FI57991B - Mjukt absorbentpapper med hoeg bulk och foerfarande foer framstaellning av detsamma - Google Patents

Description

I- .^-1-Π Γβ1 KU ULUTUSJULKAISU - Ä A

jtäSfo ^ 11 UTLÄCG N I N GSSKRI FT 57991 C /4« Patentti myönnetty 10 11 1030 Patent rrddelnt ^ w ^ (51) Kv.ik.Wci.3 D 21 H 1/02 SUOMI—Fl N LAN D (21) p»t«ittihtk«mu*—761521 (22) Htkwnltpllvf -- Ar*6knlnpd«g 28.05*76 (13) Alkiipllv»—Glltlfh*ttd*| 28.05.76 (41) Tulkit JulklMksI — Bllvit ofTantllg 01.12.76

Pstantti. ]» rekisteri hai Utu·. (44) Nlktivltop™ j. kuuLJullutam prm._

Patent· oeh registerstyrelsan ' amöIcm utiagd oeh utUkrifttn pubiHand 31.07.80 (32)(33)(31) Pyr^««y «ueikeu*—B«gird priorim 30.05.75 USA(US) 582521 (71) The Procter & Gamble Company, 301 East Sixth Street, Cincinnati,

Ohio 1+5202, USA(US) (72) George Morgan, Jr., Cincinnati, Ohio, Thomas Floyd Rich, Cincinnati,

Ohio, USA(US) (7I+) Oy Kolster Ab (5I+) Pehmeä absorbenttipaperi, jonka bulkki on korkea, ja menetelmä sen valmistamiseksi - Mjukt absorbentpapper med hög bulk oeh förfarande för framställning av detsamma Tämä keksintö koskee parannuksia märkämenetelmällä valmistettaviin huovike-rainojen valmistusprosesseihin, erityisesti valmistettaessa pehmeitä, kuohkeita ja imukykyisiä paperilaatuja, jotka sopivat käytettäväksi kasvopaperina, käsi-pyyhepaperina ja toilettipaperina. Erityisesti tämä keksintö koskee kerrostetun yhdistelmärainan aikaansaamista, joka on muodostettu erillisistä kuitulietteistä, joka kerrostettu raina saatetaan sen jälkeen vastaamaan avosilmukkaisen verkko-kuivatus /kuviopainatuskankaan pintaa antamalla nestevoiman vaikuttaa rainaan ja joka sen jälkeen termisesti esikuivataan mainitulla kankaalla osana matalatiheyk-sisen paperin valmistusprosessia. Kerrostettu raina voi olla kerrostettu kuitu-tyypin suhteen tai eri kerrosten kuitupitoisuus voi olla oleellisesti sama.

Odottamatta arkeilla, jotka on valmistettu käsittelemällä tässä kuvatun kaltaista märkää, kerrostettua paperirainaa, on parantunut bulkki ja paksuus verrattuna samalla tavoin valmistettuihin, kerrostamattomiin struktuureihin, jotka koostuvat samanlaisten kuitujen homogeenisesta seoksesta. Lisäksi tämän keksinnön mukaisilla paperiarkeilla havaitaan yleensä olevan parantunut pehmeys ja kosketel-tavuusvaikutelma, erityisesti arkin pinnalla, jossa on erillisiä kuitukuvioita, 2 57991 rivejä, jotka ulkonevat siitä, sekä parantunut kokonaistaipuisuus ja laskeutuvuus. Johtuen tämän keksinnön mukaisten kerrostettujen paperiarkkien suuremmasta huokos-tilavuudesta, so. pienemmästä kokonaistiheydestä, ne soveltuvat myös erityisen hyvin pehmeiksi, hulkkisiksi paperiarkeiksi, joilla on parantunut imukyky.

Kasvopaperi-, käsipyyhe- ja toilettipaperituotteissa käytettävien papereiden tavanomaisessa valmistuksessa on tavallista suorittaa ennen kuivausta yksi tai useampia kokonaispuristustoimenpiteitä paperirainan koko pinnalle sen ollessa tasoviiralla tai muulle arkin muodostuspinnalle. Tavanomaisessa tapauksessa näihin kokonaispuristustoimenpiteisiin kuuluu paperinvalmistushuovalle tuetun märän paperirainan saattaminen alttiiksi paineelle, joka on kehitetty vastakkaisilla mekaanisilla laitteilla, esim. valsseilla. Puristus saa yleensä aikaan mekaanisen vedenpoiston, rainanpinnan tasoituksen ja vetolujuuden lisääntymisen kolmois-vaikutuksen. Useimmissa alan aikaisemmissa prosesseissa paineen annetaan vaikuttaa jatkuvasti ja tasaisesti huovan koko pinnan poikki. Vetolujuuden kasvua tällaisissa alan aikaisemmissa paperinvalmistusprosesseissa seuraa kuitenkin jäykkyyden ja kokonaistiheyden kasvu.

Sitäpaitsi tällaisten tavanomaisella tavalla muodostettujen, puristettujen ja kuivattujen paperirainojen pehmeys pienenee ei vain siksi, että niiden jäykkyys kasvaa lisääntyneen kuitujen välisen vetysitoutumisen seurauksena, vaan myös koska niiden puristuvuus pienenee niiden kasvaneen tiheyden seurauksena. Kreppausta on pitkään käytetty aikaansaamaan paperirainassa vaikutuksen, joka katkaisee ja murtaa monia kuitujen välisiä sidoksia, jotka jo ovat muodostuneet rainassa. Paperinvalmistuskuitujen kemiallista käsittelyä niiden kuitujen välisen sitou-tumiskapasiteetin pienentämiseksi on myös käytetty alan aikaisemmassa paperinvalmistustekniikassa.

Merkittävä edistysaskel matalatiheyksisten paperiarkkien valmistuksessa esitetään US-patentissa 3 301 7^6, joka on julkaistu nimellä Sanford et ai.

31. tammikuuta 1967. Edellä mainitussa patentissa esitetään menetelmä bulkkisen paperin valmistamiseksi esikuivaarnalla raina termisesti ennalta määrättyyn kuitu-konsistenssiin sen ollessa tuettu kuivaus/kuviopainatuskankaalle ja painamalla kankaan ristikuvio kudokseen ennen lopullista kuivausta. On suositeltaveia suorittaa rainalle kreppaus kuivausrummulla sellaisen paperin valmistamiseksi, jolla on haluttu pehmeys-, bulkki- ja imukykyominaisuuksien yhdistelmä.

Muita paperinvalmistusprosesseja, joilla vältetään rainan koko pinnan tiivistyminen ainakin siihen saakka, kunnes raina on termisesti esikuivattu, esitetään US-patentissa 3 812 000, joka on julkaistu nimillä Salvucci Jr. et ai.

21. toukokuuta 197^', US-patentissa 3 821 068, joka on julkaistu nimellä Shaw 28. kesäkuuta 197^', ja US-patentissa 3 629 056, joka on julkaistu nimellä Forrest 21. j oulukuuta 1971.

3 57991

Kaikissa edellä mainituissa patenteissa on esitetty matalatiheyksisten paperien valmistusprosesseja ja tuotteita, joissa raina ei ole kerrostettu. Nyt on yllättäen keksitty, että paperinvalmistuskuitujen kerrostamista kerrostetun rainan muodostamiseksi voidaan käyttää erityisesti hyödyksi matalatiheyksisten paperien valmistusprosessien yhteydessä. Tämä toteutetaan saattamalla raina neste-voimien alaiseksi samalla, kun sitä tuetaan apuna olevalle kuivaus/kuviopa!natus-kankaalle suhteellisen pienissä kuitukonsistenseissä pehmeiden, bulkkisten ja imu-kykyisten paperiarkkien valmistamiseksi, joilla on poikkeuksellisen suuri paksuus ja poikkeuksellisen alhainen tiheys, sanottujen paperiarkkien ollessa erityisen sopivia käytettäväksi kasvopaperi-, käsipyyhe- ja vastaavissa tuotteissa.

Tämän keksinnön mukaisesti aikaansaadaan pehmeä absorbenttipaperi, jonka o bulkki on korkea ja jonka neliömassa kreppaamattomassa tilassa on 8-65 g/m ja joka käsittää kuiturakenteen, joka on osittain siirtynyt arkkia vastaan kohtisuoraan olevassa tasossa sellaisilla alueilla jotka vastaavat sen verkkokankaan silmukkakuviota, jolla paperiraina on termisesti esikuivattu.

Keksinnön mukaiselle absorbenttipaperille on tunnusomaista, että sillä on yhtenäinen sideainevapaa struktuuri, jossa joukko erilaista kuitutyyppiä olevia kerrostettuja kuitukerroksia (25, 26, 223, 22b, 226) on keskinäisessä kosketuksessa pinta-alojensa pääosalta ja että yhden tai useamman kerroksen keskinäinen osittainen siirtymä koostuu kuitujen uudelleen orientoitumisen pienistä erillisistä poikkeutetuista alueista tasossa, joka on kohtisuoraan arkin muun osan kuituja vastaan, jolloin mainittujen erillisten uudelleen orien-toituneiden alueiden lukumäärä on 15~560 yhtä cm kohden kreppaamatonta paperia.

Menetelmä keksinnön mukaisen absorbenttipaperin valmistamiseksi käsittää seuraavat vaiheet: muodostetaan märkä paperiraina, joka koostuu vähintään kahdesta päällekkäin kerrostetusta kuitukerroksesta, jotka ovat kosketuksessa 2 toisiinsa-, raina kannatetaan verkkokankaalla, jonka silmukkaluku on 15"560 mesh/cm ; raina kuivataan arkin muodostamiseksi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle absorbenttipaperin valmistamiseksi on tunnusomaista, että märkä paperiraina kankaalla ollessaan saatetaan nestepaine-eron alaiseksi, jolloin vähintään yksi kerrostetuista kuitukerroksista siirtyy osittain rainaa vastaan kohtisuoraan olevassa tasossa pieniksi erillisiksi poikkeutetuiksi alueiksi, jotka vastaavat kankaan silmukoita ja että rainan kuivaaminen arkinmuodostusta varten suoritetaan ilman, että poikkeutetut alueet järjestyvät uudelleen.

Keksinnön erityisen suositeltavassa toteutusmuodossa aikaansaadaan pehmeä, bulkkinen ja imukykyinen paperiarkki, jonka toinen pinta koostuu etupäässä suhteellisen pitkistä paperinvalmistuskuiduista ja jonka vastakkainen pinta koostuu etupäässä suhteellisen lyhyistä paperinvalmistuskuiduista, jolla arkilla on u 57991 yllättäen pienempi tiheys kuin samalla tavoin valmistetuilla, kerrostsanattomilla alan aikaisemmalla paperiarkilla, joka koostuu mainittujen pitkien ja lyhyiden paperinvalmistuskuitujen homogeenisesta seoksesta, ilman vastaavaa menetystä kokonai svetoluj uudes s a.

