FI116084B - Liimattu kuituarkkimateriaali - Google Patents

Description

116084

Liimattu kuituarkkimateriaali - Klistrat fiberarkmaterial Tämä keksintö koskee liimattua kuituarkkimateriaalia, joka soveltuu 5 käytettäväksi suodatinpäällyspaperiin suodatinsavukkeessa, menetelmää tällaisen liimatun kuituarkkimateriaalin valmistamiseksi, ja suodatinsavukkeita, jotka sisältävät suodatinpäällyspaperin, joka on tehty tällaisesta liimatusta kuituarkkimateriaalista. Keksintö koskee myös käsittelyaineiden, mukaan lukien liiman ja märkälujuushartsin seosta, joka ίο soveltuu liimatun kuituarkkimateriaalin valmistuksessa käytettäväksi.

Suodatinsavukkeen suodatin on tavallisesti tehty selluloosa- asetaattikuitunipusta tai vastaavasta materiaalista. Koska tällaisella materiaalilla on taipumusta suureen rungon pinta-alaan, pelkästään 15 tällaisesta materiaalista tehdyn suodattimen dimensioiden kontrollointi on vaikeaa; siten on tavanomaista sulkea suodattimen pitkittäissuuntainen, yleensä sylinterimäinen pinta liimatulla kuituarkkimateriaalilla, jota tavallisesti kutsutaan nimellä "suodattimen päällyspaperi". Suodatinsavukkeiden valmistuksessa valmistetaan tyypillisesti suodatintanko jatkuvasta 20 suodatinkuitunipusta ja suodattimen päällyspaperista. Tämän prosessin ·.··" aikana jatkuva tanko leikataan kuuden tai neljän suodatinpituuden konfigu- » » * ’·’* raatioon. Nämä siirretään savukekoneeseen, jossa ne leikataan edelleen • · * * * kaksinkertaisiin suodatinpituuksiin, joista kukin on kahden savukkeen • · * suodattimien pituinen. Savukkeen kokoonpanon aikana tupakkatanko • · 1 25 lisätään kaksinkertaisen suodatinpituuden kumpaankin päähän, sitten . . liimapaperi lisätään suodatinsauvan leikattuun pituuteen, ja sitten suoda-

• · I

‘‘ tinsauva leikataan erillisten savukkeiden muodostamiseksi.

• I > f * »

Johtuen lainsäännöksellisistä ja muista paineista tervan tason alentamiseksi *;· 30 savukkeen savussa on nyt mahdollista tuulettaa suodatinsavukkeita i.i i varustamalla liimapaperi pienillä aukoilla (joita kutsutaan myös "huokosiksi" ' ‘ tai "mikrohuokosiksi"), joiden koko ja lukumäärä voi vaihdella vaatimusten 116084 ! 2 ] mukaan. Suodattimeen liimapaperissa olevien aukkojen kautta päässyt ilma aikaansaa laimennusvaikutuksen, alentaen täten tervan konsentraatiota savussa. Lisäksi tämä lisäilma sallii savukkeen polttajan imeä savuketta helpommin.

5 Tämän keksinnön kuvauksessa käsitettä "ilmanläpäisevyys" käytetään kuvaamassa ilman kykyä kulkea materiaalin läpi kun materiaalin poikki käytetään paine-eroa. Yleisessä puheessa käytetään kuitenkin käsitettä "huokoisuus" kun täsmällisesti puhuen "ilmanläpäisevyys" on oikeampi. Kun ίο tässä viitataan erityisesti paperin tyyppeihin tai laatuihin, niin käytetään yleisesti hyväksyttyä terminologiaa, esimerkiksi "suuren huokoisuuden omaava" huokoinen suodattimen päällyspaperi.

On tavanomaista käyttää ei-huokoista tai vähäisen/keskinkertaisen is huokoisuuden omaavaa paperia suodattimen päällyspaperina täysaromisissa keskinkertaisen/suuren tervapitosuuden omaavissa suodatinsavukkeissa; siirtyminen tuuletettuihin vähätervaisiin savukkeisiin aiheuttaa kuitenkin tarpeen suodattimen päällyspaperimateriaalia kohtaan, jolla on suurempi ilman läpäisevyys, mikä saavutetaan yleensä sisällyttämällä suodattimen 20 päällyspaperimateriaaliin kuituja, joilla on eri dimensiot kuin tavallisilla paperinvalmistuskuiduilla. Suuremman läpäisevyyden omaavan suodattimen ·* päällyspaperimateriaalin käyttö aiheuttaa kuitenkin ongelmia suodattimen ·: : päällyspaperiin käytetyn arkkimateriaalin muuttamisessa valmiiksi : suodatintangoksi.

25 . . Suodatintangon valmistuksessa jatkuvaa kuitunippua vedetään paalista, sitten kuitunippu levitetään auki, lisätään pehmitintä ja sitten kuitunippu saatetaan vaaditun halkaisijan omaavan sauvan muotoon; myös kuitunipun ’ ; ·' tiheyttä (johdettu filamenttien lukumäärästä kuitunipussa ja kunkin filamentin -.--1 30 vastaavasta tex'istä) kontrolloidaan, koska tämä pitkälle määrää suodattimen : suodatusominaispiirteet. Suodattimen päällyspaperi otetaan kapealta " ’ ; puolalta tai kelalta (tyypillisesti leveydeltään 2,54 cm ja sisältää tyypillisesti 3 116084 5000 lineaarista metriä), liimaa lisätään ohuena listana pitkin keskilinjaa sylinterimäisen suodatinkuitunipun ankkuroimiseksi toisen, ja tavallisesti oleellisemman, liimanauhan kanssa, joka lisätään reunalle. Liimanauhat lisätään tyypillisesti suutinten kautta, vaikka muita lisäystapoja voidaan 5 käyttää. Sitten suodattimen päällyspaperimatenaali laskostetaan putkeksi, joka sulkee kuitukimppumateriaalin sauvan sisäänsä. Edellä olevassa prosessissa suodattimen päällyspaperiarkkimateriaaliin lisätty liima on tavallisesti sulatepäällystettävää liimaa, vaikka voi olla toivottavaa käyttää vesipohjaista liimaa, yksinään tai yhdistelmänä sulatepäällystettävän liiman ίο kanssa, hyvän sidoksen varmistamiseksi, kustannusten alentamiseksi, ja vähentämään todennäköisyyttä pehmitin/liima-vuorovaikutukseen (joka voi olla huolena kun valmistuksen ja myyntiajankohdan välillä on todennäköisesti pitkä aika).

