PT80973B

PT80973B - Metodo e dispositivo para saturar sob pressao um substrato

Info

Publication number: PT80973B
Application number: PT80973A
Authority: PT
Inventors: Howard K Menser
Original assignee: Miply Equipment Inc
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1992-05-29
Also published as: ES552847A0; IN165872B; DK371085D0; NO853211L; IE56740B1; US4588616A; AU571343B2; ES8700579A1; ES8800854A1; EP0173519B1; DK167658B1; ES546159A0; BR8503888A; PT80973A; NO170672B; NO170672C; EP0173519A1; AU4598685A; DE3569487D1; DK371085A

Description

ΜΙΡΙιΥ EQUIPMENT INC.

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA SATURAR SOB PRESSÃO UM SUBSTRATO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Um substrato de material poroso, tal como papel, pode Ber impregnado com uma ou mais substâncias sólidas numa solução saturante, de modo a formar um produto com uma utilidade grandemente aumentada em comparação com um substrato não tratado. Por exemplo, um substrato tal como papel Kraft pode ser impregnado com um silicato de um metal alcalino numa solução a fim de formar um produto que possui resistência mecânica, resistência à água e ao fogo, e uma rigidez muito superior à do papel não tratado. Um tal produto pode ser utilizado para produzir um material superior para embalagem ou envólucros, ou várias camadas do produto podem ser laminadas para produzir tampos para balcões, painéis para revestimento de paredes e outros materiais de construção. Um substrato impregnado com resina de melamina, por exemplo, que é uma resina termo-endurecível, pode ser utilizado para produzir materiais de construção com um aspecto e propriedades semelhantes aos do produto conhecido sob o nome comercial de Formica. 0 uso de percursores pouco dispendiosos, tal como papel e os aditivos químicos para formar tais produtos, oferece uma boa economia de custo em comparação com materiais mais dispendiosos, tais como material sintético, madeira ou metal. As vantagens obtidas da acessabilidade e do baixo preço relativos das matérias primas são diminuídas somente pela falta de eficiência e pelo custo do dispositivo de impregnação e dos processos que anteriormente se encontravam disponíveis.

-260# ιΜ IkMâl * 'Í.iflu ^{1 1} * próprio processo implica submeter um substrato a uma solução saturante normalmente aquecida e sob pressão, com o fim de revestir as fibras do substrato com os sólidos contidos no saturante, e/ou substituir o ar contido nos interstícios do substrato pelo material saturante. Uma vez colocados os sólidos no seu lugar , o líquido portador, que pode ser água ou qual quer outro meio apropriado, por exemplo acetona, evapora-se então, deixando as fibras encapsuladas pelo material sólido. Muitos factores correlacionados influenciam, em combinação, o produto final. A composição e a espessura do material são importantes para o substrato. Para a solução saturante, a composição, a temperatura, a viscosidade e a pressão relativa são importantes. Para o próprio processo, a configuração do dispositivo de saturação e a velocidade à qual o processo é conduzido, são importantes.

A patente de invenção norte-americana N^ 4 411 216 da presente requerente, descreve um dispositivo de saturação sob pressão, que pode atingir quase uma razão de 100 % em peso do líquido saturante pelo substrato, numa única passagem rápida através do dispositivo. 0 processo envolve 0 aquecimento de uma quantidade mínima da solução saturante, que pode, ou não, ser posta sob pressão. Com concentrações aproximando-se de 100 0 produto final apresenta uma rigidez substancial e a maior parte das características desejáveis do aditivo ou aditivos da solução saturante. No entanto, presentemente há uma falta de um saturador aperfeiçoado que possa funcionar com uma velocidade melhorada e sem perturbações do funcionamento.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

Constitui, portanto, um dos objectos principais da presente invenção proporcionar um dispositivo de saturação eob pressão que pode impregnar um material saturante para dentro de um substrato numa ampla gama de concentrações em peso do agente de saturação em relação ao substrato, sendo a impregnação efectuada numa única passagem rápida através deste dispositivo.