Erilaisia keksinnön toteutusmuotoja kuvataan jäljempänä viitaten liitteenä oleviin piirroksiin, joissa kuvio 1 on kaavamainen esitys suositeltavasta paperikoneen sovellutuksesta, joka sopii tämän keksinnön matalatiheyksisen, kaksikerroksisen paperin valmistukseen·, kuvio 2 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu poikkileikkaus-valokuva käsiarkista, joka on otettu kohdasta, joka vastaa leikkausviivaa 3-3 kuviossa 1 ja joka kuvaa yleisesti kuivaus/kuviopainatuskankaan puristus- tai tunkeuturaisastetta kerrostamattoman alan aikaisemman paperirainan vaikutuksesta, joka koostuu suhteellisen pitkien havupuumassa- ja suhteellisen lyhyiden lehti-puumassakuitujen homogeenisesta seoksesta; kuvio 3 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu poikkileikkaus-valokuva käsiarkista, joka on otettu kohdasta, joka vastaa leikkausviivan 3-3 kohtaa kuvassa 1 ja joka kuvaa kuivaus/kuviopainatuskankaan puristumis- tai tunkeutumisastetta kerrostetun rainan vaikutuksesta, joka koostuu pääasiassa rainan pinnalla olevista suhteellisen lyhyistä lehtipuumassakuiduista, joka raina on kosketuksessa kuivaus/kuviopainatuskankaan kanssa, ja pääasiassa suhteellisen pitkistä havupuumassakuiduista sen vastakkaisella pinnalla; kuvio U on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva alan aikaisemman kreppipaperiarkin kangaspuolelta, joka arkki on valmistettu US-patentin 3 301 jk6 mukaisesti sanotun arkin ollessa muodostettu yhdestä, homogeenisesti sekoitetusta lietteestä, joka sisältää suunnilleen 50 prosenttia havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja; kuvio 5 on suurennettu poikkileikkausvalokuva kuviossa k esitetystä kreppi-paperiarkista, joka kuva on otettu koneen poikkisuunnassa pitkin kuvion U leikkausviivaa 5-5; kuvio 6 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva keksinnön mukaisesta kerrostetun kreppipaperiarkin erään toteutusmuodon kangas-puolelta, joka arkki on valmistettu kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti arkin ollessa muodostettu kahdesta identtisestä lietteestä, joilla on oleellisesti sama kuitupitoisuus, kummankin lietteen sisältäessä noin 50 % havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja homogeenisena seoksena; kuvio 7 on suurennettu poikkileikkausvalokuva kuviossa 6 esitetystä kerrostetusta kreppipaperiarkista, joka kuva on otettu koneen poikkisuunnassa pitkin kuvion 6 leikkausviivaa 7~7; 5 57991 kuvio 8 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva keksinnön kerrostetun kreppipaperiarkin toisen toteutusmuodon kangaspuolelta, joka arkki on valmistettu yleisesti kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti, arkin ollessa muodostettu havupuukuitulietteestä sen kangaspuolella ja lehti-puukuitulietteestä viirapuolella, ja arkin kokonaiskuitupitoisuuden ollessa suunnilleen 50 prosenttia havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja; kuvio 9 on suurennettu poikkileikkausvalokuva kuviossa 8 esitetystä kerrostetusta kreppipaperiarkista, joka valokuva on otettu koneen poikkisuunnassa pitkin kuvion 8 leikkausviivaa 9-9; kuvio 10 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva keksinnön kerrostetun kreppipaperiarkin toisen toteutusmuodon kangaspuolelta, joka arkki on valmistettu kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti, arkin ollessa muodostettu havupuukuitulietteestä viirapuolella ja lehtipuukuitujen lietteestä kangaspuolella ja arkin kokonaiskuitupitoisuuden ollessa noin 50 % havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja; kuvio 11 on suurennettu poikkileikkausvalokuva kuviossa 10 esitetystä kerrostetusta kreppipaperiarkista, joka valokuva on otettu koneen poikkisuunnassa pitkin kuvion 10 leikkausviivaa 11-11; kuvio 12 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva keksinnön kreppaamattoman kerrostetun paperiräinan kangaspuolelta, jonka rainan kuitukoostumus ja kerrosorientointi on samanlainen kuin kuviossa 10 esitetyllä paperiarkilla, joka raina on poistettu kuivaus/kuviopainatuskankaalta ennen sen tiivistämistä kankaan ristikuvioiden ja kuivausrummun välissä; kuvio 13 on suurennettu poikkileikkausvalokuva kuviossa 12 esitetystä kreppaamattomasta, kerrostetusta paperirainasta, joka kuvio on otettu koneen poikkisuunnassa pitkin kuvion 12 leikkausviivaa 13-13; kuvio 11+ on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva kuviossa 12 esitetyn tyyppisen kerrostetun paperirainan kangaspuolelta rainan ollessa tiivistetty kuivaus/kuviopainatuskankaan ristikuvioiden ja kuivausrummun välissä ja lopuksi kuivattu ja krepattu; kuvio 15 on suurennettu poikkileikkausvalokuva kuviossa 1U esitetystä kreppipaperiarkista, joka valokuva on otettu koneen poikkisuunnassa pitkin kuvion 1k leikkausviivaa 15~15i kuvio 16 on noin 100 kertaa todellisesta koosta suurennettu perspektiivi-valokuva eräästä tulivuorimaisesta kartiorakenteesta, joka on muodostettu keksinnön mukaisessa kreppaamattomassa, kerrostetussa paperirainassa; ja kuvio 17 on kaavamainen osaesitys paperikoneen suositeltavasta toteutus-muodosta, joka sopii keksinnön mukaisen matalatiheyksisen, kolmikerroksisen kuitu- 6 57991 rainan valmistukseen.

Kuvio 1 on kaavamainen esitys paperikoneen suositeltavasta toteutusmuodosta keksinnön mukaisen matalatiheyksisen, monikerroksisen paperiarkin muodostamiseksi. Kuviossa 1 esitetty paperikoneen perusperiaatekuva on US-patentin 3 301 Jk6 mukainen, joka patentti on julkaistu nimellä Sanford et ai. 31. tammikuuta 1967· Kuviossa 1 esitetyssä paperikoneessa käytetään kuitenkin ylimääräistä perälaatikko- ja arkinmuodostussysteemiä kuiturainan muodostamisen mahdollistamiseksi, joka raina voi olla kerrostettu kuitutyypin suhteen.

Kuviossa 1 esitetyssä toteutusmuodossa paperinvalmistusraaka-ainetta, joka koostuu etupäässä suhteellisen pitkistä paperinvalmistuskuiduista, so. mieluummin havupuumassakuiduista, joiden keskimääräinen pituus on vähintään noin 0,20 cm ja mieluummin välillä noin 0,20-0,30 cm, syötetään perälaatikosta 1 hieno-verkkoiselle tasoviiralle 3, jota tukee rintatela 5. Muodostetaan märkä paperi-raina 25, joka koostuu pitkistä paperinvalmistuskuiduista, ja tasoviira 3 kulkee viirapöytien 13 ja 1U yli, jotka ovat toivottavia, mutta eivät välttämättömiä. Paperiraina 25 ja tasoviira 3 kulkevat sitten useiden imulaatikoiden 18 ja 20 yli veden poistamiseksi rainasta ja rainan kuitukonsistenssin lisäämiseksi.

Toista paperinvalmistusraaka-ainetta, joka koostuu etupäässä suhteellisen lyhyistä paperinvalmistuskuiduista, so. mieluummin lehtipuumassakuiduista, joiden keskimääräinen pituus on noin 0,0-0,15 cm, syötetään toisesta perälaatikosta 2 toiselle hienoverkkoiselle tasoviiralle U, jota tukee rintatela 9. Muodostetaan toinen märkä paperiraina 26, joka koostuu lyhyistä paperinvalmistuskuiduista, ja tasoviira ^ kulkee viirapöytien 15 ja 16 ja useiden imulaatikoiden 22 ja 2k yli rainan kuitukonsistenssin lisäämiseksi.

Märkä lehtipuuraina 26 ja tasoviira 1+ kulkevat sen jälkeen tasoviiran palautustelojen 10 ja 11 ympäri ja rainan 26 uloin pinta on suositeltavaa saattaa läheiseen kosketukseen havupuukuiturainan 25 uloimman pinnan kanssa molempien rainojen ollessa pienimmässä mahdollisessa kuitusakeudessa tehokkaan sitoutumisen varmistamiseksi rainojen välillä. Edellä mainittu siirto tapahtuu mieluummin kuitusakeuksilla noin 3-20 %. Alle 3 %’.n kuitusakeuksilla tiivistämätön paperiraina vahingoittuu helposti siirrettäessä sitä hienoverkkoiselta tasoviiralta toisen kuiturainan pinnalle, kun taas yli noin 20 %:n kuitusakeuksilla käy vaikeammaksi sitoa varmasti vastakkaiset kerrokset yhtenäiseksi rakenteeksi pelkästään antamalla nestepaineen vaikuttaa siihen.

Lehtipuukuiturainan 26 siirto havupuukuiturainan 25 uloimmalle pinnalle on suositeltavaa suorittaa tyhjöä käyttäen. Haluttaessa höyrysuihkuja, ilma-suihkuja jne voidaan käyttää joko yksin tai yhdessä tyhjön kanssa märän rainan siirron aikaansaamiseksi. Kuten kuviossa 1 esitetään tämä toteutetaan keksinnön mukaisessa suositeltavassa toteutusmuodossa kiinteän imusiirtolaatikon 6 ja valin- T 57991 naisen uritetun höyrysuuttimen 53 välissä. Tässä kohdassa märkä lehtipuukuitu-raina 26 siirretään ylimmältä tasoviiraita h märän havupuukuiturainan 25 uloim-malle pinnalle yhdistelmärainan 27 muodostamiseksi, joka on oleellisesti kerrostettu kuitutyypin suhteen. Siirron jälkeen yhdistelmäraina 27 siirretään useiden imulaatikoiden 29, 31 ja 33 yli kokonaiskuitusakeuden lisäämiseksi ja yhtenäiseksi rakenteeksi muodostamiseksi. Lehtipuukuiturainan 26 siirron jälkeen ylempi tasoviira ^ kulkee tasoviiran palautustelan 12 ympäri ja sopivan puhdistuksen, ohjauksen ja vedon jälkeen, joita ei ole esitetty, se palaa ylimmälle rinta-telalle 9·

Kuten kuviossa 1 on esitetty yhdistelmäraina 27 kuljetetaan tasoviiralla 3 viiran palautustelan 7 ympäri ja saatetaan kosketukseen karkeampiverkkoisen kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 kanssa, jonka alapinta 37b rajoittuu tyhjöimu-kenkään 36 sillä tavoin, että yhdistelmärainan 27 yksi pinta 27 a, so. pinta, joka sisältää etupäässä lyhyitä paperinvalmistuskuituja, saatetaan kosketukseen kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 rainaa tukevan pinnan 37 a kanssa. Haluttaessa laitteisto voidaan varustaa uritetulla höyrysuuttimellä 35 rainan siirron auttamiseksi kankaalle. Rainan pinnasta 27a, joka koskettaa kankaan 37 rainaa tukevaa pintaa 37 a, käytetään jäljempänä mukavuussyistä nimitystä rainan kangaspuoli, kun taas tasoviiraa 3 koskettavasta rainan pinnasta käytetään jäljempänä nimitystä rainan viirapuoli 27b.

Koska huikin ja paksuuden kasvut, jotka aikaansaadaan keksinnön mukaisesti valmistetuissa monikerroksisissa arkeissa, johtuvat pääasiassa yhdistelmärainan 27 kangaspuolella olevien kuitujen uudelleenorientoituulisesta ja tunkeutumisesta kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 aukkoihin, märän yhdistelmäpaperi-rainan 27 siirto tasoviiralta 3 kankaalle 37 on erittäin kriittinen. Nyt on huomattu, että merkittävä määrä kuitujen uudelleenorientoitumista ja kuitujen tunkeutumista kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 seula-aukkoihin voidaan yleensä saavuttaa käyttämällä kuviossa 1 esitetyn kaltaista tyhjöimukenkää 36 yhdistelmärainan kuitusakeuksilla noin 5-25 %. Alle noin 5 $:n kuitusakeuksilla yhdistelmärainan 27 lujuus on vähäinen ja se vahingoittuu helposti siirron aikana hieno-verkkoiselta tasoviiralta karkeampiverkkoiselle kuivaus/kuviopainatuskankaalle pelkästään käyttämällä nestepainetta tyhjö, höyrysuihkujen, ilmasuihkujen jne muodossa.

Tyhjöä käytettäessä rainaan vaikuttavan tyhjön tulee olla riittävä saamaan rainan kangaspuolella olevat kuidut orientoitumaan uudelleen ja tunkeutumaan kankaan aukkoihin, mutta ei liian suuri, jotta se ei poistaisi huomattavaa määrää kuituja rainan kangaspuolelta vetämällä ne täydellisesti kankaan seula-aukkojen läpi ja tyhjöimukenkään. Vaikka todellinen rainaan vaikuttava tyhjön taso halutun 8 57991 kuidun uudelleenorientoitumis- ja kuidun tunkeutumisasteen saavuttamiseksi vaihtelee riippuen sellaisista tekijöistä kuten rainan koostumuksesta, imukengän muodosta, koneen nopeudesta, kankaan mallista ja mesh-luvusta, kuitusakeudesta siirron aikana jne., on saavutettu hyvät tulokset käyttäen tyhjötasoja noin 130-381 mm elohopeaa.

Vaikka ei haluta sitoutua tähän teoriaan, kuitujen uudelleenorientoitu-misen ja kuitujen tunkeutumisen suuremman asteen, jotka selittävät paksuuden kasvun, so. keksinnön mukaisten monikerroksisten paperiarkkien tiheyden laskun, uskotaan johtuvan yhdistelmärainan kerrosten pyrkimyksestä erottua toisistaan ja reagoida sarjana heikompia erillisiä rainoja niiden ollessa kosteita, ainakin niiden kuitujen taipumisen ja uudelleen paikalleen asettumisen suhteen. Näin ollen nestepaineen vaikutus kerrostettuun paperirainaan suhteellisen pienellä kuitusakeudella, kun rainaa tuetaan kuivaus/kuviopainatuskankaalla, johtaa kankaan kanssa kosketuksessa olevien kuitujen suurempaan tunkeutumisasteeseen kankaan aukkoihin.

Kuvio 2 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu poikkileikkaus-valokuva kerrostamattomasta alan aikaisemmasta käsiarkista 55, joka koostuu suhteellisen pitkien paperinvalmistuskuitujen ja suhteellisen lyhyiden paperi-valmistuskuitujen homogeenisesta seoksesta poikkileikkauskuvan ollessa otettu kohdasta, joka vastaa kuvion 1 leikkausviivan 3“3 kohtaa. Esitetty nimenomainen kuivaus/kuviopainatuskangas on puolitoimikasviirakudos, jota kangasta on käsitelty yleisesti Peter G. Ayers'in US-patentin no 3 905 863» julkaistu 16. syyskuuta 1975» mukaisesti. Samat pääperiaatteet ovat kuitenkin samalla tavoin sovellettavissa mihin tahansa rei'itettyyn kankaaseen, joka soveltuu rainan termiseen esikuivaukseen ja/tai kuviopainatukseen yleisesti edellä mainitun Sanford et ai:in patentin mukaisesti. Kuvion 2 suurennettu poikkileikkaus kuvaa alan aikaisemman kerrostamattoman rainan pyrkimystä käyttäytyä yhtenäisenä rakenteena ja rainan kangaspuolella 55a olevien satunnaisesti jakautuneiden paperinvalmistuskuitujen pyrkimystä yhdistyä kankaan aukkojen yli, jotka ovat muodostuneet toisiaan leik-kaavista ja vierekkäisistä kude- ja loimimonofilamenteistä. Kuten kuviosta 2 myös voidaan nähdä kerrostamattoman rainan 55 viirapuoli 55"b säilyy oleellisesti tasomaisena ja jatkuvana. Tässä käytetyn kangassanaston mukaisesti kudefilamentit ovat niitä, jotka kulkevat yleensä koneen poikkisuunnassa, kun taas loimifilamen-tit ovat niitä, jotka kulkevat yleensä konesuunnassa.

