FI112392B - Menetelmä ja laitteisto ns. vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi - Google Patents

Description

112392

Menetelmä ja laitteisto ns. vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto ns. vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi .

10 Rainaamalla kuitumaisesta raaka-aineesta valmistettavien tuotteiden, joista parhaiten tunnettuna voitaneen pitää paperia, mutta joita ovat myös mm. kartonki, erilaiset huokoiset monikerroksiset vaippatuotteet, lasikuitumatto, valmistukselle on yhteistä, että niitä valmistetaan toimin-15 taperiaatteeltaan paperikoneen tyyppisellä laitteella.

Tällaiselle laitteelle ja valmistusmenetelmälle puolestaan on ominaista, että kyseisestä kuitumaisesta raaka-aineesta muodostetaan tavallisimmin veden kanssa laimea ns. kui-tususpensio, joka levitetään laitteen ns. perälaatikon 20 avulla nestettä läpäisevälle viiralle, jolla suspensiosta poistetaan nestettä kuitumaton eli rainan muodostamiseksi.

• t Kyseinen raina siis muodostetaan paperikoneen viiraosalla, : useimmiten tasoviiralla (ns. Fourdrinier-viiralla) tai kah- ·: | den viiran välissä. Rainan lähtömateriaalina on paperinval- :,. 25 mistuksen kyseessä ollessa tavallisimmin hyvin laimea sei- • t » t . ,·. luloosakuitususpensio (sakeus luokkaa 0.5 %). Tarkoituksena • i » laimealla suspensiolla on, että kuidut olisivat suspensiossa suhteellisen irrallaan eli kulkisivat nesteessä mahdol-,, t lisimman löysästi sitoutuneena toisiinsa. Tällä pyritään • tt • >’ 30 siihen, että valmistettavassa paperissa kuidut voitaisiin

• I

ohjata haluttuun asentoon toistensa suhteen. Vähimmäisvaa- » timuksena on, että paperista tulee tasalaatuista niin, että kuitujen tiheys joka kohdassa paperia on sama.

’···’ 35 Kautta aikojen on myös tutkittu ns. sakeamassarainausta, P1386;Jansson et ai.

112392 2 joissa nimensä mukaisesti viiraosalle pyritään syöttämään aiempaa sakeampaa (luokkaa 3 - 15 %) massaa, jolla pyritään vähentämään tuotteen valmistuksessa käytettävää nestemäärää. Luonnollisesti nestemäärän vähentäminen vaikuttaisi 5 myös sekä tarvittavaan pumppauskapasiteettiin että koko valmistusprosessin nesteenkäsittelylaitteistojen kapasiteettiin niitä pienentävästi. Toisin sanoen kaikenpuolinen investointitarve pienenisi. Sakeamassarainaus ei kuitenkaan ole saavuttanut laajempaa suosiota johtuen pää-10 asiassa tuotteiden rajallisesta laadusta, koska sakeamassa-rainauksessa ei ole keksitty keinoa rainan muodostamiseksi riittävän tasalaatuiseksi.

Kolmantena rainanvalmistustapana on ns. vaahtomenetelmä.

15 Tämä on edellä kuvattuihin menetelmiin nähden aivan poikkeuksellinen siinä suhteessa, että vedenkulutus ja käyttö on tässä menetelmässä minimoitu äärimmilleen. Lähes kaikissa tähän saakka käytössä olleissa rainausmenetelmissä on rainauslaitteen perälaatikkoa, josta esimerkiksi paperiko-20 neessa selluloosakuitususpensio syötetään paperikoneen viiraosalle, edeltänyt säiliö, jossa on pyritty säätämään kuitususpension sakeus halutulle tasolle. Vaahtomenetel-·· mässä perälaatikkoa edeltää sekoitussäiliö, jossa kuitusus- ·,··,· pension joukkoon sekoitetaan sopiva määrä vaahtoa muodosta- ·. 25 vaa kemikaalia halutun tyyppi sen vaahdon muodostamiseksi.

• i » !!! Tätä vaahtomenetelmää käsitellään ansiokkaasti US-patentis- * sa 4,543,156, jota referoidaan seuraavassa viitaten myös oheiseen kuvioon Fig. 1. Kyseisen patentin kohteena on ·' ·* 30 paperin ja muiden non-woven kuiturainojen muodostaminen, ja erityisesti parannettu laitteisto ja menetelmä tällaisten j’.ti rainojen muodostamiseksi vaahtoutuvassa nesteessä olevasta kuitudispersiosta sijoittamalla neste ja kuidut rainausvii-

• I

; ralle ja laskemalla neste viiran läpi, niin että siihen '···' 35 jäävät kuidut muodostavat rainan.

P1386;Jansson et ai.

3 112392

Tekniikan tason mukaisia prosesseja kuiturainojen tuottamiseksi erilaisilla vaahtomenetelmillä on kuvattu US-paten-teissa 3,116,449, 3,958,782, 3,871,952 ja 3,837,999. US-5 patentissa 4,543,156 kuvatulla menetelmällä tuotetaan vaahtoavaa nestettä, jolla on haluttu ilmapitoisuus, viskositeetti, ominaispaino ja vastaavia ominaisuuksia, joita kuiturainan muodostamiseen tarvitaan. Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti vaahtomenetelmää kuvaava prosessi non-woven 10 kuiturainojen, esimerkiksi paperin, valmistamiseksi.

Kuviossa esitetään non-woven kuiturainan, esimerkiksi paperin, valmistamiseen tarkoitetun kaksoisviiratyyppisen laitteiston edullinen suoritusmuoto, jossa viitenumeroilla 11 ja 12 tarkoitetaan ensimmäistä ja toista jatkuvaa, 15 kudottua, nestettä läpäisevää rainausviiraa, jotka ovat olennaisesti samankaltaista kudosta ja tyyppiä kuin non-woven rainojen muodostuksessa käytetty viira. Rainausviira 11 on, kuten tavanomaista, telojen varassa, joita teloja on merkitty viitenumeroilla 13, 14, 15 ja 16. Vastaavasti 20 rainausviira 12 on tavanomaisten telojen varassa, joista teloista on esitetty kaksi, viitenumerot 18 ja 18a.

•‘f .* Kuviossa 2 esitetään, kuinka rainausviirojen 11 ja 12 ·; j tukitelat on sijoitettu niin, että viirat 11 ja 12 ·: *f suppenevat ja muodostavat nipin 17 aivan sylinterimäisen : ·. 25 rainaustelan 19 yläpuolelle. Viirat 11 ja 12 kulkevat niin, , ,·. että rainaustelan 19 ympäri kiertyneet osat liikkuvat samansuuntaisesti samalla nopeudella telan 19 * ♦ · pyörimissuuntaan.