Um outro objecto da presente invenção é efectuar o processo de impregnação sem, em muitos casos, a necessidade de aquecer a solução saturante, eliminando assim a necessidade de elementos de aquecimento e de um sistema de regulação do aquecimento, reduzindo o custo do saturador e do método de impregnação em comparação com dispositivos da técnica anterior, e aumentando a vantagem do custo do produto final em relação aos materiais da concorrência.

Um outro objecto da presente invenção é proporcionar um dispositivo de saturação sob pressão e um método para a utilização do mesmo que podem ser utilizados com uma variedade de diferentes substratos e podem impregnar uma variedade de diferentes saturantes para dentro dos substratos com aumentos do peso seco desde percentagens muito baixas até mais do que 75 % em peso da saturação.

A presente invenção realiza estes e outros objeetos e refere-se a um dispositivo e a um método de saturação sob pressão de um substrato poroso com um saturante. 0 dispositivo de saturação compreende um elemento de bloco com uma superfície superior inclinada cuja altura varia a partir de uma parte relativamente profunda para uma parte com uma profundidade relativamente pequena. Elementos de transporte encontram-se dispostos de ambos

-4..-..II ί •os lados do elemento de bloco e servem para transportar o substrato através do dispositivo, e um mandril está disposto entre os elementos de transporte com o lado inferior estendendo-se para dentro da reentrância formada pela superfície superior inclinada e ficando espaçado desta superfície superior do elemento de bloco para guiar o substrato através do dispositivo. As superfícies opostas do elemento de bloco e do mandril formam uma câmara com uma zona de entrada relativamente profunda e uma zona de saída relativamente pouco profunda, tais como são definiI das pela superfície inclinada do elemento de bloco. Dentro desta câmara desenvolve-se uma pressão devido à sua configuração convergente, quando o substrato é avançado através do dispositivo, forçando assim o líquido de saturação a entrar nos interstícios e nos espaços ocos do substrato. Vários substratos podem ser impregnados com vários saturantes convenientes, dependendo das propriedades desejadas do produto final. Por exemplo, um substrato tal como papel Kraft” pode ser impregnado com resina de melamina a fim de formar um produto final adequado para ser empregado na construção de tampos para balcões.

Vários outros objectos e vantagens da presente invenção serão evidentes da seguinte descrição que se refere aos desenhos anexos cujas figuras mostram:

a fig. 1 - uma vista em perspectiva do dispositivo de saturação sob pressão objecto da presente invenção, mostrado aqui no processo de impregnação de um substrato;

a fig. 2 - uma representação esquemática, mostrada parcialmente em corte transversal, da relação entre o mandril central e o bloco de suporte e as estruturas de ajustamento e os cilindros laterais;

-5a fig. 3 - uma vista lateral em corte transversal, a uma escala ampliada, mostrando esquematicamente a relação entre o mandril central e a superfície superior, inclinada e curva, do bloco perfilado, os quais definem entre si a câmara receptora do saturante;

a fig. 4 - uma representação esquemática da câmara receptora do saturante da presente invenção; e a fig. 5 - um corte transversal feito através de uma das extremidades do mandril central, mostrando a relação entre o veI dante extremo e o mandril central.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA FORMA DE REALIZAÇÃO PRESENTEMENTE PREFERIDA

Referindo-se mais em especial à fig. 1 dos desenhos anexos, a referência numérica 10 designa em geral a forma de realização presentemente preferida do dispositivo de saturação sob pressão da presente invenção. Este dispositivo pode ser utilizado com uma variedade de substratos porosos, tal como o papel 12 aqui mostrado, ou com outros tipos de substratos fibrosos tais como fibras de vidro ou nylon. Semelhantemente, uma ampla variedade de sólidos numa solução saturante pode ser impregnada para dentro do substrato com o presente dispositivo, mencionando-se como dois exemplos silicato de sódio e resina de melamina. As propriedades do produto final 12* são uma combinação das propriedades do substrato e dos sólidos impregnados. Por exemplo, as fibras celulósicas individuais que formam o papel 12 são razoavelmente fortes, mas as interligações entre elas, para formar o papel, proporcionam apenas uma fraca ligação química entre as fibras individuais e uma ligeira ligação física quando da fabri