15 Tulokseksi saatu putki, joka on täytetty kuitunippumateriaalilla, kulkee garnityyrin läpi, joka on laite, jossa on putkilo, joka saattaa putken valmiille suodatintangolle vaadittuun halkaisijaan. Lisäksi garnityyriä tavallisesti myös jäähdytetään sulatteena levitettävän liiman tyydyttävän sidoksen saavuttamiseksi suuresta läpikulkunopeudesta huolimatta. Kun käytetään 20 vesipohjaisia liimoja, voi sen sijaan olla sopivaa kuumentaa garnityyriä sidoksen aikaansaamiseksi.

: Eräs ongelma, joka syntyy suodattimen päällyspaperiin huokoista tai läpäisevää arkkimateriaalia käytettäessä on liiman taipumus kulkea arkin läpi 25 ("läpitihkuminen"), joka voi aiheuttaa liiman kertymistä garnityyriin ja, itse . . asiassa, muodostuslaitteen muihin osiin. Liiman kertyminen sellaisiin osiin » t * kuten garnityyrisauvanmuodostaja- ja päästöputkiin voi aiheuttaa sauvassa sellaisia muodottomuuksia kuten taipuminen tai kuoppien muodostuminen, jotka voivat vaikuttaa savukkeen kokonaislaatuun haitallisesti. Lisäksi liiman T 30 kertymisestä garnityyrin sisälle voi olla tuloksena suodatinsauvan halkaisijan i vaihtelua. Sekä muodottomuudet kuten painumat ja sauvan halkaisijan erot ‘ * savukkeenkokoonpanon aikana vaikuttavat valmiin savukkeen yleis- 4 116084 tuuletus/laimennus-ominaispiirteisiin. Liiman kertyminen voi olla jopa niin vakavaa, että se aiheuttaa suljetun sauvan kanavan tukkeutumista tai rajoitteisuutta, mistä on seurauksena koneen pysäyttämistä. Joka tapauksessa, liiman läpitihkumisen ja kertymisen ongelma suodattimen 5 valmistuksen aikana voi johtaa huonompaan prosessitehokkuuteen sen suhteen, että valmistusprosessi on keskeytettävä liimakertymien poistamiseksi.

Niinpä tekniikan tasolla on tarvetta suuren ilmanläpäisevyyden omaavaa ίο liimattua kuituarkkimateriaalia kohtaan, joka siitä huolimatta voi täyttää suurinopeuksisten muuttamisyksiköiden tarpeet ja joka ei ole altis liiman liialliselle läpitihkumiselle (edullisesti sallien samalla liiman riittävän tunkeutumisen arkkimateriaaliin hyvän kiinnittymisen varmistamiseksi).

15 On osoittautunut vaikeaksi käsitellä liiman läpitihkumisongelmaa käyttämällä liimassa verkkoutusaineita kovettumisnopeuden kiihdyttämiseksi; verkkoutusaineet, joita voitaisiin käyttää, eivät yleensä olisi hyväksyttäviä tuotteessa, joka joutuu kontaktiin suun kanssa.

20 Tämä keksintö aikaansaa nyt liimatun kuituarkkimateriaalin, joka käsittää (a) T polymeeristä sideainetta 0,5 - 10 % kuivan arkin kokonaispainosta, (b) v.: märkälujuushartsia ja/tai verkkoutusainetta 0,03 - 1,5 % kuivan arkin : kokonaispainosta ja (c) keteenidimeeriä 0,0001 - 0,10 % kuivan arkin

t t I

*' · * kokonaispainosta.

’ 25

Edelleen tämä keksintö aikaansaa menetelmän liimatun kuituarkkimateriaalin :;,V valmistamiseksi, jossa menetelmässä kuituperusrainaan lisätään T polymeeristä sideainetta 0,5 - 10 % kuivan arkin kokonaispainosta, *:.* märkälujuushartsia ja/tai verkkoutusainetta 0,03 - 1,5 % kuivan arkin 30 kokonaispainosta ja keteenidimeeriä 0,0001 - 0,10 % kuivan arkin kokonaispainosta.

ί 5 116084

Edullisesti menetelmässä lisätään kuituperusrainaan vesipohjaista koostumusta, joka sisältää mainittua polymeeristä sideainetta, mainittua märkälujuushartsia ja/tai verkkoutusainetta ja mainittua keteenidimeeriä, minkä jälkeen käsitelty raina kuivataan.

5 Tämä keksintö aikaansaa myös suodatinsavukkeen, jonka suodatin on kääritty keksinnön mukaiseen liimattuun kuituarkkimateriaaliin.

Keksinnön mukainen liimattu kuituarkkimateriaali käsittää pohjarainaa, jota ίο on käsitelty polymeerisellä sideaineella, märkälujuushartsilla ja/tai verkkoutusaineella ja keteenidimeerillä. Pohjaraina, joka on tyypillisesti märkäkoottua (wet-laid) kuiturainaa, käsittää edullisesti, ja edullisemmin koostuu oleellisesti, selluloosakuiduista. Nämä voivat olla esimerkiksi puumassakuiduista (joiden keskimääräinen kuidunpituus on tavallisesti 0,5 -15 3,5 mm); puuttomista kasviskuiduista, joilla on edullisesti suurempi kui dunpituus kuin puumassakuiduilla; regeneroiduista selluloosakuiduista, erityisesti rayonkuidusta; ja/tai muut tupakkasovellutuksiin sopivat kuidut kuten selluloosa-asetaatti. Määrätyt edulliset rainat muodostetaan puumassakuitujen ja pitempien puuttomien kasviskuitujen seoksesta.

