BRPI1007355B1

BRPI1007355B1 - Tecidos de fabrico de papel e sistema e métodos de produção de vazios de atravessamento em tecido de fabrico de papel

Info

Publication number: BRPI1007355B1
Application number: BRPI1007355-8A
Authority: BR
Inventors: Sabri Mourad; Jonas Karlsson
Original assignee: Albany International Corp.
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2020-10-06
Also published as: US20100239814A1; EP2391754A1; KR101655745B1; CN102333917B; TW201037126A; CA2750821A1; RU2011131143A; EP2391768B1; ES2582007T3; KR20110125225A; MX2011007973A; TWI529275B; US8454800B2; US9903070B2; KR20110126643A; EP2391754B1; KR101755204B1; CN102333917A; RU2519923C2; US20180155874A1

Abstract

tecidos de fabrico de papel e sistema e métodos de produção de vazios de atravessamento em tecido de fabrico de papel. um tecido não tecido inclui uma pluralidade de vazios de atravessamento, onde cada um dos vazios tem uma primeira abertura associada a uma superfície superior do tecido e uma primeira extremidade levantada circunferencialmente adjacente à primeira abertura. os vazios podem, cada um, incluir ainda uma segunda abertura associada a uma superfície inferior do tecido e uma segunda extremidade levantada circunferencialmente adjacente à segunda abertura, de tal forma que a primeira abertura pode ter uma área de superfície que é maior do que ou igual à segunda abertura.

Description

Relatório Descritivo Referência Remissiva a Pedidos Relacionados

Esse Pedido reivindica benefício de prioridade de Pedido de Patente Provisório U.S. 61/147.894, depositado em 28 de Janeiro de 2009.

Incorporação por Referência

Todas as patentes, pedidos de patente, documentos, referências, instruções do fabricante, descrições, especificações de produto e folhas do produto para quaisquer produtos mencionados nesse documento estão incorporados por referência nesse documento e podem ser empregados na prática da invenção.

Antecedentes da Invenção 1. Campo da Invenção

A presente invenção é direcionada a tecidos sem costura e, particularmente, a tecidos industriais usados como tecidos na produção de produtos de papel. Mais particularmente, a presente invenção é direcionada a tecidos não tecidos usados na produção de produtos tais como papel, papéis higiênicos e produtos de toalha.

2. Descrição da Técnica Precedente

Os produtos de papel descartáveis absorventes, macios, tais como papel facial, tecido de banho e atoalhado de papel, são uma característica penetrante da vida contemporânea em sociedades industrializadas modernas. Embora haja numerosos métodos para fabricar esses produtos, em termos gerais, a sua fabricação inicia-se com a formação de uma trama fibrosa celulósica na seção de formação de uma máquina de fabricação de papel. A trama fibrosa celulósica é formada depositando uma suspensão fibrosa, isto é, uma dispersão aquosa de fibras celulósicas, num tecido de formação móvel na seção de formação de uma máquina de fabricação de papel. Uma grande quantidade de água é drenada da suspensão através do tecido de formação, deixando a trama fibrosa celulósica na superfície do tecido de formação.

O processamento e a secagem adicionais da trama fibrosa celulósica geralmente prosseguem usando um de dois métodos bem conhecidos. Esses métodos são comumente referidos como prensagem a úmido e secagem. Na prensagem a úmido, a trama fibrosa celulósica recém- formada é transferida a um tecido de prensa e prossegue a partir da seção de formação a uma seção de prensa que inclui ao menos um nip de prensa. A tramá fibrosa celulósica passa através do nip(s) de prensa sustentada pelo tecido de prensa ou, como é frequentemente o caso, entre dois desses tecidos de prensa. No nip(s) de prensa, a trama fibrosa celulósica é submetida a forças de compressão que espremem a água a partir da mesma. A água é aceita pelo tecido ou tecidos de prensa e, idealmente, não retorna ao papel ou trama fibrosa.

Após a prensagem, o papel é transferido, por meio de, por exemplo, um tecido de prensa, a um cilindro secador Yankee rotativo que é aquecido, fazendo, desse modo, que o papel seque substancialmente sobre a superfície do cilindro. A umidade dentro da trama à medida que é colocada sobre a superfície de cilindro secador Yankee faz a trama aderir à superfície e, na produção de produtos de papel tipo atoalhado e tecido, a trama é tipicamente crepada a partir da superfície secadora com uma lâmina de crepagem. A trama crepada pode ser ainda processada, por exemplo, passando através de uma calandra e concluindo antes de operações de conversão adicionais. A ação da lâmina de crepagem no papel é conhecida por fazer que uma parte das ligações interfibras dentro do papel seja quebrada pela ação de esmagamento mecânico da lâmina contra a trama à medida que está sendo conduzido para dentro da lâmina. Entretanto, ligações interfibra razoavelmente fortes são formadas entre as fibras celulósicas durante a secagem da umidade da trama. A força dessas ligações é tal que, mesmo após crepagem convencional, a trama retém uma sensação percebida de dureza, uma densidade razoavelmente elevada e baixo volume e absorção de água.

A fim de reduzir a força das ligações interfibras que são formadas pelo método de prensagem a úmido, pode ser usada a Secagem Através de Ar (“TAD”). No processo TAD, a trama fibrosa celulósica recém- formada é transferida a um tecido TAD por meio de um fluxo de ar, causado por vácuo ou sucção, que desvia a trama e a força a entrar em conformidade, ao menos em parte, com a topografia do tecido TAD. A jusante do ponto de transferência, a trama, carregada sobre o tecido TAD, passa através e ao redor do secador através de ar, onde um fluxo de ar aquecido, direcionado contra a trama e através do tecido TAD, seca a trama a um grau desejado. Finalmente, a jusante do secador através de ar, a trama pode ser transferida à superfície de um secador Yankee para secagem completa e adicional. A trama completamente seca é, então, removida da superfície do secador Yankee com uma lâmina doctor blade,que escorça ou faz a crepagem da trama, aumentando desse modo ainda mais o seu volume. A trama escorçada é, então, enrolada em rolos para processamento subsequente, incluindo embalagem em uma forma adequada para embarque para e compra por consumidores.

No processo TAD, a falta de compactação da trama, tal como o- correria no processo de prensagem a úmido, quando a trama é prensada em um nip enquanto no tecido e contra o cilindro de secagem Yankee quando é transferido ao mesmo, reduz a oportunidade para que se formem ligações interfibras fortes e resulta em que o produto de toalha ou tecido acabado tem volume maior do que pode ser alcançado por prensagem a úmido convencional. Geralmente, entretanto, a resistência à tração de tramas formadas no processo de secagem através do ar não é adequada para um produto de consumo acabado e vários tipos de aditivos químicos são tipicamente introduzidos na trama antes de e/ou durante a operação de formação para alcançar a força desejada enquanto ainda retém a maior parte do volume do produto original.

Como observado acima, há muitos métodos para fabricar produtos de tecido de volume e a descrição acima mencionada deve ser entendida como sendo um esboço das etapas gerais compartilhadas por alguns dos métodos. Por exemplo, o uso de um secador Yankee não é sempre requerido, como, em uma dada situação, o escorçamento pode não ser desejado ou outros meios, tais como “crepagem úmida”, podem já ter sido tomados para escorçar a trama.

Outras variações de configuração de máquina e processo ou prensagem a úmido ou secagem através do ar devem também ser aqui consideradas aqui. Por exemplo, em alguns casos, nenhum creping doctoré empregado quando a folha é removida da superfície secadora. Além disso, há processos que são alternativas ao processo de secagem através do ar que tentam alcançar propriedades de produto de toalha ou tecido “semelhante a TAD” sem as unidades TAD e os altos custos de energia associados com o processo TAD.

As propriedades de volume, absorção, força, maciez e aparência estética são importantes para muitos produtos, quando usados para o seu propósito pretendido, particularmente quando os produtos celulósicos fibrosos são toalhas de papel ou tecido de banheiro ou facial. Para produzir um produto de papel tendo essas características, um tecido será frequentemente construído de tal modo que a superfície de contato da folha exiba variações topográficas. Essas variações topográficas são frequentemente medidas como diferenças de plano entre filamentos de fio tecidos na superfície do tecido. Por exemplo, uma diferença de plano é tipicamente medida como a diferença em altura entre um filamento de fio da trama ou urdidura levantado ou como a diferença em altura entre articulações da direção da máquina (MD) e articulações da direção transversal da máquina (CD) no plano da superfície do tecido. Frequentemente, a estrutura do tecido irá exibir bolsos, caso em que as diferenças de plano podem ser medidas como uma profundidade de bolso.

