MXPA05007192A

MXPA05007192A - Metodo para controlar una deposicion de un polimero sobre una tela industrial y tela industrial.

Info

Publication number: MXPA05007192A
Application number: MXPA05007192A
Authority: MX
Inventors: E Kramer Charles
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-09-12
Also published as: AU2003295412B2; TW200415287A; US7919173B2; NZ540788A; CA2510608C; RU2005124306A; ZA200504941B; TWI329148B; WO2004061216A1; ES2398228T3; CA2510608A1; KR101158104B1; US20070286951A1; KR20050091044A; CN100532710C; JP4829500B2; NO20053699L; NO20053699D0; BR0317884A; BR0317884B1

Abstract

Un metodo para fabricar una tela industrial o para maquina papelera requiere la aplicacion de un material de resina polimerica sobre locaciones preseleccionadas sobre un substrato desnudo usando un arreglo de piezoboquillas que deposita le material de resina polimerica en gotitas teniendo un diametro promedio de (10)( (10 micrones) o mas. Las locaciones preseleccionadas, por ejemplo, pueden tener nudillos formados por el entretejido de los hilos que forman la tela o intersticios entre los hilos. El proposito de una aplicacion precisa tal de la resina es controlar las propiedades funcionales de la tela, tales como permeabilidad y resistencia a la abrasion. El material de resina polimerica es estabilizado por medios apropiados a su composicion, y, opcionalmente, puede ser desbastado para proveer al material de resina polimerica sobre la superficie plana del substrato base con un espesor uniforme.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR UNA DEPOSICIÓN DE UN POLÍMERO SOBRE UNA TELA INDUSTRIAL E TELA INDUSTRIAL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona, en parte, con las artes de la fabricación de papel, y específicamente con las telas, comúnmente referidas como textiles para máquinas papeleras, sobre las que se fabrica el papel en las máquinas papeleras . La presente invención también se relaciona con la fabricación de artículos y telas no tejidos por procesos tales como idroenmarañado, y específicamente a las así llamadas telas industriales sobre las que tales artículos y telas son f bricados. Más específicamente aún, la presente invención se refiere a la provisión de tales telas con propiedades funcionales deseadas por medio de la deposición controlada sobre las mismas de materiales de resina polimérica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como es bien conocido para aquellos con conocimientos ordinarios en el arte, el proceso de fabricación de papel inicia con la deposición de un lodo fibroso, esto es, una dispersión acuosa de fibras celulósicas, sobre una tela de formado móvil en la sección de formado de una máquina papelera. Una gran cantidad de agua se drena del lodo a través de la tela de formado durante el proceso, dejando a la red fibrosa sobre su superficie.

La red recién formada procede desde la sección de formado a una sección d prensa, que incluye una serie de prensas de pellizco. La red fibrosa pasa a través de las prensas de pellizco soportada por una tela de prensa, o como es frecuente el caso, entre dos telas de prensa. En las prensas de pellizco, la red fibrosa se sujeta a fuerzas compresivas que exprimen el agua de ella, y que adhieren sus fibras constitutivas una a la otra para tornar la red fibrosa en una hoja. El agua exprimida de la red es aceptada por la tela o telas de prensa e, idealmente, no retorna a la red.

La red, ahora una hoja, finalmente procede a una sección de secado, que incluye al menos una serie de tambores o cilindros rotatorios de secado, que son calentados internamente por vapor. La hoja misma es- dirigida en un patrón serpenteante secuencialmente cerca de cada uno en la serie de tambores por una tela de secado, que mantiene a la red estrechamente contra las superficies de al menos algunos de los tambores . Los tambores calentados reducen el contenido de agua de la hoja a un nivel deseable por evaporación.

Deberá apreciarse que las telas de formado, prensa y secado todas toman la forma de bucles sinfín sobre la máquina papelera y funcionan a la manera de transportadores . Deberá apreciarse además que la fabricación de papel es un proceso continuo que procede a velocidades considerables. Es decir, el lodo fibroso se deposita continuamente sobre la tela de formado en la sección de formado, mientras que una hoja de papel recién fabricado se enrolla continuamente sobre rodillos después de su salida de la sección de secado en el extremo corriente abajo de la máquina papelera.

La producción de productos no tejidos también es bien conocida en el arte. Tales telas se producen directamente a partir de fibras sin operaciones convencionales de hilado, tejido o anudado. En vez de ello, pueden ser producidas por procesos de hilado no tejido o soplado en fundido en que fibras recién extruídas se fijan para formar una red mientras aún están calientes, una condición pegajosa que sigue a la extrusión, por lo que se adhieren unas a otras para obtener una red integral no tejida.

Productos no tejidos también pueden ser producidos por operaciones de fijación por aire o cardado, donde la red de fibras se consolida, subsecuente al depósito, en una producto no tejido, por agujado o hidroenmarañado . En el último, chorros de agua a alta presión se dirigen verticalmente hacia abajo sobre la red para enmarañar las fibras una con otra. En el agujado, el enmarañado se logra mecánicamente por el uso de una cama reciprocante de agujas con púas que fuerzan a las fibras sobre la superficie de la red hacia el interior durante el golpe de entrada de las agujas.