Kuvio 3 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu poikkileikkaus-valokuva keksinnön mukaisesta kerrostetusta käsiarkista 27 poikkileikkauksen ollessa otettu kohdasta, joka vastaa kuvion 1 leikkausviivan 3-3 kohtaa. Yhdis-telmärainan 2? lyhytkuituinen osa 26 on osittain muutettu rainaa vastaan kohti- 9 57991 suorassa tasossa pieniksi erillisiksi suunnasta poikkeutetuiksi alueiksi, jotka vastaavat kuivaus/kuviopainatuskankaassa olevia aukkoja, kun taas pitkäkuituinen osa 25 pysyy oleellisesti tasomaisena ja jatkuvana aikaansaaden täten lujuutta ja yhtenäisyyttä tuloksena oleviin paperiarkkeihin 27. Kuten kuviosta 3 käy ilmi rainan pinnalla olevilla lyhyillä paperinvalmistuskuiduilla, jotka ovat kosketuksessa kuivaus/kuviopainatuskahkaan 37 rainaa tukevan pinnan 37a kanssa, on pienempi taipumus yhdistyä kankaassa olevien aukkojen poikki.

Keksinnön mukaisen erityisen suositeltavassa toteutusmuodossa kankaalle on luonteenomaista diagonaalinen vapaa väli, so. yhdessä tasossa oleva etäisyys mitattuna projisoidun kankaan aukon yhdestä kulmasta diagonaalisesti sen vastakkaiseen kulmaan, noin 0,013-0,203 cm ja edullisesti noin 0,023-0,137 cm ja kan-kaan mesh-luku noin 15-560 aukkoa/cm , so. kankaassa on h~2k filamenttia/cm sekä kone- että poikkisuunnassa. Erityisen edulliset tulokset on saavutettu keksintöä toteutettaessa ristikuviolla, joka on saatu aikaan kuvioissa 2 ja 3 esitetyn tyyppisen puolitoimikaskuivaus/kuviopainatuskankaan nurjalla puolella.

Kuviossa 3 esitetyn tyyppisessä pitkäkuitu/lyhytkuiturainatoteutusmuodossa on suositeltavaa, että kuivaus/kuviopainatuskahkaan diagonaalinen vapaa väli on pienempi kuin keskimääräinen kuitupituus rainan lyhytkuituisessa kerroksessa.

Jos diagonaalinen vapaa väli on suurempi kuin keskimääräinen kuitupituus rainan lyhytkuituisessa kerroksessa, kuidut tulevat liian helposti vedetyiksi kankaan aukkojen läpi, kun se saatetaan nestepaineen alaiseksi, mikä pienentää lopullisten arkkien huikkia ja paksuutta. Toisaalta kankaan diagonaalinen vapaa väli on mieluummin suurempi kuin noin kolmasosa ja kaikkein edullisimmin suurempi kuin noin puolet keskimääräisestä kuitupituudesta rainan lyhytkuituisessa kerroksessa lyhyiden kuitujen yhdistymisen minimoimiseksi kankaan filamenttien poikki. Lisäksi kankaan diagonaalinen vapaa väli on mieluummin pienempi kuin noin kolmasosa keskimääräisestä kuitupituudesta rainan pitkäkuituisessa kerroksessa pitkien kuitujen yhdistymisen edistämiseksi ainakin kankaan yhden filamenttiparin poikki. Näin ollen kuviossa 3 esitetyn tyyppisessä rainatoteutusmuodossa lyhyet kuidut pyrkivät orientoitumaan uudelleen ja tunkeutumaan kankaan aukkoihin märän kerrostetun rainan siirron aikana kuivaus/kuviopainatuskankaalle, kun taas pitkät kuidut pyrkivät yhdistämään aukot ja pysymään oleellisesti yhdessä tasossa.

Kuten tässä esityksessä on aikaisemmin viitattu, kuvioidut erilliset alueet, jotka vastaavat kankaan aukkoja ja jotka kohoavat ulospäin kuviossa 3 yleisesti esitetyn tyyppisen rainan kangaspuolelta, omaksuvat tyypillisesti täysin suljettujen tyynyjen, kartiomaisesti ryhmittyneiden kuitujonojen tai niiden yhdistelmän muodon. Rainan viirapuolella, joka säilyy oleellisesti jatkuvana ja tasomaisena, on keskeytymätön kuvioitu pinta, joka muistuttaa pikeetekstiiliä.

Kuvio 12 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva ,0 57991 kreppaamattoman kerrostetun paperirainan 100 kangaspuolesta 100a, joka raina on edellä kuvattua tyyppiä ja joka on saatettu nestepaineen alaiseksi ja termisesti esikuivattu 31 x 25 puolitoimikaskuivaus/kuviopainatuskankaalla, joka on valmistettu edellä mainitussa Peter G. Ayers'in patentissa kuvatulla tavalla, ja poistettu kankaalta ennen sen tiivistämistä kankaan ristikuvioiden ja kuivaus-rummun välissä. Raina 100 koostuu suunnilleen 50 $:sta havupuukuituja ja 50 #:sta lehtipuukuituja, lehtipuukuitukerroksen 103 (kuvio 13) sijaitessa rainan kangas-puolella 100a ja havupuukerroksen 102 sijaitessa rainan viirapuolella 100h. Kudefilamenttien kuviot 10U, jotka kulkevat yleensä koneen poikkisuunnassa ja loimifilamenttien kuviot 105, jotka kulkevat yleensä konesuunnassa, ovat molemmat selvästi näkyvissä kuviossa 12. Kuten kuviosta 13 myös ilmenee, lyhytkuituisten kerrosten 103 erilliset alueet ovat kohtisuorasti suunnasta poikkeutettuja rainan pitkäkuituisista kerroksista 102 erillisten alueiden ollessa taipuvaisia kietoutumaan kankaan filamenttien ympärille, kun ne saatetaan nestepaineen alaisiksi, jolloin ne muodostavat tulivuorimaisia rakenteita 101, jotka koostuvat etupäässä lyhyistä kuiduista, jotka kulkevat yleensä rainaa vastaan kohtisuorassa suunnassa. Kuva 16 on noin 100 kertaa todellisesta koosta suurennettu perspektiivi-valokuva tulivuorimaisesta kartiorakenteestä 100, joka on sitä tyyppiä, joka on muodostunut kuvioissa 12 ja 13 esitetyn, oleellisesti tiivistämättömän, kerrostetun paperirainan 100 lehtipuukuitukerrokseen 103. Havupuukuitukerroksen 102 jatkuvuus tulivuorimaisen rakenteen pohjalla on selvästi nähtävissä. Näin ollen saadun kerrostetun paperirainan kangaspuolella on kuivaus/kuviopainatuskankaan rainaa tukevan pinnan negatiivikuva, kun taas kerrostetun paperirainan pikee-mäisellä viirapuolella on ainakin jossain määrin kankaan rainaa tukevan pinnan positiivikuva.

Koska kerrostetun rainan pitkäkuituinen kerros säilyy oleellisesti jatkuvana ja tasomaisena, tuloksena olevien lopullisten paperiarkkien kokonaisveto-lujuus ja yhtenäisyys eivät eroa merkittävästi samalla tavoin valmistetuista kerrostamattomista arkeista, jotka on muodostettu samanlaisten kuitujen yhdestä homogeenisesti sekoitetusta lietteestä. Lyhyiden kuitujen erillisten rivien uudelleen orientoituminen ja suunnasta poikkeaminen rainan tasoa vastaan kohtisuorassa suunnassa johtaa kuitenkin tällaisten kerrostettujen paperiarkkien kokonaisbulkin ja paksuuden merkittävään kasvuun. Johtuen kerrostettujen arkkien suuremmasta välitiloja muodostavasta huokostilavuudesta, so. pienemmästä kokonaistiheydestä, niillä on parantunut kokonaisimukyky parantuneen taipuisuuden, laskeutuvuuden ja kokoonpuristuvuuden lisäksi. Tällaisilla valmiilla paperiarkeilla katsotaan yleensä olevan merkittävästi parantunut kosketeltavuusvaikutelma rainan kangaspuolella samoin kuin parantunut kokonaispehmeys. Tämän uskotaan johtuvan ei vain lyhyiden n 57991 kuitujen uudelleen orientoitumisesta ja eristäytymisestä rainan kangaspuolelle, vaan myös rainan tiheyden kokonaispienenemästä. Kuten kuviosta 13 voidaan nähdä, tällaisilla kerrostetuilla arkeilla on tiheysgradientti arkin toiselta puolelta toiselle , mikä johtaa nesteen absorptiogradienttiin, joka saa arkin toisen puolen tuntumaan kuivemmalta kosketukselle kuin toisen puolen. Tämä johtuu siitä, että neste siirtyy kapillaarivetovoiman vaikutuksesta vähemmän tiheältä arkin lyhytkuituiselta puolelta arkin tiheämmälle pitkäkuituiselle puolelle ja pysyy siellä johtuen edullisen kapillaarikokogradientin olemassaolosta näiden kahden kerroksen välillä.

Vaikka kuviossa 3 yleisesti esitetyn tyyppiset pitkäkuitu/lyhytkuiturainat edustavat keksinnön mukaista suositeltavinta toteutusmuotoa, on yllättäen keksitty, että samanlaisia parannuksia huikissa ja paksuudessa voidaan myös saavuttaa, vaikkakin vähäisemmässä määrin kerrostamalla pitkien ja lyhyiden kuitujen homogeenisesti sekoitettuja kerroksia toistensa päälle kuvioissa 6 ja 7 esitetyllä tavalla, kerrostamalla samanlaisia pitkäkuituisia kerroksia toistensa päälle, ja jopa kerrostamalla pitkiä ja lyhyitä paperinvalmistuskuituja päinvastaisessa järjestyksessä kuin yllä esitettiin, so. siten, että pitkäkuituinen kerros on rainan kangaspuolella, kuten kuvioissa 8 ja 9 esitetään. On kuitenkin huomattava, että kun kuivaus/kuviopainatuskankaan kanssa kosketuksessa, so. rainan kangas-puolella olevan kerroksen kuitupitoisuus on oleellisesti sama kuin kuivaus/kuviopai-natuskankaan vastakkaisen kerroksen, so. rainan viirapuolen kuitupitoisuus, molemmat kerrokset voidaan yleensä muuttaa arkkia vastaan kohtisuorassa tasossa. Viimemainitussa tapauksessa kuitujen kuvioidut erilliset alueet, jotka kohoavat ulospäin arkin kangaspuolelta, voivat synnyttää epäjatkuvuuksia, jotka ulottuvat koko rainan paksuuden läpi, jotka epäjatkuvuudet näkyvät selvemmin saadun paperi-rakenteen molemmilta puolilta.

Keksinnön mukaiset viimemainitut toteutusmuodot ovat kuitenkin yleensä vähemmän suositeltavia, sillä useimmissa tapauksissa niillä ei ole kaikkia muita erinomaisia ominaisuuksia, joita on kuviossa 3 yleisesti esitetyn tyyppisillä pitkäkuitu/lyhytkuitukerrostetuilla rainoilla.

Sen jälkeen, kun yhdistelmäpaperiraina 27 on siirretty kuivaus/kuvio-painatus kankaalle 37, tasoviira 3 kulkee viiran palautustelan 8 ympäri, sopivan puhdistus-, ohjaus- ja kiristyslaitteiden läpi, joita ei ole esitetty ja takaisin alimmalle rintatelalle 5· Kuivaus/kuviopainatuskangas 37 ja kerrostettu paperi-raina 27 suunnataan suunnanmuutostelan 38 ympäri ja ne kulkevat kuumailma-, läpipuhalluskuivaajan läpi, jota on kaavamaisesti esitetty kohdissa 1*5 ja 1*6, jossa kerrostettu paperiraina esikuivataan termisesti häiritsemättä sen suhdetta kuivaus/kuviopainatuskankaaseen 37. Kuuma ilma on suositeltavaa suunnata kerros- 12 57991 tetun paperirainan 27 viirapuolelta 27¾ rainan ja kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 läpi mahdollisen haitallisen vaikutuksen välttämiseksi rainan kangaspuolella 27a sijaitsevien suhteellisen lyhyiden paperinvalmistuskuitujen tunkeutumiseen kankaan aukkoihin. US-patentissa 3 303 576, joka on julkaistu nimellä Sisson il*. helmikuuta 1967, on esitetty suositeltava laitteisto kerrostetun paperirainan 27 termiseksi esikuivaamiseksi. Vaikka tarkka tapa, jolla terminen esi-kuivaus toteutetaan, ei ole kriittinen, on kriittistä, että märän paperirainan 27 suhde kuivaus/kuviopainatuskankaaseen 37 ylläpidetään, kun se kerran on vakiinnutettu, ainakin sen aikaa, kun rainan kuitusakeus on suhteellisen pieni.

US-patentin 3 301 7^6 mukaan termistä esikuivausta on suositeltavaa käyttää rainan kuitusakeuden saamiseksi kosteassa paperirainassa arvoon noin 30-80 %. Kuitenkin Gregory A. Bates'in US-patentista n:o 3 926 716, julkaistu 16. joulukuuta 1975, tiedetään nyt, että niinkin korkeat kuin noin 98 %:n kudos-kuitusakeudet ovat mahdollisia.