Deve ser observado que esses tecidos podem tomar a forma de ciclos infinitos na máquina de papel e funcionar na forma de transportadores. Deve ainda ser observado que fabricação de papel é um processo contínuo que prossegue a velocidades consideráveis. Isto é, a suspensão fibrosa é continuamente depositada sobre o tecido de formação na seção de formação, enquanto uma folha de papel recém-fabricada é continuamente enrolada sobre rolos após estar seca.

A presente invenção proporciona um tecido não tecido que funciona em lugar de um tecido tecido tradicional e transmite textura, tato e volume desejados aos produtos de tecido e toalha produzidos na mesma.

Sumário da Invenção

É, portanto, um objetivo principal da invenção proporcionar um tecido de fabricante de papel não tecido que transmite textura, tato e volume desejados aos produtos de tecido e toalha produzidos na mesma.

Ainda outro objetivo da invenção é proporcionar um tecido de fabricante de papel não tecido que tem uma topografia de vazios de atravessamento.

Um objetivo adicional da invenção é prover um tecido de fabricante não tecido que não apenas proporcione um produto de papel melhorado sendo produzido na mesma, mas possa também permitir o processo a ser executado em uma ampla série de percentagens de crepe de tecido e gramatura. Assim, o alcance dos parâmetros de processo operacional e/ou a quantidade de teor de fibra reciclada pode ser aumentado.

Esses e outros objetivos e vantagens são proporcionados na presente invenção. Em contraste a uma trama de papel produzida em um tecido de técnica precedente, conforme um aspecto da presente invenção é provido uma cinta ou tecido não tecido com uma topografia de vazios de atravessamento, pelo que o tecido ou a cinta resulta em uma trama de papel (tecido ou toalha) que tem alto calibre e baixa densidade em consequência de aplicação de um vácuo.

Outras vantagens tais como, mas, sem limitação, fornecimento de nenhum vazamento de ar levando a moldagem úmida mais eficaz; uma captação e liberação de folha melhorados sobre tecidos da técnica precedente; pouco a nenhum reumedecimento; e maior facilidade de limpeza como resultado de nenhum cruzamento de fio para prender fibras de papel foram também descobertas.

Os tecidos da presente invenção podem encontrar aplicação em máquinas de fabricação de papel como tecidos de impressão, tecidos de crepagem ou outras aplicações que irão ser evidentes para aqueles versados na técnica.

Para um melhor entendimento da invenção, suas vantagens operacionais e objetivos específicos atingidos por seus usos, é feita referência ao assunto descritivo em anexo em que modalidades preferidas da invenção estão ilustradas nos desenhos em anexo em que componentes correspondentes são identificados pelos mesmos números de referência.

Breve Descrição dos Desenhos

A descrição detalhada seguinte, dada por meio de exemplo e não destinada a limitar a presente invenção unicamente a isso, irá melhor ser observada em conjunção com os desenhos em anexo, em que números de referência similares denotam elementos e partes similares, em que: as FIGS. IA e 1B são um exemplo de um tecido tendo vazios de atravessamento de acordo com um aspecto da presente invenção; a FIG. 2A é um exemplo de uma seção transversal de um tecido tendo vazios de atravessamento de acordo com um aspecto da presente invenção; a FIG. 2B é um exemplo de uma seção transversal de um tecido tendo uma estrutura de vazio ramificada de acordo com um aspecto da presente invenção; a FIG. 3A é um diagrama de bloco de sistema para gerar um tecido tendo vazios de atravessamento de acordo com um aspecto da presente invenção; a FIG. 3B ilustra um aparelho usado na geração de vazios de a- travessamento em um tecido de acordo com um aspecto da invenção; a FIG. 4 é um diagrama esquemático de uma máquina de fabricação de papel usada em um processo de fabricação de papel; a FIG. 5 é diagrama de fluxo descrevendo o processo de geração de orifícios de atravessamento em um tecido de acordo com um aspecto da presente invenção; a FIG. 6 ilustra imagens de um tecido perfurado em conformidade com um aspecto da presente invenção; a FIG. 7 ilustra imagens de um tecido perfurado em conformidade com outro aspecto da presente invenção; as FIGS. 8A-G ilustram imagens de um tecido laminado perfurado em conformidade com um aspecto da presente invenção; a FIG. 9 ilustra imagens de ambas superfícies superior e inferior dos vazios de atravessamento perfurados correspondentes à FIG. 8G; as FIGS. 10 descrevem vários vazios de atravessamento gerados conforme ainda outro aspecto da presente invenção; a FIG. 11 é uma vista em perspectiva de um tecido conforme um aspecto da presente invenção; e a FIG. 12 ilustra um método pelo qual o tecido da presente invenção pode ser construído.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

A presente invenção será, agora, descrita mais plenamente doravante com referência aos desenhos em anexo, em que são mostradas modalidades preferidas da invenção. Essa invenção pode, entretanto, ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades ilustradas definidas nesse documento. Ao contrário, essas modalidades ilustradas são fornecidas de modo que essa divulgação será minuciosa e completa, e irá transmitir completamente o escopo da invenção àqueles versados na técnica.

A presente invenção proporciona um tecido não tecido para uso no aparelho mostrado na FIG. 4, por exemplo. O tecido não tecido funciona em lugar de um tecido tradicional e transmite textura, tato e volume desejados aos produtos de tecido e toalha produzidos na mesma. O tecido da presente invenção pode reduzir o tempo de fabrica-ção e custos associados com a produção de produtos de papel. Tempo de produção e custos podem ser reduzidos porque tecidos da presente invenção podem também reduzir e até mesmo impedir água removida de uma trama de papel de reumedecer a trama quando usados como um tecido TAD convencional. Portanto, a trama de papel será seca rapidamente e mais eficientemente. Como descrito na FIG. 4, uma modalidade do processo de fabricação e uma máquina de fabricação de papel 10 usados no processo são descritos como segue.

A máquina de fabricação de papel 10 tem uma seção de formação de fio duplo convencional 12, um curso de tecido 14, uma seção de prensa de sapata 16, um tecido de crepagem 18 e um secador Yankee 20. Seção de formação 12 inclui um par de tecidos de formação 22, 24 sustentado por uma pluralidade de rolos 26, 28, 30, 32, 34, 36 e um rolo de formação 38. Uma caixa de entrada 40 proporciona meios de fabricação de papel (furnish)a um nip 42 entre o rolo de formação 38 e o rolo 26 e os tecidos. O furnishforma uma trama 44 que é desaguada nos tecidos com a assistência de um vácuo, por exemplo, por meio de caixa de vácuo 46.

A trama 44 é avançada para um tecido de prensa de fabricação de papel 48, que é sustentado por uma pluralidade de rolos 50, 52, 54, 55, o tecido estando em contato com um rolo de prensa de sapata 56. A trama 44 é de uma baixa consistência conforme é transferida ao tecido 48. A transferência pode ser assistida por vácuo, por exemplo, o rolo 50 pode ser um rolo de vácuo se assim for desejado ou uma sapata à vácuo ou captadora como é conhecido na técnica. Conforme a trama alcança o rolo de prensa de sapata 56, pode ter uma consistência de 10 a 25 por cento, preferencialmente 20 a 25 por cento ou mais, à medida em que entra no nip 58 entre rolo de prensa de sapata 56 e rolo de transferência 60. O rolo de transferência 60 pode ser um rolo aquecido se assim desejado. Em vez de um rolo de prensa de sapata, o rolo 56 pode ser um rolo de pressão de sucção convencional. Se for empregada uma prensa de sapata, é desejável e preferido que o rolo 54 seja um rolo a vácuo para mais eficazmente remover água do tecido antes do tecido entrar no nip de prensa de sapata uma vez que água do famishserá prensada dentro do tecido no nip de prensa de sapata. Em todo o caso, usando um rolo a vácuo 54, é tipicamente desejável assegurar que a trama permaneça em contato com o tecido durante a mudança de direção como alguém de capacidade na técnica irá observar a partir do diagrama.