Las telas industriales sinfín juegan un papel clave en estos procesos. Generalmente, estas telas se tejen a partir de monofilamento plástico, aunque puede emplearse alambre metálico en vez de monofilamento plástico cuando las condiciones de temperatura durante un proceso de fabricación de no tejidos hacen impráctico o imposible usar monofilamento plástico. Como es el caso de los textiles para máquina papelera, tales telas industriales funcionan también a manera de transportadores sobre las que las redes reposan y se consolidan en una forma continua de acuerdo con los métodos descritos arriba.

En cada una de estas situaciones, donde se usa una tela para máquina papelera o industrial como un transportador sinfín en un proceso de producción continuo, la superficie interior de la tela sinfín encuentra componentes estacionarios de la máquina sobre la que está siendo usada y es susceptible al desgaste abrasivo que resulta de tal contacto. Para prolongar la vida útil de las telas, una capa resistente a la abrasión de un material de resina polimérica puede aplicarse a la superficie interna de la tela. Tradicionalmente, el rociado y recubrimiento por rodillo de recubrimiento inferior (kiss-rolling) han estado entre las técnicas usadas para aplicar tales recubrimientos. En desventaja, tales técnicas son imprecisas y pueden afectar adversamente las permeabilidades de las telas de una manera no uniforme y sin control. Como las diferencias localizadas en la permeabilidad pueden afectar visiblemente la calidad del papel o producto no tejido producido sobre la tela industrial, ha habido una necesidad por un método de aplicación de una capa resistente a la abrasión de un material de resina polimérica a la superficie interior de una tela sinfín sin afectar adversamente sus características de permeabilidad.

En la misma línea, existe también una necesidad para aplicar una capa o recubrimiento tal a la superficie exterior de la tela sinfín sin afectar adversamente su permeabilidad para, por ejemplo, mejorar el manejo o el traslado del papel o tela no tejida que está siendo fabricado sobre ella. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos No. 5,829,488 describe una tela de secado prevista para usarse en una sección de secado de carrera simple en una máquina papelera. La tela de secado es una estructura tejida que tiene un así llamado lado del papel que enfrenta una hoja de papel en la sección de secado. Al menos algunos de los hilos de la tela de secado sobre el lado del papel son hidrofílicos para mejorar la adhesión entre la tela de secado y la hoja de papel. Los hilos se pueden hacer hidrofílicos al recubrir el lado del papel con un material de resina polimérica hidrófilo. Es difícil hacerlo por métodos convencionales, esto es, por rociado o recubrimiento con rodillo de recubrimiento inferior, sin afectar adversamente la permeabilidad de la tela.

Finalmente, también existe una necesidad por un método para aplicar un material de resina polimérica a una tela para máquina papelera o industrial de una manera controlada para ajustar su permeabilidad a un valor deseado ya sea en regiones selectas o a través de la superficie completa de la tela. Un método tal podría ser usado, para remover alejamientos localizados de la permeabilidad uniforme deseada para la tela o para ajustar la permeabilidad de la tela a algún valor uniforme deseado. Por ejemplo, hasta ahora al cambiar el conteo de hilos MD en los bordes (más estrecho para menor permeabilidad) versus un conteo menor en el centro de una tela para mayor permeabilidad, fue un esfuerzo para lograr un perfil de humedad más uniforme en la dirección transversal a la máquina. Esta aproximación sufrió algunos inconvenientes .

La presente invención proveé por estas necesidades al proporcionar un método en que material de resina polimérica puede ser aplicado a la superficie de una tela para máquina papelera o industrial con un alto nivel de control y precisión como para no afectar su permeabilidad, y lograr un efecto deseado o para afectarlo de una manera deseada tal como para cambiar el área de contacto superficial, y la resistencia a la abrasión con un efecto mínimo sobre la permeabilidad o, en contraste, cambiar el volumen vacío o los alejamientos localizados de la permeabilidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De manera acorde, la presente invención es un método para fabricar una tela para máquina papelera o industrial teniendo una propiedad funcional, tal como permeabilidad o resistencia a la abrasión, controlada a través de la aplicación precisa e un material de resina polimérica sobre o dentro de su superficie. El método comprende una primer etapa de proveer un substrato base para la tela.

El material de resina polimérica se deposita sobre locaciones preseleccionadas en el substrato base por al menos una piezoboquilla, en gotitas teniendo un diámetro promedio de (10)µ ((10) micrones) o más. El material de resina polimérica se estabiliza o fija después por medios apropiados.

Las locaciones preseleccionadas pueden, por ejemplo, ser los nudillos formados sobre la superficie de la tela por el entretejido de sus hilos, si es la resistencia a la abrasión o el manejo de hoja lo que se va a controlar. Las locaciones preseleccionadas pueden ser intersticios entre los hilos, si la permeabilidad es la propiedad funcional a ser controlada.

Subsecuentemente, el recubrimiento de material de resina polimérica puede opcionalmente ser desbastado para proveerlo con un espesor uniforme sobre el plano superficial del substrato base para mejorar la lisura superficial o incrementar el área de contacto.

La presente invención será descrita ahora en más completo detalle, haciendo referencia frecuente a las figuras identificadas abajo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista esquemática de un aparato usado en la fabricación de telas para máquinas papeleras e industriales, de acuerdo con el método de la presente invención.

