"TECIDO DE SECAGEM POR PASSAGEM DE AR E PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE UM PRODUTO DE PAPEL-TECIDO" Campo da Invenção A presente invenção se refere a tecidos para fabricação de papel e um processo para fabricação de papel tecido decorativo e de volume superior. Mais especificamente, a invenção se refere aos tecidos para fabricação de papel padronizado que possuem visual aperfeiçoado, melhora de textura e adição de uma assinatura do designer de decoração a uma manta fibrosa durante a fabricação de papel e ao processo de uso.
Fundamentos da Invenção Na fabricação de produtos de papel, -especificamente produtos de papel-tecido, é geralmente desejável prover um produto final esteticamente agradável com tanto volume quanto possível, sem comprometer outros atributos do produto- incluindo maciez, flexibilidade, absorvência, contato manual e durabilidade. Contudo, a maior parte das máquinas para fabricação de papel que operam atualmente utilizam um processo conhecido como "prensagem a úmido". Na "prensagem a úmido", uma grande quantidade de água é removida da manta de papel formada recentemente, por prensagem mecânica para retirada da água da manta em um estreitamento por pressão. Uma desvantagem desta etapa de prensagem é que ela torna densa a manta, desta forma diminuindo o volume e absorvência da folha. Um problema encontrado no passado em razão primeiro da prensagem a úmido da manta e/ou então gravação em relevo a seco é a dificuldade de obter-se uma folha base de papel-tecido com boa funcionalidade, tal como absorvência e maciez, em combinação com uma aparência agradável. Esta etapa de prensagem a úmido, enquanto um meio de retirada de água eficaz, comprime a manta e causa uma redução marcante na espessura da manta, reduzindo assim o volume. Além disto, o uso de gravação em relevo para aplicar projetos de assinatura a uma manta seca geralmente resulta em um produto de papel que é áspero ao contato manual, mais rígido nas bordas padronizadas e com absorvência diminuída.
No processo de secagem preferido, a manta úmida é formada por retirada de água do suprimento para fabricação de papel em um meio de formação, tal como um tecido ou arame de formação. Então, a manta úmida é transferida para um tecido de secagem por passagem de ar permeável ao redor de um tambor aberto e seca de modo não compressivo por passagem do ar quente através da manta, enquanto em contato íntimo com o tecido. A secagem por passagem M .um processo preferido de secagem de uma manta, porque ele evita a força compressiva da etapa de retirada de água usada no processo de prensagem a úmido convencional de fabricação do papel- tecido. A manta resultante opcionalmente pode ser transferida para um secador Yankee para nervuramento. Uma vez que a manta está substancialmente seca quando transferida para o secador Yankee, o processo de Secagem por Passagem de Ar e Nervuramento (CTAD) não densifica a folha, tanto quando o processo de prensagem a úmido. Uma manta especificamente preferida é feita usando um processo Secagem por Passagem de Ar Sem Nervuramento (UCTAD) que evita a prensagem em conjunto e produz uma manta de densidade substancialmente uniforme.
Os tecidos para fabricação de papel são bem conhecidas na arte. Exemplos de tecidos para fabricação de papel são conhecidos em Wendt e outros, Patente US número 5.672.248, Chiu e outros, Patente US número 5.429.686 e Johnson e outros, Patente US número 4.514.345, que são desta forma incorporados como referência. Os tecidos de secagem por passagem de ar (TAD) da técnica anterior são em manta e adicionalmente incluem manta de um cordão no tecido em manta para adicionar um plano ou dimensão diferente ao tecido TAD. Como exemplo, a patente de Chiu descreve basicamente um tecido em malha ou em manta que pode ter adicionalmente tecido na mesma, sendo um cordão, ou vários cordões, que repousam em um plano ou dimensão diferente do tecido em manta ou em rede dentro da qual ele é tecido.
