FI59626B - Saett att framstaella ett tuftat ickevaevt fibroest banmaterial - Google Patents

Description

rZT"mw— ΤΊ KUULUTUSJULKAISU cq/a/ W® W <11)uTLÄGCNINCSSKIIIFT b^626 C (4S) Patentti eycnnetty 10 00 1001 ^ ^ (51) Kv.ik?yint.a3 D 04 H 11/08 , 1/70 SUOMI—FINLAND (n) 752037 (22) HakamitpUv·—AiwMcnlngidag 16.07-75 (23) Alkupilvt—Gikigtracadag 16.07.75 (41) Tullut |ulUMkal — Bllvtt offwcllg 18.01.76 ST U (44) Nlhtivtkilpunon Ja kuuL|ulk»I«un pvm.—

Patani och regirtarstyralMn ' 1 Am»Icm utkgd od> uti.tkHfun pubimnd 29.05.81

(32)(33)(31) Fyydtttjr «cuaJk«i« —Begird prioritM 17.07.7U

USA(US) U89U11 (71) The Dexter Corporation, One Elm Street, Windsor Locks, Conn., USA(US) (72) Bernard William Conway, Holyoke, Mass., James Moran, Simsbury, Conn., USA(US) (7^) 0y Roister Ab (5*0 Menetelmä töyhtöpintaisen, ei kudotun, kuituisen rainamateriaalin valmistamiseksi - Sätt att framställa ett tuftat, icke-vävt fibröst ban-material

Keksinnön kohteena on menetelmä töyhtöpintaisen, ei kudotun, kuituisen rainamateriaalin valmistamiseksi, jolloin asetetaan kuitujen nestedispersio aukoilla varustetulle kuitujenkokoamiselementille ja aikaansaadaan kuitujen dispergointiväli-aineen laminaarinen virtaus aukkojen läpi niin että syntyy töyhtöpintainen, ei-kudottu kuituinen raina, jossa töyhdöt muodostuvat tiiviisti yhdistettyjen yksittäisten, elementin aukkoihin ulottuvien kuitujen muodostamista kimpuista.

Konventionaalisilla, märkää tietä tapahtuvilla paperinvalmistusmenetel-millä on tunnetusti perinnäisesti valmistettu tiheitä, tiiviiksi puristettuja arkkeja, joilla on paperiin tavallisesti liittyvä rapisevuus ja sileäpintaisuus. Viime vuosina on yhä enenevästi lisätty vaate-, kotitalous- ja teollisuustarkoi-tuksiin käytettävien ei-kudottujen kankaiden, ns. kuitukankaiden eli huovikkei-den valmistusta. Tällaisiin kankaisiin, vaikka ne alussa valmistettiin tekstiili-karstauskoneessa työstetyiksi kuituvanuiksi, sisältyvät nykyisin eräät rainat, jotka valmistetaan paperikoneissa ei-kudotuille materiaaleille erikoisesti kehitettyjä menetelmiä käyttäen. Näin valmistetut materiaalit, joilla on tekstiili-mäisiä ominaisuuksia mukaan luettuna pehmeys, laskeutuvuus ja tuntu, ovat saaneet laajaa käyttöä kertakäyttökankaiden alalla.

2 59626

Monilla tähän saakka valmistetuilla kuitukankailla on ollut kuvioitu tai jonkinlainen muu rakenne kudotun kankaan edullisten ominaisuuksien antamiseksi materiaalille. Tämä kuvioitu rakenne on tavallisesti saatu aikaan panemalla esi-muodostettu raina alttiiksi säädetyille hajotusrasituksille, jotka järjestävät ja suuntaavat kuiturakenteen uudelleen ja saavat aikaan lukuisia pieniä reikiä, jotka parantavat saadun ei-kudotun materiaalin kangasmaista laskeutuvuutta. Tyypillisiä esimerkkejä tästä kuitujen uudelleenjärjestely-tavasta kuvataan US-patenteissa 2 862 251; 3 0U2 576 ja 3 08l 515.

Toinen tapa antaa ei-kudotuille kuitumateriaaleille joitakin kudottujen kankaiden ominaisuuksia on käyttää neulausmenetelmää, jossa muodostetaan kuiduista tappeja ("pegs"), jotka lisäävät rainan rakenteellista yhtenäisyyttä ja samalla parantavat sen taipuisuutta ja tuntua. Vielä yksi tapa on kevyt pintaharjaus kohokuviomaisen, suuremman pehmeyden antavan nukkapinnan aikaansaamiseksi, kuten esim. US-patentissa 3 101 520 kuvataan, tai käyttää sähköstaattista kuitumakitueta vastaavanlaisen nukkapinnan saamiseksi. Vielä yksi tapa on käyttää kreppaus-tai silmukanmuodostusmenetelmää yksistään tai sitten yhdessä neulauksen kanssa. Silmukoituja kuituja sisältävät ei-kudotut kankaat pyrkivät jäljittelemään kudotulle froteelle luonteenomaista silmukkarakennetta ja niillä selitetään olevan parannettu pehmeys ja erittäin suuri huokoisuus.