A trama 44 é prensada úmida no tecido 48 no nip 58 com a assistência da sapata de pressão 62. A trama é assim desaguada por meio de compactação no nip 58 tipicamente aumentando a consistência em 15 ou mais percentagem de sólidos nesse estágio do processo. A configuração mostrada no nip 58 é geralmente denominada uma prensa de sapata. Em conexão com a presente invenção, o cilindro 60 é operativo como um cilindro de transferência que opera para transportar trama 44 em alta velocidade, tipicamente 300 metros por minuto (1.000 fpm) a 1.800 metros por minuto (6.000 fpm) para o tecido de crepagem 18.

O cilindro 60 tem uma superfície suave 64 que pode ser fornecida com um adesivo e/ou agentes de liberação se necessário. A trama 44 é aderida a superfície de transferência 64 do cilindro 60 que está rodando em uma alta velocidade angular conforme a trama 44 continua a avançar na direção de máquina indicada pelas setas 66. No cilindro 60, a trama 44 tem uma distribuição aparente geralmente aleatória de fibra. A direção 66 é referida como a direção de máquina (MD) da trama bem como aquela da máquina de fabricação de papel 10, enquanto que a direção transversal da máquina (CD) é a direção no piano da trama perpendicular ao MD.

A trama 44 entra no nip 58 tipicamente em consistências de 10 a 25 por cento ou mais e é desaguada e seca a consistências de a partir de cerca de 25 a cerca de 70 por cento até o momento em que é transferido ao tecido de crepagem 18 como mostrado no diagrama.

O tecido de crepagem 18 é sustentado sobre uma pluralidade de rolos 68, 70, 72 e um rolo de nip de prensa 74 e forma um nip de crepe de tecido 76 com cilindro de transferência 60 como mostrado. O tecido de crepagem 18 define um nip de crepagem sobre a distância em que o tecido de crepagem 18 é adaptado para entrar em contato com o rolo 60, isto é, aplica pressão significativa à trama 44 contra o cilindro de transferência 60. Para este fim, o rolo de suporte (ou crepagem) 70 pode ser fornecido com uma superfície deformável macia que irá aumentar o comprimento do nip de crepagem e aumentar o ângulo de crepagem de tecido entre o tecido e a folha e o ponto de contato. Alternativamente, um rolo de prensa de sapata pode ser usado como rolo 70 para aumentar contato efetivo com a trama no nip de crepagem de tecido de alto impacto 76 onde a trama 44 é transferida para tecido de crepagem 18 e avançada na direção de máquina. Usando equipamento diferente no nip de crepagem 76, é possível ajustar o ângulo de crepagem de tecido ou o ângulo de transporte do nip de crepagem. Assim, é possível influenciar a natureza e quantidade de redistribuição de fibra, delaminação/ descolagem que pode ocorrer no nip de crepagem de tecido 76 ajustando esses parâmetros de nip.

Após a crepagem, a trama 44 continua a avançar ao longo da direção de máquina 66 onde é prensada no cilindro Yankee 80 no nip de transferência 82. A transferência no nip 82 ocorre em uma consistência de trama geralmente de cerca de 25 a cerca de 70 por cento. Nessas consistências, é difícil fazer a trama 44 aderir firmemente à superfície 84 do cilindro Yankee 80 o suficiente para remover completamente a trama 44 do tecido. Esse aspecto do processo é importante, particularmente quando é desejado usar um capuz de secagem de alta velocidade bem como manter condições de crepagem de alto impacto. Nessa conexão, é notado que processos de secagem através do ar (TAD) convencionais não empregam capuzes de alta velocidade uma vez que adesão suficiente ao cilindro Yankee 80 não é alcançada. Em conformidade com o processo, o uso de adesivos particulares coopera com uma trama moderadamente úmida (25 a 70 por cento de consistência) para aderi-la ao cilindro Yankee 80 suficientemente para permitir operação de alta velocidade do sistema e secagem de ar de alto impacto de velocidade de jato.

A trama 44 é seca no cilindro Yankee 80 que é um cilindro aquecido e por ar de alto impacto de velocidade de jato no capuz Yankee 88. Conforme o cilindro 80 roda, a trama 44 é crepada a partir do cilindro por creping doctor 89 e enrolada em um rolo de captura 90.

A presente invenção refere-se a tecidos do fabricante de papel u- sados na produção de produtos de papel descartáveis, absorventes, macios, tais como tecido facial, tecido de banho e atoalhado de papel, ou òutros produtos de papel como descrito acima. Os tecidos imediatos, além de fornecerem algum grau de topografia de folha, podem minimizar ou até mesmo impedir reumedecimento de uma folha/trama ou produto de papel quando usado como um tecido TAD convencional. Os tecidos imediatos podem ter uma topografia de vazios de atravessamento. Os vazios de atravessamento incluem, entre outras coisas, características geométricas que proporcionam volume e topografia de folha aumentados às folhas/tramas ou produtos de papel, quando produzidos, por exemplo, em tecido 18. Outra vantagem dos presentes tecidos é liberação mais fácil da folha do tecido 18 ao cilindro Yankee 80. Ainda outra vantagem é que impede as restrições de e necessidade de um tear de tecer convencional uma vez que os vazios de atravessamento podem ser colocados em qualquer padrão de local desejado e assim a estética da aparência da folha/trama ou produto de papel pode ser melhorada.

Além disso, tecidos construídos em conformidade com a presente invenção irão resultar em bolsos mais profundos resultando em uma trama de papel com maior absorção de volume e menor densidade. Será observado que o termo “vazio de atravessamento” é sinônimo do termo “orifício de atravessamento” e representa qualquer abertura que passa inteiramente através de um tecido tal como um tecido do fabricante de papel. Também será observado que o tecido da presente invenção pode também ser usado como tecido 22, 24 ou 48 também.

As FIGS. IA e IB ilustram uma vista do plano de uma pluralidade de vazios de atravessamento 102 que são produzidos em uma porção de um tecido 104 em conformidade com uma modalidade exemplificativa. Conforme um aspecto, os vazios de atravessamento servem como orifícios de drenagem que são usados na produção de folhas ou produtos de papel. A Fig. IA mostra a pluralidade de vazios de atravessamento 102 a partir da perspectiva de uma superfície de topo 106 (isto é, lado a laser) que está de frente para uma fonte de laser (não mostrada), pelo qual a fonte de laser é operável para criar os vazios de atravessamento ou orifícios de atravessamento no tecido 104. Cada vazio de atravessamento 102 pode ter uma forma cônica, onde a superfície interna 108 de cada vazio de atravessamento 102 afunila-se interiormente a partir da abertura 110 na superfície superior 106 continua-mente até a abertura 112 (FIG. 1B) na superfície inferior 114 (FIG. 1B) do tecido 104. O diâmetro ao longo da direção da coordenada x para abertura 110 é representado como Δxi enquanto o diâmetro ao longo da direção da coordenada y para abertura 110 é representado como Δyi. Referindo-se à FIG. 1B, similarmente, o diâmetro ao longo da direção da coordenada x para abertura 112 é representado como Δx2 enquanto o diâmetro ao longo da direção da coordenada y para abertura 112 é representado como Δy2. Como é aparente a partir das FIGS. IA e 1B, o diâmetro Δxi ao longo da direção x para a abertura 110 no lado superior 106 do tecido 104 é maior do que o diâmetro Δx2 ao longo da direção x para a abertura 112 no lado inferior 114 do tecido 104. Também, o diâmetro Δyi ao longo da direção y para a abertura 110 no lado superior 106 de tecido 104 é maior do que o diâmetro Δy2 ao longo da direção y para a abertura 112 no lado inferior 114 de tecido 104.

A FIG. 2A ilustra uma vista da seção transversal de um dos vazios de atravessamento 102 representados nas FIGS. IA e 1B. Como previamente descrito, cada vazio de atravessamento 102 pode ter uma forma cônica, onde a superfície interna 108 de cada vazio de atravessamento 102 afunila-se interiormente a partir da abertura 110 na superfície superior 106 continuamente para a abertura 112 na superfície inferior 114 do tecido 104. A forma cônica de cada vazio de atravessamento 102 pode ser criada como um resultado de radiação ótica incidente 202 gerada a partir de uma fonte ótica tal como um CO2 ou outro dispositivo de laser. Aplicando radiação a laser 202 de características apropriadas (por exemplo, potência de saída, distância focal, largura de pulso etc.) para, por exemplo, um tecido não tecido, um vazio de atravessamento 102 pode ser criado como um resultado da radiação a laser perfurando as superfícies 106, 114 do tecido 104. A criação de vazios de atravessamento usando dispositivos a laser deve ser descrita em parágrafos posteriores com a ajuda de dados experimentais.