. ·' 20 Puuttomia kasviskuituja ovat mm. puuvilla, manillahamppu, sisalhamppu, ...V pellava, bagassi, esparto ja vastaavat. Kuidut ja (seosta käytettäessä) niiden :.v osuudet valitaan lopullisen arkkituotteen halutun ilmanläpäisevyyden • · · :··* ** huomioonottaen.

• * * • * · • · * · · • · · ’ 25 Myös ei-selluloosaa olevien kuitujen, esimerkiksi polyesterikuitujen, käyttö . . perusainerainassa saattaa tulla kysymykseen; voidaan esimerkiksi kuvitella, • · ♦ että siirryttäessä käyttämään huokoisia suodattimen päällyspaperirakenteita, • · joilla on suurempi ilmanläpäisevyys, ei-selluloosaa olevien kuitujen, erityisesti '· ·· ‘ korkean denierluvun omaavien kuitujen, sisällyttäminen rainaan voi tulla ‘ ‘ 30 kysymykseen lisäämään kuiturainan läpäisevyyttä.

• »

Liimattu kuituarkki on edullisesti ohkokevyttä materiaalia, jonka valmis » I * j 6 116084 neliömassa on tavallisesti alueella 10-40 g/m2, edullisesti 17-30 g/m2 ja edullisemmin noin 20 - 22 g/m2. Huomioon otetaan kuitenkin myös arkit, joilla on pienemmät neliömassat.

5 Savukkeiden valmistukseen käytettyjen paperien ilmanläpäisevyys mitataan tavanomaisesti joko K-arvona tai Coresta-yksikköinä. K-arvoluokituksen on kehittänyt yhtiö Filtrona Company, ja Coresta-yksikön on kehittänyt Coresta-organisaatio (Centre de Cooperationpour les Recherches Scientifiques Relatatives au Tabac). Oleellisesti, Coresta määrittelee ilmavirtauksen ίο paperin läpi kun paperin läpi käytetään paine-eroa 100 mm H2O. K-arvo määrittelee paine-eron, jota on käytettävä paperin läpi ilmavirtauksen 1 l/min vapauttamiseen. Keksinnön mukaisen valmiin materiaalin ilmanläpäisevyys on tyypillisesti alueella 4 000 - 40 000 Coresta-yksikköä (75 - 1 000 K); kyseeseen vopivat kuitenkin tulla kyseeseen myös korkeammat Coresta-15 arvot.

Polymeeristä sideainetta käytetään antamaan rainalle vaadittavat lujuus-, jäykkyys- ja, määrätyssä laajuudessa, absorboivuusominaispiirteet. Edullinen polymeerinen sideaine on polyvinyylialkoholia, vaikka kyseeseen tulevat . 20 myös muut sideaineet, esimerkiksi selluloosajohdannaiset erityisesti selluloosaeetterien (kuten 2-hydroksietyylin, metyylin, karboksimetyyli- tai :.v karboksietyyliselluloosan natriumsuolat), alginaatit tai vastaavat.

• » <*··* : Pohjarainaan lisätyn polymeerisen sideaineen määrä on yleensä sellainen, t * » ; ·* että saadaan 0,5 - 10 paino-% polymeeristä sideainetta valmiin kuivan * * · v * 25 arkkituotteen suhteen. Edullisesti polymeerisen sideaineen taso on ainakin 1 , , %, edullisemmin ainakin 2 %, vielä edullisemmin 3 - 7 % ja erityisesti noin 5 ’;;. * %, valmiin kuivan arkkituotteen painosta.

’”·* Polyvinyylialkohoii on saatavissa erilaisissa hydrolyysiasteissa, jotka

• I

30 määräävät märkälujuussitoutumiskyvyn. Polyvinyylialkohoii, jolla on alhaiset • « i.| I hydrolyysiasteet, on helpommin liuotettavissa mutta ei anna sidotulle arkille maksimaalista vedenkestoa. Lisäksi erilaiset polymerointiasteet ovat 7 116084 mahdollisia, ja suuremmat polymerointiasteet antavat suuremman sitoutumislujuuden. Polyvinyylialkoholi on saatavissa myös eri viskositeettiasteissa, ja tapa, jolla polyvinyylialkoholia sisältävää koostumusta lisätään pohjarainaan, pitäisi ottaa huomioon erityisen polyvinyylialkoho-5 lilaadun valinnassa. Nykyisin on edullista käyttää polyvinyylialkoholia, jolla on korkea hydrolyysiaste (edullisesti, 98,5 - 100 %) ja alhainen viskositeetti (tyypillisesti 4 - 20 cP (mPas) 4-% liuoksella 20 °C:ssa), koska tämän on keksitty aikaansaavan hyvän tarttumisen ja myös nopean vastaanoton lisäyksen aikana.

10

Sopivia polyvinyylialkoholisideaineita on saatavissa kauppanimillä "Gohsenoi", esimerkiksi Gohsenol NL05, ja "Wacker", esimerkiksi Wacker G10/20.

15 Märkälujuushartsit ovat kemikaaleja, joita käytetään prosessiapuaineina tuottamaan kuituarkin, joilla on märkälujuutta ja siten mahdollistamaan, että sillä säilyy riittävä märkäeheys edelleen käsittelyssä, jossa arkki on kosteassa tilassa. Lisäksi märkälujuushartsi antaa arkille märkälujuutta sen loppukäyttösovellytyksessa. Määrätyissä suoritusmuodoissa , .·* 20 märkälujuushartsia voidaan käyttää verkkoutusaineena toisen polymeerisen .. i: ‘ sideaineen kanssa.

