FI58959C

FI58959C - SAETT ATT FRAMSTAELLA ARMERAT PAPPERSMATERIAL

Info

Publication number: FI58959C
Application number: FI762823A
Authority: FI
Inventors: Anders Ruben Rausing
Original assignee: Anders Ruben Rausing
Priority date: 1975-10-09
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1981-05-11
Also published as: FR2327361B3; FR2327361A1; DE2642168B2; AU1796176A; FI58959B; DE2642168A1; SE7610713L; AT357859B; ATA723476A; CH606608A5; NO763427L; DE2642168C3; NO146503C; NO146503B; JPS5255706A; FI762823A

Description

RjS^I ΓβΙ f11vKUULUTUSJULKAISU CQQCQRjS ^ I ΓβΙ f11vAdvertisement PUBLICATION CQQCQ

JHPV W UTLAGG N I NQSSKRI FT b 0 * D * C Patentti ay3nn--*tty 11 05 1031 VSvM ^ ” Patent tr-eddelat ^ v ^ (51) Kv.ik?/inta.3 D 21 H 1/08 SUOMI —FINLAND (21) Ntenttlhekemu» — RttMtamBlutlnf 762823 (22) HakemlipUvi — An«6k»inx*d«g 05.10.76 (23) AlkupUvt—Giklih*«d«| 05· 10.76 (41) Tullut lulklMkil — Blivtt offmtllg 10.0U. 77JHPV W UTLAGG NI NQSSKRI FT b 0 * D * C Patent ay3nn - * tty 11 05 1031 VSvM ^ ”Patent tr-eddelat ^ v ^ (51) Kv.ik? /Inta.3 D 21 H 1/08 ENGLISH - FINLAND (21) Ntenttlhekemu »- RttMtamBlutlnf 762823 (22) HakemlipUvi - An« 6k »inx * d« g 05.10.76 (23) AlkupUvt — Giklih * «d« | 05 · 10.76 (41) Tullut lulklMkil - Blivtt offmtllg 10.0U. 77

Hirtti- j· rekiitwlhallitus NihtMk,»,»™.,. kuuLluiui™ pvm. -Hirtti- j · rekiitwlhallitus NihtMk, »,» ™.,. month ™ VAT. -

Patent· och reglateratyrelaen ' AmBIcm uthid och utUkrMton public«r»d 30.01.81 (32)(33)(31) Pyydetty ·οιοΙΙμ««—Begird priorlcet 09.10.75Patent · och reglateratyrelaen 'AmBIcm uthid och utUkrMton public «r» d 30.01.81 (32) (33) (31) Pyydetty · οιοΙΙμ «« - Begird priorlcet 09.10.75

Sveitsi-Schweiz(CH) 13120/75 (71)(72) Anders Ruben Rausing, Via Kenia 22~2k, Roma, Italia-Italien(lT) (7^) Oy Kolster Ab (5*+) Vahvistetun paperiaineen valmistusmenetelmä - Sätt att framställa armerat pappersmaterialSwitzerland-Schweiz (CH) 13120/75 (71) (72) Anders Ruben Rausing, Via Kenya 22 ~ 2k, Roma, Italy-Italy (lT) (7 ^) Oy Kolster Ab (5 * +) Method of production of reinforced paper - Sätt att framställa armerat Pappersmaterial

Esillä olevan keksinnön kohteena on vahvistetun paperiaineen valmistusmenetelmä, jolloin lankojen muodossa oleva vahvistusaine yhdistetään paperimassaan paperikoneen viiralla ja mainitut jatkuvasti syötetyt langat saatetaan seuraamaan paperimassan mukana paperikoneen läpi ja upotetaan tällöin paperi-aineeseen sekä yhdistetään siihen hyvällä mekaanisella kiinnittymisellä.The present invention relates to a method of manufacturing a reinforced paper material, wherein the reinforcing material in the form of yarns is combined with the pulp by a paper machine wire and said continuously fed yarns are followed with the pulp through the paper machine and then embedded in the paper material