La Figura 2 es una vista de planta de una tela completa como aparecería a la salida del aparato de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de una variedad de formas representativas del material depositado.

Las Figuras 4A-C son vistas representativas lateral y superior de la aplicación de resina entre los hilos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS El método para la fabricación de tela para máquina papelera o industrial de acuerdo con la presente invención inicia con la provisión de un substrato base. Típicamente, el substrato base es una tela tejida a partir de hilos monofilamento . Más ampliamente, sin embargo, el substrato base puede ser una tela tejida, no tejida, ligada en espiral o anudada, comprendiendo hilos de alguna de las variedades usadas en la producción de textiles para máquinas papeleras o de telas industriales usadas para la fabricación de artículos y productos no tejidos, tales como hilos monofilamento, monofilamento plisado, multif lamento y multifilamento plisado. Estos hilos se pueden obtener por extrusión a partir de materiales de resina polimérica usados para este propósito por aquellos con conocimientos ordinarios en el arte. De manera acorde, las resinas de las familias de poliamida, poliéster, poliuretano, poliaramida, poliolefina y otras, pueden emplearse .

Alternativamente, el substrato base puede estar compuesto de telas de malla, tales como aquellas mostradas en la patente de los Estados Unidos No. 4,427,734 comúnmente asignada a Johnson, las enseñanzas de la cual se incorporan a la presente por referencia. El substrato base puede ser además, una banda ligada en espiral de la variedad mostrada en muchas patentes de los Estados Unidos, tales como la patente de los Estados Unidos No. 4,567,077 para Gauthier, las enseñanzas de la cual también se incorporan a la presente por referencia.

Más aún, el substrato ' base puede ser producido por en enrollado en espiral de una tira de tela tejida, no tejida o malla de acuerdo con los métodos mostrados en la patente de los Estados Unidos No. 5,360,656 comúnmente asignada a Rexfelt et al . , las enseñanzas de la cual son incorporadas a la presente por referencia. El substrato base puede comprender, de manera acorde, una tira enrollada en espiral, en donde cada vuelta de la espiral se une a la siguiente por una costura continua haciendo al substrato base sinfín en una dirección longitudinal .

Lo anterior no debiera ser considerado que sean las únicas formas posibles para el substrato base. Cualqueira de las variedades de substrato base usadas por aquellos con conocimientos ordinarios en textiles para máquinas papeleras y artes relacionadas puede ser usado alternativamente .

Una vez que se ha provisto el substrato base, una o más capas de tapete de fibra base pueden sujetarse opcxonalmente a uno o ambos de sus dos lados por métodos bien conocidos para aquellos con conocimientos ordinarios en el arte. Quizá el método mejor conocido y más comúnmente usado es aquel de agujado, en donde las fibras base individuales en el tapete se dirigen dentro del substrato base por una pluralidad de agujas reciprocantes con púas. De manera alternativa, las fibras base individuales pueden sujetarse al substrato base por idroenmarañamiento, en donde finos chorros de agua a alta presión realizan la misma función que las agujas reciprocantes con púas antes mencionadas. Se reconocerá que, una vez que el tapete de fibra base se ha sujetado al substrato base por alguno de estos u otros métodos conocidos para aquellos con conocimientos ordinarios en el arte, se podría tener una estructura idéntica a aquella de una tela de prensa de la variedad generalmente usada para desaguar una red de papel húmedo en la sección de prensa de una máquina papelera .

En algunos casos, puede ser necesario aplicar una capa inicial o un tapete adicional a la estructura después de la aplicación de la resina. En tales casos la resina con patrón puede caer deba o de una capa de fibras de tapete. También, la capa de resina puede residir en un laminado, quizá entre dos estructuras base para impedir, por ejemplo, el "anidado" o para alcanzar otros resultados deseables.

Una vez que el substrato base, con o sin la adición de material de tapete de fibra base sobre uno o almos de sus lados ha sido provisto, se monta sobre el aparato (10) mostrado esquemáticamente en la Figura 1. Debe entenderse que el substrato base puede ya ser sinfín o cosible en forma sinfín durante la instalación sobre una máquina papelera. Como tal, el substrato base (12) mostrado en la Figura 1 debe entenderse que es una porción relativamente corta de la longitud total del substrato base (12) . Donde el substrato base (12) es sinfín, éste debiera ser prácticamente montado cerca de un par de rodillos, no ilustrados en la figura pero muy familiares para aquellos con conocimientos ordinarios en las artes de textiles para máquinas papeleras . En una situación tal, el aparato (10) podría disponerse en una de las dos corridas, más convenientemente en la corrida superior, del substrato base (12) entre los dos rodillos. Ya sea sinfín o no, sin embargo, el substrato base (12) preferentemente se coloca bajo un grado de tensión apropiado durante el proceso. Más aún, para prevenir el colgado, el substrato base (12) puede soportarse desde abajo por un miembro de soporte horizontal cuando se mueve a través del aparato (10) .

Con referencia ahora más específicamente a la Figura 1, donde el substrato base (12) se indica como moviéndose en una dirección hacia arriba a través del aparato (10) cuando el método de la presente invención se está llevando a cabo, el aparato (10) comprende una secuencia de varias estaciones a través de las cuales el substrato base (12) puede pasar incrementalmente como una tela que está siendo fabricada del mismo .