« · * • · » : Edullisia märkälujuushartseja ovat polyamidi/epihalogeenihydriini- tai ·' ·' polyamidi/polyamiini/epihalogeenihydriini-hartsit, erityisesti ne hartsit, joissa ’· * 25 epihalogeenihydriinii on epikloorihydriiniä. Tällaiset epikloorihydriinihartsit kuvataan esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa A2926116, A2926154 ja A3125552, joiden kuvaukset liitetään tähän viitteeksi. Sopivia * · ‘ epikloorihydriinihartseja on saatavissa kauppanimellä "Kymene" (esimerkiksi ' ·: ·: Kymene 557H, SLX tai LX). Huomioon otetaan kuitenkin myös muut märkälu- 3o juushartsit tai verkkoutusaineet, esimerkiksi vesiliukoiset kationiaktiiviset, * t ·,: I kuumassa kovettuvat hartsit, erityisesti sellaiset epihalohydriiniä sisältävät ’:: hartsit ja vielä erityisemmin sellaiset epikloorihydriiniä sisältävät hartsit, jotka ί 8 116084 selostetaan US-patenttijulkaisussa 4 218 286,a palsta 6, rivit 4-61, tai esimerkiksi glyoksaali, jota käytetään verkkoutusaineena. Märkälujuushartsia ja/tai verkkoutus- ainetta lisätään pohjarainaan edullisesti antamaan hartsin määrä 0,03 - 1,5 paino-%, edullisesti 0,05 - 0,1 paino-% ja erityisesti noin 5 0,07 paino-%, suhteessa valmiiseen kuivaan arkkituotteeseen.

Tyypillisiä keteenidimeerejä voidaan tunnetusti kuvata kaavalla (R-CH=C=0)2, jossa kukin R ryhmä (jotka voivat olla samat tai erilaiset, ja mahdollisesti substituoituja) on hydrokarbyyliryhmä, edullisesti 6-30 ίο hiiliatomin ryhmä.

Keteenidimeeri on edullisesti alkyyliketeenidimeeriä, tyypillisesti sellaista, jossa kussakin alkyyliryhmistä (jotka voivat olla samat tai erilaisia) on 8 - 22, esimerkiksi 14-16 hiiliatomia, tai näiden seosta. Määrättyjä alkyyliketeeni-15 dimeerejä käsitellään patenttijulkaisuissa GB-A-2115314 ja US-A-4407994 (palsta 7, rivit 22 - 60), joiden kuvaus liitetään tähän viitteeksi. Huomioon otetaan myös muut keteenidimeerit, esimerkiksi sykloalkyyli-, aryyli(-, esimerkiksi fenyyli)-, aralkyyli(-, esimerkiksi bentsyyli)- ja alkaryyliketeenidimeerit, esimerkiksi ne, jotka kuvataan US-patenttijulkaisussa A4407994 (palsta 7, v.: 20 rivit 22 - 60). Julkaisuissa US-4 614 546 ja EP-74 544 on myös kuvattu sopivia keteenidimeerejä.

• · » : Sopivia alkyyliketeenidimeerejä on saatavissa kaupallisesti paperiliimat.

• » * _ >' >’ Tällaiset dimeerit ovat saatavissa esimerkiksi vesiemulsion muodossa *·* ' 25 kauppanimellä "Aquapel" yhtiöstä Messrs. Hercules Limited.

Keteenidimeeriä lisätään edullisesti pohjarainaan antamaan tason 0,0001 - » » *;* 0,10 %, esimerkiksi 0,001 - 0,05 paino-%, ja tavallisesti jopa 0,012 paino-%, :.i.: suhteessa valmiiseen kuivaan arkkituotteeseen. Edullisesti, keteenidimeerin 30 määrä on 0,002 - 0,006 %, erityisesti noin 0,004 paino-% suhteessa j,| · valmiiseen kuivaan arkkituotteeseen.

* » 9 116084

Ymmärretään, että mikä hyvänsä tai jokainen polymeerisestä sideaineesta, märkälujuushartsista (ja/tai verkkoutusaineesta) ja keteenidimeeristä voidaan sekoittaa sopivan kuvauksen mukaiseksi yhdisteiden seokseksi.

5 Käsittelyaineet, ts. polymeerinen sideaine, märkälujuushartsi (ja/tai verkkoutusaine) ja keteenidimeeri lisätään normaalisti esimuodostettuun rainaan; esimerkiksi märkänä muodostetun rainan ollessa kyseessä ne lisätään yleensä paperinmuodostusprosessin märkäpään jälkeen ja yleensä kuivauksen jälkeen. Käsittelyaineet lisätään normaalisti kukin vesipohjaisen ίο koostumuksen muodossa (johon ilmaukseen luetaan mukaan vesiliuos, vesidispersio, vesiemulsio tai muu vesipohjainen seos). Käsittelyaineet voidaan lisätä rainaan missä hyvänsä järjestyksessä, ja tämä sisältää suoritusmuodot, joissa aineista lisätään samanaikaisesti ainakin kahta; edullisesti ne lisätään samanaikaisesti vesipohjaisen koostumuksen is muodossa, joka sisältää kaikki aineet. Käsittelyaineiden konsentraatio vesipohjaisessa koostumuksessa valitaan valitun lisäysmenetelmän mukaan. Tyypillisesti vesipohjainen koostumus sisältää kuitenkin 4-6 paino-%, tyypillisesti noin 5 paino-% polyvinyylialkoholia tai muuta polymeeristä sideainetta (kiintoainepitoisuus suhteessa koko seokseen), muiden 20 käsittelyaineiden ollessa sopivina osuuksina aiotun tason suhteen kuivassa arkkituotteessa (olettaen, että pohjaraina ottaa vastaan 100-% käsit- telyaineista märässä tilassa). Konsentraatio voi luonnollisesti vaihdella: ·.: I esimerkiksi konsentroidummat seokset otetaan huomioon, esimerkiksi kun on : V välttämätöntä tai toivottavaa lyhentää kuivausaikaa ja/tai alentaa kui- v : 25 vauslämpötilaa. Käsittelyaineet voidaan lisätä tavanomaista liimapuristinta, upotusallasta tai kyllästyskonetta käyttäen, vaikka on myös mahdollista lisätä » · käsittelyaineet millä tahansa sopivalla käsittelyprosessilla, esimerkiksi < t ' ·; · ‘ suihkuttamalla suuttimien kautta, vaahtopäällystämällä tai teräpäällystämällä.

i · * » * \ » « t 30 Käsittelyaineet voidaan lisätä vesipohjaiseen koostumukseen missä hyvänsä !/: mukavassa järjestyksessä. Yleensä on kuitenkin edullista kuumentaa •: * ·: polyvinyylialkoholi (jos sellaista käytetään polymeerisenä sideaineena) veden 10 116084 tai muun vesipohjaisen väliaineen läsnä ollessa sen saamiseksi liuokseksi, j minkä jälkeen voidaan lisätä märkälujuushartsi ja keteenidimeeri (kummassa hyvänsä järjestyksessä tai samanaikaisesti).