» ( » • ·* 30 Viirat 11 ja 12 kohtaavat toisensa rainaustelalla 19 hieman • · eri kulmissa ja muodostavat väliinsä kiilamaisen nipin 17, « johon ohjataan vaahtoava nesteen ja kuitujen muodostama dispersiosuihku 20 paineistetusta perälaatikosta 21, kuten kuviossa osoitetaan. Telan 19 pinta on sileä ja nestettä ’·**' 35 läpäisemätön, ja viirat 11 ja 12 on jännitetty niin, että M i M I | P1386/Jansson et ai.

112392 4 ne puristavat vaahtoavan neste-kuitudispersion väliinsä, ja neste painuu viiran 11 läpi, jota viiraa kutsutaan tämän jälkeen myös ulommaksi viiraksi. Ulomman viiran 11 läpi painettu neste johdetaan kokooma-altaaseen 22 5 sisäänmenoaukkojen 23 kautta. Viira 12 eli sisempi rainaustelan viira tukee rainaa W, kun se kuljetetaan pois rainaustelalta kuivaamista ja tavanomaista jatkokäsittelyä varten.

10 Jälleen kuvioon 1 viitaten vaahtoava neste ja kuituraaka-aine kuljetetaan perälaatikkoon 21 yhteen 24 kautta, ja rainasta W poistettu jäännösneste poistetaan altaasta 22 yhteen 25 kautta pumppuun 28 ja sieltä kierrätykseen perälaatikkoon 21 johtavan yhteen 24 kautta. Rinnakkainen 15 nestevirtakierto (on myös mahdollista tuoda kaikki rainasta W poistettu neste tätä kautta sekoitussäiliöön 32) käsittää ainakin yhteeseen 25 kytketyn yhteen 29, pumpun 30, sekoitussäiliön 32 yläosaan johtavan yhteen 31 ja yhteen 33, joka lähtee pumpulla 34 varustetun sekoitussäilön 32 20 alaosasta. Pumppu 34 siirtää vaahtoavassa nesteessä olevan kuitudispersion yhteen 35 kautta yhteeseen 24.

,*··, Sekoitussäiliöön 32 tuodaan pinta-aktiivinen vesiliuos ’lähteestä 36 yhteen 40 kautta. Massaa, joka sisältää i » , sellaisia kuituja, joita käytetään paperin tai halutun i I 1 > 25 tuotteen valmistuksessa, tuodaan säiliöön 32 : vedenpoistopuristimesta 37, johon tuodaan massaliete • · sopivasta lähteestä (ei esitetty kuviossa). Säiliön 32 > t V · sisään on sijoitettu sekoitin 38, joka sekoittaa säiliön sisällön. Vedenpoistopuristimeen syötettävän massan 30 nopeutta säädellään halutun neliömassan omaavien rainojen • t tuottamiseksi koneen tuotantovauhdilla. Tyypillisesti neliömassat ovat 8 lbs/ream (3000 neliöjalkaa eli noin 280 t » * m2) - 38 lbs/ream eli noin 13 g/m2 - 61,5 g/m2.

I

* » : 35 Tyypillisessä käynnistysvaiheessa tuodaan vettä

• · · I

* I

1 I I

I « P1386;Jansson et ai.

5 11239? sekoitussäiliöön 32 sopivasta syöttölähteestä 46 syöttöyhteen 45 kautta. Sekoitussäiliöön 32 lisätään niin paljon väkevöityä pinta-aktiivista vesiliuosta yhteen 40 kautta, että sinne saadaan aikaan haluttu pinta-aktiivinen 5 konsentraatio, joka vaaditaan sellaisen nesteen tuottamiseen, joka pystyy muodostamaan suhteellisen kiinteää vaahtoa, joka tukee kuituja ja täydentää perälaatikkoon syötettyä vaahtoutuvaa kuituraaka-ainetta. Sekoitussäiliö 32 täytetään osittain, esimerkiksi 1/2 - 3/4 10 tilavuudestaan, riittävällä vaahtoa muodostavalla nesteellä pumppujen, yhteiden, perälaatikon ja altaan täyttämiseksi, kun kierrätys aloitetaan, jotta saadaan aikaan jäännöstilavuus sekoitussäiliöön alueelle 1/4 - 1/3 sen tilavuudesta. Vaahtoutuva neste, joka edullisesti on 15 olennaisesti kuidutonta, johdetaan pumpulla 28 liikkuville rainausviiroille 11 ja 12 ja niiden läpi, jolloin ilman huokoistumisen avulla saadaan viirojen läpi kulkevassa vaahtoutuvassa nesteessä aikaan vaahtoa, jonka kiinteys on halutun suuruista. Tuloksena oleva vaahtoava neste 20 kerääntyy altaaseen 22 ja kierrätetään pumpuilla 28, 30 ja 34 sekoitusastiaan 32 ja sen läpi ja rainausviiroille 11 ja : : 12 ja niiden läpi, kunnes vaahtoava neste sisältää ;·· tilavuudestaan noin 55 - 7 5 prosenttia ilmaa. Vaahtoavaan nesteeseen lisätään kuituja sekoitusastiassa 32 ja : .·. 25 dispergoidaan sinne, jotta saadaan aikaan vaahtoava , ,·, kuituraaka-aine, joka syötetään linjan 24 ja perälaatikon !!! 21 kautta huokoiseen tukiviiraan non-woven kuiturainan * tuottamiseksi. Sopivan anionisen pinta-aktiivisen aineen, esimerkiksi alfaolefiinisulfonaatin, vesiliuosta on : ·' 30 menestyksellisesti käytetty edullisessa 300 ppm:n konsentraatiossa. Markkinoilla on monia pinta-aktiivisia •\f aineita, jotka sopivat veden lisäaineiksi keksinnön mukaisiin tarkoituksiin. Nämä aineet luokitellaan yleisesti i;> ei-ionisiin, anionisiin, kationisiin ja amfoteerisiin.

35 P1386;Jansson et ai.

112392 6

Pinta-aktiivisten aineiden sopivan luokan valitseminen riippuu muiden yleisesti käytettyjen ja kuiturainojen valmistuksessa mahdollisesti läsnä olevien lisäaineiden kemiallisista ominaisuuksista. Näihin muihin lisäaineisiin 5 kuuluu yksistään tai aineiden homogeenisina seoksina mm. lateksit, sidosaineet, sidoksia irrottavat aineet, väriaineet, korroosion estoaineet, pH:n säätöaineet, retentioaineet, viristysaineet ja muita paperinvalmistus-prosesseissa käytettäviä aineita.

10 US-patenteissa 3,716,449 ja 3,871,952 esitetään tiettyjä ei-ionisia, anionisia ja kationisia pinta-aktiivisia aineita, jotka on havaittu sopiviksi kuiturainojen muodostamiseen vaahdon kuitudispersioista. US-patentissa 15 4,056,456 esitetään lisäksi muita esillä olevan keksinnön toteuttamiseen sopivia pinta-aktiivisia aineita, joista osa luokitellaan amfoteerisiksi. Patentit mainitaan tässä niiden sisältämän pinta-aktiivisia aineita koskevan tiedon vuoksi. On tietysti huomattava, että käytettävissä on monia 20 muitakin pinta-aktiivisia lisäaineita, joista jokainen, kuten myös jokainen edellä mainituista, pystyy muuttamaan nesteen vesimolekyylien ja kaasu- tai ilmamolekyylien • välistä rajapintajännitystä.