Las estaciones se identifican como sigue: 1. estación de depósito del polímero, opcional, (14); 2. estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes, (24) ; 3. estación de estabilización opcional (36); y 4. estación de desbastado opcional (44) .

En la primer estación, la estación opcional de depósito de polímero (14) , un arreglo de piezoboquillas (16) montadas sobre rieles transversales (18) , (20) y trasladable sobre ellos en una dirección transversal a aquella del movimiento del substrato base (12) a través del aparato (10) , así como entre ellos en una dirección paralela a aquella del movimiento del substrato base (12) , puede usarse para depositar en etapas repetidas para edificar la cantidad deseada de un material de resina polimérica sobre o dentro del substrato base (12) mientras el substrato base (12) está en reposo. La estación opcional de depósito de polímero (14) se puede usar para depositar el material de resina polimérica más uniformemente sobre el substrato base que como podría ser completado usando técnicas convencionales, tales como rociado, si se desea. Debe entenderse, sin embargo, que la estación de depósito de polímero (14) podría aplicar el material de resina polimérica indiscriminadamente a ambos hilos del substrato base (12) y a los espacios o intersticios entre los hilos . Esto puede no ser deseado en todas las aplicaciones y, como tal, el uso de la estación de depósito de polímero (14) es opcional en la presente invención.

En adición, el depósito de material necesario, no solo es posible en el movimiento transversal del substrato base sino que puede ser paralelo a tal movimiento, espiral a tal movimiento o en cualquier otra manera apropiada para el propósito .

El arreglo de piezoboquillas (16) comprende al menos una pero preferentemente una pluralidad de piezoboquillas individuales controladas por computadora, cada una funcionando como una bomba cuyo componente activo es un elemento piezoeléctrico . Como un asunto práctico, se puede utilizar un arreglo de hasta 256 piezoboquillas o más, si la tecnología lo permite.

El componente activo es un cristal o cerámico que es deformado físicamente por una señal eléctrica aplicada. Esta deformación permite que el cristal o cerámico funcione como una bomba, que eyecta físicamente una gota de un material líquido cada vez que se recibe una señal eléctrica apropiada. Como tal, este método de usar piezoboquillas para suministrar gotas de un material deseado en respuesta a señales eléctricas controladas por computadora se refiere comúnmente como un método de "goteo baj o demanda" .

Con referencia nuevamente a la Figura 1, el arreglo de piezoboquillas (16) , iniciando desde un borde del substrato base (12), o preferentemente, desde un hilo de referencia extendiéndose longitudinalmente en él, se traslada longitudinal y transversalmente a través del substrato base (12), mientras el substrato base (12) está en reposo, deposita el material de resina polimérica en la forma de gotitas extremadamente pequeñas teniendo un diámetro nominal de (10) µ (10 micrones) o más, tal como 50µ (50 micrones) o 100µ (100 micrones) , sobre el substrato base (12) . La traslación del arreglo de piezoboquillas (16) a lo largo y ancho con relación al substrato base (12) , y el depósito de gotitas del material de resina polimérica desde cada piezoboquilla en el arreglo (16) , son controlados de una manera controlada para controlar la geometría en tres planos, largo, ancho y profundidad o altura (direcciones de dimensión x, y, z) del patrón que está siendo formado por la computadora para aplicar repetidamente a manera de edificar la cantidad deseada de material en la forma deseada del material de resina polimérica por unidad de área de la estructura base (12) .

En la presente invención, en que el arreglo de piezoboquillas se usa para depositar un material de resina polimérica sobre o dentro de una superficie del substrato base (12) , la elección del material de resina polimérica se limita por el requerimiento de que su viscosidad sea 100 cps (100 centipoise) o menos en el momento de la distribución, esto es, cuando el material de resina polimérica está en la boquilla de una piezoboquilla listo para depositar, de manera que las piezoboquillas individuales pueden proveer el material de resina polimérica a una tasa de distribución de gotas constante. Un segundo requisito que limita la elección del material de resina polimérica es que debe estabilizarse parcialmente durante su calda, como gota, desde una piezoboquilla al substrato base (12) ; o después de aterrizar sobre el substrato base (12) , para impedir que el material de resina polimérica fluya y para mantener el control sobre el material de resina polimérica para asegurar que permanece en la forma de una gota donde aterriza sobre el substrato base (12) . Materiales de resina polimérica apropiados que logran estos criterios son: 1. fundidos en caliente y fundidos en caliente curados por humedad; 2. sistemas reactivos de dos partes basados en uretanos y epoxies; 3. composiciones de fotopolímero consistentes en monómeros acrilados y oligómeros acrilados reactivos derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres y silicones; y 4. látex basados en agua y dispersiones y formulaciones con cargas de partículas incluyendo acrílicos y poliuretanos .