Como ilustrado na FIG. 2A, conforme um aspecto, a radiação a laser 202 cria, após impacto, uma primeira borda ou aresta levantada 204 na superfície superior 106 e uma segunda borda ou aresta levantada 206 na superfície inferior 114 do tecido 104. Essas bordas levantadas 204, 206 podem também ser referidas como um aro ou aba. Uma vista do plano a partir do topo para a borda levantada 204 é representada por 204A. Da mesma forma, uma vista do plano a partir do fundo para a borda levantada 206 é representada por 206A. Em ambas vistas representadas 204A e 206A, as linhas pontilhadas 205A e 205B são representações gráficas ilustrativas de um aro ou aba levantada. Por conseguinte, as linhas pontilhadas 205A e 205B não se destinam a representar estrias. A altura de cada borda levantada 204, 206 pode ser no alcance de 5-10pm. A altura é calculada como a diferença de nível entre superfície do tecido e a porção superior da borda levantada. Por exemplo, a altura da borda levantada 204 é medida como a diferença de nível entre superfície 106 e porção superior 208 de borda levantada 204. Bordas levantadas tais como 204 e 206 fornecem, entre outras vantagens, reforço mecânico local para cada vazio de atravessamento ou orifício de atravessamento, o que por sua vez contribui para a resistência global de um dado tecido perfurado (por exemplo, um tecido de crepagem). Também, vazios mais profundos resultam em bolsos mais profundos no papel produzido, e também resultam em, por exemplo, mais volume e menor densidade. Deve ser notado que ΔXI/ΔX2pode ser 1,1 ou mais alto e Δyi/Δy2 pode ser 1,1 ou mais alto em todos os casos. Alternativamente, em alguns ou todos os casos, Δxi/Δx2 pode ser igual ale Δyi/Δy2 pode ser igual a 1, formando, desse modo, vazios de atravessamento de uma forma cilíndrica.

Enquanto a criação de vazios de atravessamento tendo bordas levantadas em um tecido pode ser executada usando um dispositivo a laser, é previsto que outros dispositivos capazes de criar tais efeitos possam também ser empregados. Perfuração mecânica ou gravação em relevo, em seguida, perfuração podem ser usados. Por exemplo, o tecido não tecido pode ser gravado em relevo com um padrão de protrusões e depressões correspondentes na superfície no padrão requerido, então, cada protrusão, por exemplo, pode ser perfurada mecanicamente ou perfurada a laser.

A FIG. 3A ilustra uma modalidade exemplificativa de um sistema 300 para gerar vazios de atravessamento 304 em um tecido 302. O sistema 300 pode incluir um dispositivo a laser 306, uma unidade de acionamento de laser 308, uma cabeça de laser 310, e equipamentos mecânicos 316 sobre o qual o tecido 302 é colocado.

A unidade de acionamento de laser 308 controla as várias condições que variam a saída gerada pelo laser. Por exemplo, a unidade de acionamento 308 pode permitir o ajuste da potência de saída do laser e o fornecimento de várias características de modulação. Por exemplo, o laser pode ser pulsado durante um período de tempo contínuo ou fixo, pelo qual a largura de pulso pode ser ajustada ao longo de um intervalo particular.

A cabeça de laser 310 distribui radiação ótica incidente 312 ao tecido 302 via um bocal 314 para criar os vazios de atravessamento 304. A radiação ótica incidente 312 pode ser submetida a vários componentes de moldagem de feixe antes de ser retirado do bocal 314. Por exemplo, arranjos de lentes óticas diferentes podem ser usados para alcançar uma distância de trabalho desejada (isto é, Dw) entre o bocal 314 da cabeça de laser 310 e a superfície superior do tecido 302. Também, divisores óticos, isoladores, polarizadores, fendas, e/ou outros componentes podem ser usados para variar atributos diferentes associados com a radiação ótica incidente 312 saída da cabeça de laser 310. Por exemplo, controle de tamanho de spot e forma de spot pode ser um atributo desejado. Na realidade, a radiação ótica incidente está perfurando (ou cortando) orifícios de atravessamento ou vazios de atravessamento no tecido 302.

O tecido 302 pode ser montado ou colocado em um aparelho adequado (por exemplo, ver a FIG. 3B) que tem diferentes componentes motorizados, trilhos, rolos etc., a fim de facilitar o movimento do tecido 302 e/ou a cabeça de laser 310 em uma direção de coordenada x-y específica. Controlando o movimento do tecido 302 ao longo da direção de coordenada x-y, uma topografia de vazios de atravessamento pode ser criada no tecido conforme padrões desejados diferentes. Além do movimento na direção x-y, a distância de trabalho Dw pode ser variada montando a cabeça de laser 310 em uma plataforma motorizada que fornece movimento ao longo de uma direção de coordenada z. Pode ser possível projetar um sistema pelo qual a cabeça de laser move em três dimensões enquanto o tecido permanece fixo. Alternativamente, a cabeça de laser pode atravessar através do tecido em uma maneira CD (direção transversal da máquina) ou “x” transversalmente enquanto o tecido move na direção de máquina (MD) ou eixo “y”. Pode ser também possível estabelecer um sistema onde o tecido é movido em três dimensões em relação á cabeça de laser mecanicamente fixada.

A FIG. 3B ilustra uma modalidade exemplificativa de um aparelho 320 usado na geração de vazios de atravessamento em um tecido de fabricante de papel, conforme um aspecto da invenção. O tecido 322 mostrado na FIG. 3B deve ser entendido ser uma porção relativamente curta do comprimento total do tecido 322. Onde o tecido 322 é sem costura, seria mais praticamente montado sobre um par de rolos, não ilustrados na Figura, mas, mais familiares àqueles de capacidade comum nas técnicas de vestuário de máquina de papel. Em tal situação, aparelho 320 seria disposto em uma das duas corridas, mas convenientemente a corrida superior, do tecido 322 entre os dois rolos. Se sem fim ou não, contudo, o tecido 322 é preferencialmente colocado a um grau apropriado de tensão durante o processo. Além disso, para impedir que ceda, o tecido 322 pode ser sustentado a partir de baixo por um membro de sustentação horizontal conforme ele se move através do aparelho 320.

Se referindo agora mais especificamente a FIG. 3B, onde tecido 322 é indicado como movendo em uma direção ascendente através do aparelho 320 como o método da presente invenção está sendo praticado, o aparelho 320 compreende uma sequência de várias estações através das quais o tecido 322 pode passar de forma gradual conforme o tecido do fabricante de papel está sendo fabricado disso.

O tecido do fabricante de papel descrito na modalidade acima é um exemplo de um tecido que seria perfurado conforme os sistemas e métodos descritos nesse documento. As características desejáveis dos vazios de atravessamento descritos criados no tecido do fabricante de papel realçariam uma ou mais características associadas com um produto de papel fabricado por uma máquina de fabricação de papel. Tecidos construídos conforme a presente invenção melhoram o desempenho na máquina de fabricação de papel porque os vazios de atravessamento no tecido preferencialmente são em forma de cone com aberturas grandes no lado da folha e pequenas aberturas no lado da máquina, que por sua vez permite o tecido operar em níveis mais elevados de desenho ou em gramaturas menores. Também, teores de fibra reciclada mais altos podem também ser usados e ainda obter a propriedade de trama de papel desejada. Conforme a presente invenção, esses tecidos também fornecem outras vantagens tais como, mas, sem limitação, o fornecimento de nenhum vazamento de ar levando a moldagem úmida mais eficaz; uma captação e liberação de folha melhorados sobre os tecidos entretecidos de técnica precedente; pouco a nenhum reumede- cimento; e maior facilidade de limpeza como um resultado de nenhum cruzamento de fio para prender fibras de papel.

A FIG. 5 ilustra um diagrama de fluxo 500 descrevendo o processo de gerar orifícios de atravessamento em um tecido conforme uma modalidade exemplificativa. Na etapa 502, é determinado se um dispositivo a laser irá operar em modo de passagem único ou modo de multipassagem. Em modo de passagem único, o laser cria um vazio de atravessamento em uma única passagem conforme se move sobre o tecido. No modo multipassagem, o laser passa sobre o tecido por duas ou mais vezes e aplica radiação ótica aos mesmos locais no tecido até a criação dos vazios de atravessamento desejados estar completa.