Adicionalmente, Chiu revela um tecido esculpido no lado superior do tecido seco por passagem de ar que contata da folha de papel-tecido. A face . inferior do tecido seco por passagem confronta o secador. A folha, quando seca por passagem de ar em contato íntimo com o tecido de base e camada de escultura, forma uma textura de segundo plano uniforme, tridimensional e agradável no papel-tecido resultante. Contudo, o segundo plano texturado uniforme não possui qualquer assinatura decorativa distinta.
Como em Johnson, outros tecidos podem começar com uma manta ou tecido de malha não esculpida convencional como uma base sobre a qual um estêncil pode ser depositado e um polímero aspergído para encher as aberturas no estêncil.
Essencialmente, o polímero é deixado curar e polímero em excesso é lavado da área sobre o estêncil. Estes tecidos são de produção cara e consumidoras em razão do excesso de polímero que deve ser aplicado e lavado. Além disto, o tecido formado não possui o segundo plano texturado e seus atributos associados. A presente invenção supera estas limitações e outras no estado da técnica.
Breve Sumário da Invenção Foi descoberto agora que determinados tecidos TAD podem fornecem volume significativamente maior, flexibilidade aumentada, estética visual e uma alta capacidade de absorvência ao produto de papel resultante. A altura, orientação e disposição das protuberâncias resultantes na folha, em razão do uso de um tecido de secagem por passagem de ar tridimensional com um padrão decorativo sobre a mesma provê volume aumento, flexibilidade e estética visual além de capacidade de absorvência. Todas estas propriedades são desejáveis para os produtos tais como, papel-tecido para uso no rosto, lenços úmidos para limpeza, papel-tecido para banho e toalhas de papel ou produtos para cuidado pessoal correlatos, aqui coletivamente referidos como produtos de papel-tecido. As folhas de papel-tecido feitas de acordo com esta invenção podem ser usadas para produtos de papel- tecido de uma dobra ou várias dobras. O tecido padronizado pode ser formado de vários modos. Em um aspecto de uma concretização, um tecido de secagem por passagem tridimensional é usada para modelar uma folha de papel-tecido em um padrão ou forma tridimensional. Um cordão polimérico é aderido ao lado superior de um tecido de secagem por passagem esculpida, tridimensional, resultando em um padrão decorativo semelhante a encadeamento, tal que a textura de segundo plano uniforme do lado superior fica aparente onde o padrão decorativo formado pelo cordão polimérico está ausente.
Em uma concretização da invenção, o cordão polimérico aplicado ao tecido TAD é coplanar com o lado superior tridimensional.
Em uma concretização adicional, o cordão polimérico aplicado ao tecido TAD é elevado em comparação ao lado superior tridimensional.
Ainda em um segundo aspecto da invenção, esta se refere a um tecido de secagem por passagem de ar para modelagem a úmido de uma folha de papel-tecido em um padrão ou forma tridimensional, por contato de uma folha de papel- tecido com um primeiro lado tridimensional, esculpido de um tecido TAD. Um fio polimérico é estirado dentro do tecido tridimensional TAD formando um padrão, tal que, a primeira superfície texturada fica aparente onde o padrão formado pelo fio polimérico está ausente.
Em outro aspecto de uma concretização, o fio polimérico estirado no tecido TAD é coplanar com o lado superior tridimensional.
Em outra concretização, o fio polimérico estirado dentro do tecido TAD é elevado em comparação ao lado superior tridimensional.
Uma vantagem da presente invenção é a adição de estética visual ao produto de papel-tecido feito com um tecido TAD, sem gravação em relevo por secagem subsequente.
Em algumas concretizações, uma vantagem adicional da invenção é prover um processo para adição de volume e estética visual a um produto de papel-tecido por uso de tecido TAD tridimensional sem precisar alterar qualquer outro valor importante de tecido, equipamento ou processo. A invenção será melhor entendida com relação aos desenhos anexos e descrição detalhada da invenção.