Debe entenderse que el material de resina polimérica necesita estar fijo sobre o dentro del substrato base (12) después de su depósito sobre el mismo. Los medios por los cuales el material de resina polimérica se estabiliza o fija depende de sus propios requerimientos físicos y/o químicos. Los fotopolímeros se curan con luz, mientras que los materiales fundidos en caliente se fijan por enfriamiento. Los látex con base agua y dispersiones se secan y luego se curan con calor, y los sistemas reactivos se curan por calor. De manera acorde, los materiales de resina polimérica pueden estabilizarse por curado, enfriamiento, secado o cualquier combinación de ellos .

El grado de precisión de la boquilla al depositar el material dependerá de las dimensiones y forma de la estructura que está siendo formada. El tipo de boquilla usada y la viscosidad del material que está siendo aplicado también impactarán la precisión de la boquilla seleccionada.

La fijación apropiada del material de resina polimérica se requiere para controlar su penetración en y la distribución dentro del substrato base (12), esto es, para controlar u confinar el material dentro del volumen deseado o sobre la superficie del substrato base (12) . Tal control es importante bajo el plano superficial del substrato base (12) para impedir la capilarización y extensión. Tal control debe ser ejercido, por ejemplo, por mantener al substrato base (12) a una temperatura que causará que el material de resina polimérica se fije rápidamente al contacto. El control también debe ejercerse al usar dichos materiales teniendo tiempos de curado o reacción bien conocidos o bien definidos sobre substratos base teniendo un grado de apertura tal que el material de resina polimérica se fijará antes de que tenga tiempo de extenderse más allá del volumen deseado del substrato base (12) .

Cuando se ha aplicado la cantidad deseada de material de resina polimérica por unidad de área en una banda entre los rieles transversales (18) , (20) a través del substrato base (12) , si hay alguno, el substrato base (12) se avanza longitudinalmente una cantidad igual al ancho de la banda, y el procedimiento descrito arriba se repite para aplicar el material de resina polimérica en una nueva banda adyacente a aquella previamente completada. De esta manera repetitiva, el substrato base (12) completo puede ser provisto de cualquier cantidad deseada de material de resina polimérica por unidad de área .

Alternativamente, el arreglo de piezoboquillas (16) , nuevamente iniciando desde un borde del substrato base (12) , o preferentemente desde un hilo de referencia extendiéndose longitudinalmente en él, se mantiene en una posición fija con relación a los rieles transversales (18) , (20) , mientras que el substrato base (12) se mueve debajo de él, para aplicar cualquier cantidad deseada del material de resina polimérica por unidad de área en una tira longitudinal cerca del substrato base (12) . Al completar la tira longitudinal, el arreglo de piezoboquillas se mueve a lo ancho sobre los rieles transversales (18) , (20) en una cantidad igual al ancho de la tira longitudinal, y el procedimiento descrito arriba se repite para aplicar el material de resina polimérica en una nueva tira longitudinal adyacente a aquella previamente completada. De esta manera repetitiva, el substrato base (12) completo puede proveerse con la cantidad deseada de material de resina polimérica por unidad de área, si se desea.

Una o más pasadas sobre el substrato base (12) pueden realizarse por el arreglo de piezoboquillas (16) para depositar la cantidad de material deseada y para crear una forma deseada. En este aspecto, los depósitos pueden tomar cualquier número de formas como se ilustra de manera general en la Figura 3. Las formas pueden ser cuadrada, cónica redonda, rectangular, oval, trapezoidal, etc., con una base gruesa estrechándose hacia arriba. Dependiendo del diseño elegido, la cantidad de material depositada puede ser encapada de manera decreciente conforme la boquilla pase repetidamente sobre el área de depósito.

En un extremo de los rieles transversales (18) , (20) , se provee una estación de verificación de boquillas (22) para probar el flujo del material de resina polimérica de cada piezoboquilla en el arreglo de piezoboquillas (16) . Ahí, las piezoboquillas pueden purgarse y limpiarse para restaurar la operación automáticamente por cualquier malfuncionamiento de la unidad de piezoboquillas.

En la segunda estación, la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24) , la única estación no opcional en la presente invención, los rieles transversales (26) , (28) soportan una cámara de imágenes digitales (30) , que es trasladable a través del ancho del substrato ¦ base (12) , y un arreglo de piezoboquillas (32) , que es trasladable a través de ambos, el ancho del substrato base (12) y la longitud con relación al mismo entre los rieles transversales (26) , (28) mientras que el substrato base (12) está en reposo .

La cámara de imágenes digitales (30) ve la superficie del substrato base (12) para localizar los hilos del substrato base (12) y los espacios o intersticios entre los hilos. Comparaciones entre la superficie actual y la apariencia deseada se hacen por un procesador de reconocimiento rápido de patrones (FPR) operando en conjunción con la cámara de imágenes digitales (30) . El procesador FPR envía señales al arreglo de piezoboquillas (32) para depositar material de resina polimérica sobre las locaciones que lo requieren para ajustarse a la apariencia deseada. Por ejemplo, si se desea que los intersticios sean bloqueados por el material de resina polimérica en alguna secuencia para controlar la permeabilidad de la tela en una manera deseada, un resultado tal se puede lograr por la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24). Nótese como se muestra en las Figuras 4A-C el llenado del espacio (11) entre hilos (13) y por encima del hilo (15) se puede proveer a través del depósito controlado de un material de resina (17) sobre el hilo (19) de manera de proveer una superficie con uniformidad y planaridad.