: , . 25 Tämän jälkeen aloitetaan rainausosa, jossa kuljetetaan , ,·, rainausviiroja 11 ja 12 noin 2500 ft/m:n eli 13 m/s !!! nopeudella, jolloin viirojen jännitys on säädetty noin ‘ välille 20 - 60 pii (pounds per linear inch) eli noin 3500 - 10500 N/m, edullisesti noin 30 pli:hin eli noin 5250 ; ·' 30 N/m:iin. Pumput 28, 30 ja 34 kytketään pumppaamaan perälaatikkoon 21 vaahtoavaa kuituraaka-ainetta, joka j’. käsittää ainakin vaahtoutuvan nesteen altaasta 22 ja .·*·, vaahtoavan kuitususpension sekoitussäiliöstä 32.

; Perälaatikosta 21 suihku 20 ohjataan nippiin 17 35 rainausviirojen 11 ja 12 yhtymäkohdassa. Pumppujen 30, 34 P1386;Jansson et ai.

112392 7 ja 38 pyörimisnopeutta säädellään, jotta järjestelmän läpi kulkevan nesteen virtausnopeudet saadaan sellaisiksi, että syntyy materiaalitasapaino tyypillisillä virtausnopeuksilla. Pumppu 28 käsittelee noin 3/4 5 perälaatikkoon 21 menevästä halutusta virtausmäärästä, ja pumppu 34 käsittelee loput. Pumppua 30 säädetään, jotta saadaan ylläpidettyä olennaisesti vakaa taso sekoitussäiliössä 32. Vaahtoavan kuituraaka-aineen virtausnopeutta säädellään, jotta saadaan aikaan 10 suihkunopeus, joka on noin 90 - 150 % rainausviirojen nopeudesta. Yleensä suihkunopeus, joka on noin 110 % viirojen nopeudesta, on edullinen. Rainausviirojen nopeudet voivat olla noin 1000 ft/m - 7000 ft/m eli 5 m/s - 35 m/s tai sen yli, riippuen toimintaolosuhteista ja vaahtoavan 15 kuituraaka-aineen ja rainausviirojen fysikaalisista ominaisuuksista.

Kun vaahtoava kuituraaka-aine kohtaa rainausviirat 11 ja 12, se jakautuu tasaisesti koko viiran leveydelle. Kun 20 ulompi viira 11 ja sisempi viira 12 kohtaavat nipissä 17, raaka-aineeseen kohdistetaan painetta, joka aiheuttaa : : nestesuihkun 20 voiman kanssa vaahtoutuvan nesteen

» I

·: ; virtauksen ulomman viiran 11 huokosten läpi. Sisemmän • j viiran 12 alapuolella oleva rainaustelan 19 kiinteä pinta j 25 sulkee viiran huokoset nestevirtaukselta. Kun vaahtoutuva . neste kulkee ulomman viiran läpi, viiran mukana kulkeva ilma ja sen huokosissa oleva ilma huokoistuu, jolloin nesteeseen syntyy vaahtoa, niin että kerran päästyään alkuun vaahdon synty on itseään ylläpitävä toiminto.

30 • t *...· Vaahto kootaan altaaseen 22 ja ohjataan sekoitussäiliöön 32 yhteiden 25, 29 ja 31 läpi ja perälaatikkoon 21 yhteiden 25, 27 ja 24 avulla. Vaahdon synnyttämismenetelmä on niin • tehokas, että mitään muuta vaahdonmuodostusmenetelmää ei ··* 35 välttämättä tarvita. Kun kokeissa aloitettiin ilman P1386;Jansson et ai.

112392 8 sekoitussäiliöön 32 tehtävää kuitulisäystä, noin 5 minuutin toimintajakson aikana vaahtoutuvan nesteen ilmapitoisuus kasvoi lähes nollasta edulliseen noin 67 tilavuusprosenttiin. Vaahdon kuplien maksimikoko toiminnan 5 aikana on esimerkiksi noin 20 - 200 μιτι, mikä on vähemmän kuin suspendoitujen kuitujen pituus. Kuplakokojen optimaalisia suhteita kuitukokoihin on käsitelty US-patenteissa 3,716,449 ja 3,871,952, ja niihin päästään helposti kyseisen julkaisun mukaisen laitteiston ja 10 menetelmän avulla.

Vedessä oleva paperinvalmistuksen kuitumassa valmistetaan tavanomaisesti sakeuteen, jossa kuituja on noin 1,0 - 4,0 prosenttia painosta. Hyvin sekoitettu veden kuitudispersio 15 saadaan aikaan tehokkaalla sekoituksella, kuten tekniikan tason mukaan hyvin tiedetään. Massa voidaan tehtaan yhteyteen integroidulla massalinjalla tai tehtaalle tuotua massaa pulpperoimalla. Jälkimmäisessä tapauksessa, siis uudelleenkuidutuksessa, saadaan tasainen kuituliete ainakin 20 noin 15 minuutin, edullisesti 30 minuutin tai vielä pidemmän ajan voimakkaalla sekoituksella. Kuidutus .···. suoritetaan tyypillisesti erissä, minkä jälkeen sulppu • · · varastoidaan konekyyppiin (ei esitetty kuvioissa) , jonka i)ti. varastointikapasiteetti on riittävä 3-6 tunnin tai sen » · , . 25 ylittävälle normaalille toiminnalle, jotta saadaan aikaan ”·· jatkuvasti käytettävissä oleva massavarasto. On tietysti selvää, että kuidutus voidaan suorittaa myös » · · ’.1 ’ jatkuvatoimisena prosessina.

P1386;Jansson et ai.

‘ 30 Edellä selostetussa prosessissa sopivasta lähteestä (ei : esitetty kuvioissa) peräisin olevasta sulpusta poistetaan vettä massapuristimella ja tuodaan sitten sekoitussäiliöön 32. Kun massa lähtee massapuris times ta 37 linjan 37a kautta, sen sakeus riittää vaatimaan täydennysveden j 35 lisäystä ja pinta-aktiivisen aineen liuosta järjestelmään 112392 9 linjan 40 kautta. Massan haluttu sakeus linjassa 37 voidaan laskea helposti materiaalitasapainosta sen perusteella, että pinta-aktiivisen aineen poistuma järjestelmästä rajoitetaan siihen määrään, joka väistämättä kulkeutuu pois 5 märässä rainassa 12. Yleensä massan sakeus on 8 - 50 painoprosenttia kuitua, edullisesti 15 - 35 painoprosenttia. Puristimen 37 poistamaa vettä voidaan kierrättää. Sakea massa, josta on poistettu vettä, tuodaan linjassa 37a sekoitussäiliöön 32 huomattavasti sen 10 nestepinnan alapuolelle materiaalitasapainosta riippuvalla nopeudella. Noin 2 - 10 kg pinta-aktiivista ainetta rainan W kuivaa kuitutonnia kohti poistuu järjestelmästä, ja se täydennetään linjan 40 kautta.