Pääasiassa kaikissa aiemmissa menetelmissä on välttämätöntä ensiksi muodostaa raina ja sitten alistaa tämä vielä rakennetta muuttavaan käsittelyyn haluttujen ominaisuuksien aikaansaamaseksi. Sitä paitsi ei monissa tapauksissa ensiksi valmisteta ei-kudottuja rainamateriaaleja taloudellisemmalla märällä paperin-valmistusmenetelmällä, mikä vielä lisää lopullisen tuotteen hintaa. Tiettyä edistystä on tapahtunut kuvioitujen rainojen valmistuksessa märkää paperinvalmistus-menetelmää käyttämällä. Tämän osalta viitataan US-patentin 3 322 6l7 mukaiseen kaksiviiramenetelmään ja US-patentin 2 9^0 891 mukaisiin menetelmiin.

Näistä aikaisemmista yrityksistä huolimatta osoittautui, että märkiä pape-rinvalmistusmenetelmiä ei ole menestyksellä käytetty sellaisten töyhtöpintaisten ei-kudottujen pyyhekangastuotteiden valmistamiseen, joilla on froteen huokoisuus, pehmeys, pöyheys, imukyky ja laskeutuvuus. Suurimpana syynä siihen, ettei aiemmilla menetelmillä ole kyetty valmistamaan tällaisia materiaaleja, on ollut näiden menetelmien kyvyttömyys märkäteitse saada aikaan erittäin huokoisia aineita, joissa on suuri suhteellinen määrä absorboivia, verrattain irrallisia ja taipuisia, mutta lujia kuituja, jotka lähtevät ulospäin rainan rungosta. Harppaus tähän suuntaan on kuitenkin tapahtunut US-patentin n:o 3 83^ 983 mukaan.

Mainitun patentin mukaisessa menetelmässä suoritetaan kuitutöyhtöjen muodostus samalla kun itse raina muodostetaan. Tähän päästään käyttäen kuitujen viskoosista dispergointiainetta ja kankeaa rainanmuodostusviiraa. Vaikkakin hyvä töyhtöjen 3 59626 muodostus saadaan kuvatun tyyppistä viiraa käyttämällä, on esiintynyt kuitutöyhtö-jen vapaiden päiden tiettyä sotkeutumista tai takertumista ennen rainan poistamista viiralta. Tällä sotkeutumisella ei ole yksistään epäedullinen vaikutus tuotteen ulkonäköön, vaan se vaikeuttaa myös rainan poistoa rainanmuodostusviiralta.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on näin ollen saada aikaan parannus mainitussa US-patenttijulkaisussa esitettyyn menetelmään ja lähemmin määritettynä saada aikaan parannettu märkää tietä tapahtuva valmistusmenetelmä erittäin huokoisten, töyhdötettyjen ei-kudottujen kuiturainamateriaalien valmistamiseksi, joissa on kudottuihin, silmukoituihin materiaaleihin, kuten froteepyyhekankaisiin liittyvä pehmeys, laskeutuvuus, tuntu, pöyheys ja imukyky.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista, että käytetään kuitujenkokoamiselementtiä, jonka muodostaa levymäinen elementti, jossa on sileä kuitujenkokoamispinta ja lukuisia reikiä, jotka kokoamispinnassa olevista suureunoistaan ulottuvat olennaisesti putkimaisina elementin läpi, että vierekkäisten töyhtöjen kuitujen toisiinsa sotkeutumisen estämiseksi valitaan elementin paksuus siten, että enintään vähäinen osa nukasta ulottuu elementin läpi, ja että töyhdöt puristetaan kokoon niiden sijaitessa rei'issä kokoon sullottujen töyhtöjen muodostamiseksi rainamateriaalin pinnalle.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on vuokaavio keksinnön mukaisen uuteen ja parannettuun rainamateriaalin valmistamiseen käytetyistä yleisistä vaiheista, kuvio 2 on perspektiivikuva keksinnössä käytettävän manuaalisen arkkiforme-rin rainanmuodostuslevystä, kuvio 3 on suurennettu leikkauskuva rainanmuodostuslevystä kuvion 2 linjalta 3-3 ja esittää levyllä olevan töyhtöpintaisen rainan, yhteenpuristussuihkun ja tukiverkon, jota käytetään keksinnön yhdessä suoritusmuodossa, kuvio 1+ on kopio 5 kertaa suurennetusta valokuvasta, joka esittää keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettua rainamateriaalin pintaa, ja kuvio 5 on kaaviollinen kuva, joka havainnollistaa keksinnön tunnusmerkkejä molemmilta puolilta töyhtöpintaista rainamateriaalia valmistettaessa.