5 On keksitty, että tätä keksintöä voidaan soveltaa liimatun kuituarkkimateriaalin valmistukseen, joka on huomattavan sopivaa käytettäväksi suodattimen päällyspaperina suodatinsavukkeiden valmistuksessa. Tämän keksinnön avulla on mahdollista tuottaa suodattimen päällyspaperimateriaalia, joka vastustaa merkittävästi paremmin ίο suodatintangon valmistuksessa käytettyjen liimojen läpitihkumista sallien samalla liimojen riittävän sisääntunkeutumisen varmistamaan, että saadaan tasaisesti luotettava sidos. Lisäksi tämä keksintö voi aikaansaada muita etuja. Siten on mahdollista alistaa liimattu kudos pesu- ja uudelleenkuivausprosessille paremman ja tasaisemman ulkonäön (erityisesti is suodattimen päällyspaperiarkin "ryppyisyyden" tai poimuisuuden puuttumisen), ja on keksitty, että keksinnön mukaisten käsittelyaineiden yhdistelmä pysyy hyvin, myös vaikka arkki alistetaan pesu- ja uudelleenkuivausprosessille. Lisäksi on taloudellisista syöstä johtuen tärkeää, että "hylky" (jätearkkimateriaali, joka on saatu suodattimen ; 20 päällyspaperin tuotannosta), ja on keksitty, että keksinnön mukaisesti käytettyjen käsittelyaineiden yhdistelmä sallii hylyn uudelleenkierrätyksen ta-,v vanomaisia hylyntalteenottojärjestelmiä käyttäen kuten hypokloriitin kanssa :,j j keittämällä.

• < * i * • r

I I I

v : 25 On hämmästyttävää, että keksinnön mukaista käsittelyaineiden yhdistelmää voidaan käyttää niin tehokkaasti. Siten keksijä on keksinyt, että ei ole t t > · mahdollista käyttää polyvinyylialkoholia sinällään tyydyttävästi, joska sillä on • » ' *; *' taipumus huuhtoutua pois arkkimateriaalista edellä mainitussa pesu- vaiheessa. Hakija on myös keksinyt, että polyvinyylialkoholisideaineen käyttö 30 yhdistelmänä verkkoutusaineen kuten glyoksaalin kanssa ei tee sitä ; ; suostuvaiseksi hylyn talteenotolle tavanomaisella tavalla. Hakija havaitsi ; ί myös, ettei polyvinyylialkoholin ja märkälujuusaineen yhdistelmä myöskään I 116084 11 ole täysin tyydyttävä siten, että arkkimateriaalin absorboivuus ei ole riittävästi alentunut liiman läpitunkeutumisen estämiseksi. On erityisen hämmästyttävää, että käsittelyaineiden tyydyttävä yhdistelmä voidaan saavuttaa käyttämällä keteenidimeeriä polymeerisen sideaineen, erityisesti 5 polyvinyylialkoholin, ja märkälujuushartsin kanssa, vaikka mainittua dimeeriä käytetään tasolla, joka on alhainen verrattaessa tasoihin, joita suositellaan tavanomaisessa paperi- ja kartonkituotteiden liimauksessa käytettäväksi. Tavanomaisia paperinvalmistuksen lisäaineita edullisesti ei lisätä ; kuituarkkeihin, koska halutaan saavuttaa hyviä ilmanläpäisyarvoja. Tällaisten ίο lisäaineiden lisääminen ei kuitenkaan ole poissuljettua. Kationiaktiivisia tärkkelyksiä ja hartseja ei myöskään mielellään sisällytetä lisäaineina kuituarkkiin.

Tätä keksintöä kuvataan seuraavissa esimerkeissä ja niiden avulla.

15

Esimerkki 1

Valmistettiin vesipohjainen käsittelykoostumus seuraavalla tavalla (määrien ollessa mitoitettu teolliselle sekoitustankkitasolle).

•\v 20 220 kg polyvinyylialkoholia (Gohsenol NL05), rakeista kiinteää ainetta, lisättiin 2 000 l:aan kylmää vettä sekoittaen hyvän dispergoitumisen \v varmistamiseksi. Seos kuumennettiin höyryllä 80 °C:seen polyvinyylialkoholin : : liuottamiseksi. Sitten seoksen tilavuus saatettiin 4 000 l.aan lisäämällä kylmää vettä ja 40 I (saatuna vesipohjaisena dispersiona, joka sisältää 12,5 25 paino-% aktiivista ainetta) polyamidi/polyamiini/epikloorihydriini-hartsia (Kymene 557H), ja sitten lisättiin 12 I alkyyliketeenidimeeriä (Aquapel 360X), pitäen seoksen lämpötilan käsittelyn aikana 60 °C:ssa. Aquapel 360X oli emulsiota, joka sisälsi 7,7 paino-% kiintoainetta.

*·; * 30 Vertailun vuoksi valmistettiin seos edellä kuvatulla tavalla mutta jättäen ; Aquapel 360X:n pois.

*· I - t j 12 116084

Laboratoriomittakaavausessa testissä konevalmisteisia, selluloosakuituisia käsittelemättömiä arkkeja ajettiin liimauspuristimen läpi joko vertailukäsittelyaineen (testi A) tai keksinnön mukaisen vesipohjaisen koostumuksen (testi B) lisäämiseksi. Molemmissa näistä testeistä kuivatut 5 käsitellyt arkit ajettiin vesikäsittelyn läpi toisella liimauspuristusläpiajolla. Suoritettiin vielä yksi testi (testi C) käsittelemällä konevalmisteiset arkit vesipohjaisella vertailukäsittelyaineella liimapuristimessa, minkä jälkeen seurasi kuivaaminen ja sitten kuljetus liimapuristimen läpi Aquapel 360X:n vesiliuoksen lisäämiseksi (kuiva-ainepitoisuudella 0,30 paino-%).