15 Yllä kuvatun kiertotoiminnan jatkuessa kuitua tuodaan vedenpoistopuristimesta 37 sekoitussäiliöön 32 nopeudella, joka vastaa haluttua rainan tuotantonopeutta. Noin 3 painoprosenttia kuituja sisältävä liete syötetään yleensä puristimeen 37, ja noin 25 - 50 painoprosenttia, 20 edullisesti 25 - 50 painoprosenttia kuituja sisältävä liete poistuu puristimesta 37 syötteenä sekoitussäiliöön 32.

.··. Haluttaessa kuituja voidaan tuoda suoraan vaahtoavaan nesteeseen sekoitussäiliössä 32 sopivina annoksina . haluttujen neliömassojen saavuttamiseksi. Kun kaikki pumput 25 on kytketty toimimaan, vaahto-kuituseos ohjataan pumpulla : 34 sekoitussäiliöstä 32 yhteiden 33 ja 35 kautta yhteeseen 24, jossa se yhdistyy altaasta 22 peräisin olevan ·.· · vaahtoavan nesteen kanssa yhteiden 25, 27 ja 24 välityksellä ja tuloksena olevan perälaatikkoon 21 : 1 : 30 syötettävän vaahtoavan kuituraaka-aineen kanssa, josta ; perälaatikosta se syötetään viiroille 11 ja 12. Kuidut ja osa nesteestä pysyvät viiroilla ja muodostavat tuoterainan. Suurin osa vaahtoutuvasta nesteestä kulkee viiran 11 läpi. Lisää vaahtoa synnytetään viirojen ilman avulla, kuten i 35 edellä selostettiin. Vaahdon ilmapi toi suutta voidaan

Pl386;Jansson et ai.

112392 10 säädellä säätämällä järjestelmään sekoitussäiliössä 32 lisättävän pinta-aktiivisen aineen määrää.

Toiminnassa vaahdon hajoamisen aikaansaaman ilmapoistuman 5 ja vaahdon uudelleenmuodostumisen aikaansaaman ilman lisäyksen tasapaino on välttämätön asianmukaisen vaahto-ilmapitoisuuden ja kuplakoon ylläpitämiseksi. Pinta-aktiivisen aineen konsentraatio on ensisijainen tekijä, joka määrittää vaahdon hajoamisen nopeuden. Vaahdon 10 kuplakoko on ensisijainen tekijä, joka säätelee vaahdon uudelleenmuodostumisen aiheuttamaa ilman lisäystä. 20 - 200 pm:n kokoiset kuplat ovat huomattavasti pienempiä kuin rainausviiran kudoksen raot, joten ne pääsevät kulkemaan viiran läpi ilman, että niitä ympäröivä nestekalvo hajoaa 15 pienemmiksi kupliksi. 20 - 200 μιτκη kokoiset kuplat poistavat täten ilman viiran huokosista ilman liiallista vaahdon muodostumista.

Myös toinen luonnollisesti tapahtuva ilmiö edesauttaa 20 ilmapitoisuuden säätelyä. Kun vaahdon ilmapitoisuus ylittää 67 % tilavuudesta, vaahdosta tulee vähitellen sitkeämpää, .··*. ja ilmapitoisuus lisääntyy. Kun vaahdon viskoosius • · lisääntyy, sitä on vaikeampi poistaa viiralta. Täten rainan • · . muodostuessa sen mukana poistuu enemmän pinta-aktiivista • * . , 25 ainetta, niin että pinta-aktiivisen aineen konsentraatio- ··· · tasapaino palautuisi.

• * » • * · V * Käytännössä tarvittava pinta-aktiivisen aineen konsentraatio on monien muuttujien funktio, ja se saadaan j ' 30 parhaiten määritettyä kokeilla. Muuttujia ovat mm. pinta- aktiivisen aineen tyyppi, veden kovuus, veden lämpötila, raaka-aineen aineosat ja kiertoaika järjestelmässä.

';·* Vaahdon poistuma tapahtuu sen jälkeen, kun kuitua on tuotu : 35 rainausviiroille ja sitä on kerrostunut niille, sillä • · P1386;Jansson et ai.

112392 11 nestettä poistuu järjestelmästä kuiturainan mukana. Näin menetettyä vaahtoutuvaa nestettä täydennetään jatkuvasti niin, että vesi korvataan puristimesta 37 peräisin olevan puristetun massan sisältämällä vedellä, ja pinta-aktiivisen 5 aineen liuos korvataan syöttöyhteen 40 kautta. Veden ja väkevöitetyn pinta-aktiivisen aineen liuoksen suhteellisia osuuksia säädellään edullisesti vaahdon ilmapitoisuuden pitämiseksi halutulla 55 - 75 prosentin alueella. Testiajoissa havaittiin esimerkiksi, että kiertävässä 10 vaahtoutuvassa nesteessä veden alfaolefiinisulfonaatin 340 ppm:n konsentraatio oli riittävä ylläpitämään vaahtoavan nesteen ilmapitoisuuden edullisella tasolla eli noin 67 % tilavuudesta. Tekniikan tason mukaan on hyvin tunnettua, kuten US-patenteissa 3,716,449 ja 3,871,952 esimerkein 15 osoitetaan, että alle 55 %:n ilmapitoisuudet altistavat kuitujen agglomeraatiolle, ja yli 75 %:n ilmapitoisuudet altistavat kuitujen nippuuntumiselle, jotka ovat molemmat ei-toivottavia ilmiöitä. 1 P1386;Jansson et ai.

Altaasta 22 tuleva vaahtoava neste siirretään pumpulla 30 linjojen 25, 29 ja 31 kautta sekoitussäiliöön 32. Pumppu 30 i i i on edullisesti kaksoisruuvityyppiä, joka pystyy siirtämään •:·: nesteitä, joiden tiheys on alhainen, esimerkiksi vaahtoavaa ·;··· nestettä. Näin siirretään sen verran vaahtoavaa nestettä I 25 kuin on tarpeellista, jotta sekoitussäiliöön saadaan aikaan • * * · . .·. noin 0,3 - 4 painoprosentin, edullisesti 1,5-4 • i » painoprosentin, sakeus kuitua. Sekoitin 38 tuottaa tarpeellisen energian kuitujen dispergoimiseksi ,, , vaahtoavassa nesteessä. Vaahtoava nesteraaka-aine lähtee • ;* 30 sekoitussäiliöstä 32 linjaan 33, mihin tarvittavan käyttö- » · energian tuottaa kaksoisruuvipumppu 34. Purkaus pumpusta 34 linjan 35 kautta kulkee linjan 24 kautta perälaatikkoon 21.

