Método para controlar una deposición selectiva de un polímero sobre un material textil industrial y material textil industrial.

Método para fabricar un material textil industrial o para fabricación de papel,

comprendiendo dicho método lasetapas de;

a) proporcionar un sustrato de base para el material textil;

b) depositar material de resina polimérica sobre dicho sustrato de base en ubicaciones diferenciadas de maneracontrolada para controlar las dimensiones x, y, z de dicho material depositado para crear un patrón predeterminadoen gotitas para proporcionar una propiedad funcional deseada al material textil, y

c) endurecer al menos parcialmente dicho material de resina polimérica.

Método para controlar una deposición selectiva de un polímero sobre un material textil industrial y material textil industrial.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere, en parte, a las técnicas de fabricación de papel y, específicamente, a los materiales textiles denominados comúnmente guarniciones de máquinas de papel, con los que se fabrica papel en máquinas de papel. La presente invención también se refiere a la fabricación de materiales textiles y artículos no tejidos mediante procedimientos tales como el hidroenmarañado, y específicamente a los denominados materiales textiles industriales con los que se fabrican tales artículos y materiales textiles. Más específicamente todavía, la presente invención se refiere a dotar tales materiales textiles de propiedades funcionales deseadas a través de la deposición controlada sobre los mismos de materiales de resina polimérica.

2. Descripción de la técnica anterior

Tal como conocen bien los expertos habituales en la técnica, el procedimiento de fabricación de papel comienza con la deposición de una suspensión fibrosa, es decir, una dispersión acuosa de fibras celulósicas, sobre un material textil en formación en movimiento en la sección de formación de una máquina de papel. Durante este procedimiento, se drena una gran cantidad de agua de la suspensión a través del material textil en formación, dejando una banda fibrosa en su superficie.

La banda recién formada avanza desde la sección en formación hasta una sección de prensa, que incluye una serie de mordazas de prensa. La banda fibrosa pasa a través de las mordazas de prensa soportada por un material textil de prensa, o, como es a menudo el caso, entre dos materiales textiles de prensa. En las mordazas de prensa, la banda fibrosa se somete a fuerzas compresivas que exprimen el agua de la misma, y que adhieren sus fibras constituyentes entre sí para convertir la banda fibrosa en una lámina. El agua exprimida de la banda la recibe el material textil o materiales textiles de prensa e, idealmente, no retorna a la banda.

La banda, ahora una lámina, avanza finalmente hacia una sección de secador, que incluye al menos una serie de cilindros o tambores secadores rotatorios, que se calientan internamente por vapor. La propia lámina se dirige en una trayectoria serpenteante secuencialmente alrededor de cada uno de la serie de tambores mediante un material textil de secador, que mantiene la banda estrechamente contra las superficies de al menos algunos de los tambores. Los tambores calentados reducen el contenido en agua de la lámina hasta un nivel deseable a través de evaporación.

Debe apreciarse que los materiales textiles de prensa y secador, en formación toman todos la forma de los bucles sin fin en la máquina de papel y funcionan a modo de cintas transportadoras. Debe apreciarse además que la fabricación de papel es un procedimiento continuo que avanza a una velocidad considerable. Es decir, la suspensión fibrosa se deposita de manera continua sobre el material textil en formación en la sección de formación, mientras que una lámina de papel recién fabricada se enrolla de manera continua en rodillos después de que salga de la sección de secador en el extremo posterior de la máquina de papel.

La producción de productos no tejidos también se conoce bien en la técnica. Tales materiales textiles se producen directamente a partir de fibras sin operaciones convencionales de hilatura, tejeduría o tricotado. En su lugar, pueden producirse mediante procedimientos de no tejido hilado (“spun-bonding”) o hilado por fusión (“melt-blowing”) en los que fibras recién extruídas se disponen formando una banda mientras están todavía en un estado caliente, pegajoso tras la extrusión, mediante lo cual se adhieren entre sí para producir una banda no tejida integral.

También puede producirse un producto no tejido mediante operaciones de cardado o deposición por aire en las que la banda de fibras se consolida, posteriormente a la deposición, para dar un producto no tejido mediante punzonado o hidroenmarañado. En éste último, se dirigen chorros de agua a alta presión verticalmente hacia abajo sobre la banda para enredar las fibras entre sí. En el punzonado, el enmarañado se logra mecánicamente a través del uso de un lecho oscilante de agujas dentadas que fuerzan a las fibras en la superficie de la banda adicionalmente al interior de la misma durante el recorrido de entrada de las agujas.