10

Sitten testattiin käsiteltyjen arkkien ominaisuudet, jotka ovat tärkeitä suodattimen päällyspaperimateriaalin tuotannolle, ja tulokset esitetään taulukossa 1 tässä alla. Tuloksia verrattiin käsittelemättömän kontrolliarkin ominaisuuksien kanssa, ja nähdään, että keksinnön mukainen käsittely 15 aikaansaa absorbiokyvyn merkittävän kohoamisen ilman haitallista vaikutusta muihin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Tässä vertailussa Aquapel 360X:n lisääminen oli yhtä lailla tehokas lisättiinpä se sitten osana komposiittiseosta tai lisättynä erikseen toisena liimapuristuskäsittelynä.

.V 20 *

Esimerkki 2 • * • Valmistettiin esimerkillä 1 kuvatulla tavalla joukko vesipohjaisia ;··'·' koostumuksia, jotka sisältävät polyvinyylialkoholia (Gohsenol NL05), * * » •#>;* polyamidi/polyamiini/epikloorihydriini-hartsia (Kymene 557H) ja • * · v ’ 25 alkyyliketeenidimeeriä (Aquapel 360X), paitsi, että 12 l:n sijasta Aquapel . , 360X:ää lisättiin seuraavat määrät Aquapel 360X-valmistusainetta:

’·’ Seos D - 6 I Aquapel 360X

* » »

’;;; ’ Seos E - 3 I Aquapel 360X

'; · ‘ 30 Seos F - 2,5 I Aquapel 360X

: Seos G - 2 I Aquapel 360X

: Seos H - 1,51 Aquapel 360X

! 13 116084 ϊ i Käsittelemättömiä konevalmisteisia selluloosakuituisia arkkeja ajettiin liimapuristimen läpi, joka sisälsi yhtä edellä olevista seoksista, arkit kuivattiin, ja sitten näin käsitellyt arkit ajettiin vielä liimapuristimen läpi, joka sisälsi vettä.

5 Tulokseksi saadut arkit kuivattiin, ja niistä testattiin erilaiset fysikaaliset ominaisuudet, esittäen tulokset tässä alla taulukossa 2 (ilmaisten testit taulukossa käytettyjen seosten kirjaimilla).

Kaikissa tapauksissa absorbtiokyky oli paljon alhaisempi kuin kontrollin ίο absorbtiokyky (vertaa esimerkin 1 taulukko 1). Suodattimen päällyspaperina käyttöä varten absorbtiokykyä alueella 20 pidettiin ihanteellisena, koska liiman läpitihkuminen suodatintangon valmistuksessa on täten merkittävästi alentunut ja silti suodattimen päällyspaperimateriaalilla on riittävä absorbtiokyky sallimaan liiman muodostaa vahvan sidoksen.

15

Suoritettiin laboratoriomittakaavainen koe määrittämään käsiteltyjen arkkien sopivuuden hylyn talteenotossa. 227 ml kylmää vettä ja 2,25 ml natriumhypokloriittia sekoitettiin astiassa, ja lisättiin 12,5 g selluloosa-arkkimateriaalia, joka oli käsitelty seoksella F, kuten edellä kuvattiin. Astia :Λ: 20 jätettiin seisomaan häiritsemättä 1 tunniksi ja tutkittiin sitten. Havaittiin, että arkkimateriaali hajosi helposti, mikä osoittaa, että käsitelty arkkimateriaali oli • · *·:: hylyn talteenottoon sopivaa.

• · · ♦ * * : Suoritettiin vielä testi, jossa käsittelemättömiä konevalmisteisia ’ 25 selluloosakuituisia arkkeja käsiteltiin vastaavalla seoksella edellä kuvatuista . , seoksista D - H. Kuten edellä kuvattujen näytteiden kohdalla, kuivatut, • * « käsitellyt arkit ajettiin vettä sisältävän liimapuristimen läpi, ja kuivattiin uudelleen. Testi suoritettiin sijoittamalla vesikerros kullekin tulokseksi * * · saadulle arkkinäytteelle, joka oli tuettu sillä lailla, ettei arkkiin kohdistunut **;·’ 30 muita pintapaineita ja että alapintaa vasten ei ollut mitään (samalla lailla kuin · vedenhylkimistesteissä, joissa vastakkaista puolta vasten ei ole mitään).

Kontrollina testi suoritettiin myös on käsittelemättömällä arkilla ja myös 14 116084 arkilla, joka oli käsitelty ensimmäisessä vaiheessa samanlaisella seoksella kuin seos F, mutta josta polyamidi/polyamiini/epikloorihydriini-hartsi (Kymene 557H) oli jätetty pois (seos I) ja toisessa vaiheessa vedellä. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 3.

5

Taulukko 3

Seos Absorptioaika ίο Kontrolli (käsittelemätön) 0 D >20 min E 5 min F 180 s G 120 s is H 20 s ! I 50 s

Havaittiin, että vertailutesti (seoksella I) ei antanut vain nopeaa veden absorptiota, vaan aiheutti myös laajemman alueen, jolle absorboitu vesi oli 20 levinnyt arkissa.

'· v Esimerkki 3 * · » Tämä esimerkki liittyy kokeisiin laboratoriossa käsitellyillä arkeilla • ·' suoritettujen tutkimusten mittakaavan suurentamisessa. Näissä kokeissa **’ ’ 25 konevalmisteista käsittelemätöntä materiaalia jälkikäsiteltiin jatkuvatoimisesti , , eri seoksilla täysimittakaavaisella puotuspäällystyslaitteella.