Alternativamente si el material de resina polimérica va a ser depositado solamente sobre los hilos, más que en los intersticios entre ellos, esto puede lograrse por la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24). Como antes, se provee en un extremo de los rieles transversales (26) , (28) , una estación de verificación de boquillas (34) para probar el flujo de material de cada boquilla. Ahi, cada piezoboquilla en el arreglo de piezoboquillas (32) puede ser purgada y limpiada para restaurar la operación automáticamente por cualquier malfuncionamiento de la unidad de piezoboquilla.

En la tercer estación, la estación opcional de estabilización (36) , los rieles transversales (38) , (40) soportan un dispositivo de fijación (42) , que puede ser requerido para fijar el material de resina polimérica que está siendo usado. El dispositivo de estabilización (42) puede ser una fuente de calor, por ejemplo, una fuente infrarroja, de aire caliente, microondas o láser, aire frío o una fuente de luz ultravioleta o visible, la elección siendo gobernada por los requerimientos del material de resina polimérica que está siendo usado .

Finalmente, la cuarta y última estación es la estación opcional de desbastado (44) , donde un abrasivo apropiado se usa para proveer a algún material de resina polimérica sobre el plano superficial del substrato base (12) con un espesor uniforme. La estación opcional de desbastado (44) puede comprender un rodillo teniendo una superficie abrasiva, y otro rodillo o superficie de respaldo en el otro lado del substrato base (12) para asegurar que el desbastado resultará en un espesor uniforme .

Como un ejemplo, se hace referencia ahora a la Figura 2, que es una vista de planta de un substrato base (12) teniendo un material de resina polimérica depositado en locaciones precisas sobre la superficie del mismo de acuerdo con la presente invención. El substrato base (12) se teje a partir de hilos longitudinales (52) e hilos transversales (54) en un tejido plano de una capa, aunque debiera entenderse que los inventores no pretenden que la práctica de esta invención sea limitada a un tejido tal. Los hilos longitudinales (52) forman nudillos (56) donde ellos pasan sobre los hilos transversales (54) . Similarmente, los hilos transversales (54) forman nudillos (58) donde ellos pasan sobre los hilos longitudinales (52) . Una pluralidad de intersticios (60) se forman entre los hilos longitudinales (52) y los hilos transversales (54) por el entretejido de los mismos.

La Figura 2 es una vista de planta de una tela completada como aparecería a la salida de la estación opcional de estabilizado (36) y la estación opcional de desbastado (44) del aparato (10) . La tela (62) tiene ciertos intersticios preseleccionados 60 bloqueados por material de resina polimérica (64) depositado precisamente en aquellas locaciones por la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24) para controlar la permeabilidad de la tela (62) en una manera predeterminada. En adición, los nudillos (56) , (58) tienen un recubrimiento (64) aplicado a los mismos. El recubrimiento (64) podría ya ser para resistencia a la abrasión, si la vista en la Figura 2 es del lado posterior de la tela (62) , o para un manejo d hoja mejorado, si la vista es del lado del papel de la tela (62) . El recubrimiento (64) es aplicado de manera precisa a los nudillos (56) , (58) por la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24) .

Nótese que el patrón puede ser aleatorio, un patrón aleatorio repetitivo sobre un substrato base o patrones tales que sean repetibles de banda a banda para control de calidad.

La superficie es usualmente la superficie de contacto con el papel, tisú, toalla o productos no tejidos a ser producidos. Se prevé que algunas telas/procesos requerirán que esta resina esté primeramente en la superficie de no contacto con el producto. En una modalidad alternativa de la presente invención, la estación opcional de depósito de polímero (14) , la estación de reparación/formación de imágenes (24) , y la estación opcional de estabilización (36) pueden adaptarse para producir una tela a partir del substrato base (12) de acuerdo con una técnica en espiral, mas que por el indexado en la dirección de la máquina como se describe arriba. En una técnica en espiral, la estación opcional de depósito de polímero (14) , la estación de reparación/formación de imágenes (24) , y la estación opcional de estabilización (36) inician en un extremo del substrato base (12) , por ejemplo, el extremo de mano izquierda en la Figura 1, y se mueven gradualmente a través del substrato base (12) , conforme el substrato base (12) se mueve en la dirección indicada en la Figura 1. Las tasas a las que las estaciones (14), (24), (36) y el substrato base (12) se mueven se ajustan de manera que el material de resina polimérica deseado en la tela terminada es forma en espiral sobre el substrato base (12) como se desee de una manera continua. En esta alternativa, el material de resina polimérica depositado por la estación opcional de depósito de polímero (14) y la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24) pueden ser ajustados parcialmente o fijos conforme cada espiral pase debajo del dispositivo de fijación opcional (42) y ajustados completamente cuando todo el substrato base (12) ha sido procesado a través del aparato (10) .