Termisen esikuivauksen jälkeen haluttuun kuitusakeuteen kuivaus/kuvio-painatuskangas 37 ja termisesti esikuivattu yhdistelmäpaperiraina 27 kulkevat oikaisu-telan 39 yli, joka estää ryppyjen muodostumisen kuivaus/kuviopainatuskankaaseen, kankaan palautustelan 1*0 yli ja mieluummin yksisylinterisen kuivausrummun 50 pinnalle. Ruiskutussuuttimia 51 on suositeltavaa käyttää pienen tartunta-ainemäärän ruiskuttamiseen kuivausrummun 50 pinnalle, kuten edellä mainitussa Gregory A. Bates'in patentissa täydellisemmin on esitetty. Kankaan ristikuvioita kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 rainaa kannattavalle pinnalle 37a käytetään tämän keksinnön suositeltavassa toteutusmuodossa tiivistämään erillisiä osia termisesti esikuivatusta paperirainasta 27 johtamalla kangas ja raina painetelan 1*1 ja yksisylinterisen kuivausrummun 51 väliin muodostuvan raon läpi. Sen jälkeen kun raina on siirretty yksisylinteriselle kuivausrummulle 50, kuivaus/kuvio-painat us kangas 37 palaa tyhjäimukengälle 36 kankaan palautus telojen 1*2, 1*3 ja 1*1* yli, kuivaus/kuviopainatuskangas pestään puhtaaksi siihen tarttuneista kuiduista vesisuihkuilla 1*7 ja 1+8 ja kuivataan imulaatikon 1*9 avulla sen paluuaikana.

Kankaan ristikuvioiden ja kuivausrummun välissä tapahtuvan tiivistämisen jälkeen termisesti esikuivattu kerrostettu paperiraina 27 jatkaa painetelan 1*1 ja yksisylinterisen kuivausrummun 50 väliin muodostuneesta raosta pitkin yksisylinterisen kuivausrummun 50 ulkokehää lopulliseen kuivaukseen ja on suositeltavaa krepata yksisylinterirummun pinnalta kaavinterän 52 avulla.

Vielä toisessa keksinnön mukaisessa toteutusmuodossa tiivistysvaihe kankaan ristikuvioiden ja kuivausrummun välillä jätetään kokonaan pois. Kostea kerrostettu paperiraina 27 kuivataan lopuksi paikallaan suoraan kuivaus/kuviopainatuskankaan 37 pinnalla. Kun kerrostettu paperiraina on poistettu kuivaus/kuviopainatuskan-kaalta 37, se on suositeltavaa saattaa jonkin alaiseksi niistä lukuisista proses- 13 57991 seista, jotka on suunniteltu aikaansaamaan hyväksyttävä venymä, pehmeys ja laskeu-tuvuus lopulliseen arkkiin, esim. mikrokreppaukseen, joka suoritetaan eri tavoin kuormitettujen kumihihnojen ja/tai eri tavoin kuormitetun kumihihnan ja kovan pinnan välissä. Tällaiset mekaaniset mikrokreppausprosessit ovat yleisesti tunnettuja paperiteollisuudessa. Keksinnön mukaisessa erityisen suositeltavassa toteutusmuodossa lopullisesti kuivattu, kerrostettu paperiraina suljetaan vaih-televilla vetojännityksillä kulkevan kumihihnan ja hihnapyöräpinnan väliin mikrokreppauksen aikaansaamiseksi samanlaisessa systeemissä kuin on esitetty US-patentissa 2 62b 2^5, julkaistu nimellä Cluett 6. tammikuuta 1953 ja joka kansantajuisesti tunnetaan "clupakin" valmistuksena.

Vaikka edellä mainitun ristikuviotiivistysvaiheen poisjättämisellä ja mekaanisen mikrokreppauksen mukaanottamisella saattaa olla haitallinen vaikutus paperiarkkien kokonaisvetolujuuteen, lujuuden pieneneminen ei yleensä ole niin suuri, että se tekisi lopulliset arkit soveltumattomiksi käyttöön nenäliina-, pyyhe- ja vastaavissa tuotteissa. Lisäksi tällaisten kerrostettujen paperiarkkien kokonaisvetolujuutta voidaan normaalisti haluttaessa säätää ylöspäin saattamalla pitemmät paperinvalmistuskuidut lisäjauhatuksen alaiseksi ennen rainan muodostamista, jolloin niiden pyrkimys muodostaa paperinvalmistussidoksia kasvaa. Paperiteollisuudessa hyvin tunnettuja kuivalujuuslisäaineita voidaan myös käyttää tähän tarkoitukseen.

Kuvio k on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva alan aikaisemman, kerrostamattoman krepatun paperiarkin 60 kangaspuolelta, joka arkki on valmistettu US-patentin 3 301 7b6 mukaisesti ja muodostettu yhdestä, homogeenisesti sekoitetusta lietteestä, joka sisältää noin 50 % havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja. Arkki saatettiin nestepaineen alaiseksi ja esikuivattiin termisesti 26 x 22 puolitoimikaskuivaus/kuviopainatuskankaalla, joka oli valmistettu edellämainitussa Peter G. Ayers’in patenttihakemuksessa kuvatulla tavalla, tiivistettiin kankaan ristikuvioilla yksisylinteriselle kuivausrummulle tapahtuneen siirron jälkeen, lopuksi kuivattiin ja krepattiin poistamalla rummulta kaavinterän avulla. Lopullinen arkki sisältää noin 16 prosenttia kreppausta.

Kuten kuviossa 5 esitetään, arkilla on pehmeän poimutuksen ulkonäkö, jossa vain pienehkö osa arkin kangaspuolella 60a olevista kuiduista kohoaa ulospäin arkin pinnasta, kun sitä katsotaan koneen poikkisuunnassa.

Kuvio 6 on tasovalokuva, joka on suurennettu suunnilleen yhtä paljon kuin kuviossa U, keksinnön mukaisen kerrostetun, krepatun paperiarkin 70 kangaspuolelta 70a, joka arkki on valmistettu kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti ja joka on muodostettu kahdesta samanlaisesta, oleellisesti saman kuitupitoisuuden omaavasta lietteestä, kummankin lietteen sisältäessä noin 50 % havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja homogeenisena seoksena. Neliömassat, valmistusolosuhteet, kuivaus/ m 57991 kuviopainatuskangas ja kreppausaste olivat oleellisesti samat kuin kuvioissa 1+ ja 5 esitetyllä kerrostamattomalla alan aikaisemmalla arkilla. Kuten kuvioita 5 ja 7 vertaamalla käy ilmi, kerrostetun arkin kangaspuolella 70a on suurempi määrä sen kuiduista poikkeutettu ulospäin arkin tasosta poispäin olevassa suunnassa. Näin ollen kuvioissa 6 ja 7 esitetyllä kerrostetulla paperiarkilla 70 on suurempi kokonaispaksuus ja tämän seurauksena pienempi tiheys kuin samalla tavoin valmistetuilla, kuvioissa k ja 5 esitetyllä kerrostamattomalla alan aikaisemmalla arkilla 60.

Kuvio 8 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovalokuva keksinnön mukaisen kerrostetun, krepatun paperiarkin 80 kangaspuolelta 80a, joka arkki on valmistettu kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti ja sen ollessa muodostettu havupuukuitujen 80 lietteestä sen kangaspuolella 80a ja lehtipuu-kuitujen 82 lietteestä sen viirapuolella 80b, arkin kokonaiskuitupitoisuuden ollessa noin 50 % havupuu- ja 50 % lehtipuukuituja. Neliömassat, valmistusolo-suhteet, kuivaus/kuviopainatuskangas ja kreppausaste olivat oleellisesti samat kuin kuvioissa U-7 esitetyillä arkeilla. Kuvioiden 9 ja 5 vertailu osoittaa, että arkin kangaspuolella 80a on suurempi määrä kuiduista poikkeutettu ulospäin suunnassa, joka on yleensä poispäin arkin tasosta. On kuitenkin huomattava, että uudelleen orientoitujen kuitujen poikkeutusaste samoin kuin paikaltaan siirrettyjen kuitujen määrä näyttää olevan vähemmän huomattava kuin kuviossa 7 esitetyllä arkilla 70. Tämän uskotaan johtuvan kuitujen pienemmästä liikkuvuudesta pitkäkuituisessa kerroksessa 83 ja pitkien kuitujen suuremmasta taipumuksesta yhdistyä kuivaus/kuviopainatuskankaan aukkojen poikki verrattuna kerrokseen, joka koostuu joko lyhyistä kuiduista tai lyhyiden ja pitkien kuitujen homogeenisesta seoksesta. Kaikesta huolimatta kuvioissa 8 ja 9 esitetyllä kerrostetulla paperiarkilla 80 on suurempi kokonaispaksuus ja näin ollen pienempi tiheys kuin kuvioissa k ja 5 esitetyllä kerrostamattomalla alan aikaisemmalla arkilla 60.

Kuvio 10 on noin 20 kertaa todellisesta koosta suurennettu tasovaLokuva kerrostetun, krepatun paperiarkin 90 kangaspuolelta 90a, joka arkki on valmistettu kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti ja joka on muodostettu havupuu-kuitujen 92 lietteestä sen viirapuolella 90b ja lehtipuukuitujen 93 lietteestä sen kangaspuolella 90a arkin kokonaiskuitupitoisuuden ollessa noin 50 % havupuu-ja 50 % lehtipuukuituja. Vaikka neliömassa ja käytetyt valmistusolosuhteet olivat oleellisesti samat kuin kuvioissa U~9 esitetyillä arkeilla, käytettiin karkeampi-verkkoista 18 x 16 puolitoimikaskuivaus/kuviopainatuskangasta, joka oli valmistettu edellä mainitussa Peter G. Ayers'in patentissa kuvatulla tavalla. Lopullisesti kuivattu arkki krepattiin noin 20 %:n määrään. Kuvio 11 kuvaa selvästi erillisiä, täysin suljettuja tyynyrakenteita 91, jotka ovat luonteenomaisia ,5 5 79 91' 15 keksinnön mukaiselle suositeltavalle toteutusmuodolle. Erilliset tyhjäksi koverretut tyynyrakenteet 91 ovat muodostuneet arkin viirapuolella 90b olevan pitkä-kuituisen kerroksen, joka pysyy oleellisesti tasomaisena ja jatkuvana, ja arkin kangaspuolella olevan lyhytkuituisen kerroksen 93 välille, joka kerros on osittain muutettu arkkia vastaan kohtisuorassa tasossa pieniksi erillisiksi suunnasta poikkeutetuiksi alueiksi, jotka vastaavat kuivaus/kuviopainatuskankaan aukkoja. Kuvioissa 10 ja 11 esitetyn kerrostetun paperiarkin 90 kasvanut paksuus ja pienempi tiheys käyvät helposti ilmi verrattaessa kuvioissa b ja 5 esitettyyn kerrostamattomaan, alan aikaisempaan arkkiin 60. Kuvioiden U ja 10 vertailu paljastaa, että kerrostetun arkin 90 kangaspuolella olevat ristikuviot ovat vaikeampia erottaa kuin kerrostamattomalla, alan aikaisemmalla arkilla 60 johtuen kerrostetun rakenteen pienentyneestä kokonaistiheydestä. Kuitujen uudelleen-orientoituminen kerrostetun kudoksen 90 lyhytkuituisessa kerroksessa 93 on myös erittäin ilmeinen kuviossa 11. Tässä suhteessa on huomattava, että lyhytkuituisen kerroksen 93 tiheys on pienempi kuin pitkäkuituisen kerroksen 92 tiheys kerrostetussa arkissa, mikä synnyttää edullisen kapillaarikokogradientin arkin kangas-puolen 90a ja arkin viirapuolen 90b välille.

Kuvio 1U on tasovalokuva, joka on suurennettu suunnilleen samassa määrin kuin kuviot 10 ja 12, kuvioissa 12 ja 13 esitetyn tyyppisen kerrostetun, krepatun paperirainan 100 kangaspuolelta 100a sen jälkeen, kun se on tiivistetty kankaan polvekkeiden ja kuivausrummun välissä, lopullisesti kuivattu ja krepattu kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti. Kuvioissa il ja 15 esitetty valmis kerrostettu arkki 100 sisältää noin 20 % kreppausta. Kerrostettu arkki 100 on samanlainen kuin kuvioissa 10 ja 11 esitetty kerrostettu arkki 90, mutta kuvioissa 10 ja 11 esitetyt täysin suljetut tyynymäiset rakenteet 91 ovat puhjenneet muodostaen tulivuorimaiset kartiorakenteet 101 arkin kangaspuolelle 100a. On kuitenkin huomattava, että kuvioissa il ja 15 esitetyn arkin pitkäkuituinen kerros 102 säilyy oleellisesti tasomaisena ja jatkuvana. Näin ollen kuvioissa il ja 15 esitetty keksinnön toteutusmuoto on yksinkertaisesti kuvioissa 10 ja 11 esitetyn toteutusmuodon muunnos, jossa lyhytkuituiselle kerrokselle 103 on tapahtunut täydellisempi uudelleenorientoituminen ja suurempi tunkeutuminen kuivaus/kuviopainatuskankaan aukkoihin.

Kuviossa 11 esitettyjen tyynymäisten rakenteiden 91 ja/tai kuvioissa 13, 15 ja 16 esitettyjen tulivuorimaisten kartiorakenteiden 101 muodostuminen keksinnön mukaisessa pitkäkuitu/lyhytkuitutoteutusmuodossa, joka on yleisesti esitetty kuviossa 3, on etupäässä funktio diagonaalisen vapaan raon ja kuitupituuden välisestä suhteesta, yhdistelmärainan kuitusakeudesta, kun raina saatetaan neste-paineen alaiseksi kuivaus/kuviopainatuskankaalla, ja märkään paperirainaan 16 5 79 91 vaikuttavasta nestepaineasteesta. Nyt on edelleen havaittu, että ei ole epätavallista, että keksinnön mukaisissa kerrostetuissa arkeissa esiintyy sekä kuviossa 11 esitettyjä tyynymäisiä rakenteita 91 että kuviossa 15 esitettyjä tulivuorimaisia kartiorakenteita yhdessä arkissa.