Käsittelemätöntä konevalmisteista selluloosakuituperusmateriaalia käsiteltiin • » 1 seoksella F esimerkissä 2 kuvatulla tavalla mainitulla täysimittakaavaisella 30 upotuspäällystyslaitteella, ja testattiin tulokseksi saadun kuivatun arkki-i materiaalin erilaiset fysikaaliset ominaisuudet. Vertailun vuoksi sulppukoostumusta käsiteltiin myös testeissä, joissa käytettiin, vastaavasti, I 116084 I 15 j samanlaista seosta kuin F, mutta joista polyamidi/polyamiini/epikloorihydriini- hartsi (Kymene 557H) ja alkyyliketeenidimeeri oli jätetty pois (seos J); samanlaista seosta kuin seos F, mutta josta polyamidi/poly- amiini/epikloorihydriini-hartsi (Kymene 557H) oli korvattu glyoksaalilla ja josta 5 alkyyliketeenidimeeri oli jätetty pois (seos K); ja samanlaisella seoksella kuin seos F, mutta jossa altaaseen oli lisätty vain 10 I polyamidi/polyamiini/-epikloorihydriini-hartsia (Kymene 557H) ja josta alkyyliketeenidimeeri oli jätetty pois (seos L). Edelleen yksi koe suoritettiin käyttäen seosta F upotusaltaalla pidennetyllä aikavälillä käytön arvioimiseksi jatkuvan ajon ίο aikana; tätä koetta merkittiin F-1. Upotuskäsittelyaltaalla suoritettiin edelleen yksi jatkettu koe, johon liittyi seoksen F ainutkertainen lisääminen käsittelemättömään konevalmisteiseen materiaaliin, jolla oli oleellisesti suurempi ilmanläpäisevyys kuin aikaisemmin käytetyllä materiaalilla (tätä testiä merkitään tämän jälkeen F-2).

15

Kaikissa näistä esimerkissä kuvatuista upotusallaskokeista käsitelty materiaali kuivattiin vastaavilla seoksilla käsittelyn jälkeen ja ajettiin sitten vain vedellä tapahtuvan liimapuristinkäsitteln läpi. Kullakin näistä täysimittakaavaisista kokeista kuivan seoksen kiintoainepitoisuus oli kohdistettu tasolle .v 20 3 % lopullisessa käsitellyssä arkissa.

• » ' · ’ ·' Tulokset esitetään tämän jälkeen taulukossa 4 (testit esitetään tämän jälkeen : käytettyjen seosten kirjaimilla, ellei edellä mainita muuta). Nähdään, että keksinnön mukaisesti käsitellyillä arkeilla (testit F, F-1 ja F-2) oli merkittävästi 25 alhaisempi absorboivuus kuin vertailunäytteillä, samalla kun niillä säilyi . . hyväksyttävät arvot muiden mitattujen fysikaalisten parametrien suhteen.

'·* Testimenetelmät Tämän jälkeen olevissa taulukoissa 1, 2 ja 4 esitetyt tulokset saatiin 30 seuraavilla testimenetelmillä. Testit suoritettiin näytteillä, jotka oli : ! tasapainotettu 50-% suhteelliseen kosteuteen ja 23 °C:seen; TAPPI- ‘ * menetelmä T402om-88.

j 116084 i 16

Vetolujuus testattiin TAPPI-menetelmällä T494om-88; leveys 25 mm, venytysnopeus 25 mm/min, mittauspituus 125 mm. Tulokset muutettiin N/m-i leveydeksi.

5

Neliömassa testattiin näytteillä, joiden koko oli 20 cm x 20 cm.

Repäisylujuus testattiin TAPPI-menetelmällä T414om-88; Elmendorf-sisäinen repäisylujuus. Tulokset esitetään yksikössä mN.

10 llmanläpäisevyys testattiin PPM 200-testilaitetta (paperin läpäisymetri) käyttäen.

Paksuus testattiin TAPPI-menetelmällä T411om-89; testipääalue 200 mm2 15 paineella 50 kPa.

Pinnan tasaisuus testattiin menetelmällä BS4420.1990; Bendsten-menetelmä.

20 Absorptiokyky testattiin vedenkohoamismenetelmällä ja tulokset esitetään ;r yksikössä mm.

* » · m : Käsittelykemikaalien esiintyminen esitetään yksikössä • paino-%.

' 25

Ymmärretään tietysti, että tämä keksintö on kuvattu vain esimerkkinä, ja että *;:,: keksinnön suoja-alan sisällä voidaan tehdä erilaisia modifikaatioita.

j 17 I 116084 0 '•ΰ e- « $ ? •9 >. c oo to < j* o- -«4· o o oo c .9

<0 .A ,Λ C O O O O

c ro w ^ oooo cw2c μ- μ- m- m-QliSwS ^ ^ ^

1 CO

W i E CM T- V- CM

> Q_ (/) C3- h- h- i'- >> W* -i ko i Q- B ~ fi « .¾ o in

£ SO r- CM 00 CD

2 0-¾ O O V- O

£ o ^ m σ o r- —: w- (/) CT> t— -r- r— ^ Z o o o o

LJ C O 00 O O

O w- m co co M· M <o to :(0 to Q. Q Z o O O O -id ® y £ CO CM O 00 {= α: Σ s m rf if n ™ (0 to to _ 3 ' 4-> ECO t— O OO Is» c Z ® (O O) s .£ O ^ M· in M- CM = (0 to .to

*. o 'c' co co co σ> P

• -si λ ^ ® 'f ^ w -= cl) S=i ^ o o cj> o to ,:. > 2 t N CM r r > . : to

, , aT

:: co * to

: : in ^ Cp ο σ> o E

' · * ^ ϋ Sb co cm' co' I

‘ ' .>* 0) 2 to Sc *c m m Ο «C" r— CD M" CD to 3 E I 3 c £ o ¢0 q q Λ co to

: : T- > 5 ϊ a 3 cm cm c$ cm | § I

:: : 5 i 3 &

4 * C C

S ίο s? ® © • to = s >> c c t- g to iB a: £ S c E ιό h 11 <u 0 2 <0 0 r\ ® < OQ O 2: 3 2: g 3 18 116084 >* j*: >* o

CL

O 'P'

co E

-Q C r- CÖ r- ^ < o- in T- T- cm co

XV

$ if >. <5 ,S2

:(0 I

Q. (0 C ω (D 00 t £ £ h- o co o m JS o oo cd o m T- E O (D Ο Ο Ο N- = ο- σ> T- T- r- σ>

y»«—V

Z o o o o o H COCDOCOM- Ο ο- ττ in cd m m >> co o <o £ r>zooooo « ® y C CM CO O CM O .co Q£ S c- n n if e)· 'i ac i_ (0 <0 — 8? rs «E m- o m- ·*- o 3 H 2 o m- m- co co -g O O' 00 CO K CO N- g (0 o C (N r N 00 in “ « o -E "3· CD 00 CO CO :=

: ω ΰ 7 « o CNI r- CM C

> S t- N (M (N N CM -= (0 ;* > :: * .s.