Pakkaustekniikassa on tunnettua käyttää laminaattiainetta sisältäviä paperikerroksia sekä paperikerrokseen yhdistettyjä, muista aineista, esim. muovista, metallikalvosta tai sentapaisista aineista muodostuvia kerroksia, jolloin paperikerrokseen yhdistettyjen aineiden tehtävänä on antaa laminaatti-aineelle tiettyjä ominaisuuksia, esim. vedenpitävyyttä, kaasunpitävyyttä, rasvankestävyyttä, sinetöitävyyttä jne. Nämä laminointiaineet vahvistavat myös paperiainetta, niin että sen repäisylujuus paranee.It is known in packaging technology to use paper layers containing laminate as well as layers of other materials combined with the paper layer, e.g. plastic, metal foil or the like, whereby the materials combined with the paper layer have certain properties. the laminating agents also strengthen the paper material so that its tear strength is improved.

Tietyissä tapauksissa ei aineelta vaadita vedenpitävyyttä, sinetöinti-kykyä eikä sentapaisia ominaisuuksia, vaan pyritään ainoastaan suurempaan mekaaniseen repäisylujuuteen, esim. paperiainetta käytetään jätesäkkeihin tai 2 58959 holkkeihin, jotka on tarkoitettu vastaanottamaan sisäisiä paineita jostakin laajenevasta esineestä, jonka ympärille holkki on sovitettu jne. Näissä tapauksissa paperikerrosta ei tarvitse varustaa esim. muovikalvoa olevalla jatkuvalla vahvisteella, joka sitä paitsi useimmissa tapauksissa ei merkittävästi paranna repäisylujuutta, vaan paperi voidaan sen sijaan laminoida sellaista ainetta olevilla langoilla, jolla on osaksi pieni venyvyys, osaksi suhteellisen suuri murtolujuus. Tällaista vahvistettua paperiainetta on myös valmistettu kiinnittämällä lankoja paperin valmistuksen jälkeen paperiin liimaamalla tai muulla sideaineella. On kuitenkin käynyt ilmi, että tällä tavoin lujitetusta paperista tulee jäykkää ja siihen syntyy helposti nurjahduspoimuja, kun liima-kerros murtuu. Paperin vahvistettu puoli on lisäksi ulkonäöltään epätasainen ja epäsiisti.In certain cases, the material is not required to have water resistance, sealing ability or the like, but only higher mechanical tear strength is sought, e.g. the paper layer does not need to be provided with, for example, a continuous reinforcement in a plastic film, which, moreover, in most cases does not significantly improve tear strength, but the paper can instead be laminated with yarns of low elongation and relatively high tensile strength. Such a reinforced paper material has also been made by attaching the yarns to the paper after gluing the paper by gluing or other binder. However, it has been found that paper reinforced in this way becomes rigid and easily folds in it when the adhesive layer breaks. In addition, the reinforced side of the paper is uneven and untidy in appearance.

Yllä mainitut epäkohdat vältetään keksinnön mukaisella menetelmällä, joka on tunnettu siitä, että langat syötetään laitteilla, jotka on sovitettu liikkuvasti viiran poikki, jolloin mainituilla syöttölaitteilla tai tällaisten laitteiden muodostamilla ryhmillä on toisistaan poikkeavat poikittaissiirto-liikkeet sellaisen lankakuvion muodostamiseksi, jossa langat saatetaan kulkemaan ristikkäin verkkomaisen kuvion muodostamiseksi.The above-mentioned drawbacks are avoided by the method according to the invention, characterized in that the yarns are fed by means of devices movably arranged across the wire, said feeders or groups of such devices having different transverse transfer movements to form a wire pattern in which the yarns are cross-linked. form.