Koska parantuneen huikin ja paksuuden edut, jotka saadaan kerrostamalla paperinvalmistuskuidut keksinnön mukaisesti, riippuvat etupäässä vuorovaikutuksesta rainan kangaspuolella olevan kuitukerroksen ja sen verkkomaisen kuivaus/kuvio-painatuskankaan välillä, jolla raina saatetaan nestepaineen alaiseksi ja jolla se termisesti esikuivataan, mitä tahansa alan aikaisempien muodostuslaitteiden lukumäärää voidaan käyttää kerrostetun rainan alkumuodostukseen.

On myös huomattava, että keksintö voidaan toteuttaa laitteistolla käyttämällä joko yhtä sisäisesti jaettua perälaatikkoa tai kahta erillistä perälaätikkoa ja muodostamalla monikerroksinen paperiraina suoraan kuivaus/kuviopainatus-kankaalla, kuten US-patentin 3 301 7h6 kuviossa 2 ehdotetaan. Koska tähän viimemainittuun prosessiin ei liity rainan siirtoa hienoverkkoiselta tasomuodostus-viiralta karkeampiverkkoiselle kuivaus/kuviopainatuskankaalle , kuten kuviossa 1 esitetään, nestepaineen, mieluummin tyhjön muodossa, annetaan vaikuttaa suoraan siihen ennen rainan termistä esikuivausta. Edellä mainituin poikkeuksin tämä muunnos on kaikissa muissa suhteissa identtinen kuvion 1 yhteydessä kuvattujen prosessien kanssa.

Keksintö on suositeltavinta toteuttaa paperiarkeilla, joiden kreppaamaton 2 kuiva neliömassa on noin 8-65 ja kaikkein mieluimmin välillä noin 11-1*1 g/m riippuen halutusta tuotepainosta ja tuotteen aiotusta käytöstä. 8-65 g:n neliö-massa-alueeseen liittyvien irtopainotiheyksien alue on tyypillisesti välillä

O

noin 0,020-0,200 g/cm , kun taas 11-1*0 g:n neliöpainoalueeseen liittyvien irto- pamotiheyksien alue on tyypillisesti välillä n. 0,025-0,130 g/cm , irtopaino- 2 tiheyksien ollessa mitattu kalanteroimattomassa tilassa 12,1* g/cm :n kuorman alaisena. Yleensä irtopainotiheys on ainakin jossain määrin suhteessa paperi-arkin neliömassaan. Ts. irtopainotiheys pyrkii kasvamaan neliömassan kasvaessa, mutta ei välttämättä lineaarisena funktiona.

Keksinnön mukaisten lopullisten arkkien venymisominaisuuksia voidaan vaihdella halutulla tavalla riippuen niiden aiotusta käytöstä., kuivaus/kuviopainatus-kankaan sopivalla valinnalla ja vaihtelemalla arkeille suoritetun mekaanisen kreppauksen tai mikrokreppauksen määrää.

Koska keksinnön mukaisten kerrostettujen pitkäkuitu/lyhytkuitupaperiarkkien huikin ja paksuuden kasvuun vaikuttaa suuressa määrin rainan lyhytkuituisen kerroksen avustus, hakemuksen tekijät ovat todenneet, että kuohkeuden ja paksuuden maksimikasvu ja näin ollen kokonaistiheyden maksimilaskun toteuttamiseksi, n 57991 yhdistelmärainan lyhytkuituisen kerroksen tulee mieluummin muodostaa vähintään noin 20 % rainan koko täysuunikuivapainosta, so. rainan painosta 100 %:n kuitusakeudella, ja on kaikkein mieluimmin noin Uo-βθ % rainan koko täysuunikuivapainosta, erityisesti kun kyse on rainoista neliömassa-alueen alapäässä.

Nyt on edelleen havaittu, että kun lyhytkuituinen kerros käsittää yli noin 80 % kudoksen koko täysuunikuivapainosta, saadun paperirakenteen kokonaisvetolujuus laskee. Näin ollen keksinnön mukaisessa suositeltavimmassa toteutusmuodossa lyhytkuituinen kerros muodostaa noin 20-80 % ja kaikkein mieluimmin noin Ho-60 % kudoksen koko täysuunikuivapainosta.

Yhdistelmärainan pitkäkuituisen kerroksen saastumisella lyhyillä paperin-valmistuskuiduilla ei ole mitään selviä negatiivisia vaikutuksia lopullisiin arkkeihin ainakaan ennenkuin lyhyiden kuitujen pitoisuus pitkäkuituisessa kerroksessa tulee niin suureksi, että se aiheuttaa vetolujuuden huononemista. Nyt on kuitenkin todettu, että päinvastainen ei pidä paikkaansa. Johtuen ilmeisesti pitempien paperinvalmistuskuitujen pienemmästä liikkuvuudesta ja niiden lisääntyneestä taipumuksesta yhdistyä kuivaus/kuviopainatuskankaan toisiaan leikkaavien ja vierekkäisten filamenttien poikki ja pienentää täten kuitujen uudelleenorien-toitumisen ja tunkeutumisen määrää kankaan aukkoihin, on havaittu toivottavaksi keksinnön mukaisessa suositeltavimmassa toteutusmuodossa ylläpitää sellaista erotusastetta lyhytkuituisen ja pitkäkuituisen kerroksen välillä, että korkeintaan noin 30 % ja kaikkein mieluimmin korkeintaan noin 15 % pitkistä paperinvalmistus kuiduista on läsnä etupäässä lyhyitä paperinvalmistuskuituja sisältävänsä kerroksessa. Kun lyhytkuituisen kerroksen ristiinsaastumisaste pitkillä kuiduilla kasvaa tämän tason yläpuolelle, toivotut parannukset huikissa ja paksuudessa, jotka ovat luonteenomaisia keksinnön mukaisille kerrostetuille pitkäkuitu/lyhyt-kuitupaperiarkeille, tulevat jonkin verran vähemmän ilmeisiksi.

Tässä esitetty keksintö voidaan haluttaessa laajentaa matalatiheyksisiin, monikerroksisiin paperirakenteisiin, jotka koostuvat esim. pitkäkuituisesta kerroksesta, joka sijaitsee lyhytkuituisten kerrosten parin välissä, parantuneen kosketeltavuusvaikutelman ja pintakuivuuden aikaansaamiseksi arkin molemmille pinnoille.

Kuvio 17 on kaavamainen osaesitys tällaisen kolmikerroksisen rainan muodostamiseen tarkoitetun prosessin eräästä toteutusmuodosta. Sisäisesti jaettuun kaksoisviiraperälaatikkoon 201 syötetään erillisiä kuitulietteitä niin, että perälaatikon 207 ylin osa sisältää etupäässä lyhyitä paperinvalmistuskuituja, kun taas perälaatikon alin osa 205 sisältää pääasiassa pitkiä paperinvalmistus-kuituja. Kerrostettu liete lasketaan rakoon, joka muodostuu telojen 239, 2hl, 2h3, 2hh ja 2^5 ympäri toimivan hienoverkkoisen tasoviiran 2^0 ja karkeampi sil-mukkaisen kuviopainatuskankaan 2b6 välillä, jota on tässä kuvattu telojen 2^7, ie 57991 2U9 ja 25O ympäri toimivana. Lyhytkuituinen kerros 223 ja pitkäkuituinen kerros 22k sulautuvat riittävästi yhteen rajapinnaltaan muodostaen yhtenäisen rainan 225, joka on kerrostunut kuitutyypin mukaan. Kerrostettu raina 225 saatetaan jäämään kosketukseen kuviopainatuskankaan 2h6 rainaa tukevan pinnan 2h6& kanssa nestepaineen vaikutuksesta rainaan hienoverkkoisen tasoviiran 2k0 ja karkeampi-verkkoisen kuviopainatuskankaan 2U6 välisessä erotuskohdassa. Tämä on suositeltavaa toteuttaa tyhjö-pick-up'in 2U8 avulla, joka koskettaa kuviopainatuskankaan alapintaan 2h6~b. Haluttaessa laitteisto voidaan varustaa valinnaisesti myös uritetulla höyry- tai ilmasuuttimella 2U2. Koska kerrostetun rainan 225 kuitusakeus on suhteellisen alhainen tässä pisteessä, nestepaineen vaikutus rainaan aiheuttaa yllä kuvatulla tavalla kuitujen uudelleenorientoitumista ja kuitujen tunkeutumista kankaan aukkoihin rainan lyhytkuituisessa kerroksessa 223·

Haluttaessa voidaan kerrostetun rainan 225 kuitusakeutta edelleen nostaa imulaatikoiden 218 ja 220 avulla sen lähentämiseksi lehtipuukerroksen 226 kuitusakeutta siirtokohdassa. Lehtipuukuitukerros on suositeltavaa muodostaa toisen perälaatikon 202, hienosilmukkaisen tasoviiran 20U, viirapöytien 215 ja 216 ja imulaatikoiden 222 ja 22U avulla, jotka ovat kuvion 1 yhteydessä yleisesti kuvattua tyyppiä. Lehtipuukuitukerros 226 siirretään hienoverkkoiselta tasoviiralta 20U kerrostetun rainan 225 pitkäkuituiselle kerrokselle 22h kolmikerroksisen rainan 227 muodostamiseksi oleellisesti samalla tavoin kuin kuviossa 1 on esitetty. Imusiirtolaatikkoa 206 on suositeltavaa käyttää kosketuksessa kuviopainatuskankaan alapinnan 2U6b kanssa siirron aikaansaamiseksi. Haluttaessa laitteisto voidaan varustaa myös uritetulla höyry- tai ilmasuuttimella 253.

Siirron jälkeen kolmikerroksisen kerrostetun rainan 227 kuitusakeutta on suositeltavaa nostaa suositeltavan alueen yläpäähän, so. kaikkein mieluimmin tasolle noin 20-25 % imulaatikoiden 229, 231 ja 233 avulla. Tämä on yleensä toivottavaa kerrostetun rainan lyhytkuituisessa kerroksessa 223 olevien suunnasta poikkeutettujen alueiden häiriön minimoimiseksi kudoksen siirron aikana kuivaus/kuviopainatuskankaalle 237. Keksinnön mukaisessa suositeltavimmassa toteutusmuodossa kuivaus/kuviopainatuskangas 237 on rakenteeltaan oleellisesti identtinen kuviopainatuskankaan 2U6 kanssa. Kuten kuviossa 17 esitetään kolmikerroksisen rainan siirto kuviopainatuskankaalta 2U6 kuivaus/kuviopainatuskankaalle 237 on suositeltavinta toteuttaa tyhjö-pick-up'in 236 avulla, joka koskettaa kuivaus/kuviopainatuskankaan 237 alapintaa 237b. Koska höyrysuihkut, ilma-suihkut jne. pyrkivät häiritsemään rainan lehtipuukuitukerroksessa 223 olevia suunnasta poikkeutettuja alueita, on suositeltavaa olla käyttämättä tällaisia siirtoapulaitteita tässä nimenomaisessa kohdassa.

Kolmikerroksisen kerrostetun rainan 227 siirron jälkeen kuivaus/kuviopainatuskankaan rainaa tukevalle pinnalle 237a raina voidaan termisesti esi kuivata 19 57991 ja viimeistellä samalla tavoin kuin kuvion 1 yhteydessä kuvattu kaksikerroksinen raina.

Bulkin ja paksuuden parannusten maksimoimiseksi kolmikerroksisessa paperi-arkissa, kuten kuviossa 17 esitetyssä on suositeltavaa kuivata raina täydellisesti kuivaus/kuviopainatuskankaalla 237 tiivistämättä rainaa kankaan polvekkeiden ja joustamattoman pinnan välissä termisen esikuivauksen jälkeen.

Edellä kuvattu kolmikerroksinen toteutusmuoto on suositeltavinta toteuttaa 2 paperiarkeilla, joiden kuiva, kreppaamaton neliömassa on noin 13-65 g/m riippuen halutusta tuotepainosta ja tuotteen aiotusta käytöstä. Tällaisten kolmikerroksisten paperiarkkien irtopainotiheydet ovat tyypillisesti noin 0,020-0,200 g/cm^.

Tällä keksinnöllä on erittäin laaja sovellutusala valmistettaessa yhtenäisiä paperiarkkeja, joilla on samanlaiset tai erilaiset pintaominaisuudet sen vastakkaisilla puolilla, yhdisteltäessä erittäin matala tiheys ja hyväksyttävä vetolujuus yhteen ja samaan paperirakenteeseen jne. Yleensä keksintö antaa paperinvalmistajalle suuremman vapauden erikoissovittaa haluttujen, mutta aikaisemmin yhteensopimattomien arkkiominaisuuksien yhdistelmä yhdeksi yhtenäiseksi paperi-rakenteeksi .

Vaikka edellä oleva kuvaus koskee erityisesti luonnon paperinvalmistus-kuitujen käyttöä, alaan perehtyneet oivaltavat helposti, että keksintö voidaan samalla tavoin toteuttaa kerrostettaessa synteettisiä paperinvalmistuskuituja tai jopa luonnon ja synteettisten paperinvalmistuskuitujen yhdistelmiä lopullisten arkkien valmistamiseksi, joilla on erittäin suuri bulkki ja matala tiheys, samoin kuin muitakin erityisen haluttuja ominaisuuksia.