. <U

<g TO

.¾ CO

’ w Co n oo co in == id 2^ cm" cm" cm" CM* cm' 5 : J2 o >* c <g is

«5 SC

<0 q_ ,_„ _ CO 3 c cn CB OON-h-ODJ ä E iö O £ O CD r- (M CD JC ID ¢) : i CM 5 S & 3 5 S S 8 8 §11 : o 5 3 §:

-* - C C

= <0 c£ Φ <D

: ; 3 3 .. g Φ co t: >· £ £ : ·“ ._ a g 2 £

to ^ « 11 H

H QUJLlOO I P SE O

¢0 19 1 1 6084 ci c 2 ~ E o o o o o o 2 Sj oiooooo

~{2 C (O (D N (O Φ PJ

CL £ S T-T-T-T-T-CN

i CO _

C03 E S N N N to (O

CL CO O h- Γ"- Γ-- CO

j O- > I: s I ?

& -9 o C OiTj-OO-r-CO

>, < *5 -S- ΙΓ) <0 ^ CM t- 03

CO

ko

O I

— $ '55 (O N to r (O CO

£ 2 .* <3· (O « (O (O to r 2 o >» SS, n to (O 'i « s

I ö S ? ϊ : i ? N

,-,Ζοοοοοο

Q COOCOOCMCM

OSiOttiO^fiO

ω 03 .2 co

«3 CO

S- nZoooooo jg CCM<D<D<OCOO J=

Cd SS^rtrtrtrtit ™ ro

CO

CO

_ 3

Eh~ (O

00 rt (Ο 't N N c

^ZIOCOCNCMt-O .E

UOtOtOStOtO'- — ro

CO

rt

: o "? T- T- n o) to 'f E

. ω “^co-m-^ooio te ro

v. JT

ro ro • : : ^

Ä >> Cp oooooo E

• · k £ ζ-s CO CO CO CO CO CO jj? ’, ; >.

: ; : « iS

S c Έ rt ro o <N~^ h- t— O O CO CO <§ 3 E & £ c E (D CM ^ 05 rt J2row ; · « § ~ w O) co" co' co" co" c\i co" ro c ^ : -rt- >50-0-3 CM CM CM CM CM CM > 3 ;* OS 2 jj & J* -Cc — ie 5s ® i) : : 3 3 - ® 0) ro -¾ >· £ c :· : H ._ ® I ^ 5 ω V «V f =ro Q q . I— u. u. u_ i^io

Claims (18)

116084

1. Liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että se käsittää (a) polymeeristä sideainetta 0,5 - 10 % kuivan arkin kokonaispainosta, (b) 5 märkälujuushartsia ja/tai verkkoutusainetta 0,03 - 1,5 % kuivan arkin kokonaispainosta ja (c) keteenidimeeriä 0,0001 - 0,10 % kuivan arkin kokonaispainosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu ίο siitä, että sen kuituraina sisältää selluloosakuituja.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että selluloosakuidut ovat puumassakuituja ja/tai puuttomia kasviskuituja.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että sen polymeerisenä sideaineena käytetään polyvinyylialkoholia, selluloosaeettereitä tai alginaatteja.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu 20 siitä, että siinä oleva polymeerinen sideaine on polyvinyylialkoholia. I * v.:

6. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen liimattu >>: i kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että siinä on läsnä polymeeristä : ·’ sideainetta 2 - 7 % kuivan arkin kokonaispainosta. ’· 25

, , 7. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-6 mukainen liimattu ,kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että komponentti (b) on < · ! märkälujuushartsia. • « ’*;* 30

8. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1 - 7 mukainen liimattu i kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että märkälujuushartsi on ’ : polyamidi/epikloorihydriinihartsia tai polyamidi/polyamiini/epikloorihydriini- 116084 hartsia.

9. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että komponenttia (b) on läsnä 0,05 - 5 0,1 % kuivan arkin kokonaispainosta.

10. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-9 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että keteenidimeeri on alkyyliketeenidimeeriä. 10

11. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1 - 10 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että keteenidimeeriä on läsnä 0,001 -0,012 % kuivan arkin kokonaispainosta. is

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, että keteenidimeeriä on läsnä 0,002 - 0,006 % kuivan arkin kokonaispainosta.

13. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1 - 12 mukainen liimattu 20 kuituarkkimateriaali, tunnettu siitä, sen että ilmanläpäisevyys on ainakin ,,j 1 4 000 Coresta-yksikköä. * - 1 • ( 1

• # : 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen liimattu kuituarkkimateriaali, i.: tunnettu siitä, että sen ilmanläpäisevyys on alueella 4 000 - 40 000 • · '· ’ 25 Coresta-yksikköä. :;;t:

15. Menetelmä liimatun kuituarkkimateriaalin valmistamiseksi, tunnettu « · ; siitä, että kuituperusrainaan lisätään (a) polymeeristä sideainetta 0,5 - 10 % * I · *. . · kuivan arkin kokonaispainosta, (b) märkälujuushartsia ja/tai verkkoutusainetta ·1·1 30 0,03 - 1,5 % kuivan arkin kokonaispainosta ja (c) keteenidimeeriä 0,0001 - : 0,10 % kuivan arkin kokonaispainosta. 116084 ί

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuituperusrainaan lisätään vesipohjaista koostumusta, joka sisältää mainittua polymeeristä sideainetta, mainittua märkälujuushartsia ja/tai verkkoutusainetta ja mainittua keteenidimeeriä. 5

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää käytetään minkä tahansa patenttivaatimuksista 2-14 mukaisen liimatun kuituarkkimateriaalin tuottamiseksi. ίο

18. Suodatinsavuke, tunnettu siitä, että suodatin on kääritty putkeen, joka on minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-14 mukaisesta liimatusta kuituarkkimateriaalista tai patenttivaatimuksen 15, 16 tai 17 mukaisella menetelmällä valmistetusta liimatusta kuituarkkimateriaalista. • · * · 1 I » 23 1 1 6 0 8 4