Breve Descrição das Várias Figuras A figura 1 é uma vista plana de um tecido de secagem por passagem de ar do estado da técnica. A figura 2 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 2-2 do tecido de secagem por passagem de ar do estado da técnica da figura 1. A figura 3 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 3-3 do tecido de secagem por passagem de ar do estado da técnica da figura 1. A figura 4 é uma vista plana de uma primeira concretização_do tecido padronizada de secagem por passagem de ar da invenção. A figura 5 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 5-5 do tecido de secagem por passagem de ar da invenção, da figura 4. A figura 6 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 6-6 do tecido de secagem por passagem de ar da invenção, da figura 4. A figura 7 é uma vista plana de uma segunda concretização do tecido de secagem por passagem de ar da invenção. A figura 8 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 8-8 do tecido de secagem por passagem de ar da invenção, da figura 7. A figura 9 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 9-9 do tecido de secagem por passagem de ar da invenção, da figura 7. A figura 10 é uma vista plana de uma terceira concretização de um tecido de secagem por passagem de ar da invenção. A figura 11 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 11-11 do tecido de secagem por passagem de ar da invenção, da figura 10. A figura 12 é uma vista em seção transversal, tomada ao longo da linha 12-12 do tecido de secagem por passagem de ar da invenção, da figura 10. A figura 13 é um fluxograma esquemático para uma concretização de um processo para fabricação de uma folha de papel-tecido de acordo com esta invenção.
Descrição Detalhada dos Desenhos e Concretizações Preferidas da Invenção As figuras 1, 2 e 3 ilustram um tecido de secagem por passagem de ar 1 do estado da técnica, onde articulações de impressão superior são obtidas por adição de um sistema de urdume extra em um projeto base lxl simples. O sistema de urdume extra pode ser "bordado" sobre qualquer estrutura de base do tecido. A estrutura de base torna-se a camada que possui carga e no plano de subnivel serve para delimitar a camada de escultura. A forma mais simples do tecido de base seria uma tecedura em plano lxl. Naturalmente, outras estruturas simples, duplas, triplas ou de múltiplas camadas podem também ser usadas como base.
Abaixo do plano de subnivel indicado pela linha pontilhada 4, o tecido 1 compreende uma camada que possui carga 8, que consiste de uma estrutura de tecido de tecedura plana possuindo fios de urdume de base 12 intertecidos com fios de união 16 em uma tecedura de plano 1 x 1. Acima do plano de subnivel 4, uma camada de escultura 20 é formada por segmentos de cordão de impressão 24, que são bordados dentro da tecedura plana da camada que possui carga 8. No presente exemplo, cada segmento de impressão 24 é formado de um urdume simples em um sistema de urdume extra, que é manipulado, de modo a ser bordado dentro da camada que possui carga. As articulações 28 providas por cada fio de urdume do sistema de urdume extra são alinhadas na direção da máquina em uma seqüência próxima, e os fios de urdume do sistema são espaçados através da largura do tecido 1 conforme mostrado na figura 1. 0 sistema de urdume extra produz uma camada de escultura tridimensional topográfica consistindo essencialmente em articulações na direção da máquina e a superfície superior da camada que possui carga no plano de subnível 4. Nesta estrutura de tecido tridimensional, o plano intermediário que é definido pelo nivel de plano adicional pelas articulações CED tecidas entre a superfície superior e o plano de subnível, coincide com o plano de subnível. Em outras estruturas de tecido tridimensionais mais complicadas, os planos intermediários podem também estar presentes tornando a estrutura mais interessante.
Em outra concretização, um produto de tecido padronizado é formado pelo processo UCTAD de (a) deposição de uma suspensão aquosa de fibras de fabricação de papel (fornecimento) sobre um tecido de formação sem para formar uma manta úmida; (b) retirada da água ou secagem da manta; (c) transferência da manta para um tecido de transferência; (d) transferência da manta para um tecido TAD da presente invenção possuindo um padrão sobre a mesma; (e) deflexão da manta onde a manta é macroscopicamente redisposta para conformar-se substancialmente ao segundo plano texturado e padrão decorativo do tecido TAD da presente invenção; e (f) secagem por passagem do ar da manta por ar a vácuo através da mesma.