Seuraavassa esitetyt esimerkit kuvaavat huikin kasvua ja tiheyden pienenemistä ilman, että keksinnön mukaisesti valmistettujen kerrostettujen paperi-arkkien kokonaisvetolujuus alenee, verrattuna alan aikaisempaan kerrostamattomaan paperiarkkiin, joka on valmistettu samalla tavoin yhdestä lietteestä, joka koostuu samanlaisten paperinvalmistuskuitujen homogeenisesta seoksesta.

Jokainen seuraavista esimerkeistä toteutettiin kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti. Kaikki esimerkkituotteet saatettiin nestepaineen alaiseksi, esikuivattiin termisesti ja niille suoritettiin tiivistys kankaan ristikuvioiden ja kuivausrummun välissä 26 x 22 polyesteristä valmistetulla puolitoimikaskuvio-psinatuskankaalla, jossa yhteisen kude- ja loimimonofilamentin halkaisija oli noin 0,056 cm ja mitattu diagonaalinen vapaa rako oli noin 0,061 cm, jota kangasta oli käsitelty yleisesti edellä mainitun Peter G. Ayers'in patenttihakemuksen mukaisesti. Kankaan ristikuviopainatusala käsitti noin 39,1 % kudoksen pinnasta. Jokaisen arkin kokonaiskuitupitoisuus koostui noin 50 $:sta jauhettuja havupuu-massakuituja, joiden keskipituus oli noin 0,2i+6 cm, ja 50 %:sta. jauhamattomia 20 5 7991 lehtipuumassakuituja, joiden keskipituus oli noin 0,089 cm. Jokaiselle kuivaus/ kuviopainatuskankaalle tuetulle paperirainalle suoritettiin tiivistys kankaan ristikuvioilla painetelan avulla, joka toimii yksisylinteristä kuivausrumpua vasten noin paineella 300 naulaa lineaarista tuumaa kohti. Jokainen arkki tartutettiin yksisylinterirummun pinnalle edellä mainitun Gregory A. Bates'in patenttihakemuksen mukaisesti ja lopuksi kuivatut arkit poistettiin kuivausrummun pinnalta kaavinterän avulla, jolla oli 30°:n kaltevuus, lopullisten arkkien valmistamiseksi, jotka sisälsivät noin 20 % kreppausta. Esimerkkien krepatut neliömassat pidettiin mahdollisuuksien rajoissa vakiona todellisten arvojen p vaihdellessa suunnilleen välillä 23,2-23,9 g/m .

Esimerkki 1

Alan aikaisempi kerrostamaton paperiarkki valmistettiin US-patentin 3 301 7U6 mukaisesti. Kuituliete koostui homogeenisesti sekoitetuista havupuu-ja lehtipuukuiduista, joihin havupuukuituihin oli kulutettu jauhatus 0,1*8 hevosvoimapäivää/tonni. Homogeenisesti sekoitettu liete johdettiin hienoverkkoi-selle tasoviiralle yhtenäisen, kerrostamattoman rainan muodostamiseksi. Rainan kuitusakeus kohdassa, jossa se siirrettiin tasoviiralta kuivaus/kuviopainatuskankaalle, oli noin 9,2 %· Pick-up'in imu, joka oli noin 2^3,8 mm elohopeaa, kohdistettiin märkään paperirainaan siirron aikaansaamiseksi kuivaus/kuviopainatuskankaalle. Raina esikuivattiin termisesti kankaalla noin 97,1 %:n kuitusakeu-teen ennen sen ristikuviotiivistystä yksisylinterikuivaajalle siirron jälkeen. Saadun paperiarkin ominaisuudet esitetään taulukoissa I ja II.

Esimerkki 2

Valmistettiin kaksikerroksinen paperiarkki kuvion 1 yhteydessä esitetyn prosessin mukaisesti. Ensimmäinen kuituliete, joka koostui homogeenisesti sekoitetuista havupuumassa- ja lehtipuumassakuiduista, joihin havupuukuituihin oli kohdistettu jauhatus 0,56 hevosvoimapäivää/tonni, johdettiin hienoverkkoiselle tasoviiralle ensimmäisen kuiturainan muodostamiseksi. Koostumukseltaan identtinen toinen kuituliete johdettiin toisesta perälaatikosta toiselle hienoverkkoiselle tasoviiralle toisen kuituseoksen muodostamiseksi. Toinen kuituraina yhdistettiin sen jälkeen ensimmäiseen kuiturainaan, kun molemmat rainat olivat suhteellisen alhaisessa kuitusakeudessa, kaksikerroksisen märän paperirainan muodostamiseksi kuviossa 1 kuvatun prosessin mukaisesti. Kaksikerroksisen rainan kuitusakeus kohdassa, jossa se siirrettiin tasoviiralta kuivaus/kuviopainatuskankaalle, oli noin 9,9 %· Pick-up'in imu noin 2b6>b mm elohopeaa kohdistettiin kosteaan paperirainaan siirron aikaansaamiseksi kuivaus/kuviopainatuskankaalle. Raina esikuivattiin termisesti kankaalla noin 9^,9 %'·η kuituaakeuteen ennen sen ristikuviotiivistystä yksisylinterikuivaajalle siirron jälkeen. Saadun paperiarkin ominaisuudet esitetään taulukoissa I ja II.

21 57991

Esimerkki 3

Valmistettiin kaksikerroksinen paperiarkki kuvion 1 yhteydessä kuvatun ja esitetyn prosessin mukaisesti. Ensimmäinen kuituliete, joka koostui lehti-puumassakuiduista, johdettiin hienoverkkoiselle tasoviiralle ensimmäisen kuitu-rainan muodostamiseksi. Toinen kuituliete, joka koostui havupuumassakuiduista, joihin oli kohdistettu jauhatus 0,1+1* hevosvoimapäivää/tonni, johdettiin toisesta perälaatikosta toiselle hienoverkkoiselle tasoviiralle toisen kuiturainan muodostamiseksi. Toinen kuituraina yhdistettiin sen jälkeen ensimmäiseen kuitu-rainaan, kun molemmat rainat olivat suhteellisen alhaisessa kuitusakeudessa, kaksikerroksisen märän paperirainan muodostamiseksi kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti. Kaksikerroksisen rainan kuitusakeus kohdassa, jossa se siirrettiin tasoviiralta kuivaus/kuviopainatuskankaalle, oli noin 9,6 %. Suunnilleen 21+1,3 mmHg:n pick-up'in imu kohdistettiin kosteaan paperikudokseen siirron aikaansaamiseksi kuivaus/kuviopainatuskankaalle. Raina siirrettiin kankaalle siten, että havupuukuitukerros saatettiin kosketukseen kankaan rainaa tukevan pinnan kanssa. Raina esikuivattiin termisesti kankaalla noin 9l+,2 %:n kuitusakeuteen ennen sen ristikuviotiivistystä yksisylinterikuivaajalle siirron jälkeen.

Saadun paperiarkin ominaisuudet esitetään taulukoissa I ja II,

Esimerkki 1+

Valmistettiin kaksikerroksinen paperiarkki kuvion 1 yhteydessä esitetyn prosessin mukaisesti. Ensimmäinen kuituliete, joka koostui havupuukuiduista, joihin oli kohdistettu jauhatus 0,1+8 hevosvoimapäivää tonnia kohti, johdettiin hienoverkkoiselle tasoviiralle ensimmäisen kuiturainan muodostamiseksi. Toinen kuituliete, joka koostui lehtipuumassakuiduista, johdettiin toisesta perälaatikosta toiselle hienoverkkoiselle tasoviiralle toisen kuiturainan muodostamiseksi. Toinen kuituraina yhdistettiin sen jälkeen ensimmäiseen kuiturainaan, kun molemmat rainat olivat suhteellisen alhaisessa kuitusakeudessa, kaksikerroksisen, kerrostetun märän paperirainan muodostamiseksi kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti. Kaksikerroksisen rainan kuitusakeus kohdassa, jossa se siirrettiin tasoviiralta kuivaus/kuviopainatuskankaalle, oli noin 8,9 %. Suunnilleen 25^»0 mmHg:n pick-up-imu kohdistettiin märälle paperirainalle siirron aikaansaamiseksi kuivaus/kuvio-painatuskankaalle. Raina siirrettiin kuivaus/kuviopainatuskankaalle siten, että sen lehtipuukuitukerros saatettiin kosketukseen kankaan rainan tukevan pinnan kanssa. Raina esikuivattiin termisesti kankaalla noin 89,U %:n kuitusakeuteen ennen sen ristikuviotiivistystä yksisylinterikuivaajalle siirron jälkeen. Saadun paperiarkin ominaisuudet esitetään taulukoissa I ja II.

Esimerkki 5

Valmistettiin kaksikerroksinen paperiarkki samalla tavoin kuin esimerkissä k, mutta valmistusolosuhteita vaihdeltiin seuraavasti: (1) havupuumassakuituihin 22 5 7 9 91 kohdistettiin jauhatus 0,^0 hevosvoimapa!vää tonnia kohti; (2) kaksikerroksisen rainan kuitusakeus kohdassa, jossa se siirrettiin tasoviiralta kuivaus/kuvio-painatuskankaalle, oli noin 9>β %\ (3) noin 127,0 mmHg:n pick-up-imu kohdistettiin märkään paperirainaan siirron aikaansaamiseksi kuivaus/kuviopainatuskan-kaalle; ja (h) raina esikuivattiin termisesti kankaalla noin 85,0 %:n kuitusakeu-teen ennen sen ristikuviotiivistystä yksisylinterikuivaajalle siirron jälkeen. Saadun paperiarkin ominaisuudet esitetään taulukoissa I ja II.

Esimerkki 6

Valmistettiin kaksikerroksinen paperiarkki samalla tavoin kuin esimerkissä mutta valmistusolosuhteita vaihdeltiin seuraavasti: (1) havupuumassa-kuituihin kohdistettiin jauhatus 0,1+0 hevosvoimapäivää tonnia kohti; (2) kaksikerroksisen rainan kuitusakeus pisteessä, jossa se siirrettiin tasoviiralta kuivaus/kuviopainatuskankaalle, oli noin 16,5 %', (3) noin 2^1,3 mmHg:n nosto-pick-up-imu kohdistettiin märkään paperirainaan siirron aikaansaamiseksi kuivaus/ kuviopainatuskankaalle; ja (h) raina esikuivattiin termisesti kankaalla noin 8H,5 %\tl kuitusakeuteen ennen sen ristikuviotiivistystä yksisylinterikuivaajalle siirron jälkeen. Saadun paperiarkin ominaisuudet esitetään taulukoissa I ja II.

Taulukoissa I ja II esitetyt eri esimerkkituotteille suoritetut vertailu-kokeet tehtiin seuraavasti:

Kuivapaksuus Tämä saatiin moottoroidulla mikrometrillä Model 5^9 M, jollainen on saatavissa Testing Machines Inc. - yhtiöltä, Amityville, Long Island, New York.

2

Tuotenäytteet alistettiin 12,1+ g/cm :n kuormituksen alaisiksi halkaisijaltaan 5 cm:n alasimen alle. Mikrometri nollattiin, jotta varmistuttaisiin, ettei mitään vierasta ainetta ollut alasimen silla ennen näytteiden asettamista mitattaviksi, ja kalibroitiin oikeiden lukemien varmistamiseksi. Mittaukset luettiin suoraan mikrometriasteikolta ja ilmoitetaan mm:nä.

Laskettu tiheys

Jokaisen näytearkin tiheys laskettiin jakamalla näytearkin neliömassa 2 näytearkin paksuudella mitattuna 12,U g/cm :n kuormituksella.

Kuivavetolujuus Tämä saatiin Thving-Albert Model QC-vetolujuusmittarilla, jollainen on saatavissa Thving-Albert Instrument Company-yhtiöltä, Philadelphia, Pennsylvania. Mitoiltaan 2,5 cm x 15,2 cm näytteet leikattiin sekä kone- että poikkisuunnassa. Neljä näyteliuskaa asetettiin toistensa päälle ja pantiin vetokoneen leukoihin, jotka oli asetettu 5 cm:n mittapituudelle. Palkin nopeus kokeen aikana oli 10 cm/min. Lukemat otettiin suoraan koneessa olevasta digitaalisesta tulostuksesta murtumishetkellä ja jaettiin neljällä yksityisen näytteen vetolujuuden saamiseksi. Tulokset ilmoitetaan yksikkönä g/cm.

23 57991

Venymä

Venymä on arkin konesuuntainen ja poikkisuuntainen venyminen prosenteissa mitattuna murtumishetkellä ja se luetaan suoraan toisesta Thwing-Albert-vetokonees-sa olevasta digitaalisesta tulostuksesta. Venymälukemat otettiin samanaikaisesti vetolujuuslukemien kanssa.

Repäisylujuus konesuunnassa Tämä saatiin kapasiteetiltaan 200 gramman Elmendorf Model 6o-5~2-repäisy-lujuuslaitteella, jollainen on saatavissa Thwing-Albert Instrument Company-yhtiöltä, Philadelphia, Pennsylvania. Koe on suunniteltu mittaamaan repäisy-lujuutta arkeissa, joissa repeämä on aloitettu. Tuotenäytteet leikattiin 6,U cm x 7,6 cm kokoon 6th cm:n dimension ollessa suunnattu näytteiden konesuunnan kanssa yhdensuuntaisesti. Kahdeksan tuotenäytettä pinottiin päällekkäin ja kiristettiin koelaitteen leukoihin siten, että repäisysuunta tuli suunnatuksi yhdensuuntaisesti 6,U cm:n dimension kanssa. 1,3 cm pitkä leikkaus tehtiin sitten näytepinon alimpaan reunaan yhdensuuntaisesti repäisysuunnan kanssa. Mallia 65-1 oleva digitaalinen tulostusyksikkö, joka myöskin on saatavissa Thwing-Albert Instrument Company-yhtiöltä, nollattiin ja kalibroitiin käyttäen Elmendorf No. 60 - kalib-rointipainoa ennen kokeen aloittamista. Lukemat otettiin suoraan digitaalisesta tulostusyksiköstä ja sijoitettiin seuraavaan yhtälöön:

Lukema digitaali-

Repäisylujuus = Repäisylaitteen kapasiteetti (g) sesta tulostusyksiköstä (%)

Koestettujen tuoteliuskojen lukumäärä

x-L

X100 _

Tulokset ilmoitetaan yksikkönä g/liuska tuotetta.