-6cação do papel. No entanto, o papel ou tecido básico, uma vez tratado, tem as fibras encapsuladas pelos sólidos da solução saturante, reforçando a ligação, e protegendo as fibras de forças exteriores que poderiam enfraquecer ou remover as ligações que mantêm o substrato num conjunto.

saturador tem uma base 14 que suporta os elementos operativos, incluindo um mandril central 16. De ambos os lados do mandril 16 situam-se elementos de avanço, tais como os cilindros laterais 18 e 20, estando estes cilindros e o mandril mon► tados rotativamente em cada uma das suas extremidades. 0 mandril 16 está montado em blocos de suporte 22, um dos quais está situado em cada extremidade do mandril 16, Os blocos de suporte 22 para as chumaceiras estão montados nos respectivos elementos 23 do quadro e têm uma configuração tal que o mandril central 16 e os blocos de suporte 22 dae chumaceiras possam ser removidos dos elementos 23 do quadro como uma unidade. Os cilindros laterais 18, 20 estão ligados aos elementos 23 do quadro os quais, por sua vez, estão ligados aos elementos 24 do quadro dispostos nos cantos da base 14 do dispositivo, e que são ajustáveis vertical e horizontalmente para acomodar várias espessuras dos substratos. Os cilindros laterais 18, 20 funcionam como transportadores e, quando em funcionamento, o substrato ou a banda de papel 12 avança por cima do cilindro 18, por baixo do mandril 16 e por cima do cilindro 20, tal como é indicado pelas setas na fig. 1. Um sistema de aecionamento adequado, tal como por exemplo um aecionamento por corrente 25» mostrado a linhas tracejadas na fig. 2, é utilizado para accionar os cilindros e o mandril durante o funcionamento. Um sistema de aecionamento por corrente e especialmente vantajoso, visto que a corrente se

gue geralmente o caminho do substrato, permitindo assim a remoção do mandril para a substituição da banda de papel ou do mandril, sem desmontagem do sistema de accionamento.

mandril 16 está montado por cin.a de um elemento de bloco, tal como o bloco perfilado 26 que se estende ao longo do comprimento do mandril 16 e é ajustãvel tanto vertical como transversalmente. A superfície superior do bloco perfilado 26 tem uma inclinação e uma curvatura côncava e um diâmetro maior do que o do mandril 16 para permitir que este último possa ser alojado na cavidade da superfície curva, e tem uma zona relativamente profunda com uma transição gradual para uma zona relativamente pouco profunda. Forma-se assim uma câmara ou cavidade 28 entre o mandril 16 e o bloco perfilado 26 para receber a solução saturante. Esta solução saturante estâ contida num reservatório exterior (não mostrado) que não faz parte da presente invenção. Este reservatório pode ser aquecido e posto sob pres são se for desejado, para controlar certas variáveis tal como a viscosidade da solução. A solução saturante pode ser, quer arrais tada para dentro da câmara 28 juntamente com o substrato 12 através da entrada 30, ou a mesma pode ser bombada para dentro através da entrada 32, como se vê na fig. 3. Quando a entrada 30 for utiliza da, a solução saturante entra na câmara 28 sob a pressão atmosférica. A entrada 32 estâ normalmente fechada mas ê utilizada sob certas condições, tal como quando o substrato 12 é relativamente espesso, quando a solução tem uma viscosidade relativamente elevada ou quando se deseja um alto nível de saturação com uma baixa velocidade do substrato 12. Sob tais condições, uma pressão adicional pode ser efectuada por meio de uma bomba volumétrica (não mostrada) ligada à entrada 32 para fornecer uma

solução saturante sob pressão, adicionando-se neste caso a pressão fornecida ã pressão desenvolvida pelo próprio dispositivo de saturação durante o funcionamento.