59626

Keksinnön mukainen uusi ja parannettu, ei-kudottu rainamateriaali valmistetaan, kuten mainittiin, samantapaisen paperinvalmistusmenetelmän mukaisesti kuin kuvattiin US-patentissa n:o 3 83^ 983, joka täten esimerkkinä tunnetusta tekniikan tasosta. Tätä menetelmää käyttämällä saadaan ei kudottu materiaali, jossa on runsaasti erillisiä kuitukimppuja jotka voivat olla rainamateriaalin ainakin toiselle, edullisesti molemmille pinnoille muodostettujen kokoonpuristettujen kuitutöyhtöjen muodossa. Tällaisesta töyhdötetystä materiaalista voidaan mahdollisesti saada parempi kuva, kun otetaan ensiksi selville sekä kudottujen pyyhekankaiden että ei-kudottujen, silmukoitujen ja nukkaisten rainamateriaalien rakenne.

Froteepyhekudos on löysään kudottu kangas, jolle on tunnusomaista nukka, joka koostuu lukuisista erillisistä lankasiImukoista, jotka ulkonevat peruskankaasta. Nämä yksittäiset silmukat muodostavat taipuisan tai peräänantavan pintarakenteen ja taipuvat tai kääntyvät helposti käytössä ei ainoastaan antaakseen suuresta pöyheydestä tai huokoisuudesta johtuvan hienon tunnon, vaan myös paljestääkseen suuremman lankapinta-alan halutulle imuja kuvaustehtävälle.

Ei-kudottu, erittäin huokoinen silmukkarakenteinen materiaali muistuttaa tietyssä määrin kudottua vastinettaan, mutta siinä on taipuisa liima-pohja kuituineen, jotka kukin on silmukoitu ulospäin ja tarrautuvasti upotettu pohjaan. Tätä tyyppiä oleva ei-kudottu kangas voidaan muodostaa valmistamalla ensiksi uritettu pohjaraina pääasiassa yhdensuuntaisista, noin 50- 80 mm pituisista kuiduista. Rainaan, joka on valmistettu "kuivalla" muodostus-menetelmällä, painetaan sitten verkkokuvio liimasta ja venytetään yhdensuuntaisen kuituorientaation säilyttämiseksi. Liima kovetetaan ja rainan kuidut silmukoidaan syöttämällä raina silmukointilaitteeseen.

Tekstiilikankaille on ollut tapana antaa suurempi pehmeys kevyellä pintaharjauksella kuitunukan aikaansaamiseksi yksittäiskuiduista. Tätä menetelmää on myös sovellettu ei-kudottuun rainamateriaaliin, mutta on usein johtanut huomattavaan lujuuden vähenemiseen. On selvää, että sopiva yhteen-sidonta säilyttää materiaalin lujuuden samalla kun se sallii harjattujen yksittäisten kuitujen ulkonemisen materiaalin runko-osasta halutun pehmeyden antamiseksi materiaalille.

Keksinnön mukaisesti valmistetussa töyhtöpintaisessa, ei-kudotussa, erittäin huokoisessa materiaalissa ei ole näin muodostettua silmukka- eikä harjattua eikä leikkonukkapintaa. Sen sijaan sille on ominaista, kuten kuviosta U ilmenee, suuri joukko ja suuri osuus erillisiä kuitukimppuja tai -töyhtöjä, jotka lähtevät ulospäin rainan suuremmasta, kuitujen muodostamasta runko-osasta ja peittävät täysin sen tasopinnat. Jokaisen töyhdön 5 59626 lukuisat kuidut voivat päättyä vapaisiin päihin, jotka aluksi ovat umpi-mähkäisesti eri etäisyyksillä suuremmassa kuiturungosta tai -pohjasta. Kuitujen vapaiden päiden umpimähkäisestä sijainnista huolimatta töyhdöillä on, kun ne alun pitäen muodostetaan, hieman kartiomainen ulkomuoto, joka suuresti muistuttaa kudenukkaa siksi, että töyhdöt ovat lujasti kiinnittyneet rainan runko-osaan ja kapenevat saavuttaessaan’ täyden pituutensa lähellä töyhdön keskustaa. Jos pitkiä töyhtöjä ei puristeta kokoon, ne pyrkivät aaltoilemaan pituussuunnassaan ja lepäävät löysästi rainamateriaalin pin'· nalla. Jokainen töyhtö muodostuu lukuisista tiheään keräytyneistä tai kimppuuntuneista kuiduista, jolloin kukin kuitu on kuitenkin pääasiassa suoraviivainen ja suhteellisen riippumaton täyhdön muista kuiduista. Tämä johtaa siihen, että töyhdöt ovat melkoisen taipuisia, joustavia ja pehmeitä. Sijaitessaan vielä muodostuselementillä töyhdöillä on suppilomainen muoto, joka pyrkii häviämään rainaa poistettaessa muodostuselementiltä. Töyhdöt voidaan tiivistää eli puristaa kokoon valmistuksen aikana kiehku-rarulla- eli "puff"-muotoon, joka myös antaa rainamateriaalille suuriasteisen huokoisuuden, pöyheyden ja imukyvyn. Toisin kuin neulausmenetelmällä saatavia tappeja ("pegs") muodostettaessa töyhtöjen kuidut eivät mainittavasti vahingoitu tai irtaudu töyhtöjen muodostuksen aikana. Lisäksi, kuten seu-raavasta ilmenee, kuitujen lukumäärä töyhdöissä ja töyhtöjen suhteellinen määrä vaihtelee melkoisesti riippuen rainamateriaalin valmistuksessa sovellettavista käyttöolosuhteista.