Handle-0-Met er-arvo Tämä saatiin Catalog No. 211-3 Handle-O-Meter-laitteella, jollainen on saatavissa Thwing-Albert Instrument Company-yhtiöltä, Philadelphia, Pennsylvania. Handle-O-Meter-arvot ilmaisevat arkin jäykkyyttä ja liukukitkaa, jotka puolestaan ovat suhteessa käsituntuun, pehmeyteen ja laskeutuvuuteen. Tuotenäytteet leikattiin 11 ,U cm x 11,U cm kokoon ja kaksi näytettä asetettiin toistensa viereen raon poikki, jonka leveys oli 0,6U cm jokaisessa kokeessa. Handle-O-Meter-arvot kone-suunnassa saatiin suuntaamalla tuotenäytteiden konesuunta yhdensuuntaiseksi Handle-O-Meter-terän kanssa, kun taas Handle-O-Meter-arvot poikkisuunnassa saatiin suuntaamalla tuotenäytteiden poikkisuunta yhdensuuntaiseksi Handle-O-Meter-terän kanssa.

Handle-O-Meter-tulokset ilmoitetaan grammoissa.

2h 5 7991

Taivutus .jäykkyys .ia t ai pumi smo dul i

Niiden arkkiominaisuuksien määrittäminen, jotka ovat suhteessa kosketelta-vuusvaikutelmaan ja laskeutuvuuteen suoritettiin tekstiilikoestuksen mukaisesti. Kankaan käsituntu koskee materiaalin tunto- tai kosketeltavuusvaikutelmaa ja riippuu siten kosketuksen herkkyydestä. Kun kankaan käsituntu on ratkaistu, käytetään hyväksi jäykkyyden tai taipuisuuden, kovuuden tai pehmeyden ja karkeuden tai sileyden aistimuksia. Laskeutuvuudella on melko erilainen merkitys ja hyvin laajasti se on kankaan kyky omaksua miellyttävä ulkonäkö käytössä. Kokemus on tekstiiliteollisuudessa osoittanut, että kankaan jäykkyys on avaintekijä kasitunnun ja laskeutuvuuden tutkimisessa.

Eräs tekstiiliteollisuuden suunnittelema mittari jäykkyyden mittaamiseksi on Shirley-jäykkyysmittari. Esimerkeissä 1-6 yllä kuvattujen paperinäytteiden poimutus- ja pintatuntuominaisuuksien vertailemiseksi rakennettiin Shirley-jäykkyysmittari paperinäytteiden "taipumuspituuden" määrittämiseksi ja tämän jälkeen "taivutusjäykkyyden" ja "taipumismodulin" arvojen laskemiseksi.

Shirley-jäykkyysmittaria kuvataan menetelmässä ASTM Standard Method No.

1388. Mittarin vaakasuoraa koroketta tukee kaksi sivupalaa, jotka on tehty muovista. Sivupaloihin on kaiverrettu osoitusviivat Ui 1/2°:n standardi taipuma-kulmaan. Mittariin on kiinnitetty peili, joka tekee käyttäjälle mahdolliseksi seurata molempia osoitusviivoja sopivasta asennosta. Mittarin skaala on jaettu sentteihin. Skaalaa voidaan käyttää mallineena koekappaleiden leikkaamisessa ao. kokoon.

Kokeen suorittamiseksi suorakulmainen paperisuikale 15,2 cm x 2,5 cm leikataan samaan kokoon kuin mitta-asteikko ja sitten sekä mitta-asteikko että koekappale siirretään korokkeelle koekappale alimmaisena. Molempia työnnetään hitaasti eteenpäin. Paperisuikale alkaa painua alaspäin korokkeen reunan yli, kun mitta-asteikko ja koekappale siirtyvät eteenpäin. Skaalan ja koekappaleen liikettä jatketaan, kunnes koekappaleen kärki peilistä katsoen leikkaa molemmat osoitusviivat. Ylityksen määrä " voidaan välittömästi lukea mitta-asteikon merkistä, joka on vastapäätä korokkeen sivulle kaiverrettua nollaviivaa.

Johtuen siitä, että paperi omaksuu pysyvän taipuman sen jälkeen, kun sille on suoritettu tällainen jäykkyyskoe, neljää erillistä koekappaletta käytettiin paperin jäykkyyden testaamiseen tiettyä akselia pitkin^ja sen jälkeen laskettiin keskiarvo kyseiselle akselille. Näytteet leikattiin sekä kone- että poikkisuun-nassa. Sekä kone- että poikkisuunnassa saaduista tuloksista laskettiin keskimääräinen ylitysarvo " kullekin paperinäytteelle.

Taipumispituus "c" määritellään näiden kokeiden tarkoituksia varten paperin pituudeksi, joka taipuu omasta painostaan tietyn määrän. Jäykkyysmitta määrää 25 5 7 9 91 poimutuslaadun. Laskelma on seuraava: "c" = cm x f (θ), jossa f (θ) = (cos 1/2 θ Τ 8 tan θ) ja "7. " = kunkin paperinäytteen keskimääräinen ylitysarvo yllä määritellyllä tavalla.

Kun kyseessä on Shirley Stiffness-koestuslaite, kulma Θ = U1 1/2°, jossa kulmassa f (θ) tai f (1+1 1/2°) = 0,5. Tämän vuoksi yllä oleva laskelma yksin kertaistuu muotoon: "c" = "1" x (0,5) cm.

Taivutusjäykkyys "G" on jäykkyyden mitta, joka liittyy käsituntuun. Taivutusjäykkyyden "G" laskeminen tässä tapauksessa käy seuraavasti: "G" = (kysees-sä olevan paperinäytteen neliömassa g/m ) x "c" mg-cm, jossa "c" = kyseessä olevan paperinäytteen taipumispituus yllä määritellyllä tavalla ilmoitettuna cm:inä.

Taipumismoduli "q" on esimerkeissä ilmoitetussa muodossa riippumaton koestetun suikaleen dimensioista ja sitä voidaan pitää materiaalin "sisäisenä jäykkyytenä". Tämän vuoksi tätä arvoa voidaan käyttää verrattaessa sellaisten materiaalien jäykkyyttä, joilla on eri paksuudet. Sen laskemiseksi paperinäytteen paksuus tai mikrometrilukema mitattiin 12,U g/cm :n paineella eikä TO g/cm :n paineella, kuten ASTM Standard Method No. 1388 ehdottaa. 12,1+ g:n paksuusmittaus-painetta käytettiin, jotta minimoitaisiin mahdollinen taipumus murtaa arkki, mikä tekisi erot eri esimerkkien välillä epäselviksi.

Taipumismoduli "q" esitetään kaavalla: "q" = 732 x "G" * "g"3 kg/cm2, jossa "G" on kyseessä olevan paperinäytteen taivutusjäykkyys yllä määritellyllä tavalla ilmoitettuna yksikköinä mg-cm, ja "g" on kyseessä olevan paperinäytteen paksuus tai mikrometrilukema ilmoitettuna 0,025 mm:einä, kun se on saatettu 12,1+ g/cm :n paineen alaiseksi.

Tulokset kokeista, jotka on suoritettu näytepaperiarkeilla, jotka on valmistettu yllä kuvattujen ajojen aikana, ilmoitetaan alla olevissa esimerkeissä taivutusjäykkyyden "G" ja taipumismodulin "q" muodossa, joilla molemmilla on tekemistä sekä poimutuksen että kosketeltavuusvaikutelman kanssa. Alemmat taivutusjäykkyyden ja taipumismodulin arvot osoittavat yleensä parantunutta poimutusta ja kosketeltavuusvaikutelmaa.

Puri s tus työ-arvo

Esimerkkien taulukoissa alla ilmoitetut CWV-luvut määrittelevät sellaisen paperiarkin puristusmuodonmuutosominaisuudet (sienimäisyys on osa koko pehmeys-vaikutelmasta henkilölle, joka käsittelee paperia), jota on kuormitettu sen 26 57991 vastakkaisilta tasopinnoilta. CWV-arvon merkitys on paremmin ymmärrettävissä kuvittelemalla, että CWV-luku edustaa kokonaistyötä, joka vaaditaan yhden tasaisen paperiarkin pintojen puristamiseen sisäänpäin toisiaan kohti 19,^ g/cm :n yksikkökuormaan saakka. Suoritettaessa edellä mainittua puristuskoetta paperi-arkin paksuus pienenee ja tehdään työtä. Tämä työ tai kulutettu energia on samanlainen kuin se työ, jonka tekee henkilö, joka pusertaa tasaisen paperiarkin tasaisia pintoja peukalonsa ja etusormensa välissä saadakseen vaikutelman sen pehmeydestä. Hakemuksen tekijät ovat havainneet, että CWV-luvut ovat vastaavuus-suhteessa pehmeysvaikutelman kanssa, jonka henkilö saa käsitellessään paperiarkkia.

Instron-koestuslaitetta Model No. TM käytettiin CWV-lukujen mittaamiseen 2 asettamalla yksi 26 cm :n paperiarkki puristuslevyjen väliin. Näytettä kuormitettiin sitten sen tasaisilta vastakkaisilta pinnoilta nopeudella 0,25 cm puris-tusmuodonmuutosta minuutissa, kunnes kuormitus neliösenttimetriä kohti saavutti 19,h g.

Instron-koestuslaite on varustettu piirturiyksiköllä, joka muodostaa kokonaisuuden arkin pintojen puristusliikkeestä ja hetkellisestä kuormituksesta antaen kokonaistyön senttimetri-grammoissa, joka vaaditaan 19,^ g/cm :n kuormi- 2 tuksen saavuttamiseen. Tämä työ, joka ilmoitetaan cm-grammoina 26 cm :iä kohti arkin pinta-alaa, on tässä käytetty CWV-luku. Korkeampi CWV-luku ilmaisee yleensä kyseessä olevan pehmeämmän arkin.

Puristusmoduli

Puristusmoduli on alla olevissa esimerkeissä ilmoitettuna yleensä samanlainen kuin kimmomoduli, jota kuvataan sivuilla T~05 ja 7-06 Kent'in käsikirjassa Mechanical Engineer's Handbook, 11. painos, joka julkaisu liitetään täten viitteenä tähän esitykseen. Puristusmodulia voidaan pitää materiaalin "sisäisenä puristuskestoisuutena" sen jännitys-venymäkäyrän kulloisessakin pisteessä, joka syntyy koemenettelyn aikana määritettäessä CWV-arvoja yllä kuvatulla tavalla.

Edellä mainitun julkeisiin mukaisesti kimmomoduli tai puristusmoduli "E" saadaan yhtälöstä: n E = -

Ae jossa "P" on käytetty voima, " ^ " on testattavan näytteen pituus, "A" on testattavan näytteen poikkipinta-ala ja "e" on näytteen saatu kokonaismuodonmuutos.

Määritettäessä puristusmodulia paperinäytteille testattavan materiaalin kimmoraja on erittäin alhainen. Tämän vuoksi yllä olevaa yhtälöä modifioitiin seuraavasti: 27 57991 (AP)T- E ” A (Δε) jossa "(ΔΡ)" on se differentiaalivoima, joka on määrätty piirtämällä tangentti-suora jännitys-venymäkäyrään ennalta määrätylle käytetylle kuormitusarvolle (tässä tapauksessa 1+00 g) ja ulottamalla tangenttisuora ennalta määrätylle etäisyydelle käytetyn kuormitusarvon molemmille puolille (tässä tapauksessa 300-500 g) differentiaalivoiman "(ΔΡ)" aikaansaamiseksi (tässä tapauksessa 200 g); "Ί " on testattavan paperinäytteen paksuus mitattuna käytetyllä kuormitusarvolla (tässä tapauksessa 1+00 g); "A" on testattavan paperinäytteen pinta-ala (tässä tapauksessa 26 cm ); ja "(Δβ)" on testattavan näytteen differentiaalinen muodonmuutos määriteltynä edellämainitun tangenttisuoran päätepisteistä (so. muodonmuutos mitattuna 300 g:n kuormituksella miinus muodonmuutos mitattuna 500 g:n kuormituksella).

Alemmat puristusmoduliarvot ovat yleensä toivottavia nenäliinoissa ja terveystuotteissa, koska ne osoittavat pienentynyttä kokoonpainumiskestokykyä kuormituksilla, joita tällaisiin rakenteisiin normaalisti kohdistetaan.

Imukyky

Eräs puoli paperiarkin kokonaisabsorptiokyvystä on sen vedenimemiskyky.