Como se vê na fig. 3, a câmara 28 compreende três zonas que estão em comunicação entre si. A primeira zona 60 é a zona de entrada, que define uma cavidade de fornecimento relativamente grande, de tal modo que o funcionamento correcto do presente dispositivo seja mantido mesmo no caso de o fornecimento da solução saturante ser interrompido durante pouco tempo. A segunda I zona 62 é a zona central, em que a profundidade da câmara 28 diminui linearmente entre o ponto R* e o ponto A. A diminuição da profundidade da câmara realiza-se preferivelmente a uma taxa constante por incremento de circunferência do mandril, definindo assim de facto um plano inclinado, como é mostrado nas figs.3 e 4. A terceira zona 64 é a zona de saída, em que a profundidade radial da câmara fica substancialmente constante, e, preferivelmente, substancialmente igual à espessura do substrato 12 ou da banda de material a tratar. Esta geometria convergente cria pressões dinâmicas dentro da câmara quando o mandril 16 é girado, forçando assim os sólidos na solução saturante a entrarem nos interstícios do substrato poroso em causa. A pressão é criada, mantida e aumentada, da entrada para a saída, pelo movimento da banda de material 12 através do dispositivo de saturação, em relação ao bloco perfilado 26, arrastando consigo a solução saturante a partir da zona 60 relativamente profunda para a zona 64 relativamente pouco profunda. A geometria da câmara 28 pode ser alterada movendo-se o bloco perfilado 26 radial ou lateralmente em relação ao mandril 16, utilizando para este fim qualquer tipo adequado de mecanismo de ajustamento tais como calços ou parafu-9sos 65 e 65 mostrados esquematicamente na fig.

gir a profundidade e a convergência desejadas da câmara 28. Por exemplo, deslocando o bloco perfilado 26 de modo a aproximar-se do mandril 16, a entrada e a saída serão restringidas e a profundidade da câmara 28 será diminuída, resultando num grande aumen to da pressão dentro da câmara 28. Um aumento da distância en tre o mandril 16 e o bloco perfilado 26 tem um efeito oposto. Além disso, enquanto a superfície superior do bloco perfilado 26 é mostrada como serdo essencialmente um plano inclinado, a câmara 28 poderá igualmente ter outras formas geométricas. A pressão dinâmica é, portanto, gerada sem aplicação de calor, diminuindo assim o custo do dispositivo de saturação e o custo do consumo de energia para a utilização do dispositivo de saturação, e aumentando a vantagem de custo do produto final 12’ em comparação com materiais da concorrência.

Continuando com as figs. 3 e 4, o mandril 16 define um raio de curvatura R e o substrato 12 define uma espessura Y. Assim, indo da esquerda para a direita, a profundidade do começo da zona central 62 é definida por R+Y+R’. A profundidade da câmara diminui primeiramente até R + Y + Q e continua até R + Y + A. Além da dimensão A, a zona de saída 64 tem a profundidade definida por R + Y que é substancialmente igual ao raio do mandril 16 mais a espessura do substrato 12 só. Esta espessura na zona de saída assegura uma distribuição final uniforme do saturante na banda de material tratado 12’. Para assegurar a conservação da pressão e para evitar ou reduzir fugas do saturante, a zona de entrada 60 é munida de elementos de vedação, tais como as válvulas 66, e igualmente a zona de saída pode ser munida de tais válvulas vedantes 68 mostradas na fig. 3. As válvulas po

dem ser de qualquer tipo adequado, lâminas de aço temperado, sob pressão de ar, ou um sistema hidráulico, e são apertadas contra as zonas do substrato 12 que passam por baixo das mesmas, e também são apertadas contra o mandril 16 nos lados laterais do substrato independentemente da largura deste.