Töyhdön muodostavat kuidut saavat arkinmuodostuksen aikana ulkonevan suuntauksensa säätelemällä muutamia tekijöitä, jotka liittyvät märkää tietä tapahtuvaan paperinvalmistukseen. Päätekijä tässä menetelmässä on kuitenkin sopivan nestedynamiikan aikaansaaminen systeemiin sinä ajankohtana, jolloin kuidut ensiksi saostetaan kuidunkokoomarakenteelle ja muodostetaan ei-kudo-tuksi rainaksi, kuitumatoksi.

Vaikka kaikkia systeemin nestedynamiikkaan liittyviä tekijöitä ei ole täysin selvitetty niiden monimutkaisen keskinäisen yhteyden johdosta, otaksutaan päästävän parhaisiin tuloksiin paperinmuodostuselementin läpi tapahtuvalla laminaarisella virtauksella säätelemällä nesteenpoistoedellytyk-siä. Laminaarinen virtaus ilmeisesti pyrkii orientoimaan kuidut niiden ensimmäisessä, pääasiassa suoralinjäisessä suuntauksessa kohtisuoraan rainan runkoa vastaan aiheuttamatta samanaikaisesti kuitujen täydellistä kulkua kootun rakenteen läpi. Itse asiassa muodostuselementin reikien läpi ulottuvat kuidut keräytyvät kunkin reiän sivuseinämille ja tarttuvat elementtiin, mikä siis suosii laminaarista virtausta jokaisen reiän keskustein tai akselin lähellä.

6 59626

Kaksi niistä tekijöistä, Jotka US.-patenttihakemuksessa 341*699 katsotaan olennaisiksi töyhtöpintaiselle, ei kudotulle tuotteelle vaadittujen optimien nesteenvirtausedellytysten saavuttamiseksi, ovat (l) suhteellisen karkean paperinmuodostuselementin käyttäminen ja (2) säädetty nesteen viskositeetti ei-kudotun materiaalin muodostamiseen käytettävässä kuitudie-persiossa. Keksinnön mukaan on kuitenkin osoittautunut, että rainanmuodoetue-elementin tyyppi,erikoisesti muoto ja pintarakenne, on päätekijä tehokkaassa töyhtöjen muodostuksessa. Kuten käy ilmi, niin muutkin tekijät, jotka ovat keskinäisessä suhteessa yllä mainittuihin tekijöihin, vaikuttavat halutun töyh-iöpintaisen, non-woven materiaalin valmistukseen. Mihin tekijöihin kuuluvat mm. dispersion sakeus eli kuitupitoisuus, dispergointiväliaineen poistamiseen käytettävä alipaine, käytettyjen kuitujen tyyppi ja koostumus samoin kuin kuitujen denieri ja pituus sekä saadun tuotteen massakate. Keksinnön mukaan on itse asiassa osoittautunut, että sopivan levyn ja lyhyehköjen puumassa-kuitujen käyttö sallii muodostaa tuftattuja rainoja järjestelmässä, joka poistaa viskooeieen dispergointiaineen tarpeen.

Primäärisiä ja välttämättömiä uuteen ja parannettuun keksinnön menetelmään liittyviä tekijöitä on siis sellaisen kuidunkokooma- eli paperinmuodostuselementin käyttäminen, ^oka on luonteeltaan levymäinen ja joka tietyissä sovellutuksissa on paksumpi kuin kevyiden ja keskiraskaiden paperien valmistuksessa normaalisti käytetyt elementit. Kuten tunnettua, stan-dardiviirat, joita konventionaalisesti käytetään paperinvalmistuksessa, ovat tavallisesti kudottuja,, hienoja verkkoelementtejä, joissa on noin 24-39 lan-kaa/cm kummassakin suunnassa lankojen paksuuden eli halkaisijan ollessa noin 0,013 mm. Verkkoelementit ovat mainitussa US-patenttihakemuksessa hyvin kar-keakudokeisia verkkoja, joiden vapaa silmukka- eli reikäkoko on noin 0,35 mm tai pienempi, etupäässä noin 0,73-1*41 mm. Vaikkakin tällaisilla verkoilla on päästy tyydyttävään töyhtöjen muodostukseen, on kuitenkin osoittautunut, että syntyneet töyhdöt pyrkivät takertumaan karkean verkon alapuoleen Ja sotkeutumaan toisiinsa ja karkeaan verkkoon, mikä esti töyhtöpintaisen rainan poistoa muodostuselementiltä. Otaksutaan, että viirojen käyrät pohjapinnat ja niiden kudosvaikutus pyrkivät edistämään sotkeutumista.