Keksintöä selitetään seuraavassa viitaten oheiseen kaaviolliseen piirustukseen, jossa kuvio 1 (a) esittää yhdensuuntaisilla lasikuituvahvistuslangoilla varustettua paperirataa, kuvio 1 (b) esittää lasikuituvahvistuksella varustettua paperirataa, johon langat on sijoitettu aaltokuvioksi, kuvio 1 (c) esittää poikkileikkausta vahvistetusta paperiaineesta, ja kuvio 2 esittää kaaviokuvana paperikoneen osaa, joka käsittää ns. viiran, jolle paperimassa levitetään.The invention will now be described with reference to the accompanying schematic drawing, in which Fig. 1 (a) shows a paper web with parallel glass fiber reinforcing yarns, Fig. 1 (b) shows a paper web with glass fiber reinforcement in which the yarns are placed in a wavy pattern, Fig. 1 (c) shows a cross-section a schematic view of a part of a paper machine comprising a so-called the wire on which the pulp is applied.

Kuviossa 2 esitetty paperikoneen osan kaaviokuva käsittää tulolaatikon 1, joka sisältää paperimassaa ja josta paperimassa poistoaukon 2 kautta johdetaan ns. viiralle 3» joka muodostuu päättömästä verkko- tai ristikkorakenteisesta hihnasta, joka läpäisee vettä. Tulolaatikon 1 poistoaukosta 2 johdetaan vahvistus-langat sisään, jotka otetaan varastorullilta 5- Viiraa 3 kannattavat telat 10, ja tulolaatikon 1 poistoaukon 2 kohdalla viira johdetaan ns. rintatelan 7 yli.The schematic diagram of the part of the paper machine shown in Fig. 2 comprises an inlet box 1, which contains the pulp and from which the so-called pulp is led through the outlet 2. for a wire 3 »consisting of an endless mesh or lattice structure which is permeable to water. Reinforcement wires are introduced from the outlet 2 of the inlet box 1, which are taken from the storage rollers 5 rollers 10 supporting the wire 3, and at the outlet 2 of the inlet box 1 the wire is introduced into the so-called over the chest roller 7.

Paperi valmistetaan tavanomaiseen tapaan jakamalla tulolaatikossa 1 oleva paperimassa viiralle poistoaukon 2 kohdalla, jolloin tekkeliviivaimet 6 estävät voimakkaasti vesipitoista paperimassaa valumasta viiran reunojen yli. Yhdessä paperimassan kanssa syötetään useita vahvistuslankoja jotka otetaan varastosta 5· Nämä vahvistuslangat syötetään tasatahtisesti viiran kanssa, niin että vältetään lankojen ja paperimassan välinen liike, kun 3 58959 langat on kerran upotettu paperimassaan. Viira 3 liikkuu jatkuvasti ja viiralle kaadettu paperimassa menettää suurimman osan sisältämästään vedestä viiran liikkuessa eteenpäin siten, että vesi saa valua pois viiraverkon silmien läpi. Viiraradan jälkiosaan on sovitettu imulaatikot 8, jotta vesipitoisuus vielä laskisi. Huopautussylinterin 9 kohdalla, jossa viira kääntyy, paperimassa on tiivistynyt yhtenäiseksi kerrokseksi, joka voidaan siirtää paperikoneen kuivausosaan, kiillotusosaan jne. Koko paperiradan valmistuksen aikana vahvistuslangat 4 ovat upotettuina paperiin, ja lisäämällä esim. jotain termoplastista päällystysainetta vahvistuslankoihin nämä voidaan saada kiinnittymään erittäin hyvin viereisiin kuituihin, koska lämpömuovi-päällystys saatetaan sulamaan, kun paperi kulkee kuumien kuivaussylinterien yli.The paper is produced in a conventional manner by dividing the pulp in the inlet box 1 into a wire at the outlet 2, whereby the crimp rulers 6 strongly prevent the aqueous pulp from flowing over the edges of the wire. Along with the pulp, several reinforcing yarns are fed which are taken from stock 5 · These reinforcing yarns are fed in parallel with the wire so as to avoid movement between the yarns and the pulp once the 3 58959 yarns have been immersed in the pulp. The wire 3 moves continuously and the pulp poured on the wire loses most of the water it contains as the wire moves forward so that the water can drain out through the meshes of the wire mesh. Suction boxes 8 are fitted to the rear of the wire path to further reduce the water content. At the felt cylinder 9, where the wire turns, the pulp is condensed into a uniform layer which can be transferred to the drying section, polishing section, etc. During the entire paper web production, the reinforcing yarns 4 are embedded in because the thermoplastic coating is caused to melt as the paper passes over the hot drying cylinders.