» (

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa, ts. silloin kun '· ·' 35 sakeus sekoitussäiliössä on 1,5 - 4,0 painoprosenttia 112392 12 kuitua, pumpataan lisää vaahtoavaa nestettä altaan 22 kautta kaksoisruuvipumpulla 28 linjan 24 kautta ja yhdistetään neste sekoitussäiliön purkulinjan 35 kanssa, jolloin yhdistetyt virrat kulkevat linjan 24 kautta 5 perälaatikkoon 21. Linjojen 24 ja 35 virtausnopeudet ovat sellaisia, että linjan 24 raaka-aine laimennetaan lopulliseen (perälaatikko)sakeuteen, joka on noin 0,3 - 1,2 painoprosenttia. Jos sakeus sekoitussäiliössä on alle 1,2 painoprosenttia kuitua, laimennusta ei enää tarvita.

10 Tietysti olisi myös mahdollista tuoda koko vaahtoava neste altaasta 22 suoraan sekoitussäiliöön ja säätää lopullinen sakeus jo sekoitussäiliössä.

Sekoitussäiliössä 32 vaahtoavalla nesteellä on olennaisesti 15 sama ilmapitoisuus ja kuplakoko kuin altaassa 22 talteenotetulla vaahdolla, sillä linjan 45 kautta käsittelemättömien kuitujen mukana lisätty vesimäärä on pieni verrattuna linjan 31 kautta lisättyyn kierrätetyn vaahtoavan nesteen veteen.

20

Sekoitussäiliössä 32 olevan vaahtoavan nesteen I I f itiJ viskositeettiarvoilla puristimesta 37 tulevat kuidut 1“.· voidaan dispergoida nopeasti. Sekoitussäiliön 32 ;··· sakeudella, joka ylittää 1,5 %, saavutetaan useita etuja.

: 25 Ensiksikin sekoitussäiliön ja siihen kuuluvien välineiden » * · , ,·, kokoa voidaan pienentää, kuitujen dispergointinopeutta voidaan lisätä, ja sekoitusenergiaa voidaan pienentää.

* Vaahtoavaan nesteeseen kohdistetaan leikkausvoimia sekoittimessa 38, mikä auttaa ylläpitämään vaahdon '· ·’ 30 rakennetta, ja samaan aikaan kuituihin kohdistetaan heikompia leikkausvoimia kuin tavanomaisessa veden •\t dispergointijärjestelmässä, niin että kuiturakenne muuttuu ,·*·, vähemmän. Vaahtoavan nesteen sakeus varmistetaan * · • sekoittamalla sekoitussäiliöstä 32 tuleva vaahtoavan I I * -··’ 35 nesteen kuitudispersio linjasta 24 tulevan ja linjaan 35 P1386;Jansson et ai.

112392 13 menevän vaahtoavan nesteen kanssa. Näiden suhde on noin 6:1 - 1:1 erään edullisen prosessisuoritusmuodon mukaan. Näin ollen, kun linjasta 24 tuleva vaahto yhdistetään sekoitussäiliöstä tulevan dispersion kanssa, linjan 24 5 vaahtoavalla nesteellä on olennaisesti samat ominaisuudet kuin altaan 22 vaahtoavalla nesteellä.

Lopullinen (perälaatikko)raaka-aine linjassa 24 on sakeudeltaan noin 0,3 - 1,2 painoprosenttia kuitua ja 10 viskoosiudeltaan noin 0,01 Ns/m2 - 0,035 Ns/m2 kuiduttomana mitaten. Johtuen pumppujen 28 ja 34 kehittämästä paineesta vaahtoavan nesteen, joka on kokoonpuristuvaa nestettä, kuplakoko pienenee noin 20 - 200 μιη:ϊη, ja keskimääräinen kuplakoko on noin 50 - 100 pm. Kuplakoko kasvaa paineen 15 vähentyessä, kun vaahtoava neste kulkee linjan 24 läpi.

Paineen alenema huuliaukon 20 kautta on yleensä noin 5-25 psi (pounds per square inch) eli 0,3 - 1,7 bar, ja on suihkunopeuden funktio. Kun vaahto leviää huuliaukon poikki, kuplat kasvavat ja vaahdon tiheys ja viskositeetti 20 pienenevät. Kuidut jakaantuvat satunnaisesti mutta tasaisesti viirojen 11 ja 12 väliin nipissä 17 ja muodostavat rainan, jonka kuitujakauma on hyvin tasainen, ____: kuten rainaa tarkasteltaessa voidaan todeta.

• · . . 25 Raaka-aineen painetta ja virtausnopeutta säädellään, jotta » · · “V huuliaukosta 20 tulevan suihkun nopeudeksi tulee noin 90 * i · 150 % rainausviirojen nopeudesta. Tyypillisesti suihkun * t · ' nopeus on noin 110 % viirojen nopeudesta. Kun vaahtoutuva neste kohtaa rainausviiran 11, se levittyy viiran pinnalle •30 ilman vaahtoavan kuituraaka-aineen suuntautumista viiroihin i : nähden, jolloin vältetään kuitujen juomuuntuminen ja saadaan aikaan tuote, jolla on hyvä vetolujuus kaikkiin M suuntiin. Kuitujen juomuuntuminen tai orientoituminen • t * » viirojen kulkusuunnassa, jollaista on esiintynyt joissakin i : : 35 I i | P1386;Jansson et ai.

112392 14 tekniikan tason järjestelmissä, saa aikaan sen, että lopullisen rainan vetolujuus on hyvä koneen kulkusuunnassa mutta minimaalinen poikkisuunnassa.

5 Ilmapitoisuuden säätäminen on mahdollista ylläpitämällä haluttu pinta-aktiivisen aineen konsentraatio vaahtoutuvassa nesteessä. Pinta-aktiivisen aineen tarvittava konsentraatio riippuu monista tekijöistä, joihin kuuluu mm. tietyn pinta-aktiivisen aineen valinta, 10 järjestelmän lämpötila, käsittelyerän aika, ts. aika, joka tarvitaan yhden täydellisen vaahtokierron läpiviemiseen järjestelmässä, sekä viirojen nopeus. Konsentraatio saadaan missä tahansa järjestelmässä parhaiten määriteltyä kokeilla. Kun säädellään pinta-aktiivisen aineen 15 konsentraatiota muiden tekijöiden pysyessä vakioina, vaahdon ilmapitoisuus voidaan pitää olennaisesti muuttumattomana ilman, että tarvitaan vaahtoa synnyttävää laitetta tai ilman mittausta erillisin keinoin.

20 On havaittu, että vaahtoavan nesteen ilmapitoisuutta voidaan helposti säädellä ilman, että tarvitaan vaahdottavaa laitetta, kun muutellaan vaahtoutuvan nesteen ....j pinta-aktiivisen aineen konsentraatiota. Vaahtoavaan nesteeseen kuuluu ainakin ilmaa, vettä ja pinta-aktiivista • · ; 25 ainetta. Vaahtoavan nesteen ominaisuudet riippuvat "V ilmapitoisuudesta, joka on 55 - 75 % tilavuudesta, » I # ;;; kuplakoosta, joka on läpimitaltaan 20 - 200 μιτι, ja pinta- • » * '·* aktiivisen aineen valinnasta. Pinta-aktiivinen aine voi olla anionista, ei-ionista, kationista tai amfoteeristä, : 30 sillä edellytyksellä, että se saa aikaan vaahtoavan ,,/ dispersion.