Los materiales textiles industriales sin fin desempeñan un papel clave en estos procedimientos. Generalmente, estos materiales textiles se tejen a partir de un monofilamento de plástico, aunque puede usarse alambre metálico en lugar de monofilamento de plástico cuando las condiciones de temperatura durante un procedimiento de fabricación de materiales textiles no tejidos hacen que sea poco práctico o imposible usar monofilamento de plástico. Tal como es el caso con guarniciones de máquinas de papel, tales materiales textiles industriales funcionan también a modo de cintas transportadoras sobre las que se disponen las bandas y se consolidan de un modo continuo según los métodos descritos anteriormente.

En cada una de estas situaciones, cuando se usa un material textil industrial o para fabricación de papel como cinta transportadora sin fin en un procedimiento de producción continuo, la superficie interna del material textil sin fin se encuentra con componentes estacionarios de la máquina sobre la que está usándose y es susceptible a un desgaste abrasivo que resulta de tal contacto. Para prolongar la vida útil de los materiales textiles, puede aplicarse una capa resistente a la abrasión de un material de resina polimérica a la superficie interna del material textil. Tradicionalmente, la pulverización y el recubrimiento por rodillo de contacto han estado entre las técnicas usadas para aplicar tales recubrimientos. En detrimento suyo, tales técnicas son imprecisas y pueden afectar adversamente a las permeabilidades de los materiales textiles de manera no uniforme y no controlada. Puesto que diferencias localizadas en las permeabilidades pueden afectar visiblemente a la calidad del papel o producto no tejido producido sobre el material textil industrial, ha habido una necesidad de un método para aplicar una capa resistente a la abrasión de un material de resina polimérica a la superficie interna de un material textil sin fin sin afectar adversamente a sus características de permeabilidad.

De manera similar, también ha habido una necesidad de aplicar una capa o recubrimiento de este tipo a la superficie externa del material textil sin fin sin afectar adversamente a su permeabilidad con el fin, por ejemplo, de mejorar la manipulación o el transporte del papel o material textil no tejido que está fabricándose sobre el mismo. Por ejemplo, la patente estadounidense n.º 5.829.488 da a conocer un material textil de secador destinado para su uso en una sección de secador de una sola pasada en una máquina de papel. El material textil de secador es una estructura tejida que tiene un denominado lado del papel que está orientado hacia una lámina de papel en la sección de secador. Al menos algunos de los hilos del material textil de secador en el lado del papel son hidrófilos para mejorar la adhesión entre el material textil de secador y la lámina de papel. Los hilos pueden hacerse hidrófilos recubriendo el lado del papel con un material de resina polimérica hidrófila. Es difícil hacer esto mediante métodos convencionales, es decir, mediante pulverización o recubrimiento por rodillo de contacto, sin afectar adversamente a la permeabilidad del material textil.

Finalmente, también ha habido una necesidad de un método para aplicar un material de resina polimérica a un material textil industrial o para fabricación de papel de una manera controlada para ajustar su permeabilidad a un valor deseado, o bien en regiones seleccionadas o bien a través de toda la superficie del material textil. Podría usarse un método de este tipo para eliminar desvíos localizados de la permeabilidad uniforme deseada para el material textil o para ajustar la permeabilidad del material textil a algún valor uniforme deseado. Por ejemplo, hasta la fecha, cambiar la densidad de hilo MD en los bordes (más tenso para una permeabilidad inferior) frente a una densidad inferior en el centro de un material textil para lograr una permeabilidad superior era un esfuerzo por lograr un perfil de humedad más uniforme en la dirección transversal de la máquina. Sin embargo, este enfoque padecía inconvenientes.

El documento US 6 358 602 da a conocer un procedimiento y un aparato para construir... [Seguir leyendo]

1. Método para fabricar un material textil industrial o para fabricación de papel, comprendiendo dicho método las etapas de;

a) proporcionar un sustrato de base para el material textil;

b) depositar material de resina polimérica sobre dicho sustrato de base en ubicaciones diferenciadas de manera controlada para controlar las dimensiones x, y, z de dicho material depositado para crear un patrón predeterminado en gotitas para proporcionar una propiedad funcional deseada al material textil, y

c) endurecer al menos parcialmente dicho material de resina polimérica.