Lasilankojen pintaa voidaan myös käsitellä jollakin kaksinapaisella pinta-aktiivisella aineella, esim. kloorisilaanilla, kloorisiloksaanilla tai orgaanisella metallikompleksilla, esim· voimaneilla. Lasilankojen kiinnittymistä kuitumaiseen aineeseen voidaan lisäksi parantaa kiinnittämällä höyrytysmenetelmällä metallioksideja lasiaineeseen.The surface of the glass wires can also be treated with a bipolar surfactant, e.g. chlorosilane, chlorosiloxane or an organic metal complex, e.g. In addition, the adhesion of the glass wires to the fibrous material can be improved by attaching metal oxides to the glass material by the evaporation method.

Jotta yhä parannettaisiin parannettaisiin paperiaineen kuitumaisen osan ja siihen upotettujen vahvistusiankojen välistä kiinnittymistä, voidaan paperimassaan sekoittaa jotain joustavaa ainetta, esim. muovien ja vahojen sellaisia seoksia, joiden kauppanimenä on "hot melt" ja joille on ominaista suhteellisen alhainen sulamispiste ja hyvä tartuntakyky. Kuten yllä annettiin ymmärtää, on erittäin tärkeää saada aikaan hyvä kuituaineen ja upotettujen lujituslankojen välinen kiinnittyminen, koeka vahvistuslangat täyttävät mekaanisesti vahvistavan tehtävänsä ainoastaan, jos ne on kunnolla kiinnitetty kuituaineeseen.In order to further improve the adhesion between the fibrous part of the paper material and the reinforcing holes embedded therein, a flexible material can be mixed into the paper pulp, e.g. As indicated above, it is very important to achieve a good adhesion between the fibrous material and the embedded reinforcing wires, test reinforcing wires only fulfill their mechanically reinforcing function if they are properly attached to the fibrous material.

Yahvistuslangat voidaan kuviossa 1 (a) esitetyllä tavalla sovittaa keskenään yhdensuuntaisesti ja jakaa tasaisesti koko paperiradan leveydelle, mutta repäisylujuuden parantamiseksi paperin pituussuunnassa on myös mahdollista, kuten kuviossa 1 (h) esitetään, sovittaa vahvistuslangat aaltomaiseksi kuvioksi, niin että ne ovat osaksi limittäin ja saavat verkkorakenteen. Kuviossa 1(c) esitetään, miten langat on upotettu paperin kuitu-kerrokseen eikä sovitettu paperin pinnalle.As shown in Fig. 1 (a), the reinforcing yarns can be arranged parallel to each other and evenly distributed over the entire width of the paper web, but to improve the tear strength in the longitudinal direction of the paper, it is also possible to fit the reinforcing yarns . Figure 1 (c) shows how the yarns are embedded in the fibrous layer of the paper and not fitted to the surface of the paper.

Lankojen sovittaminen kuvion 1(a) mukaiseksi kuvioksi ei tuottane vaikeuksia, koska langat 4 puretaan jatkuvasti varastorulliltaan 5 ja ne seuraa-vat viiran liikkeen mukana. Joskus viira saatetaan sivuliikkeeseen sen päälle levitetyn paperimassakerroksen tasaiseksi täryttämiseksi, ja tällöin langat 4 automaattisesti sijoittuvat aaltomaisesti. Yarastorullat 5 tai erityiset langanohjaimet, joita ei ole tässä esitetty, voidaan myös saattaa jaksotta!- 4 58959 seen sivuliikkeeseen, jolloin eri langanohjainten liikettä voidaan vaihdella erikseen tai langanohjainryhmien kesken, niin että voidaan saada kuviossa l(b) kaaviolliseeti esitetty lankakuvio. Tärkeää on, että vahvistuslangat syötetään sellaisella tavalla, ettei langan upottamisen jälkeen synny paperimassan kuitujen ja lankojen välistä suhteellista liikettä.The fitting of the yarns to the pattern according to Fig. 1 (a) should not cause any difficulties, since the yarns 4 are continuously unloaded from their storage rolls 5 and follow the movement of the wire. Sometimes the wire is brought to the branch to uniformly vibrate the layer of pulp applied thereon, in which case the yarns 4 are automatically arranged in a wavy manner. The spool rollers 5 or special yarn guides not shown here can also be brought to the branch without intermittent! It is important that the reinforcing yarns are fed in such a way that no relative movement between the pulp fibers and the yarns occurs after the yarn has been immersed.