A fig. 5 representa um corte axial através de uma das extremidades do mandril 16 e mostra uma das formas de realização preferidas de um vedante extremo adequado. Como se vê na fig. 5, o mandril 16 inclui um veio central 80 que se apoia rotativamente no bloco de chumaceiras 22. Uma parede radial-anelar ou diafragma 82 está montada rigidamente, por exemplo por meio de soldadura, entre o mandril tubular oco 16 e o veio central 80. Um vedante em bronze 84 com flange situa-se entre o mandril 16 e o bloco de chumaceiras 22, e é vedado contra o mandril 16 por meio de um vedante 86. 0 vedante de bronze 84 pode deslizar axialmente ao longo de cavilhas de guia 88 que estão fixadas no diafragma 82 de tal modo que o vedante de bronze 84 gire juntamente com o mandril 16.

bloco de chumaceiras 22 define uma pluralidade de canais de óleo 90, cada um dos quais termina, numa das extremidades, num bico de lubrificação 92 e, na outra extremidade, num canal de comunicação 94 situado contra o vedante de bronze 84. 0 vedante 84 é munido de uma ranhura circular de óleo 96 adjacente a este canal de comunicação 94. Um canal de ar 98 estende-se axialmente através do veio central estacionário 80 e termina, numa das extremidades, num bico de ligação de ar 100 e, na outra extremidade, numa câmara 102 entre o vedante de bronze 84 e o diafragma 82.

Quando em funcionamento, os canais de óleo 90 são cheios

com um óleo de lubrificação adequado através dos bicos de lubrificação 92 e a câmara 102 é cheia parcialmente com óleo de lubrificação. Os bicos de ligação 92, 100 impedem a fuga deste óleo. Ar comprimido é então introduzido através do bico de ligação 100 a fim de apertar o vedante em bronze 84 contra o bloco de chumaceiras 22, criando assim um vedante terminal que restringe a fuga de saturante para fora da zona entre o mandril tubular 16 e o bloco perfilado 26.

Com o substrato 12 essencialmente apertado contra o mandril 16 pelas válvulas 66 e pela solução sob pressão, a superfície periférica exterior do mandril pode ser munida de ranhuras 70 para permitir que o saturante em excesso, que já atravessou o substrato, retorne para a câmara 28. A situação e as dimensões das ranhuras podem variar, mas, nesta forma de realização, o mandril é munido de um padrão simétrico de ranhuras que se estendem em linhas helicoidais para fora, a partir do centro para as extremidades do mandril. As ranhuras mostradas têm uma profundidade compreendida entre 0,25 mm e 0,38 mm (0,010 e 0,015 de polegada) e têm espaços entre si compreendidos entre cerca de 3 mm e 6 mm (1/8 a 1/4 de polegada). 0 mandril 16 pode também ter uma superfície exterior lisa, dependendo do substrato particular e do produto final desejado. Uma vez a banda de material 12’ processada, a mesma é conduzida para fora do saturador, por cima do cilindro 20, e entre elementos raspadores convenientes, tais como as rasoiras 72 mostradas na fig. 2. As rasoiras removem o saturante em excesso da banda de material, que continua então a avançar para um mecanismo secador conveniente (não mostrado) que não faz parte da presente invenção.

A título meramente exemplificativo, fornecem-se os se

12· guintes pormenores construtivoe a fim de definir melhor a formâ de realização preferida atrás descrita. Nesta forma de realização, o mandril tubular central 16 tem um comprimento de 216 cm (85 polegadas) e um diâmetro de 53,7 cm (21,125 polegadas).

A forma da superfície convergente do bloco perfilado 26 foi trabalhada à maquina de tal modo que a distância do centro do mandril 16 até à superfície superior do bloco perfilado 26 seja igual a R+Y+N, em que R é o raio de curvatura do mandril 16, Y é a espessura da banda de material 12 e N é tal como se mostra no Quadro 1. No quadro 1, as posiçoes angulares sao medidas em graus no sentido contrário ao dos ponteiros de um relógio, a partir da linha horizontal que passa para a esquerda através da linha central do mandril 16 da fig. 3.