2. Método según la reivindicación 1, en el que dichas gotitas tienen un diámetro promedio de 10 !m (10 micrómetros) o más.

3. Método según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la etapa opcional de erosionar dicho material de resina polimérica depositado sobre dicho sustrato de base para dotar a dicho material de resina polimérica por encima del plano de la superficie de dicho sustrato de base de un grosor y una lisura uniformes.

4. Método según la reivindicación 1, en el que las etapas b) y c) se realizan secuencialmente sobre franjas sucesivas que se extienden a lo ancho a través de dicho sustrato de base.

5. Método según la reivindicación 1, en el que las etapas b) y c) se realizan secuencialmente sobre tiras sucesivas que se extienden longitudinalmente alrededor de dicho sustrato de base.

6. Método según la reivindicación 1, en el que las etapas b) y c) se realizan en espiral alrededor de dicho sustrato de base.

7. Método según la reivindicación 1, en el que, en la etapa b) , dichas ubicaciones preseleccionadas sobre dicho sustrato de base son nudillos formados por hilos longitudinales de dicho sustrato de base que pasan por encima de hilos transversales.

8. Método según la reivindicación 1, en el que, en la etapa b) , dichas ubicaciones preseleccionadas sobre dicho sustrato de base son nudillos formados por hilos transversales de dicho sustrato de base que pasan por encima de hilos longitudinales.

9. Método según la reivindicación 1, en el que, en la etapa b) , dichas ubicaciones preseleccionadas sobre dicho sustrato de base son intersticios entre hilos longitudinales y transversales de dicho sustrato de base.

10. Método según la reivindicación 1, en el que, en la etapa b) , dicho material de resina polimérica se deposita mediante una disposición de chorros piezoeléctricos que comprende una pluralidad de chorros piezoeléctricos individuales controlados por ordenador.

11. Método según la reivindicación 1, en el que la etapa b) comprende las etapas de:

i) comprobar la superficie de dicho sustrato de base para garantizar que dicho material de resina polimérica se ha depositado sobre dichas ubicaciones preseleccionadas; y

ii) depositar dicho material de resina polimérica sobre dichas ubicaciones preseleccionadas que carecen de material de resina polimérica.

12. Método según la reivindicación 11, en el que dicha etapa de comprobación se realiza por un procesador de reconocimiento rápido de patrón (FPR) que funciona conjuntamente con una cámara de obtención de imágenes digital.

13. Método según la reivindicación 12, en el que dicha etapa de deposición se realiza mediante una disposición de chorros piezoeléctricos acoplados a dicho procesador de FPR.

14. Método según la reivindicación 1, en el que dicho material de resina polimérica se selecciona del grupo que consiste en:

1. materiales de fusión en caliente y materiales de fusión en caliente curados por humedad;

2. sistemas reactivos de dos partes a base de uretanos y compuestos epoxídicos;

3. composiciones de fotopolímero que consisten en monómeros acrilados reactivos y oligómeros acrilados derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres y siliconas; y

4. dispersiones y látices de base acuosa y formulaciones cargadas con partículas, incluyendo compuestos acrílicos y 5 poliuretanos.

15. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de curado se realiza exponiendo dicho material de resina polimérica a una fuente de calor.

16. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de curado se realiza exponiendo dicho material de resina polimérica a aire frío.

17. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de curado se realiza exponiendo dicho material de resina polimérica a radiación actínica.

18. Método según la reivindicación 10, en el que dicha disposición de chorros piezoeléctricos comprende una pluralidad de chorros piezoeléctricos individuales controlados por ordenador, y en el que algunos de dichos chorros piezoeléctricos individuales controlados por ordenador depositan un material de resina polimérica mientras que otros chorros piezoeléctricos individuales controlados por ordenador depositan un material de resina polimérica diferente.

19. Método según la reivindicación 1, que incluye la etapa de proporcionar un sustrato de base tomado del grupo que consiste en tiras de material tejido, no tejido, formado en espiral, con unión en espiral, tricotado, de malla que se enrollan en última instancia para formar un sustrato que tiene una anchura mayor que una anchura de las tiras, o un sustrato de base que incluye napa.