On myös mahdollista sovittaa vahvistuslangat ruutukuvioksi sovittamalla yllä selitetyllä tavalla joukko yhdensuuntaisia vahvistusiankoja viiran kulkusuuntaan, kun taas poikittaiset vahvistuslangat rullataan viiran yläpuolelle sovitetusta lankavarastoeta ja sijoitetaan viiran poikki, minkä jälkeen langat leikataan ja työvaihe toistetaan viiran toisella osalla, johon ei aikaisemmin ole syötetty poikittaisia lankoja. Tällainen poikittaisten lankojen sijoittaminen voidaan suorittaa monin eri tavoin. Voidaan esim. ajatella, että lankavarasto sijoitusvaiheen aikana seuraa viiran liikkeen mukana, jolloin se sijoitusvaiheen päätyttyä palautetaan lähtöasentoonsa ja tämä vaihe toistetaan viiran toisella osalla.It is also possible to fit the reinforcing wires into a checkered pattern by fitting a number of parallel reinforcing holes in the direction of the wire as described above, while the transverse reinforcing wires are wound above the wire stock and Such placement of transverse yarns can be performed in many different ways. It is conceivable, for example, that the yarn stock during the placement phase follows with the movement of the wire, whereby at the end of the placement phase it is returned to its initial position and this step is repeated on the other part of the wire.

On myös mahdollista käyttää lankojen asemesta ennalta valmistettua, edullisesti lasilankojen muodostamaa verkkoa, joka voidaan jatkuvasti rullata varastorullalta ja sijoittaa viiralle. Tällaisen menetelmän etuna on, että vahvistusaine jakautuu tasaisesti viiralle ja että vahvistuslangat, koska ne on yhdistetty toisiinsa verkon solmukohdissa, saavat kokonaisuutena katsoen suuremman kiinnityspinnan, koska langat on yhdistetty toisiinsa verkolla· Tämän menetelmän haittana on, että ennalta valmistetun vahvistusverkon kustannukset ovat korkeammat kuin erillisten vahvistuslankojen vastaavat kustannukset.It is also possible to use instead of yarns a prefabricated net, preferably made of glass yarns, which can be continuously rolled from a stock roll and placed on a wire. The advantage of such a method is that the reinforcing material is evenly distributed on the wire and that the reinforcing wires, because they are connected to each other at the nodes of the net, have a larger fastening surface as a whole, because the wires are connected to each other by a net. corresponding costs.

Sopivina vahvistualankoina voidaan suositella joko homogeenisessa muodossa olevia lasikultulankoja tai lasikuitulankoja, jotka on kehrätty suurehkosta määrästä ohuempia lankoja* Rämä lasikuitulangat ovat suhteellisen huokeita, niiden venyvyys on pieni ja ne ovat mekaanisesti hyvin lujia. Lankojen paksuutta voidaan tietysti vaihdella paperiaineen paksuuden mukaan, ja lankojen sopiva paksuus lienee 0,01 - 0,5 mm, kun taas lankojen keskinäistä etäisyyttä voidaan vaihdella tapauksesta toiseen ottaen huomioon aineen käyttöala ja aineen toivottu lujuus. Lasikuitulenkojen lisäksi voidaan käyttää muovilankoja, esim. polyeteeni- tai polypropeeniaineesta valmistettuja lankoja, joiden kuitenkin täytyy olla pituussuunnassaan suuntautuneita lankojen venyvyyden pienentämiseksi. Tietysti voidaan myös käyttää ennalta valmistettua muoviaineverkkoa.Suitable glass reinforcing yarns are either glass gold yarns in homogeneous form or glass fiber yarns spun from a relatively large number of thinner yarns. The thickness of the yarns can, of course, be varied according to the thickness of the paper material, and a suitable thickness of the yarns is probably 0.01 to 0.5 mm, while the distance between the yarns can be varied from case to case depending on the application and desired strength of the material. In addition to fiberglass yarns, plastic yarns can be used, e.g., yarns made of polyethylene or polypropylene, which, however, must be oriented longitudinally to reduce the extensibility of the yarns. Of course, a prefabricated plastic mesh can also be used.