QUADRO 1

Graus abaixo da horizontal da esquerda		N
	cm	polegadas
10°	0,635	0,250
20°	0,594	0,234
30°	0,556	0,219
40°	0,516	0,203
50°	0,478	0,188
60°	0,437	0,172
70°	0,396	0,156
80°	0,358	0,141
90°	0,318	0,125
100°	0,244	0,096
110°	0,173	0,068
120°	0,099	0,039
130°	0,025	0,010
140°	0,000	0,000
150°	0,000	0,000
160°	0,000	0,000
170°	0,000	0,000

-13Nesta forma de realização, a superfície superior do bloco perfilado 26 terminou em 170°. A superfície convergente do bloco perfilado 26 foi fresada numa série de arcos de 10°, cada um com um raio e um centro escolhidos de modo a aproximar o plano inclinado definido no Quadro 1. Esta técnica de trabalho mecânico deu como resultado uma superfície ligeiramente ondulada. Ab válvulas 66 estão orientadas de modo a formar um angulo de 45° em relação ao mandril central 16; válvulas 66 convenientes podem Ber construídas a partir de rasoiras planas em aço temperado Daetwyler, com um comprimento de 215,6 cm (84 7/8 polegadas;, uma largura de 5 cm (2 polegadas) e uma espessura de 0,15 mm (0,006 de polegada). Utilizando-se estes pormenores de construção, calculou-se para o ponto A uma pressão de 14 kg/cm²(200 libras por polegada quadrada) com uma velocidade de 46 m/min. (150 pés por minuto) da banda de material a tratar e uma pressão

O para o ponto A de 19 kg/cm (270 libras por polegada quadrada) com uma velocidade de 61 m/min. (200 pés por minuto) da banda, sem aplicação de uma pressão adicional através da entrada 32.

presente saturador 10 pode atingir praticamente qualquer nível de razões em peso de saturação, a partir de concentrações muito baixas até concentrações superiores a 100 % em peso. Um substrato que originalmente contém mais ar do que fibras, pode ser impregnado com os sólidos na solução saturante de modo a produzir um produto final que tem uma concentração mais elevada destes sólidos do que das próprias fibras. Isto tem uma grande utilidade, especialmente nos processos de tornar um material ignífugo, podendo-se eliminar substancialmente o chamado efeito de túnel em que se formam túneis de chamas entre as fibras não revestidas. Vantagens adicionais resultantes de se

-14atingir concentrações de 100 % e mais em peso residem nos processos de tornar um substrato impermeável à humidade, visto que substancialmente todas as fibras no substrato são encapsuladas pelo material saturante, tornando-as essensialmente insensíveis aos ataques e à deterioração causados pela humidade. 0 processo de impregnação é também completado em uma única passagem rápida através do presente dispositivo, com velocidades compreendidas entre 5 m/min. (dez pás por minuto) e centenas de metros por minuto, dependendo da natureza do substrato e da solução saturante.

Na utilização e na operação do presente dispositivo de saturação sob pressão, um substrato ou banda de material 12 é conduzida por cima do cilindro 18 e alimentada para dentro da câmara 28 entre o mandril 16 e o bloco perfilado 26. Uma solução saturante é alimentada, normalmente sob pressão, à câmara 28 através das aberturas de entrada 50 ou 52. A câmara 28 tem uma forma geométrica convergente desde a zona de entrada até à zona de saída, desenvolvendo assim uma pressão dinâmica do fluido à medida que o substrato 12 avança juntamente com a rotação do mandril, através da câmara convergente, em relação ao bloco perfilado. Embora se possam utilizar várias formas geométricas diferentes convergentes para a câmara 28, uma forma de realização preferida baseia-se essencialmente num plano inclinado, de modo a aumentar a preesão dentro da câmara com um grau de aumento constante através da zona central 62 desde a entrada até à saída. A profundidade da zona de saída é definida essencialmente pela espessura da banda de material tratada 12’, assegurando uma distribuição final e completa do saturante nos interstícios do substrato.