Keksinnön mukaan on osoittautunut, että yksittäiset töyhdöt, siis peruskerroksesta ulkonevat kuitukimput, voidaan pitää toisistaan erillään ennen muodostuselementin poistoa käyttämällä levymäistä muodostuselementtiä sellaisen elementin sijasta, jossa esiintyy kudosvaikutus ja joka sallii märkien kiinnittyvien kuitujen kietoutua elementin alapuolen ympäri. Kuten ilmenee, levyn paksuus muuttuu sellaisista tekijöistä kuin käytettyjen kuitu- 7 59626

Jen pituudesta riippuen. Noin 0,8 mm paksuiset levyt ovat antaneet hyviä tuloksia, mutta noin 6 mm paksuisia ja paksumpia, edullisesti noin 12 mm paksuisia levyjä pidetään edullisina monien Tainojen valmistuksessa. Paksumpi muodostuselementti pyrkii pitämään suuremman osan töyhdöistä elementin yksittäisten reikien sisässä ja helpottaa töyhtöjen tihentämistä, jos tätä halutaan. Koska vain pieni osa, jos ollenkaan, kustakin töyhdöstä ulottuu näiden muodostuselementtien alapinnan ulkopuolelle, ei juuri esiinny rainajT poistamisvastusta. On ilmennyt, että käytettävän muodostuaelementin tarkka tyyppi ja suuruus vaihtelee reikäkoon ja halutun tuotteen sekä aul-pussa käytettävän kuitutyypin, -paksuuden ja -pituuden, sulpun kuitupitoisuuden että suspendointinesteen viskositeetin myötä.

Kuviot 2 ja 3 esittävät rainanmuodostuselementin 10 keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa käytettävää manuaalista arkkiformeria varten. Elementti 10 on verrattain paksu levymäinen elementti keräreunoineen 12 ja rainan duo· dostusaluelneen 14, jossa on useita töyhtöjen muodostusreikiä 16, jotka ulottuvat levyn 10 läpi ja ovat järjestetyt eik-sak-riveiksi kuvion 2 osoittamalla tavalla, jolloin reikäväli on sovitettu kulloisenkin tarpeen mukaan. Esim. levyssä, jonka paksuus on noin 12 mm ja keskialueen halkaisija noin 70 mm, voi so- g pivasti olla 19 reikää/cm , jolloin reikien halkaisija on 1,6 mm. Tällaisen levyn avoin pinta-ala on 37>2 Levyssä 10 on olennaisen tasaiset ja sileät ylä- ja alapinnat 18 ja 20 muodostusalueella 14.

Käy ilmi, että levyä sääteleviin tekijöihin sisältyy töyhtöjen sotkeutumisen estäminen yhdessä laminaarisen virtauksen ylläpitämisen kanssa.

Niinpä voidaan käyttää ohutta levyä, joka kykenee saamaan aikaan ns. "putkivirtaus vaikutuksen" reikiensä läpi ja samalla välttämään sotkeutumisen. Tähän sisältyy muodostuselementin kyky saada aikaan ns. "suu- tai huullvaikutus" sek! ylä- että alapinnoissa. Lvvyn tasaisissa ylä- ja alapinnoissa tulee siis olla suhteellisen tarkkarajaiset suureunat eli ns. huulet kussakin reiässä. Pie-niasteinen kaarevuus voidaan sallia, jolloin näissä tapauksissa osoittautuu pohjapinnan reuna eli särmä kriittisemmäksi. Huulivaikutus yhdessä putkimaisen, monireiällisen muodon kanssa sallii dispergointinesteen laminaarisen virtauksen levyn läpi rainan muodostuksen aikana kuitujen ohjaamiseksi suuntaan, joka vaaditaan halutun, töyhtöpintäisen rakenteen valmistamiseksi. Kun kuidut virtaavat alaspäin näissä rei’iesä, ne pyrkivät tarttumaan reikien sivu-seinämiin, jolloin ne muodostavat putkivirtausta edistävän kuitusuppilon. Jos reikien seinämät eivät liity levyn alapintaan suurella kaarevuussäteellä* ne pyrkivät vähäisemmin tarttumaan elementin alapintaan ja siten vähäisem-mällä todennäköisyydellä sotkeutumaan. Levyn reikien kokoa täytyy säädellä 8 59626 niin, että dispersion kuidut pysyvät rainan muodostusvaiheessa. Samalla ei umpipinnan laajuus saa kuitenkaan olla niin suuri, että se häiritsee kui-tudispersion kuivatusta. Tarkan reikäkoon ja reikäosuuden koko pinnasta täytyy olla sellainen, että saadaan aikaan vaadittu nesteen virtaus kuivatuksen (vedenpoiston) aikana samalla kun kuidut voivat keräytyä tarvittavassa määrin, kun dispergointineste nopeasti virtaa reikälevyn läpi. Eräässä suoritusmuodossa on 12 mm paksuisessa levyssä reikiä, joiden halkaisija on noin 1,6 mm ja jotka on järjestetty 2,3 mm jaolla sik-sak-riveihin, kuten kuviosta 2 ilmenee.