Se na etapa 504 é determinado que o modo de passagem única é selecionado, um conjunto de parâmetros de laser é acessado (etapa 506). Esses parâmetros de laser podem incluir as várias configurações que, são aplicadas a uma unidade de acionamento a laser tal como unidade 308 (FIG. 3). Na etapa 508, com base nos parâmetros de laser acessados, saída de radiação ótica do laser perfura o tecido a fim de gerar uma forma desejada do vazio de atravessamento. Na etapa 510, uma vez que a forma/geometria de um vazio de atravessamento gerado é analisada (por exemplo, inspeção visual, aquisição/processamento de imagem etc.), é determinado se o vazio de atravessamento satisfaz os critérios de forma desejados (etapa 512). Se o vazio de atravessamento satisfaz os critérios de forma desejados (etapa 512), as configurações de laser acessadas são salvas (etapa 514) de modo que eles podem ser reutilizados no processo de perfuração de tecidos idênticos ou similares. Se, por outro lado, for determinado que o vazio de atravessamento falhou em satisfazer os critérios desejados de forma (512), os parâmetros de laser usados para acionar o laser são re-ajustados (etapa 516) em uma tentativa de produzir um vazio de atravessamento tendo os critérios de forma desejados. Etapas de processo 512, 516, 508, e 510 continuam a ser executadas até que os critérios de forma dos orifícios de atravessamento estejam satisfeitos. Uma vez que a forma de um orifício de atravessamento gerado satisfaz os critérios de forma requeridos, o tecido inteiro pode ser perfurado.

Se na etapa 504 for determinado que seja selecionado o modo de multi-passagem, um conjunto de parâmetros de laser é acessado (etapa 520). Esses parâmetros de laser podem incluir as várias configurações que são aplicadas a uma unidade de acionamento de laser tal como unidade 308 (FIG. 3). Na etapa 522, com base nos parâmetros de laser acessados, saída de radiação ótica do laser perfura o tecido a fim de gerar uma forma desejada de vazio de atravessamento. Na etapa 524, uma vez que a forma/geometria de um vazio de atravessamento gerado ou perfuração é analisado (por exemplo, inspeção visual, processamento de imagem etc.), é determinado se a perfuração do tecido gerou um vazio de atravessamento e se o vazio de atravessamento gerado satisfaz os critérios de forma desejados (etapa 526). Se um vazio de atravessamento é gerado e satisfaz os critérios de forma desejados (etapa 526), as configurações de laser acessadas são salvas (etapa 528) de modo que elas possam ser re-utilizadas no processo de perfurar tecidos idênticos ou similares. Se, por outro lado, for determinado que tanto um vazio de atravessamento não foi gerado (por exemplo, uma perfuração de superfície de tecido) ou um vazio de atravessamento gerado falhou em satisfazer os critérios de forma desejados (526), o laser é passado sobre o vazio de atravessamento por um momento subseqüente e aplica radiação ótica ao orifício de atravessamento (etapa 530). As etapas de processo 526, 530, 532 (etapa opcional) e 524 continuam a ser executadas até que ambos os vazios de atravessamento sejam criados e os critérios de forma exigidos dos vazios de atravessamento estejam satisfeitos. Uma vez que a forma de um vazio de atravessamento gerado satisfaz os critérios de forma requeridos, o tecido inteiro pode ser perfurado. Na etapa opcional 532, os parâmetros de laser utilizados para acionar o laser podem também ser re-ajustados a fim de ajudar ambas a geração do vazio de atravessamento e/ou estabelecer um vazio de atravessamento tendo os critérios de forma desejados. Serâ observado, entretanto, que o número de passagens para gerar um vazio de atravessamento varia conforme muitos fatores tais como, mas, sem limitação, o material de tecido, espessura de tecido, tipo de dispositivo de laser, parâmetros de acionamento ou operacionais de laser etc.

A FIG. 6 ilustra imagens de um tecido perfurado em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção. A imagem 602 ilustra vazios de atravessamento perfurados em um tecido, como observado a partir da superfície superior (isto é, lado do laser) do tecido. A imagem 604 ilustra os vazios de atravessamento perfurados, como observado a partir da superfície inferior (isto é, lado oposto) do tecido. Os critérios de perfuração foram para alcançar vazios de atravessamento de forma arredondada tendo uma área aberta maior no lado do laser ou superfície superior. As imagens 602 e 604 mostram as aberturas maiores (FIG. 602) no lado do laser ou superfície superior em relação às aberturas na superfície inferior (FIG. 604). Os vazios de atravessamento podem ser perfurados usando um laser de CO2 que pode ser programado ou operado para gerar pulsos óticos de uma largura de pulso pré-definido durante um período de tempo pré-definido. Vários outros parâmetros associados com o processo de perfuração de vazio de atravessamento podem incluir, por exemplo, mas, sem limitação, configurar a potência de saída (Watts) gerada pelo laser, a velocidade de perfuração, o movimento incremental em ambas direções x e y, a distância de trabalho (isto é, distância do bocal de cabeça de laser à superfície do tecido), os requisitos de densidade (orifícios/polegada2) para dado tecido, e o número de passagens para submeter o tecido à radiação ótica.

A FIG. 7 ilustra imagens de um tecido perfurado em conformidade com um ou mais aspectos da presente invenção. A imagem 702 ilustra vazios de atravessamento perfurados em um tecido, como observado a partir da superfície superior (isto é, lado do laser) do tecido. A imagem 704 ilustra os vazios de atravessamento perfurados, como observado a partir da superfície inferior (isto é, lado oposto) do tecido. Os critérios de perfuração foram para alcançar vazios de atravessamento tendo uma área aberta maior no lado do laser ou superfície superior em relação ao lado oposto ou superfície inferior do tecido. As imagens 702 e 704 mostram as maiores aberturas (FIG. 702) no lado do laser ou superfície superior em relação às aberturas no lado inferior (FIG. 704). Esses vazios de atravessamento podem também ser perfurados usando um laser de CO2 que pode ser programado ou operado para gerar pulsos óticos de uma largura de pulso pré-definida em um período de tempo pré-definido. Vários outros parâmetros associados com o processo de perfuração de vazio de atravessamento podem incluir, mas sem limitação, configurar a potência de saída (Watts) do laser, a velocidade de perfuração, o movimento incremental em ambas as direções x e y, a distância de trabalho (isto é, distância do bocal de cabeça de laser à superfície do tecido), os requisitos de densidade (orifícios/polegada2) para um dado tecido, e o número de passagens para submeter o tecido a radiação ótica. Como ilustrado na FIG. 7, a forma dos orifícios de atravessamento é moldada substancialmente em oval em comparação aos vazios de atravessamento mostrados na FIG. 6. Diferentes fatores e/ou parâmetros (por exemplo, velocidade de perfuração) podem contribuir com as diferenças em forma de vazio de atravessamento e áreas abertas de vazio de atravessamento (%) correspondendo tanto ao lado do laser como o lado oposto do tecido.

As FIGS. 8A-G ilustram imagens de um tecido laminado perfurado em conformidade com um aspecto da presente invenção. O tecido laminado conforme essa modalidade pode incluir duas ou mais camadas ligadas usando uma técnica de laminaçâo adequada. Um laser CO2, por exemplo, pode ser operado em um modo de explosão de tonalidade, provendo uma potência de saída de cerca de 600 w, por exemplo. Uma vez que o tecido sendo perfurado era um laminado, os vazios de atra-vessamento foram gerados após passagens múltiplas da radiação ótica incidente.

As FIGS. 8A-G são imagens de microscópio que mostram a profundidade de penetração da radiação ótica incidente com cada passagem, da Ia passagem à 7a passagem. Essas imagens também mostram as bordas levantadas criadas durante o processo de perfuração. Exem- pios dessas bordas levantadas (isto é, superfície superior) são descritos em 804 (FIG. 8A), 806 (FIG. 8B), e 808 (FIG. 8G). Com cada passagem, as imagens em FIGS. 8A-G ilustram alguns aumentos nas aberturas tanto na superfície superior como na superfície inferior do vazio de atravessamento. Por exemplo, a imagem associada com FIG. 8D mostra uma abertura de superfície superior tendo um diâmetro de cerca de 3,2 mm na superfície superior e um diâmetro de cerca de l,4mm na superfície inferior do vazio de atravessamento após a 4a passagem. Após a 7a passagem, entretanto, como ilustrado na FIG. 8G, a abertura de superfície superior aumentou a um diâmetro de cerca de 3,3 mm na superfície superior e um diâmetro de cerca de 2,5mm na superfície inferior do vazio de atravessamento. Esses resultados descritos mostram que 5 passagens foram necessárias para gerar um vazio de atravessamento. Será observado, entretanto, que o número de passagens para gerar um vazio de atravessamento varia conforme muitos fatores tais como, mas, sem limitação, o material laminado, espessura de laminado, tipo de dispositivo de laser, parâmetros de acionamento e operacionais de laser etc.