Edellä referoidusta julkaisusta ei käy ilmi käytettävien Γ koneiden koko. Tosiasia on, että eräs pahiten vaahto- *.i : 35 menetelmän laajempaa hyväksymistä ja käyttöä estävä tekijä P1386;Jansson et ai.

112392 15 on tuotantokoneiden pieni koko. Ainoat toimivat koneet ovat rainaleveydeltään luokkaa 1 - 1.5 m. Vertailukohteena kannattaa todeta, että paperikoneissa on päästy yli kymmenen metrin rainaleveyteen. Pääsyynä pieneen tuotantokoneen 5 leveyteen on sen yhteydessä käytettävät syöttöpumput, jotka ovat useimmiten ruuvipumppuja, kaksoisruuvipumppuja, kak-soisroottoripumppuja (Root's blower) tai vastaavia syrjäy-tyspumppuja, joiden pumppauskapasiteetti on hyvin rajoitettu. Jotkin kyseisistä pumpuista ovat suhteellisen tunteet-10 tornia sille materiaalille, mitä niillä pumpataan. Toisin sanoen niillä voidaan pumpata hyvin kuitu- ja kaasupitoisia nesteitä, kuten vaahtomenetelmässä on tarve, mutta silloin on hyväksyttävä se tosiasia, että joko tuotanto on pidettävä pienenä tai pumppuja on kytkettävä hyvin suuri joukko 15 rinnakkain halutun tuotannon aikaansaamiseksi. Toisaalta jotkin em. pumpuista ovat hyvin herkkiä kulumiselle, jolloin niitä voidaan varauksin käyttää ns. lyhyen kierron pumppuina eli pumppaamaan viiraosan alta kerättyä vaahtoa sekoitussäiliöön. Edelleen mainituista pumpuista on huomat-20 tava, että ne ovat suuren kokonsa ja suuren valmistustarkkuutensa johdosta erittäin kalliita laitteita, jotka lisäksi hyvin helposti vaurioituvat. Toisin sanoen, jos tuotan-• toa ajatellaan lisättäväksi sijoittamalla useampia pumppuja : rinnan prosessipumpuiksi, on riski siitä, että jokin pum- 25 puista rikkoutuu aika ajoin, hyvin suuri, jolloin koko prosessi on pysäytettävä joko pumpun korjauksen tai vähintäänkin vaihdon ajaksi. Suurimmaksi osaksi edellä mainitus-* ' ta syystä vaahtomenetelmä ei ole saavuttanut teollisuudessa ansaitsemaansa huomiota ja hyväksyntää.

• I I

i V 30

Iti Tämänkertainen keksintömme mahdollistaa vaahtomenetelmää soveltavan prosessin hyödyntämisen laajassa mittakaavassa. ,, Se tekee mahdolliseksi mm. tuotantokoneiden rainaleveyden 2' kasvattamisen moninkertaiseksi samoin kuin viiranopeuksien .35 kasvattamisen nykyisin käytössä olevasta. Toisin sanoen P1386;Jansson et ai.

112392 16 keksintömme mahdollistaa yhdeltä koneelta saatavan tuotannon moninkertaistamisen eli keksintömme mahdollistaa viira-leveyden kasvattamisen yli 2 m ja myös nopeuden kasvattamisen yli 100 m/min.

5

Keksintömme mukaiselle menetelmälle vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan pinta-aktiivisista aineista, nesteestä 10 ja kuiduista kuitupitoinen vaahto, jonka tilavuudesta on 50 - 80 % kaasua ja jonka kuitupitoisuus on luokkaa 0.2-2 painoprosenttia, siirretään mainittu kuitupitoinen vaahto paineellisena tuotantokoneen viiraosalle, muodostetaan mainitusta kuitupitoisesta vaahdosta mainitulla viiraosalla 15 raina saostamalla olennainen osa kuiduista ja pieni osa vaahdosta viiraosalle ja poistamalla olennaisesti kuidutonta vaahtoa suodoksena, joka palautetaan takaisin vaahdonmuodostukseen, on ominaista, että siirrettäessä kuitupitoista vaahtoa viiraosalle ja/tai palautettaessa 20 olennaisesti kuidutonta vaahtoa takaisin vaahdonmuodostukseen poistetaan käsiteltävästä vaahdosta kaasua ' ; kaasua erottavalla keskipakopumpulla pumppaustapahtuman • •f helpottamiseksi.

;25 Keksintömme mukaiselle laitteistolle ns. vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai ;; tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi, johon ’·' ’ laitteistoon kuuluu laitteet kuitupitoisen vaahdon muodostamiseksi pinta-aktiivisista aineista, nesteestä ja : 30 kuiduista, laitteet mainitun kuitupitoisen vaahdon siirtämiseksi paineellisena tuotantokoneen perälaatikon kautta sen viiraosalle, laitteet olennaisesti kuiduttoman ,'’t vaahdon erottamiseksi suodoksena viiraosalta, ja laitteet • * olennaisesti kuiduttoman vaahdon palauttamiseksi takaisin 35 vaahdonmuodostuslaitteille, on ominaista, että laitteisiin P1386;Jansson et ai.

112392 17 mainitun kuitupitoisen vaahdon siirtämiseksi paineellisena tuotantokoneen perälaatikon kautta sen viiraosalle ja/tai laitteisiin olennaisesti kuiduttoman vaahdon palauttamiseksi takaisin vaahdonmuodostuslaitteille kuuluu kaasua 5 erottava keskipakopumppu.

Muut keksintömme mukaiselle menetelmälle ja laitteelle tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

10

Seuraavassa keksintömme mukaista menetelmää ja laitteistoa selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista

Fig. 1 esittää tekniikan tason mukaista prosessia, 15 Fig. 2 esittää keksintömme erään edullisen suoritusmuodon mukaista prosessia, ja

Fig. 3 esittää keksintömme mukaisessa prosessissa käytettävää pumppua. 1 P1386;Jansson et ai.

Kuviossa 1 on esitetty tekniikan tason mukainen prosessi sovellettuna paperi- tai muulle non-wovenkoneelle, jossa viiraosa muodostuu kahdesta telan 19 ympäri kiertyvästä • viirasta 11 ja 12, joiden väliseen kapenevaan nippiin kuituvaahtosuihku perälaatikosta 21 ohjataan. Suurin osa : ,·, 25 vaahdosta puristuu heti nipissä viiran 11 läpi altaaseen.