Yllä selitetyllä tavalla valmistettua vahvistettua paperiainetta voidaan edullisesti käyttää säkkeihin ja painavien esineiden pakkauksiin, joihin tavallisesti kohdistuu suuria mekaanisia rasituksia. Tarvittaessa paperi- 5 58959 aine voidaan tietysti vahvistuksen lisäksi kyllästää siten, että siitä tulee kosteuden kestävää, On todettu, että keksinnön mukainen aine on huokea valmistaa ja se täyttää lujuudelle ja ulkonäölle asetetut korkeat vaatimukset.The reinforced paper material prepared as described above can be advantageously used for sacks and packages of heavy objects, which are usually subjected to high mechanical stresses. If necessary, the paper material can, of course, be impregnated in addition to the reinforcement so that it becomes moisture-resistant. It has been found that the material according to the invention is inexpensive to manufacture and meets the high requirements for strength and appearance.

Lasilangat tai lasilankaverkko voidaan yllä selitetyn tavan mukaisesti ottaa varastorullilta, jotka voivat sisältää suhteellisen suuria lasilanka-määriä. Lasilankavarastorullien käytön epäkohtana on, että näitä rullia täytyy valvoa ja tarvittaessa vaihtaa tai jatkaa. Halvempi menetelmä, jota voidaan käyttää ainakin suuremmissa tuotantoyksiköissä, on valmistaa lasi-langat jatkuvasti lasimassasta, joka on sijoitettu korkeammalle kuin viira, jolloin ohuita lasilankoja puristetaan erityisesti sovitettujen suuttimlen läpi.The glass wires or glass wire mesh can be taken from storage rolls, which can contain relatively large amounts of glass wire, as described above. The disadvantage of using glass wire storage rollers is that these rollers must be monitored and, if necessary, replaced or extended. A less expensive method that can be used, at least in larger production units, is to make glass yarns continuously from a glass mass placed higher than the wire, whereby thin glass yarns are pressed through specially fitted nozzles.

Valmistettaessa ns. Duplex-paperia, joka koostuu kahdesta tai useammasta erilaatuisesta kuituainekerrkksesta, voidaan vahvistetut lasilangat sijoittaa mainittujen Duplex-aineeseen kuuluvien kerrosten väliin.In the preparation of the so-called. Duplex paper consisting of two or more layers of fibrous material of different qualities may be placed between the reinforced glass yarns between said layers of Duplex material.

Claims

A method of manufacturing a reinforced paper material, wherein the reinforcing agent in the form of yarns (H) is combined with the pulp by a paper machine wire (3) and said continuously fed yarns are followed with the pulp through the paper machine and immersed in the paper wave and connected by good mechanical attachment. *) are fed by means of devices movably arranged across the wire (3), said feeders or groups formed by such devices having different transverse displacement movements to form a yarn pattern in which the yarns (U) are made to cross to form a reticulated pattern.

Method according to Claim 1, characterized in that the reinforcing agent is formed by thin, preferably parallel, glass fiber yarns (1+) which are fed to the wire (3) substantially evenly distributed over the entire width of the wire.

Method according to Claim 1, characterized in that a binder or adhesion promoter is added to the reinforcing yarns (M and / or pulp) in order to achieve a good adhesion between the paper material and the reinforcing yarns (1+). 1+) before they are combined with the fibrous material, they are provided with a coating to improve the adhesion between the glass material and the fibers, said coating consisting of a chlorosilane compound, a chlorosiloxane compound, organic metal complexes of the volane type, or a pre-evaporated metal oxide.