A FIG. 9 ilustra as imagens tanto da superfície superior 902 como da superfície inferior 904 dos vazios de atravessamento perfurados correspondentes à FIG. 8G (isto é, após 7a passagem). Como mostrado na FIG. 9, após a 7a passagem a forma das aberturas superior e inferior dos vazios de atravessamento são moldadas substancialmente retangulares.

A FIG. 10 descreve vários padrões de vazio a partir de ensaios experimentais para gerar vazios de atravessamento conforme ainda outro aspecto da presente invenção. Em alguns casos, vazios de atravessamento de um tamanho aumentado podem ser desejados. Tamanho de spot de laser, por exemplo, pode ser um fator limitante. Para superar essa restrição e gerar vazios de atravessamento maiores, o dispositivo de laser é usado eficazmente como um cortador em vez de uma broca. Para criar essa ação de corte, a cabeça de laser pode ser oscilada (isto é, Oscilação ou Vobulação) de acordo com freqüência diferente (por exemplo, freqüência de Oscilação oti Vobulação) e critérios de resistência (por exemplo, índice de Oscilação ou Vobulação), a fim de estabelecer vazios de atravessamento maiores.

Por exemplo, as imagens 1010 e 1012 representadas na FIG. 10 correspondem a vazios de atravessamento que são gerados com base em parâmetros operacionais diferentes tais como, mas, sem limitação, velocidade de perfuração, freqüência de oscilação, índice de oscilação, potência de saída de laser etc. Por conseguinte, a forma das aberturas de superfície 1014 para os vazios de atravessamento correspondentes a imagem 1010 é substancialmente arredondada, enquanto a forma das aberturas de superfície 1016 para os vazios de atravessamento associados com a imagem 1012 é substancialmente retangular. Um fator, entre outros, afetando a forma de aberturas de superfície pode ser a velocidade de digitalização (isto é, mm/s) do laser conforme a radiação incidente move de uma posição para a próxima a fim de gerar um vazio de atravessamento subseqüente no tecido.

Em outra modalidade, uma estrutura de tecido que pode ou pode não ter um substrato de apoio de base compreende uma superfície de contato de folha tendo uma série de áreas de terra e depressões e uma estrutura de vazios ramificada adaptada a transmitir textura a um tecido, toalha ou não tecido. A FIG. 2B mostra a seção transversal da superfície de uma estrutura de tecido 10 com um vazio ramificado ou abertura 11 que compreende uma pluralidade de pequenos orifícios 10a e 10b no lado da folha 12 que estão inclinados tal que eles fundem-se dentro do vazio maior 10c em um lado oposto 14 da superfície. Como ilustrado, a abertura ramificada 11 pode também ser formada para incluir bordas ou aros levantados 16 adjacente à circunferência de orifícios 10a e 10b. Embora não mostrado na FIG. 2B, bordas ou aros levantados podem também ser formados adjacentes à circunferência do vazio maior 10c no lado oposto 14 da estrutura de tecido. Embora orifícios 10a e 10b sejam mostrados como fundindo dentro do vazio 10c, uma estrutura de vazio ramificado tendo três ou mais orifícios fundindo dentro de um vazio maior pode ser contemplada, pelo que aros levantados podem ser formados adjacentes a um ou ambos os orifícios do lado da folha menores e o vazio do lado oposto maior. Além disso, os aros levantados podem cobrir o tecido tanto parcialmente ou inteiramente.

Essa estrutura permite um número elevado de orifícios pequenos em uma estrutura de tecido enquanto também permite pequeno alongamento a longo prazo na direção de máquina MD enquanto permite alta rigidez à flexão na direção transversal da máquina CD. Tal estrutura pode também ser adaptada tal que, por exemplo, permite orifícios na estrutura de tecido que são menores em diâmetro do que a espessura do substrato sem resultar em, por exemplo, orifícios obstruídos devido á contaminação.

Uma estrutura de tecido tendo a superfície de estrutura ramificada descrita é também contemplada por um TAD ou outra aplicação de tecido ou toalha ou não tecido. Por exemplo, uma estrutura grosseira em uma superfície de lado do papel e orifícios menores em uma superfície de lado da máquina oposta pode, por exemplo, capturar, moldar, e/ou orientar fibras dispostas na estrutura de tecido em um padrão desejado e criar um tecido, toalha pu não tecido de volume alto. Como previamente descrito, os vazios descritos podem ser retos (cilíndricos) ou cônicos. Por exemplo, orifícios cônicos de padrões diferentes podem ser projetados tal que eles sejam maiores e bem distribuídos sobre um lado tal como uma superfície de lado da folha ou trama, enquanto que os vazios na superfície de lado da máquina oposta pode ser substancialmente alinhada ao longo da MD, proporcionando, desse modo, por exemplo, drenagem aumentada. Os vazios ramificados podem ser criados por qualquer número de métodos de perfuração ou combinação dos mesmos, incluindo perfuração a laser, perfuração mecânica, e gravação em relevo (por exemplo, térmica ou ultrassónica). Por exemplo, os vazios podem ser criados combinando perfuração a laser com gravação em relevo.

Ter em mente como acima mencionado normalmente cintas de fabricação de papel não transmitem estrutura ao papel feito neles. “Estrutura” pertence a variações na gramatura e/ou na densidade do papel que é maior do que ocorre em fabricação de papel comum e devido a variações comuns, tais como aquelas induzidas por crepagem. “Estrutura” pode também, entretanto, se referir a uma textura ou um padrão na folha de tecido ou toalha. Tais folhas “estruturadas” de tecido/toalha são geralmente macias e volumosas com alta absorção. Essas cintas de fabricação de papel podem ser cintas TAD ou tecidos de prensa convencionais, tecidos de transferência, ou tecidos de formação. Tais cintas compreendem uma estrutura de padronização de superfície e pode ter uma estrutura de reforço. O tecido e a toalha estruturados podem ser mais macios, mais absorventes, e ser de uma gramatura menor do que tecido/toalha não estruturados.

Um tecido do fabricante de papel, geralmente, tem dois lados: um lado de contato da folha e um lado de rolo ou máquina. Aquele é assim chamado porque é o lado do tecido que fica de frente para a trama de papel recém-formada. O último é assim chamado porque é o lado do tecido que passa sobre e está em contato com os rolos na máquina de fabricação de papel.

Como discutido previamente, no processo de fabricação descrito na FIG. 4, após a trama 44 ser transferida ao rolo de suporte 60, a trama 44 é captada no tecido de crepagem 18 correndo em uma taxa muito mais lenta de velocidade. Após captada, há uma caixa de vácuo (não mostrada) para puxar a trama mais profunda para dentro dos vazios do tecido de crepagem 18 e para remover água residual adicional da trama de papel puxando a água residual para dentro (e através) do interior do tecido de crepagem 18. Lógica convencional indicaria que qualquer água residual deixada no tecido de crepagem 18 após banho reumedeceria a trama 44 após captação da folha. Nessa modalidade, entretanto, não parece ser o caso com o tecido de crepagem 18 instalado na máquina de fabricação de papel tal que aberturas mais amplas estão dispostas no lado da folha e suas aberturas menores correspondentes estão dispostas no lado do rolo. Amostras de umidade sugerem que o reumedecimento é mínimo se não totalmente eliminado. Foi observado que o próprio tecido está correndo molhado por dentro, o que novamente é incoerente com nenhum reumedecimento. Consequentemente, nenhum reumedecimento da trama 44, é um resultado inesperado. Assim, esse resultado inesperado pode ser uma função do tecido de crepagem 18 ser instalado na máquina de fabricação de papel com aberturas mais amplas sendo dispostas no lado da folha e sendo suas aberturas menores correspondentes dispostas no lado do rolo.