*'V Tämä on kuitenkin ymmärrettävä esimerkinomaisena II) suoritusmuotona, koska aivan vastaava toiminto saadaan *·* ' aikaan myös suihkuttamalla kuituvaahto perälaatikosta tasoviiralle (ns. Fourdrinier), jonka alapuolelle M · i *.· 30 kohdistetun imun (joko imujalalla tai tyhjöpumpulla ai- kaansaatu) vaikutuksesta vaahto kulkeutuu tasoviiran :*. alapuoliseen altaaseen ja sieltä edelleen kuviossa 1 esite- ,···, tyllä tavalla. Tasoviiran lisäksi voidaan mainita muina ’’ vaihtoehtoina myös vinoon asennettu viiraosa ja ns.

35 rotoformer.

112392 18

Kuviossa 2 esitetyssä keksintömme mukaisessa prosessissa on kuviossa 1 esitetyistä pumpuista 28, 30 ja 34 ainakin osa korvattu keskipakopumpuilla. Vastoin aiempaa käsitystä 5 olemme suorittamissamme kokeissa huomanneet, että keskipakopumppu oikein käytettynä pystyy käsittelemään vaahto-menetelmässä sekä perälaatikkoon syötettävää kuitu-vaah-toseosta että tuotantokoneen viiraosalta saatavaa vaahto-maista suodosta. Ominaista käytetylle keskipakopumpulle on, 10 että siihen tai sen yhteyteen on järjestetty laitteet kaasun erottamiseksi pumpattavasta materiaalista.

Kuviossa 3 esitetään eräs edullinen suoritusmuoto keksinnön mukaisessa prosessissa käytettävästä pumpusta 100. Pumppu 15 100 koostuu tavanomaisesta spiraalipesästä 102, jossa on aksiaalinen tulokanava 104 ja edullisesti tangentiaalinen poistokanava 106 paineaukkoineen 108. Lisäksi pesään kuuluu takaseinä 110, johon on keskeisesti järjestetty aukko akselia 112 varten. Spiraalipesän 102 sisälle on järjestetty 20 akselille 112 kiinnitettynä juoksupyörä 114. Juoksupyörä 114 puolestaan koostuu olennaisesti radiaalisesta kiekosta 116, jonka etupinnalle (tulokanavan puolelle) on järjestet-ty työsiipiä 118 ja takapinnalle ns. takasiipiä 120. Kiekon 116 läpi puolestaan on järjestetty yksi tai useampia reikiä ·, 25 122, edullisesti lähelle akselia 112, jota kautta juoksu- pyörän 114 eteen kerääntynyt kaasu pääsee virtaamaan juoksi supyörän 114 takapuoliseen tilaan, siis kiekon 116 ja pum- ·’ pun takaseinän 110 väliseen tilaan. Vastaavalla tavalla pesän takaseinä 110 on varustettu joko akselia ympäröivällä : 30 edullisesti rengasmaisella kaasunpoistokanavalla 124 tai takaseinään on myös voitu järjestää erityisiä aukkoja kaasun poistamiseksi juoksupyörän takapuolisesta tilasta. Mainittu kaasunpoistokanava 124 tai -aukot on kytketty

‘ I

!’ imulaitteeseen (ei esitetty), jolla aikaansaadaan kaasun- 35 poistossa tarvittava alipaine. Mainittu imulaite on useim- P1386;Jansson et ai.

11239? 19 miten ns. vesirengaspumppu eli niin kutsuttu Nash-pumppu perinteisen valmistajan mukaan nimettynä. Kyseinen imulaite voidaan järjestää joko samalle akselille juoksupyörän kanssa tai erillisellä käytöllä keskipakopumpusta erillään.

5 Kuvion 3 pumpussa imulaite on ajateltu sijoitettavaksi pumpusta 100 erilleen, joten kaasunpoistojärjestelmään kuuluu kanava 126, jonka avulla pumpussa 100 erottunut kaasu tai vaahto viedään pois pumpusta imulaitteeseen. Kuviossa 3 on lisäksi esitetty, kuinka sellaisissa tapauk-10 sissa, joissa kaasunerotusjärjestelmään joutuu suuri määrä esimerkiksi kuituja, kaasunpoistojärjestelmään voidaan järjestää erityinen erotinpyörä 128, joka pumppaa takasii-pien jäljiltä kaasuvirrassa vielä olevan materiaalin kanavaa 130 pitkin pois pumpusta niin, että se ei joudu imu-15 laitteeseen. Tällaista järjestelyä ei etenkään ns. lyhyen kierron sovellutuksessa pidetä tarpeellisena, vaan siellä kaasunpoistoon ei juurikaan tule kuituja, joten niiden aiheuttamat riskit imulaitteessa ovat lähinnä olemattomat. 1 2 3 4 5 6 P1386;Jansson et ai.

35

Edellä kuvattu pumppu 100 toimii siten, että pumpun imu- 2 kanavassa 104 oleva materiaali alkaa pyöriä juoksupyörän 3 114 vaikutuksesta, jolloin materiaalissa oleva kaasu ke- 4 , · rääntyy juoksupyörän 114 eteen kaasukuplaksi. Kun edellä 5 kuvatun imulaitteen imu kohdistuu pesän takaseinän 110 6 kaasunpoistokanavan 124 tai -aukkojen kautta juoksupyörän ’ t-s 114 takapuoliseen tilaan ja sieltä edelleen juoksupyörän 114 aukkojen 122 kautta juoksupyörän 114 etupuolelle, alkaa ' kaasu kuplasta virrata imulaitteen suuntaan. Kyseinen imu voi joissakin poikkeuksellisissa tilanteissa imeä myös : . 30 nestettä tai jopa kuituja juoksupyörän takapuoliseen ti- ·. laan. Tällöin juoksupyörän 114 takasiivillä 120 erotetaan : neste ja/tai kuidut omaksi virtauksekseen, joka poistetaan , kiekon 116 ulkoreunan kautta takaisin päävirtaan ja pois tettavaksi paineaukon 108 kautta pumpusta.

20 11239?

Kytkettäessä kyseinen pumppu kuvion 2 mukaiseen prosessiin, on ensinnäkin edullista, että kaikki edellä kuvatussa vaah-toprosessissa vaahtoa käsittelevät pumput korvataan edellä kuvatuilla kaasua erottamaan kykenevillä keskipakopumpuilla 5 28', 30' ja 34'. Kokeissamme olemme havainneet, että edellä kuvaamamme keskipakopumppu pystyy pumppaamaan joko kuituista tai olennaisesti kuidutonta vaahtoa, jonka kaasupitoi-suus voi nousta jopa 70 %:in saakka. Kuvion 2 (kuten myös kuvion 1 pumput 28, 30, 34) pumput 28', 30' ja 34' voidaan 10 jakaa periaatteessa kahteen ryhmään. Ensinnäkin, pumput 28' ja 30' liittyvät ns. lyhyeen kiertoon, joka kierrättää tuotantokoneen viiraosalta mahdollisimman kaasuvapaana suodoksena saatua vaahtoa takaisin perälaatikolle 21 syötettäväksi. Toiseksi, pumppua 34' voidaan kutsua vaikkapa 15 perälaatikon 21 syöttöpumpuksi, koska se pumppaa kuituista vaahtoa perälaatikkoon 21. Lähtökohtana keskipakopumpun toiminnalle näin poikkeuksellisissa olosuhteissa on se, että suurin osa vaahdossa olevasta kaasusta pysyy sitoutuneena pieniin vaahtokupliin, jotka käyttäytyvät pumpussa 20 olennaisesti nesteen tavoin. Jo edellä tekniikan tason yhteydessä kuvattiin pinta-aktiivisten aineiden vaikutusta ; : vaahdon kuplakokoon ja sitkeyteen. Tuntemalla sekä ·. · keskipakopumpun toimintatapa ja sen vaahdolle asettamat vaatimukset voidaan valita sopiva pinta-aktiivinen aine, : 25 joka täyttää myös vaahtomenetelmän vaatimukset. Se osa kaa susta, joka on kerääntynyt suuremmiksi kupliksi !!! (mahdollisesti juoksupyörän rikottua osan pienistä