Elementos de vedação, tais como as válvulas 66 na zona de entrada e a válvula 68 na zona de saída, podem ser utilizados para manter a pressão desenvolvida dentro da câmara a um nível adequado para a impregnação do substrato; no entanto, as válvulas não são necessárias para todas as aplicações, tais como os casos em que se deseja uma concentração relativamente baixa da solução saturante em relação ao substrato, sendo então a pressão desenvolvida dentro da câmara suficiente para a impregnação.

Uma pressão adicional dentro da câmara 28 pode ser proporcionada por uma bomba que fornece um fluido sob pressão, tal como uma bomba volumétrica (não mostrada) ligada à entrada 32, sendo então a pressão fornecida adicionada à pressão hidrodinâmica desenvolvida dentro da câmara. 0 presente dispositivo de saturação pode fornecer produtos finais com uma concentração peso-a-peso de sólidos do saturante ao substrato, compreendida entre alguns por cento e mais do que cem por cento, quando todas as fibras são encapsuladas pelos sólidos que permanecem depois da secagem do produto.

Na realização do método, os cilindros 18 e 20 e o mandril 16 são accionados por um sistema conveniente, tal como uma transmissão de corrente. 0 substrato 12 abre as válvulas 66 suficientemente para permitir a entrada do substrato. As válvulas são mantidas apertadas contra o mandril e, em combinação com o saturante sob pressão, mantêm o substrato apertado contra aquele. A pressão desenvolvida na zona central 62 e na zona final 64 da câmara 28 força os sólidos do saturante a penetrarem nos interstícios e espaços ocos do substrato, λ medida que o produto final 12’ sai do dispositivo de saturação, este substrato impregnado empurra a válvula 68 (se a houver) de modo a abrí-la e

-16é conduzido entre as rasoiras 72 que removem o saturante em excesso do produto final, -sendo este então transferido para um dispositivo secador conveniente.

A título de exemplo, o dispositivo atrás descrito foi utilizado da seguinte maneira para impregnar uma banda de papel Kraft com silicato de sódio. 0 papel Kraft deste exemplo tinha uma largura de 152 cm (60 polegadas) e um peso original de 207 g/m² (42 libras por mil pás quadrados). 0 líquido saturante utilizado foi uma mistura de água, Na₂0 (9,5 % do peso total do saturante) e SiO₂ (50,0 % do peso total do saturante). Este saturante tinha um peso específico de 1,177 kg/1 (11,78 libras por galao) e uma viscosidade de 140 segundos-Stromer. A operação de saturação foi realizada à temperatura ambiente, utilizando uma velocidade do substrato de 56,6 m (120 pás) por minuto. Sem aplicação de uma pressão adicional através da entrada 52, o papel tratado resultante mostrou um peso Beco de 220,5 g/m (45 libras por mil pés quadrados). Isto representou um peso acrescentado de 8 %. Aplicando-se uma pressão adicional de 0,7 kg/cm²(10 libras por polegada quadrada) através da abertura 52, o papel tratado resultante mostrou um peso seco de 255 g/m² (48 libras por mil pés quadrados). Isto representou um peso acrescentado de 15 %. Como já se explicou antes, o acrescentamento do peso pode ser variado numa ampla gama ajustando-se quer a velocidade do substrato, a pressão adicional, ou ambas. Pressões hidráulicas adicionais até 112 kg/cnr (160 libras por polegada quadrada) ou mais podem ser aplicadas para atingir níveis extremamente elevados de saturação.

Embora apenas uma forma de realização de um dispositivo de saturação sob pressão e várias modificações da mesma tinham

17ffl sido mostradas em pormenor nos desenhos anexos e descritas na presente memória descritiva, várias outras alterações e modifi cações podem ser introduzidas nas mesmas sem se sair do âmbito da presente invenção.