Em outra concretização da invenção, mostrada nas figura 4-6, pode ser usado um tecido de secagem por passagem de ar tecida 10 possuindo uma superfície texturada para fornecer textura à folha de papel-tecido (não mostrada) . 0 tecido TAD 10 possui uma primeira superfície 36 e uma segunda superfície 40. A primeira superfície 36 do tecido de secagem por passagem de ar 10 entra em contato com a folha de papel-tecido formada recentemente e uma segunda superfície 40 está localizada oposta à primeira superfície 36 do tecido de secagem por passagem de ar 10.
Um cordão polimérico 44 é aderido à primeira superfície 36 do tecido de secagem por passagem de ar 10 texturada. Em uma concretização, o cordão polimérico 44 pode ser aderido à primeira superfície 36 por um extrusor ou outro aplicador semelhante. 0 cordão polimérico 44 é aderido à primeira superfície 36 do tecido de secagem por passagem de ar 10 de tal maneira a formar um padrão semelhante a encadeamento 48, sobre a primeira superfície 36 da folha de secagem por passagem de ar 10. Desta maneira, a superfície texturada do tecido TAD 10 é aparente onde a área de padrão 4 8 formada pelo cordão polimérico 44 está ausente.
Em outra concretização, um cordão polimérico 44 é extrusado e/ou aderido à superfície texturada do tecido de secagem por passagem de ar 10, de modo a formar um padrão semelhante a encadeamento 48. O cordão polimérico pode ter uma forma circular ou outra forma em seção transversal.
Material polimérico supérfluo é removido da primeira superfície 36 do tecido 10, de modo que o cordão polimérico 44 e a parte superior dos fios que constituem a textura 28 do tecido 10 sejam coplanares. O material polimérico pode ser removido por qualquer maneira conhecida na técnica incluindo, porém não limitado ao lixamento, raspagem, corte, serra e/ou descascamento. Desta maneira, a parte superior 52 do cordão polimérico 4 4 é coplanar com a parte superior da superfície articulada ou texturada 28.
Adicionalmente, a ação de raspagem ou remoção de algum cordão polimérico, de modo a prover um cordão polimérico 44 que seja coplanar com a superfície articulada ou texturada 28 já presente no tecido de secagem por passagem de ar 10, desta forma aplaina um lado do cordão polimérico 44. O cordão polimérico 44 que não é removido da superfície 36 do tecido 10 forma um padrão semelhante a encadeamento 48 no tecido 10. 0 padrão semelhante a encadeamento 4-8 aparece riõ produto de papel-tecido resultante como a ausência de textura.
Em outra concretização mostrada nas figuras 7-9, um cordão polimérico 45 é extrusado em um tecido TAD 30 possuindo uma textura de superfície superior 31. O cordão polimérico 45 é aplicado de modo a formar um padrão elevado 60, acima do plano de textura 31. Este padrão resulta em um padrão elevado sobre a folha de papel-tecido, devido a uma área semelhante a "pasta de dente" redonda, lisa, sem textura, saliente do padrão 60. A saliência na folha de papel-tecido, devido à presença de cordão polimérico no tecido 30, é elevada acima do restante da folha de papel- tecido. Nesta concretização, a parte superior 52 do cordão polimérico 45 e a parte superior da textura 31 não são coplanares.
Em outra concretização, mostrada nas figuras 10-12, um padrão semelhante a encadeamento é costurado ao tecido TAD texturado 50 usando um fio 64. Onde o fio 64 é costurado ao tecido TAD texturada 50, ele produzirá uma folha de papel-tecido resultante, uma ausência de textura correspondendo ao fio costurado 64 no tecido TAD 50. Um padrão semelhante a encadeamento decorativo é composto de segmentos de linha lisos de comprimento e orientação diferentes, quando comparado à textura de segundo plano. O comprimento e orientação dos segmentos de linha são escolhidos quanto a sua aparência estética. A textura do segundo plano e o padrão semelhante a encadeamento decorativo 70 podem ou não ser coplanares na folha de papel-tecido resultante.