Rainanmuodostuselementti voi olla laminaattirakenne, mutta on edulli- 2 eesti levy, jossa on neljä tai useampia reikiä/cm , edullisesti noin 16-78 2 reikää/cm . Reiät voivat olla järjestetyt esitettyyn siksak-kuvioon tai muihin sopiviin kuvioihin ja niiden halkaisijat voivat vaihdella noin 0,8-4,8 mm.

Avoimen alueen suuruus on pääasiassa riippuvainen dispersion kuitujen halkaisijasta, koska paksummat kuidut muodostavat tehokkaammin töyhtöjä avo-naisemmiasa levyissä. Useimmissa sovellutuksissa pidetään edullisena noin 13-50 keskimääräistä avointa aluetta, vaikka avoimen alueen tarkka osuus sekä käytetyn levyn paksuus voivat melkoisesti vaihdella monista muista paperinvalmistukseen liittyvistä tekijöistä, etenkin kuitujen suuruudesta riippuen.

Keksinnön etuna on, että primaarin kuitujen kokoamiselementin yhteydessä voidaan käyttää ei-kudottua tai kudottua verkkoa tai harsoa tai moninkertaista jatkuvaa filamenttia. Tässä tapauksessa verkko liikkuu tukielemen-tin mukana ja verkon aukot eli silmät helpottavat töyhtöjen muodostusta verkon uppoutuessa samanaikaisesti sille saostuvaan ei-kudottuun kuiturainaan. Tällainen järjestely vahvistaa melkoisesti rainaa liiallisesti vähentämättä tuftatun materiaalin pehmeyttä.

Keksinnön mukaisen paperinvalmistusmenetelmässä voidaan käyttää sellaista dispergointinestettä, jolla on säädetty viskositeetti, joka vaihtelee veden viskositeetin, so. 1 cP, yläpuolella levystä ja järjestelmässä käytetyistä kuiduista riippuen. Suuriviskoo-sinen väliaine sallii edullisesti käyttää lukuisia kuituja ja niiden seoksia, joita ei ole aiemmin käytetty märässä paperinvalmistusmenetelmässä, mukaan lukien seokset, joissa tekstiilikatkokuituja on sekoitettu niitä melkoisesti lyhyempiin kuituihin. Viskoosinen liuos, jota käytetään kuitujen dispergoi-miseen, estää kuitumöykkyjen muodostumisen dispersioon ja vähentää dispergoi-tujen kuitujen takertumispyrkimystä. Sitä paitsi dispergointiväliaine pitää 9 59626 kuidut dispergoidussa tilassa kuivatuksen aikana ja varmistaa tasaisemman kuitujakautuman saadussa rainamateriaalissa, mikä auttaa antamaan valmistetulle materiaalille parannetun pehmeyden, taipuisuuden ja laskeutuvuuden.

Kuten mainittiin, viskoosinen väliaine lisää huomattavasti käytettävissä olevien kuitujen lukumäärää ja tyyppiä, samalla kun levy sallii käyttää vesitekoisia dispersioita, joissa kaikki kuidut ovat hyvin lyhyitä, kovista puulajeista peräisin olevia kuituja. Tämän arvellaan ensi sijassa johtuvan mainitusta huulivaikutuksesta ja laminaarisesta virtauksesta, putkivirtauksesta, levyjen läpi, joita käytetään lyhyissä kuiduissa, silloinkin, kun dis-pergointiaineessa ei ole viskositeettia nostavia lisäaineita. Keksintö mahdollistaa siis kuitutöyhtöjen muodostuksen silloinkin, kun käytetään 100 eesti luonnon- tai synteettisiä paperinvalmistus- tai tekstiilikatkokuituja tai niiden sopivia seoksia.

Yleisenä sääntönä on, että dispergointiaineen viskositeetin pitää olla yli noin 3 cP, jos käytetään pitempiä kuituja kuin konventionaalisia puumassa-kuituja. Vaikkakin töyhtöytymiseen voidaan päästä alhaisissa viskositeeteissa, kun muut käyttöolosuhteet ovat sopivasti säädetty ja kun käytetään valittuja kuituja, pidetään edullisena noin 10 cP tai suurempaa viskositeettia pitem-missä kuiduissa. Viskositeetti, jota todella käytetään, vaihtelee ja voi käytännön sovellutuksissa olla niinkin alhainen kuin 1 cP tai niinkin korkea kuin 25Ο-3ΟΟ cP. Kuten käy ilmi^,tietyt käytännön olosuhteet säätelevät ylärajaa, koska äärimmäisen suuret viskositeetit saattavat pyrkiä häiritsemään systeemin kuivatusominaisuuksia (vedenpoistoa). Paperikoneen toimintakykyyn liittyviin muihin käytännön rajoihin sisältyy saatavissa oleva alipaine dispergointiväliaineen poistamiseksi rainaa rikkomatta ja häiritsemättä väliaineen kuitupitoisuutta, väliaineen uuttokykyä ja siitä rainaan jäävän osan vaikutusta sekä systeemin taloudellisuutta.