A FIG. 11 é uma vista em perspectiva de uma cinta do fabricante de papel 1110 formado conforme uma modalidade exemplificativa da invenção. Conforme essa modalidade, a cinta 1110 tem uma superfície interna 1112 e uma superfície externa 1214, e é formado envolvendo em espiral uma tira de material polimérico 1116 produzido usando um dos vários métodos e sistemas discutidos acima. A cinta pode ser produzida usando o método descrito em Patente U.S. 5.360.656 para Rexfelt et dl. de propriedade comum, cujo conteúdo inteiro é aqui incorporado por referência. A tira de material 1116 pode ser envolvida espiralmente em uma pluralidade de voltas mutuamente confinadas e adjacentes, direção substancialmente longitudinal em torno do comprimento da cinta 1110 por virtude da maneira helicoidal em que a cinta 1110 é construída.

Um método exemplificativo pelo qual a cinta 1110 pode ser fabricada está ilustrado na FIG. 12. Aparelho 1220 inclui um primeiro rolo de processo 1222 e um segundo rolo de processo 1224, cada um dos quais é rotativo em torno de seu eixo longitudinal. O primeiro rolo de processo 1222 e o segundo rolo de processo 1224 são paralelos um ao outro, e são separados por uma distância que determina o comprimento global da cinta 1110 para ser fabricado no mesmo, como medido longitudinalmente em torno do mesmo. Na lateral do primeiro rolo de processo 1222, há fornecido uma bobina de suprimento (não mostrada nas Figuras) montada rotativamente sobre um eixo e deslocável paralelamente aos rolos de processo 1222 e 1224. Os rolos 1222 e 1224 podem ser estabelecidos de modo que o comprimento do tecido enrolado nos mesmos é aproximadamente o comprimento desejado do tecido final. A bobina de suprimento acomoda um suprimento bobinado da tira de material 1116 tendo uma largura de 10 mm ou mais, por exemplo. A bobina de suprimento está inicialmente posicionada na extremidade do lado esquerdo do primeiro rolo de processo 1222, por exemplo, antes de ser deslocado continuamente para a direita ou outro ladô em uma velocidade pré-determinada.

Para começar a fabricação da cinta 1110, o começo da tira de material 1116 é estendido em condição esticada do primeiro rolo de processo 1222 em direção ao segundo rolo de processo 1224, em torno do segundo rolo de processo 1224, e de volta para o primeiro rolo de processo 1222 formando uma primeira bobina de uma hélice fechada 1226. Para fechar a primeira bobina da hélice fechada 1226, o começo da tira de material 1116 é unido ao fim da primeira bobina do mesmo no ponto 1228. Como será discutido abaixo, voltas adjacentes da tira de material enrolado espiralmente 1116 são unidas umas as outras por meios mecânicos, térmicos, e/ou adesivo.

Portanto, bobinas subsequentes de hélice fechada 1226 são pro- duzidas girando o primeiro rolo de processo 1222 e o segundo rolo de processo 1224 em uma direção comum como indicado pelas setas na FIG. 12, enquanto alimentando a tira de material 1116 para o primeiro rolo de processo 1222. Ao mesmo tempo, a tira de material 1116 sendo recentemente enrolada no primeiro rolo de processo 1222 é continuamente unida àquela já no primeiro rolo de processo 1222 e o segundo rolo de processo 1224 por, por exemplo, meios mecânico e/ou adesivo ou qualquer outro adequado para produzir bobinas adicionais de hélice fechada 1226.

Esse processo continua até a hélice fechada 1226 ter uma largura desejada, conforme medida axialmente ao longo do primeiro rolo de processo 1222 ou do segundo rolo de processo 1224. Neste ponto, a tira de material 1116 não ainda enrolada no primeiro rolo de processo 1222 e no segundo rolo de processo 1224 é cortada e a hélice fechada 1226 produzida disso é preferencialmente aparada para fazer as bordas do tecido paralelas e para uma largura desejada para ser usada na máquina de papel, e, então, removida do primeiro rolo de processo 1222 e do segundo rolo de processo 1224 para proporcionar a cinta 1110 da presente invenção.

Um método para costurar ou manter unidas as tiras de material adjacente, conforme uma modalidade da invenção, é soldar ultrassoni- camente borda a borda de tiras adjacentes enquanto fornece simultaneamente uma pressão lateral para manter as bordas em contato umas com as outras. Por exemplo, uma parte do dispositivo de soldagem pode segurar uma tira, preferencialmente a tira que já foi enrolada na espiral, para baixo contra um rolo de sustentação enquanto outra parte do dispositivo empurra a outra tira, preferencialmente a tira sendo desenrolada, para cima contra a tira sendo segurada para baixo.

A aplicação de soldagem ultrassónica de intervalo resulta numa ligação particularmente forte. Pelo contrário, a soldagem ultrassónica tanto em um modo de tempo como de modo de energia, que é também conhecido como soldagem ultrassónica convencional, resulta em uma ligação que pode ser descrito como frágil. Portanto, pode ser concluído que uma ligação formada por soldagem ultrassónica de intervalo é preferida contra a soldagem ultrassónica convencional.

Outro método exemplificative para unir tiras adjacentes, conforme uma modalidade da invenção, é aplicar um adesivo às extremidades das tiras adjacentes e uni-las. Deve ser notado que um material de preenchimento pode ser usado para preencher lacunas ou porções onde as tiras não entram em contato umas com as outras.

Outro método para unir tiras de material adjacentes, conforme uma modalidade da invenção, é soldar as tiras adjacentes usando uma técnica de soldagem a laser. Uma vantagem de soldagem a laser sobre soldagem ultrassónica é que soldagem a laser pode ser executada em velocidades na faixa de 100 metros por minuto enquanto a soldagem ultrassónica tem uma velocidade máxima de cerca de 10 metros por minuto. A adição de um corante de absorção de luz ou absorvedor de tinta às bordas das tiras podem também ajudar em concentrar o efeito térmico do laser. Os absorvedores podem ser de tinta preta ou corantes de IR próximos que não são visíveis ao olho humano, tal como, por exemplo, aqueles utilizados por “Clearweld”. As bordas adjacentes da tira podem ser preparadas para melhorar a resistência à dissociação no uso. As bordas podem ser aparadas em um ângulo ou formadas de outras maneiras tais como mostradas na Patente U.S. 6.630.223 para Hansen de co-propriedade, a divulgação da qual está incorporada nesse documento por referência.

Os presentes métodos e sistemas para produção de cinta 1110 são bastante versáteis e adaptáveis à produção de fabricantes de papel e/ou tecidos ou cintas industriais de uma variedade de dimensões longitudinais e transversais. Isto é, o fabricante, praticando a presente invenção, não necessita mais produzir um tecido sem costura ou tecido plano e tecido costurado de comprimento e largura apropriados para uma dada posição em uma máquina de papel. Ao contrário, o fabricante necessita apenas separar o primeiro rolo de processo 1222 e o segundo rolo de processo 1224 pela distância apropriada, para determinar o comprimento aproximado da cinta 1110, e enrolar a tira de material 1116 no primeiro rolo de processo 1222 e o segundo rolo de processo 1224 até a hélice fechada 1226 ter alcançado a largura desejada aproximada.

Além disso, como a cinta 1110 é produzida enrolando espiralmente uma tira de material 1116 e não é um tecido entretecido, a superfície externa 1112 da cinta 1110 é macia e contínua, e não tem os nós que impedem as superfícies de um tecido entretecido de serem perfeitamente macios. Preferencialmente, a tira de material pode ser uma tira de material termoplástico, tal como um filme ou papel alumínio, por exemplo, e pode ser feita de qualquer material polimérico, preferencialmente Poliéster (PET). Entretanto, podem também ser usados outros materiais tais como outros poliésteres (por exemplo, naftalato de polietileno (PEN)) ou sulfeto de polifenileno (PPS). Podem também ser usadas poliamidas ou poliéter éter cetona (PEEK). Com relação a um laminado de duas ou mais camadas, cada camada pode ser a mesma ou formada de diferentes materiais. O filme ou papel alumínio pode ser uniaxialmente ou biaxialmente orièntados com módulos suficientes e estabilidade em ambas MD e CD para funcionar na maneira pretendida. Além disso, o filme ou papel alumínio pode conter fibras de reforço na MD ou CD, ou ambas MD e CD, ou em qualquer direção aleatória. As fibras de reforço podem ser incluídas através de um processo de extrusão ou pultrusão onde as fibras podem ser extrudadas ou pultru- dadas juntamente com o material formando o filme ou papel alumínio. As fibras de reforço podem ser formadas de um material de alto módulo, tais como, por exemplo, aramidas, incluindo, mas não limitado a

Kevlar® e Nomex®, e pode fornecer força, módulo, resistência a trincas e/ou desgaste extras ao filme ou papel alumínio.