Um aparelho exemplar no qual o tecido TAD 10, 30 jpu 50 pode ser usada para fabricação de produto de papel- tecido possuindo volume aumento e estética visual é mostrado na figura 13 e descrito na Patente US número 5.746.887 de Wendt e outros, incorporada aqui como referência. Em geral, no campo da técnica, fibras para fabricação de papel podem ser conhecidas como um fornecimento. Adicionalmente, a malha de fio fino 72, pode também ser conhecida como um tecido de formação.
Inicialmente, uma corrente 71 de uma suspensão aquosa de fibras para fabricação de papel é injetada em uma malha de fio fino 72, onde uma quantidade substancial de água é removida do fornecimento. O fornecimento é então transferido através do rolo de transferência 74 para um tecido de formação 73, que serve para sustentar e transportar a manta úmida formada recentemente a jusante. A manta é então transferida do tecido de formação 73 para o tecido de transferência 77.
Através da ajuda de um rolo de transferência a vácuo ou sapata 80, a manta úmida é transferida e moldada em um tecido TAD padrão 10, 30 ou 50. Enquanto no tecido TAD 10, 30 ou 50, a manta úmida é opcionalmente transportada através de uma caixa de vácuo e adicionalmente a água é retirada. Em uma concretização, a manta úmida é moldada em um tecido TAD 10, 30 ou 50 que circunda um tambor através do qual é passado ar quente. A passagem de ar quente através da manta remove a umidade e seca a manta. Durante a secagem por passagem de ar, a manta é reclassifiçada, seca e modelada eficazmente induzindo a uma folha de base tridimensional. A manta seca recentemente conforrr.a-se ~à forma do tecido TAD 10, 30 ou 50.
Em uma concretização adicional, a folha é transferida em grandes movimentos entre os tecidos 73 e 77. Ainda em outra concretização, a retirada de água adicional da manta úmida pode ser realizada, tal como por sucção de vácuo de ar adicional, enquanto a manta úmida é suportada pelo tecido de formação 73. A manta é finalmente seca a uma consistência de cerca de 94% ou maior no tecido TAD 10, 30 ou 50 pelo secador por passagem 81.
Após ser seca no secador de passagem 81, a manta é transferida para um tecido de transporte 82. A folha de base seca 83 é transportada para o carretei 84 usando tecido de transporte 82. Um tecido de transporte opcional e adicional 85 pode também ser usado no transporte. Um rolo de giro pressurizado opcional 86 pode ser usado para facilitar a transferência da manta do tecido de transporte 82 para o tecido opcional 85. A presente invenção, utilizando o tecido TAD 10, 30 ou 50 e processo da presente invenção evita a compressão da manta, desta forma impedindo e melhorando o volume da manta. Se um secador Yankee for usado em todo o presente processo, ele é usado primariamente para nervurar a manta ao invés de secar a mesma, uma vez que a manta é substancialmente seca quando é transferida para a superfície do secador Yankee. A transferência para um secador Yankee não afeta adversa e significativamente o volume da manta, porque as ligações de fabricação de papel da manta já foram formadas. Adicionalmente, a manta é muito mais resiliente no estado seco. Adicionalmente, a transferência para um secador Yankee não afeta o volume de manta, pelo menos porque o tecido TAD permite que uma área pequena de contato íntimo na parte superior das articulações com a folha de base de papel-tecido.
Em contraste com a técnica anterior, o processo de secagem por passagem desenvolvido presentemente evita a compressão da manta, a fim de preservar e melhorar o volume. Contudo, além disto, a presente invenção envolve a secagem da folha de base com um tecido de secagem por passagem de ar possuindo uma textura de segundo plano e um padrão decorativo na mesma, de modo que a textura do segundo plano e o padrão decorativo tornam-se inerentes na folha, provendo aparência estética para o usuário final. A revelação é provida apenas como um exemplo e são previstas concretizações adicionais que estão dentro espirito da invenção. Portanto, isto deve ser limitado apenas pelas reivindicações que se seguem que definem a invenção.