Tätä koetta käytettiin määrittämään kunkin näytearkin kykyä absorboida vettä määrätyllä virtausnopeudella määrätyssä ajassa. Tuotenäytteet leikattiin 6,5 cm x 6,5 cm kokoon, pinottiin 8 päällekkäin ja asetettiin imukykymittarin kaltevatasoiseen polyuretaanipitimeen. Sekä näytteen että polyuretaanipitimen paino määrättiin ennen näytteen kostutusta. Näytteet asetettiin polyuretaanipitimeen siten, että niiden poikkisuunta suunnattiin yhdensuuntaiseksi kaltevan tason kanssa. Vettä syötettiin kaltevan tason yläpäähän 500 ml/min:n säädetyllä nopeudella yhden minuutin ajan. Kyllästetyn näytteen annettiin jäädä kaltevaan polyuretaanipitimeen vielä 1+5 sekunniksi sen jälkeen, kun vesi oli suljettu pois, jona aikana ylimääräinen vesi poistettiin pitimestä varoen koskettamasta kyllästettyä näytettä. Polyuretaanipitimen ja kyllästetyn näytteen paino mitattiin sen jälkeen. Näytteen imemä vesimäärä määrättiin vähentämällä polyuretaanipitimen ja näytteen kuivapaino polyuretaanipitimen ja näytteen märkäpainosta. Koska näytteen kuivapaino oli myös tunnettu, suoritettiin seuraava laskelma: ΓTunnetun näytemäärän absorboima veden Tuotteen yksikköä s [kokonaismäärä (g) kohti imeytynyt vesimäärä - -..... —........— L Näytteen tunnetun määrän kuivapaino (g) _

Tulokset ilmoitetaan grammoina absorboitunutta vettä/gramma näytettä.

28 57991

Imemisnopeus

Toinen puoli paperiarkin kokonaisabsorptiokyvystä on sen vedenimemisnopeus. Tämä koe suoritettiin mittaamalla sekunneissa aika, joka tarvitaan 0,10 mlrlle tislattua vettä, jotta se imeytyisi yhteen 6,5 cm x 6,5 cm arkkinäytteeseen käytettäessä Reid-tyyppistä mittaria, jollaista kuvataan yksityiskohtaisesti S.G. Reid'in artikkelissa "A Method for Measuring the Rate of Absorption of Water by Creped Tissue Paper", joka löytyy julkaisun Pulp and Paper Magazine of Canada, Voi 68, No. 3 Convention Issue, 1967 sivuilta T—115 - T-117. Kokeet suoritettiin avaamalla samanaikaisesti kalibroidun pipetin ja näytettä koskettavan kapillaarikärjen välillä sijaitseva sulkuhana ja käynnistämällä sekuntikello, seuraamalla veden tasoa pipetissä, kun vettä absorboitui näytteeseen ja pysäyttämällä kello, kun tarkalleen 0,10 mol vettä oli valunut kalibroidusta pipetistä. Lukemat otettiin suoraan kellosta ja ilmoitetaan sekunteina. Lyhyemmät ajat osoittavat suurempaa vedenimemisnopeutta.

Jokainen taulukoissa I ja II edellä kuvattujen kokeiden avulla vertailtu tuoteominaisuus perustui kaikkien niiden kokeiden keskiarvoon, jotka itse asiassa suoritettiin kyseisessä esimerkissä.

57991 29 Ϋαϋ) t~- VO A -3- -a· m u _______________ S I I Cd „ iQjctn r- oo c\i »- oo co 0 Ö 3 en ^ 00 »-»-»- »-

I O 3 it U

Ui M tn S3—'__._______ to π'μ 3 3-^ 1 33 33 d

•HO (0 Cd Ai scd 3) <U W M

Pe i—I 3 10 3 Ov t- O O »- O

tl 1>] O Ä ·Η »- »- «— »— K CO Ai G H _______ j I tn icd ·η cd ^

0 Ai G %«!. O C— Ό O t— CM

>, A! C —- “ ·> " " " C-rl 3 OV »— 0\ O 0\ Os 0> O 33 Cd »- »- > p< en co _______ :cd

Siicd _=r co e- oo O σ\ O G Ώ *· *· ” »* Λ Λ

C β 3 ra·^ CM O IA IA IA CM

D O 3 β« co co oo en oo oo > AI 10 _____ I *0 1 e O O 33

-P 33 bO

0 en — ί>Μ·Η j- OO OO t— CM -Jj cd 33 Ai cd ia oo vo vo vo >33® • H ·Η> ·Η en 33 33 O Cd y H ft fi___________ cd 1 I en 0 o en -P Ai cd

PC VO CO OO A O O

b en ö'-' CM vo o on on cm Ϊ32Β *- «- > 33 33 O •H »r-J tn ^ 33 33 a; ÖD « IH C — /-\ CÖ

iH

00 73

P

»· JL) CM O 00 OO _=r VO CO »-

33 »—33 »- t- VO -=f t— VO

-PAI A JU -U -U

-P 0)00 O O O O O O

¢) >, g ö ·« » ·> »> * ·>

Ai <U O ·· O O O o o o

en ä ^CM qi ·Η bO S

M ·Ρ^> U______________ e

CM

1 o ei

^ I—I

0) W! r-t A oo CO T- o oo

Sd A eo\ o cm o\ »-

S-3" E -Si· -4- A A A

ζβ rv rv «v rv rv rv rt

AjCMO O O O O O O

CU C 5

H d dCM

en en Ö O en en

Ai d 33 Cd VO VO VO CM Ov P 0-Pen *» *» *» »» * »* 0 :Oden oo oo oo oo oo oo

r-C Tl ftd CM CM CM CM CM CM

33 t—I Φ i—I

Cd (D G ·Η E-» a At -P_____|____

M

H M > H

M H M H > > • H ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η

Ai A! A! Ai Ai -¾

At Ai Ai Ai Ai Ai

U G G 3η G G

<u α> <u o en li a s e a a a

•H ·Η ·Η »H »H «H

CO W W W CO Cfl

W W W W W W

30 ' 57991

β § I

to p ·Η CO Cd Β •H I—I δ ti m β Μ β ·Η ·Η 3 g -ρ <U 3 β

Ρ< Λ! β ιβ ON C— C— [— O CO

Ο β ** Ph * *» *» ft η Λ

fiWr-jicd CM CO tr» CM ,3- CM

CO Ölrt «— r- τ- T- »— η β a »-> BMO.H β ο ·η t- co φ g cd ·> φ φ

M —' O > CO

to icd >> p ^ t- tn ctn o» «- .d· pii* P β ·» f* *» ft ft ft >»α>3 tr» e— e— co o o

j<>p T- ·- »- »- CM CM

5 öd‘3

M —' Λί I

m 3 Z"'

P «HCM

«HB -d <- VO t— O On •h p o tn o -d- cm m τη Ό ^ T— T— t— «— T- T— 6 iö fi >» (JD-H *-»

P I X β M S fi H

P o β β _d on m oo vo on p —I tn t— t- vo co τη cm β -d- no tn O tn t~-

• H O θ P *» Τ' τ» Τ' Λ «I

(π>β cm on cm mcM cm 3 Μ Ό ·Η ft a w ft

« 'T •rj CM

a ·Η a T— tn VO On VO o 3 H (J co -d- tn tnao o P< β \ Τ' Τ' Τ' Τ' Τ' Τ'

•ΗΌ60 00 τ- τ- τ— ι— CM

β Ο Αί Ε-* θ'— C0 03 0 α\ νο *- co m oj P) g Λ ft «V ft A *1 p M o c— in t— oo co on

£ 3 I CM Τ- Τ- τ— τ— CM

s*? E-ι O'—^

M

M H > W

M H H M M > >

H

•Η ·Η ·Η *H ·Η »H

5 ϋ a s . a ä a

2 P in P P Ph P

P 0) 4) « ¢) φ o h a b b a a a 3 ·Η ·Η *H ·Η ·Η ·Η fi ω co co w w en

Eh W W W W W W

31 5 79 91

Taulukoissa I ja II esitettyjen valmiiden arkkien ominaisuuksien vertailu osoittaa selvästi keksinnön mukaisten kerrostettujen paperiarkkien kasvanutta paksuutta ja pienentynyttä tiheyttä verrattuna samalla tavoin valmistettuun, alan aikaisempaan kerrostamattomaan arkkiin, jolla on vertailukelpoinen neliömassa. Tämä heijastuu edelleen niiden parantuneena imukykynä. Kuten taulukoista I ja II voidaan nähdä keksinnön mulkaisten kerrostettujen paperiarkkien kokonaisvetolujuus- ja venymäominaisuudet ovat yleensä vertailukelpoisia painavamman, kerrostamattoman, alan aikaisemman rakenteen vastaavien ominaisuuksien kanssa. Lisäksi tällaisilla arkeilla on pienemmät Handle-O-Meter-, taivutusjäykkyys-, taipumismoduli- ja puristusmoduliarvot sekä suuremmat puristustyöarvot, jotka kaikki osoittavat parantunutta pehmeyttä, laskeutuvuutta, joustavuutta ja kosketeltavuusvaikutelmaa.

Claims (11)

1. 32 57991
2. 1. Pehmeä absorbenttipaperi, jonka bulkki on korkea ja jonka neliomassa kreppaamattomassa tilassa on 8-65 g/m ja joka käsittää kuiturakenteen, joka on osittain siirtynyt arkkia vastaan kohtisuoraan olevassa tasossa sellaisilla alueilla, jotka vastaavat sen verkkokankaan silmukkakuviota, jolla paperiraina on termisesti esikuivattu, tunnettu siitä, että paperilla on yhtenäinen sideainevapaa struktuuri, jossa joukko erilaista kuitutyyppiä olevia paperikoneen märkäpääosassa kerrostettuja kuitukerroksia (25, 26, 223, 22b, 226) on keskinäisessä kosketuksessa pinta-alojensa pääosalta ja että yhden tai useamman kerroksen keskinäinen osittainen siirtymä koostuu kuitujen uudelleen orientoitumisen pienistä erillisistä poikkeutetuista alueista tasossa, joka on kohtisuoraan arkin muun osan kuituja vastaan, jolloin mainittujen erillisten uudelleen orientoituneiden alueiden lukumää- 2 rä on 15-560 yhtä cm kohden kreppaamatonta paperia.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen absorbenttipaperi, tunnettu siitä, että erillisillä poikkeutetuilla alueilla kuitutiheys on alhaisempi kuin arkin muussa osassa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen absorbenttipaperi, tunnettu siitä, että se käsittää kaksi kerrostettua kuitukerrosta (25, 26), jotka ovat osittain siirtyneet arkkia vastaan kohtisuoraan olevassa tasossa, jolloin toinen (25) mainituista kerroksista on oleellisesti tasomainen ja jatkuva. b. Patenttivaatimuksen 3 mukainen absorbenttipaperi, tunnettu siitä, että osittain poikkeutettu kerros (26) koostuu sellaisista lehtipuuta olevista kuiduista, joiden pituus on vähintään 0,2 cm, edullisesti 0,2-0,3 cm.
5. 5. Patenttivaatimuksen 3 tai b mukainen absorbenttipaperi, tunnettu siitä, että vähintään osa kerroksen (26) poikkeutetuista alueista yhdessä tasomaisen kerroksen (25) kuitujen kanssa muodostavat rakenteen, joka poikkileikkauksessa näyttää kokonaan suljetuilta tyynyiltä (91) tai tulivuorimaisilta kartioilta (101).
6. 6. Patenttivaatimuksen U tai 5 mukainen absorbenttipaperi, tunnettu siitä, että lyhyistä kuiduista koostuvan osittain poikkeutetun kerroksen (26) kuivapaino on 20-80 %, edullisesti U0-60 %, laskettuna paperin kuivapainosta.
7. 7· Jonkin patenttivaatimuksen b-6 mukainen absorbenttipaperi, tunnet-t u siitä, että lyhyistä kuiduista koostuva kerros (26) sisältää enintään 30 paino-flS, edullisesti enintään 15 paino-JJ pitkiä kuituja, joista kerros (25) on muodostettu.
8. 8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen absorbenttipaperi, tunnettu siitä, että se käsittää kolme erilaista kerrosta (223, 22U, 226), joiil-ta kumpikin ulommainen kerros on siirtynyt pieniksi erillisiksi poikkeutetuiksi alueiksi ja 33 579 91 keskimmäinen kerros {22k) on oleellisesti tasomainen ja jatkuva.
9. 9. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen absorbenttipaperin valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: muodostetaan märkä paperi-raina, joka koostuu vähintään kahdesta päällekkäin kerrostetusta kuitukerroksesta, jotka ovat kosketuksessa toisiinsa; raina kannatetaan verkkokankaalla, jonka silmukkaluku on 15~56o mesh/cm ; raina kuivataan arkin muodostamiseksi, tunnettu siitä, että märkä paperiraina kankaalla ollessaan saatetaan nestepaine-eron alaiseksi, jolloin vähintään yksi kerrostetuista kuitukerroksista siirtyy osittain rainaa vastaan kohtisuoraan olevassa tasossa pieniksi erillisiksi poikkeutetuiksi alueiksi, jotka vastaavat kankaan silmukoita ja että rainan kuivaaminen arkinmuodostusta varten suoritetaan ilman, että poikkeutetut alueet järjestyvät uudelleen.
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että märkä paperiraina saatetaan nestepaine-eron alaiseksi rainan kuitukonsistenssin ollessa enintään 25 %, edullisesti enintään 20 %.
11. 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa raina kuivataan järkähdyttämättä poikkeutettuja alueita, käsittää märän paperirainan termisen esikuivauksen kuitukonsistenssiin vähintään 30 %, edullisesti 30-98 %, esikuivatun rainan erillisten alueiden saattamisen komprimoinnin alaiseksi kankaan polvekkeiden ja perään antamattoman pinnan välillä, termisesti esikuivatun rainan tartuttamisen kuivatussylinterin pinnalle ja lopuksi esikuivatun rainan kuivaamisen arkin muodostamiseksi. 3k 57991