Viskositeettia säätelevänä aine voi olla luonnon- tai tekoaine tai niiden seos. Edullinen viskositeettia säätelevä aine on kuitenkin suurimole-kyylinen hartsi, kuten akryyliamidia polymeroimalla valmistettua vesipitoinen polymeeri. Tätä polymeeriä käytetään edullisesti, koska sen laimennettuja vesiliuoksia voidaan helposti säädellä halutun viskositeetin aikaansaamiseksi systeemin kuivatusalueelle. Edullisena pidettyä käytettyä akryyliamidipoly-meeria myy Dow Chemical Company kauppanimellä Separan AP-30. Voidaan myös käyttää muita aineita, kuten polyetyleenioksidia, jota Union Carbide Corporation myy nimellä Polyox WSR 301, sekä valittuja viskositeettia nostavia karboksimetyyliselluloosaliuoksia. Kuihin tavallisesti käytettyihin materiaaleihin, jotka saavat aikaan säädetyn viskositeetin vesiliuoksiin, kuuluvat ίο 5 9 6 2 6 metakryylihapon ja sen sekapolymeerien vesiliukoiset, synteettiset polymeeriset elektrolyytit sekä viskositeettia aikaansaavat luonnonaineet ja hajoavat entsyymit, luonnon- ja tekokumien seokset ja epäorgaaniset suolat. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan täytyy viskositeettia säätelevän aineen kuitenkin olla sellainen, että se voidaan lisätä ennen rainanmuodos-tusta, kuten kuitujen dispergointilaitteeseen, perälaatikkoon jne., ja että se säilyttää viskositeettinsa järjestelmän kuivatusvyöhykkeeseen asti ja sen läpi mennessään.

Kuten mainittiin, erityinen rainanmuodostuselementin tyyppi Ja dis-pergointiväliaineen erityinen viskositeetti riippuvat muista keskinäisessä suhteessa olevista tekijöistä, kuten dispersiossa käytettyjen kuitujen tyypistä, paksuudesta ja pituudesta. Keksinnön eräs erikoisen edullinen tunnusmerkki on, että töyhtöplntaisia rainoj® voidaan valmistaa monista luonnon- ja synteettisistä paperinvalmistus- ja tekstiilikuiduista. Esim. voidaan käyttää yksistään synteettisiä paperinvalmistus- tai tekstiilikatkokuituja, kuten raionia, nailonia, polyestereitä tai vinyylipolymeerejä tai sekapolymeerejä tai sitten yhdessä luonnonkuitujen, kuten valkaistujen tai valkaisemattomien 8ulfaattiselluloo8akuitujen, manillakuitujen, juuttikuitujen ja samantapaisten paperinvalmistuskuitujen kanssa. Lisäksi arvellaan, että keksinnön mukaan voidaan käyttää epäorgaanisiakin kuituja, kuten lasikuituja, kvartsi-kuituja, keraamisia kuituja, mineraalivillakuituja, asbestikuituja ja samantapaisia aineita.

Synteettiset kuidut voivat vaihdella sekä paksuuden eli denierin että pituuden suhteen, vaikkakin pienidenierisiä kuituja pidetään tavallisesti sopivampina. Kuituja, joiden denieri on noin l:stä tai l,5:stä/filamentti (dpf) noin 13 dpf:iin ja suurempi, on menestyksellä käytetty erinomaisin tuloksin. Suuridenierisiä kuituja käytettäessä on kuitenkin tavallisesti välttämätöntä käyttää pienempää kuitupitoisuutta ja suurempiviskositeettista dis-pergointiainetta. Käytettävä minimi- ja maksimidenieri johtuu monista muista läheisistä tekijöistä mukaan luettuna tuotevaatimukset, koneen käyttöedellytykset, pitoisuus, levyn suuruus jne.

Käytettyjen synteettisten kuitujen pituus riippuu suuresti erityisestä käytetystä muodostuselementistä ja vaihtelee noin 3 mm:stä satoihin mm:hin ja kuidut voivat olla paperinvalmistusmenetelmässä käytettävää suoraa leikattua kuitutyyppiä 1jai kiharrettua tai suoraa tekstiilikatkokuitutyyppiä. Kuten mainittiin, on edullista käyttää pienidenieristä kuituainesta - kuitu-pituuden ollessa noin 12-19 mm tai suurempi - jotta materiaali saataisiin pehmeämmäksi ja samalla säilytettäisiin halutut huokoisuus- ja absorptio-omi* 11 59626 naisuudet. Kuitenkin voidaan käyttää myös seoksia, joissa on pituudeltaan niinkin lyhyitä kuin 1,6 tai lyhyempiäkin luonnon- tai synteettisiä paperinvalmistuskuituja, riippuen lopulliselle tuotteelle halutuista erityisominaisuuksista ja luonteesta.