Claims

1. - Dispositivo de saturação sob pressão para impregnar um substrato com um líquido de saturação, caracterizado por compreender:

um primeiro e um segundo elementos opostos um ao outro, posicionados de modo a delimitarem uma câmara gradualmente convergen te que compreende uma zona de entrada e uma zona de saída e tem uma profundidade que converge a partir de uma profundidade relativamente grande na zona de entrada para uma profundidade relativa mente pequena na zona de saída;

um meio para conduzir o substrato através da câmara desde a zona de entrada até ã zona de saída; e um meio para fornecer o líquido de saturação à câmara; sendo a profundidade relativamente grande e a profundida de relativamente pequena seleccionadas de tal modo que o movimento do líquido de saturação dentro da câmara convergente faça aumentar a pressão do líquido de saturação na câmara, obrigando assim o líquido de saturação a penetrar no substrato.

2. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a profundidade relativamente pequena ser aproximadamente igual à espessura do substrato.

3. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de fornecimento do líquido de saturação fornecer este líquido a câmara sob pressão.

4. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender elementos de vedação da câmara para reter o líquido de saturação sob pressão dentro da mesma.

5.- Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara convergente cooperar com o substrato em movimento a fim de gerar uma pressão gradualmente crescente na câmara desde a zona de entrada atê ã zona de saída.

6. - Dispositivo de saturação sob pressão.de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro elemento consistir num mandril rotativo, por o segundo elemento definir uma reentrância côncava adaptada para alojar uma parte do mandril de modo a formar a câmara entre estes dois elementos, e por a rotação do mandril transportar o substrato através da câmara de tal modo que o avanço do substrato faça aumentar a pressão do líquido de saturação dentro da câmara.

7. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido mandril ter uma superfície exterior cilíndrica munida de ranhuras para receber qualquer excesso do líquido de saturação que possa ter passado através do substrato.e para dirigir o liquido de saturação para a referida câmara.

8. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 6,.caracterizado por o referido segundo elemento consistir num bloco perfilado e por a referida reentrância côncava ter um diâmetro maior do que o diâmetro do referido mandril.

9. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido elemento que faz avançar o substrato através da câmara compreender um cilindro em cada lado do referido mandril com um elemento de accionamento formando uma ligação entre os referidos cilindros e o referido mandril de modo a girarem juntamente.

10. - Dispositivo de saturação sob pressão de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o referido mandril e o referido segundo elemento serem ajustáveis um em relação ao outro na direcção radial a fim de variar o tamanho e a forma da referida câmara e a profundidade da citada zona de saída.

11. - Método para impregnar um substrato com um líquido de saturação, mediante utilização de um primeiro e de um segundo elementos que são posicionados de modo a definirem uma câmara de saturação entre os mesmos, tendo esta câmara uma profundidade radial geralmente decrescente desde a entrada até à saída, caracte- rizado por compreender as seguintes fases:

a. introdução do substrato e do líquido de saturação na câmara,

b. avanço do substrato através da referida câmara, mergulhando—o assim no líquido de saturação e submetendo o substrato a uma pressão aumentada durante o seu avanço através da. referida câma- ra; e

c. remoção do substrato impregnado da referida câmara através da citada saída.

12. - Método para impregnar um substrato com um líquido de saturação de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir ainda a fase que consiste em aumentar adicionalmente a pressão do líquido de saturação em toda a referida câmara.

13. - Método para impregnar um substrato com um líquido de saturação de acordo, com a reivindicação 11, caracterizado por incluir a fase adicional que consiste em restringir a referida entrada e a referida saída da citada câmara a fim de se manter a pressão desenvolvida.dentro da mesma a um nível elevado.

14. - Método para impregnar um substrato com um líquido de saturação de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir a fase adicional que consiste em remover qualquer excesso do líquido de saturação do substrato depois de este ultimo ter saído da referida câmara.