluye partículas orgánicas o inorgánicas o metálicas o una combinación de éstas de tamaño nanométrico que forma un recubrimiento o capa continuo.

27. Método conforme a la reivindicación 14, en donde el recubrimiento confiere una o más de las siguientes 5 características: resistencia a la abrasión, resistencia térmica, resistencia a la oxidación, resistencia química, 10 una barrera contra la humedad, conductividad térmica, conductividad eléctrica, equilibrio entre propiedades hidrofóbica e hidrófilas,

mejora o reducción de coeficientes de fricción según se desee para un proceso en particular, y 15 creación de microtopología en el tejido.