Alternativamente, a tira de material pode ser uma tira de material não tecido formada de uma fibra de baixa fusão, tais como poliamidas, por exemplo, que pode ser cardada e consolidada por perfuração de agulha ou outros meios adequados, e que pode ser fundido passando a tira de material através de nip de rolo aquecido, por exemplo, assim criando uma superfície macia em um ou ambos os lados da tira de material. O material não tecido pode também compreender uma mistura de materiais diferentes, tais como, por exemplo, uma combinação de fibras de alta fusão e baixa fusão, por exemplo, 90% de um poliamido de baixa fusão 6 em combinação com PA6.6 10% ou qualquer outra combinação escolhida para transmitir uma característica desejada. Alternativamente, uma porção do material não tecido pode compreender fibras biocomponentes, tais como, por exemplo, fibras de tipo bainha e núcleo, que pode ter o material de baixa fusão fora e o material funcional dentro. A tira de material pode também ser revestida, por exemplo, usando uma resina de poliuretano para fornecer adicional, por exemplo, maciez de tecido. O revestimento pode aumentar liberação de folha, e/ou integridade estrutural da tira de material. As supracitadas estruturas podem, então, ser perfuradas em uma maneira como descrito até agora.

O tecido inventivo pode incluir uma ou mais camadas adicionais no topo ou embaixo do substrato formado usando as tiras de material, meramente para fornecer funcionalidade, e não reforço. Por exemplo, as camadas adicionais usadas podem ser quaisquer de materiais tecidos e não tecidos, conjuntos ordenados de fios MD e/ou CD, tiras enroladas espiralmente de material tecido que tem uma largura menor do que a largura do tecido, tramas fibrosas, filmes, ou uma combinação dos mesmos, e pode ser unida ao substrato usando qualquer técnica adequada conhecida a alguém de capacidade comum na técnica. Laminação por ligação térmica e ligação química são apenas alguns exemplos.

O uso de um tecido como descrito nesse documento pode resultar em uma folha de toalha ou tecido com alto calibre e baixa densidade, um resultado inesperado. O alto calibre e a baixa densidade resultam em um produto de tecido ou toalha mais macio tendo uma absorção aumentada, ambas as quais são características muito desejadas.

Por fim, o tecido imediato pode permitir ao processo de fabricação de papel a ser executado em uma gama mais ampla de percentagem de tecido crepe, gramatura e/ou teor de fibra reciclada aumentado e pode produzir valor significativo aumentando a faixa de parâmetros de processo operacional.

Embora tenham sido descritas em detalhe uma modalidade preferida da presente invenção e modificações da mesma nesse documento, deve ser entendido que essa invenção não está limitada a essa modalidade precisa e modificações e que outras modificações e variações podem ser efetuadas por alguém versado na técnica sem se afastar do espírito e escopo da invenção como definido pelas Reivindicações anexadas.

Claims

1. Tecido de fabrico de papel caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de vazios de atravessamento (102), compreendendo cada um dos ditos vazios de atravessamento (102) : uma primeira abertura (110) associada a uma superfície superior (106) do dito tecido (104, 302); uma segunda abertura (112) associada a uma superfície inferior (114) do dito tecido (104, 302); e pelo menos uma extremidade elevada (204, 206) circunferencialmente adjacente a pelo menos uma das ditas primeira e segunda aberturas (110, 112); em que a dita primeira extremidade levantada (204) está num nivel de altura que é cerca de 5-10 pm acima da dita superfície superior (106) ou referida segunda extremidade elevada (206) está a um nivel de altura que é de cerca de 5- 10 pm abaixo da dita superfície de fundo (114) .

2. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um da dita pluralidade de vazios de atravessamento (102) inclui uma superfície substancialmente interna conformada cilíndrica ou cônica (108).

3. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos vazios de atravessamento (102) são formados numa tira de material formando uma ou mais camadas do dito tecido de fabrico de papel.

4. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita tira de material é um filme, uma lâmina ou uma tira de material não tecido.

5. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito filme ou lâmina compreende fibras de reforço em MD, CD, ou MD e CD ou numa direção aleatória.

6. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita tira de material não tecido é revestida para intensificar a liberação da folha e/ou a integridade estrutural.

7. Sistema de produção de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema compreende: uma fonte óptica (306) operável para gerar radiação óptica incidente (202, 312); uma unidade de acionamento (308) acoplada à dita fonte óptica (306) e adaptada para controlar pelo menos uma característica associada à dita radiação óptica incidente (202, 312); e um equipamento operável para reter o dito tecido (104, 302) e facilitar o movimento relativo entre a dita fonte óptica (306) e o dito tecido (104, 302) de tal forma que a radiação óptica incidente (202, 312) perfura o dito tecido (104, 302) e gera os ditos vazios de atravessamento (102), em que os ditos vazios de atravessamento (102) gerados incluem cada um pelo menos uma extremidade elevada (204, 206) circunferencialmente adjacente a uma abertura criada em pelo menos uma das superficies de topo e inferior (106, 114) associadas ao dito tecido (104, 302) .

8. Sistema de produção de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita radiação óptica incidente (202, 312) compreende uma saida de laser focado.

9. Sistema de produção de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito equipamento compreende uma pluralidade de componentes motorizados operáveis para proporcionar movimento ao dito tecido (104, 302) em uma ou mais direções e movimento a um cabeçote (310) associado à dita fonte óptica (306), em que o dito cabeçote (310) é adaptado para movimento relativo ao dito tecido numa direção x, y ou z.

10. Sistema de produção de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma característica associada à dita radiação óptica incidente (202, 312) compreende saída de energia ou características de modulação.

11. Sistema de produção de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda componentes de conformação de feixe para conformar a dita radiação óptica incidente (202, 312) antes de aplicar a dita radiação óptica incidente (202, 312) ao dito tecido (104, 302) .

12. Método de geração de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: gerar radiação óptica incidente (202, 312) para pressionar o dito tecido (104, 302); e controlar pelo menos uma característica associada à dita radiação óptica incidente (202, 312) de tal maneira que a dita radiação óptica incidente (202, 312) gera vazios de atravessamento (102) cada um dos quais inclui pelo menos uma extremidade elevada (204, 206) circunferencialmente adjacente a uma abertura (110, 112) criada em pelo menos uma das superfícies de topo e inferior (106, 114) associadas ao dito tecido (104, 302) .

13. Método de geração de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos vazios de atravessamento (102) inclui uma área de superfície interna de uma forma substancialmente cônica ou cilíndrica.

14. Método de geração de vazios de atravessamento em um tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dito controle de pelo menos uma característica associada à dita radiação óptica incidente (202, 312) compreende gerar vazios de atravessamento (102) cada um dos quais inclui uma abertura de superfície superior (110) que tem uma área de superfície maior do que uma abertura da superfície inferior (112) .

15. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: uma ou mais tiras espiralmente enroladas (1116) de material polimérico, em que tiras adjacentes às ditas tiras espiralmente enroladas (1116) de material polimérico são acopladas, compreendendo as ditas tiras espiralmente enroladas (1116) a dita pluralidade de vazios de atravessamento.

16. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma ou mais camadas de materiais tecidos ou não tecidos, conjuntos ordenados de filamentos de MD ou CD, tiras espiralmente enroladas de material tecido tendo uma largura menor do que a largura do cinto ou manga, tramas fibrosas, filmes ou uma combinação dos mesmos, em que as ditas uma ou mais camadas são formadas em cima ou em baixo das ditas tiras espiralmente enroladas (1116).

17. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais tiras espiralmente enroladas (1116) são espiralmente enroladas para formar um tecido de uma largura ou um comprimento desejado.

18. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que ditas tiras adjacentes (1116) são acopladas usando pelo menos um dentre laser, soldaduras infravermelha e ultrassónica.

19. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito tecido é um laminado que compreende duas ou mais camadas.

20. Tecido de fabrico de papel, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os vazios de atravessamento numa primeira camada são de um tamanho diferente dos vazios de atravessamento numa segunda camada.