I I I

‘ vaahtokuplista), erottuu juoksupyörän keskiöön ja on poistettavissa pumpusta imujärjestelmän kautta. Edullisesti : ’ 30 imujärjestelmän kautta erottunut kaasu ja se osa vaahdosta, ’...· joka väistämättä ajautuu kaasunpoistoon johdetaan _ sekoitussäiliöön 32 kanavia 50, 52 ja 54 pitkin, jotka voidaan yhdistää kuvatulla tavalla tai vaihtoehtoisesti • johtaa erillisinä kanavina sekoitussäiliöön, jolloin sekin 35 osa vaahdosta saadaan uudelleen käyttöön. Edellä kuvatussa P1386/Jansson et ai.

11239? 21 prosessissa kukin pumpuista 28', 30', 34' voi olla varustettu omalla imulaitteellaan tai vaihtoehtoisesti useampia pumppuja voidaan kytkeä samaan imulaitteeseen.

5 Kuten edellä esitetystä voidaan huomata, on vaahtomenetel-män tekniikan tason mukaisen järjestelyn pahimmat ongelmat saatu ratkaistua yllättävän yksinkertaisella ja edullisella tavalla. On kuitenkin muistettava, että vaahtomenetelmä sinällään on ollut tiedossa ja tunnettu jo useiden vuosi-10 kymmenien ajan. On ollut myös tunnettua, että vaahto- menetelmällä valmistettujen tuotteiden laatu vastaa aivan paperikoneella saatavien tuotteiden laatua, mutta siitä huolimatta kyseinen menetelmä ei ole saavuttanut suosiota. Pääasiassa syynä ovat olleet käytännön rajoitukset kasvat-15 taa tuotantokoneiden koko sellaiseen mittakaavaan, että tuotteiden hinta säilyisi kilpailukykyisenä. Nyt kuitenkin tämä on tehty mahdolliseksi keksinnöllämme, joka mahdollistaa keskipakopumpun käytön vaahtomenetelmän yhteydessä, jolloin käytettävissä olevien pumppujen kapasiteetti ei 20 enää aseta käytännön rajoituksia tuotantokoneiden tuotannon ja tuotantonopeuden kasvattamiselle. 1 P1386;Jansson et ai.

) t t 1 > » » » «

I I

• · f '

Claims (8)

11239? 22

1. Menetelmä ns. vaahtoprosessilla muodostettavan 5 kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi, jossa menetelmässä muodostetaan pinta-aktiivisista aineista, nesteestä ja kuiduista kuitupitoinen vaahto, jonka tilavuudesta on 50 - 80 % kaasua ja jonka kuitupitoisuus on luokkaa 0.2-2 paino-10 prosenttia, siirretään mainittu kuitupitoinen vaahto paineellisena tuotantokoneen viiraosalle, muodostetaan mainitusta kuitupitoisesta vaahdosta mainitulla viiraosalla raina saostamalla olennainen osa kuiduista ja pieni osa vaahdosta viiraosalle ja poistamalla olennaisesti 15 kuidutonta vaahtoa suodoksena, joka palautetaan takaisin vaahdonmuodostukseen, tunnettu siitä, että siirrettäessä kuitupitoista vaahtoa viiraosalle, poistetaan käsiteltävästä vaahdosta kaasua kaasua erottavalla keskipakopumpulla pumppaustapahtuman helpottamiseksi. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitupitoista vaahtoa siirretään viiraosalle keskipakopumpulla. . 25 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu ’/ siitä, että olennaisesti kuidutonta vaahtoa palautetaan i » 1 viiraosalta keskipakopumpulla. i » I ¥ ¥

4. Laitteisto ns. vaahtoprosessilla muodostettavan | 1_: 30 kuiturainan valmistuksessa syntyvän ja/tai tarvittavan ; vaahtoseoksen käsittelemiseksi, johon laitteistoon kuuluu laitteet (32) kuitupitoisen vaahdon muodostamiseksi pinta-aktiivisista aineista, nesteestä ja kuiduista, laitteet (34') mainitun kuitupitoisen vaahdon siirtämiseksi paineel-: 35 lisena tuotantokoneen perälaatikon (21) kautta sen viira- , : osalle (11, 12), laitteet (22) olennaisesti kuiduttoman P1386;Jansson et ai. 11239? 23 vaahdon erottamiseksi suodoksena viiraosalta (11, 12), ja laitteet (28', 30') olennaisesti kuiduttoman vaahdon palauttamiseksi takaisin vaahdonmuodostuslaitteille (32), tunnettu siitä, että laitteisiin (34’) mainitun 5 kuitupitoisen vaahdon siirtämiseksi paineellisena tuotantokoneen perälaatikon (21) kautta sen viiraosalle (11, 12) ja/tai laitteisiin (28’, 30') olennaisesti kuiduttoman vaahdon palauttamiseksi takaisin vaahdonmuodostuslaitteille (32) kuuluu kaasua erottava keskipakopumppu. 10

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keskipakopumpussa (100) on laitteet (122, 124, 126) kaasun johtamiseksi juoksupyörän (114) takapuoliseen tilaan ja sieltä edelleen ulos pumpusta 15 (100).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut laitteet (122, 124, 126) kaasun johtamiseksi on yhdistetty virtausteillä (50, 52, 20 54) mainittuihin laitteisiin (32) kuitupitoisen vaahdon muodostamiseksi.

7. Kaasua erottavan keskipakopumpun käyttö ns. vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa 25 syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi.

8. Kaasua erottavan keskipakopumpun käyttö ns. vaahtoprosessilla muodostettavan kuiturainan valmistuksessa , , syntyvän ja/tai tarvittavan vaahtoseoksen käsittelemiseksi, 30 joka kuitupitoinen vaahto on muodostettu pinta-aktiivisista aineista, nesteestä ja kuiduista, siirtämällä vaahtoseos paineellisena tuotantokoneen perälaatikon (21) kautta sen < viiraosalle (11, 12), ja/tai palauttamalla vaahto takaisin vaahdonmuodostuslaitteille (32). » P1386;Jansson et ai. 24 1 12392