Alternativamente, cuando la estación opcional de depósito de polímero (14) , la estación de depósito preciso de polímero/formación de imágenes (24) y la estación opcional de fijación (36) pueden todas mantenerse en posiciones fijas alineadas una con otra, en tanto que el substrato base (12) se mueve debajo de ellas, de manera que el material de resina polimérica deseado para la tela terminada pueda aplicarse a una tira longitudinal cerca del substrato base (12) . Al completar la tira longitudinal, la estación opcional de depósito de polímero (14) , la estación de reparación/formación de imágenes (24) , y la estación opcional de estabilización (36) se mueven a lo ancho una cantidad igual al ancho de la tira longitudinal, y el procedimiento se repite para una nueva tira longitudinal adyacente a aquella previamente completada. De esta manera repetitiva la estructura base (12) completa puede ser totalmente procesada como se desee. Nótese que- algunas de las piezoboquillas individuales en el arreglo de piezoboquillas pueden usarse para depositar un material de resina polimérica, mientras que otras pueden usarse para depositar un material de resina polimérica diferente, para producir por ejemplo, una superficie teniendo microregiones de más de un tipo de material de resina polimérica.

Más aún, todo el aparato puede permanecer en una posición fija con el material procesado. Debe notarse que el material no necesita ser una tela de ancho total sino que puede ser una tira de material tal como aquella descrita en la patente de los Estados Unidos No. 5,360,656 para Rexfelt, la descripción de la cual se incorpora a la presente por referencia, y subsecuentemente formada eñ una tela de ancho completo. La tira puede ser desenrollada y enrollada sobre un conjunto de rodillos después de su procesamiento completo. Estos rodillos de tiras de tela pueden ser almacenados y luego pueden ser usados para formar una estructura sinfín de ancho completo usando, por ejemplo, las enseñanzas de la patente mencionada inmediatamente antes .

Modificaciones a lo anterior debieran ser obvias para aquellos con conocimientos ordinarios en el arte, pero no llevaría a la invención asi modificada más allá del alcance de las reivindicaciones anexas. La resina aplicada puede estar en cualquier patrón o combinación de llenado de huecos así como de hilos. Esta puede ser continua o discontinua a lo largo de la longitud del hilo y proveer resistencia al desgaste. En tanto que las piezoboquillas se discuten arriba como siendo usadas para depositar el material de resina polimérica funcional, en locaciones preseleccionadas sobre o dentro del substrato base, otros medios para depositar gotitas en él en el rango de tamaños deseado puede ser conocido para aquellos con conocimientos ordinarios en el arte o puede ser desarrollado en el futuro, y tales otros medios pueden usarse en la práctica de la presente invención. Por ejemplo, en procesos que requieren un patrón de escala relativamente mayor tal que los elementos finales tales como semiesferas redondas, aún una sola boquilla para el depósito de resina, relativamente grande, puede comprender el arreglo completo de boquillas . El uso de tales medios no llevaría a la invención, si se practicara de esa manera, más allá del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES Lo que se reivindica es:

1. Un método para fabricar una tela para máquina papelera o industrial, dicho método comprendiendo las etapas de : a. proporcionar un substrato base para la tela; b. depositar material de resina polimérica sobre dicho substrato base en locaciones discretas de una manera controlada como para controlar las dimensiones x, y, z de dicho material depositado para crear un patrón predeterminado en gotitas para proveer una propiedad funcional deseada a la tela,- y c. al menos parcialmente fijar dicho material de resina polimérica.

2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, en donde dichas gotitas tienen un diámetro promedio de (10) µ ((10) micrones) o más.

3. Un método de conformidad con la reivindicación 1, comprendiendo además la etapa opcional de desbastar dicho material de resina polimérica depositado sobre dicho substrato base para proveer a dicho material de resina polimérica por encima del plano superficial de dicho substrato base con un espesor y lisura uniformes.

4. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas b) y c) se realizan secuencialmente en bandas sucesivas que se extienden a lo ancho a través de dicho substrato base.

5. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas b) y c) se realizan secuencialmente en tiras sucesivas que se extienden a lo largo cerca de dicho substrato base.

6. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas b) y c) se realizan espiralmente cerca de dicho substrato base.

7. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa b) dichas locaciones preseleccionadas sobre dicho substrato base son nudillos formados por los hilos longitudinales de dicho substrato base pasando sobre los hilos transversales .

8. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa b) dichas locaciones preseleccionadas sobre dicho substrato base son nudillos formados por los hilos transversales de dicho substrato base pasando sobre los hilos longitudinales .

9. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa b) , dichas locaciones preseleccionadas sobre dicho substrato base son intersticios entre los hilos longitudinales y transversales de dicho substrato base.

10. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa b) , dicho material de resina polimérica se deposita 'por un arreglo de piezoboquillas comprendiendo una pluralidad de piezoboquillas individuales controladas por computadora.

11. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa b) comprende las etapas de: i. Verificar la superficie de dicho substrato base para asegurar que dicho material de resina polimérica ha sido depositado sobre dichas locaciones preseleccionadas ; y ii. Depositar dicho material de resina polimérica sobre dichas locaciones predeterminadas careciendo de material de resina polimérica.

12. Un método de conformidad con la reivindicación 11 caracterizado porque dicha etapa de verificación se realiza por un procesador de reconocimiento rápido de patrones (FPR) operando en conjunción con una cámara de imágenes digitales.

13. Un método de conformidad con la reivindicación 12 caracterizado porque dicha etapa de depósito se realiza por un arreglo de piezoboquillas acopladas a dicho procesador FPR.

14. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material de resina polimérica se selecciona del grupo consistente de : 1. fundidos en caliente y fundidos en caliente curados por humedad; 2. sistemas reactivos de dos partes basados en uretanos y epoxies; 3. . composiciones de fotopolímero consistentes en monómeros acrilados y oligómeros acrilados reactivos derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres y silicones; y 4. látex basados en agua y dispersiones y formulaciones con cargas de partículas incluyendo acrílicos y poliuretanos.

15. Un método de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque dicha etapa de curado se realiza por exposición de dicho material de resina polimérica a una fuente de calor .

16. Un método de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque dicha etapa de curado se realiza por exposición de dicho material de resina polimérica al aire frío .

17. Un método de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque dicha etapa de curado se realiza por exposición de dicho material de resina polimérica a radiación actínica .

18. Un método de conformidad con la reivindicación 10 caracterizado porque dicho arreglo de piezoboquillas comprende una pluralidad de piezoboquillas individuales controladas por computadora, y caracterizado porque algunas de dichas piezoboquillas individuales controladas por computadora depositan un material de resina polimérica mientras que otras piezoboquillas individuales controladas por computadora depositan un material de resina polimérica diferente .

19. Un método de conformidad con la reivindicación 1 que incluye la etapa de proveer una estructura base tomada del grupo consistente esencialmente de tiras de material tejido, no tejido, formado en espiral, ligado en espiral, anudado, malla, que son finalmente enrolladas para formar un substrato teniendo un ancho mayor que un ancho de las tiras, o un substrato base que incluye un tapete .

20. Una tela para máquina papelera o industrial, dicha tela siendo hecha de una manera que comprende las etapas de : a. proporcionar un substrato base para la tela; b. depositar material de resina polimérica sobre dicho substrato base en locaciones discretas de una manera controlada como para controlar las dimensiones x, y, z de dicho material depositado para crear un patrón predeterminado en gotitas para proveer una propiedad funcional deseada a la tela; y c. al menos parcialmente fijar dicho material de resina polimérica.

21. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, comprendiendo además la etapa de depositar dichas gotitas tienen un diámetro promedio de (10) µ (10 micrones) o más.

22. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, comprendiendo además la etapa opcional de desbastar dicho material de resina polimérica depositado sobre dicho substrato base para proveer a dicho material de resina polimérica por encima del plano superficial de dicho substrato base con un espesor uniforme, y lisura superficial.

23. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque las etapas b) y c) se realizan secuencialmente sobre bandas sucesivas que se extienden a lo ancho a través de dicho substrato base.

24. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque las etapas b) y c) se realizan secuencialmente sobre tiras sucesivas que se extienden a lo largo cerca de dicho substrato base.

25. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque las etapas b) y c) se realizan espiralmente cerca de dicho substrato base.

26. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque, en la etapa b) dichas locaciones discretas sobre dicho substrato base son nudillos formados por los hilos longitudinales de dicho substrato base pasando sobre los hilos transversales.

27. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque, en la etapa b) dichas locaciones discretas sobre dicho substrato base son nudillos formados por los hilos transversales de dicho substrato base pasando sobre los hilos longitudinales.

28. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque, en la etapa b) , dichas locaciones discretas sobre dicho substrato base son intersticios entre los hilos longitudinales y transversales de dicho substrato base .

29. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque, en la etapa b) , dicho material de resina polimérica se deposita por un arreglo de piezoboquillas comprendiendo una pluralidad de piezoboquillas individuales controladas por computadora.

30. Una tela de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque dicho material de resina polimérica se selecciona del grupo consistente de: 1. fundidos en caliente y fundidos en caliente curados por humedad; 2. sistemas reactivos de dos partes basados en uretanos y epoxies ,· 3. composiciones de fotopolímero consistentes en monómeros acrilados y oligómeros acrilados reactivos derivados de uretanos, poliésteres, poliéteres y silicones; y 4. látex basados en agua y dispersiones y formulaciones con cargas de partículas incluyendo acrilicos y poliuretanos.

31. Una tela de conformidad con la reivindicación 20 caracterizada porque dicha etapa de curado se realiza por exposición de dicho material de resina polimérica a una fuente de calor.

32. Una tela de conformidad con la reivindicación 20 caracterizada porque dicha etapa de curado se realiza por exposición de dicho material de resina polimérica al aire frío .

33. Una tela de conformidad con la reivindicación 20 caracterizada porque dicha etapa de curado se realiza por exposición de dicho material de resina polimérica a radiación actínic .

34. Una tela de conformidad con la reivindicación 20 caracterizada porque dicho arreglo de piezoboquillas comprende una pluralidad de piezoboquillas individuales controladas por computadora, y caracterizada porque algunas de dichas piezoboquillas individuales controladas por computadora depositan un material de resina polimérica mientras que otras piezoboquillas individuales controladas por computadora depositan un material de resina polimérica diferente .

35. Una tela de conformidad con la reivindicación 20 que incluye la etapa de proveer un substrato base tomado del grupo consistente esencialmente de material tejido, no tejido, formado en espiral, ligado en espiral, anudado, malla o tiras, que son finalmente enrolladas para formar un substrato teniendo un ancho mayor que un ancho de las tiras, o un substrato base que incluye tapete .