Paitsi käytettyjen kuitujen pituutta ja denieriä vaatii dispersion kuitu-pitoisuus ennen rainan muodostusta sopivan säädön töyhtöpintaisen rakenteen muodostuksen helpottamiseksi. Yleisesti on niin, että alin kuitupitoisuus, joka vielä mahdollistaa saadun tuotteen helpon irrottamisen rainanmuodostuselementiltä, on sopivin parhaaseen töyhdönmuodostukseen. Niinpä voidaan käyttää noin 0,01-1,0 %, edullisesti 0,05-0,5 % kuitupitoisuutta. Normaaleissa laboratoriomenetelmissä on noin 0,2 % kuitupitoisuus osoittautunut antavan parhaita tuloksia. Pitoisuus paperikoneessa vaihtelee tietenkin koneen edellytyksistä riippuen.

Dispergointiaineen kuitupitoisuus ja viskositeetti vaikuttaa myös sen alipaineen tai imun asteeseen, joka voidaan kehittää paperinmuodostuselementin alapuolelle rainanmuodostuksen aikana halutun töyhtöjen muodostusvaikutuksen saamiseksi. Vaikkakin hyvä töyhtöjen muodostus voidaan saavuttaa sopivissa olosuhteissa, jopa ilman alipainetta, on tavallisesti edullista kehittää rainanmuodostus- .-2 2 viiran alapuolelle vähäinen alipaine, joka vastaa noin 2 x 10 kp/cm , systeemin nesteen sopivan dynamiikan varmistamiseksi kuitujen saostuessa viiralle. Eräissä tapauksissa voidaan kehittää suurempi alipaine, kuten noin 0,1 kp/cm . Nämä muutokset eivät kuitenkaan riipu yksistään kuitupitoisuudesta ja dispergointiaineen viskositeetista, vaan myös muista näihin järjestelmiin liittyvistä tekijöistä, kuten muodostuselementin pinnan tasaisuudesta, reikäkoosta ja reikien suu- eli ns. huulimuodosta sekä käytetyn kuidun tyypistä ja pituudesta. Verrattavissa olevia vaikutuksia voidaan saada kohdistamalla ylipaine rainan yläpintaan sillä edellytyksellä, että sopiva paine-ero synnytetään rainan ja levyn poikki.

Vielä yksi huomioon otettava tekijä keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä on valmistettavan materiaalin massa. Tässä kuvatulla menetelmällä voidaan valmistaa töyhtöpintainen tuote, jolla on niinkin alhainen kuin 17 g/m massakate. Tällaisia kevyitä materiaaleja saadaan kuitenkin vain hienosäätämällä muita menetelmään liittyviä tekijöitä ja useimpien materiaalien massakate on vähintään 3^ g/m2.

On selvää, että töyhtöpintaisen rakenteen muodostus alkaa rainanmuodostus-menetelmän alkuvaiheessa, ja itse asiassa ollaan sitä mieltä, että kuitutöyhdöt ovat rainan se osa, joka muodostuu ensiksi, kun kuituja levitetään rainanmuodostus-levyn umpinaisen osan päälle ja vedetään levyn reikien läpi systeemin nestedynamiikan johdosta. Sitä mukaa kuin raina paksuuntuu ja paksuuntuu, enemmän kuituja 12 59626 keräytyy osaksi suppilomaisiin kimppuihin eli töyhtöihin ja osaksi rainan runkoon kunnes raina saavuttaa halutun massakatteensa ja lujuutensa. On otettava huomioon, että kuitutöyhdön suppilomainen muoto lisää sen taipuisuutta, joustavuutta ja pehmeyttä luontaisen tyynyvaikutuksen johdosta.

Keksinnön yksi tunnusmerkki on, kuten mainittiin, että töyhdöillä, so. ulkonevilla kuitukimpuilla, ei tarvitse olla kudenukkamaista ulkonäköä, vaan ne voivat edullisesti olla yhteensullottuja, so. ulkonäöltään ranskalaisen solmun kaltaisia pallomaisia kuitukimppuja. Näiden rainojen vetolujuus on parantunut 100 % asti. Tällainen kiehkuramainen töyhtöpinta ilmenee parhaiten kuviosta U, jossa töyhdöt nähdään selvästi olevan pallomaisten kuitukimppujen muodossa, joiden ulkonäkö ilmentää niiden pehmeyden, taipuisuuden ja peräänantavuuden.

Kuviossa 3 esitetään yksi tapa muodostaa tämä yhteensullottu töyhtörakenne. Tässä menetelmässä käsitellään töyhtöpintainen raina ennen sen poistamista muodos-tuselementiltä kaasu- tai nestesuihkulla tai samantapaisella kokoonpuristusvoimalla, joka kohdistetaan muodostuselementin alapuolelta esim. suuttimen 26 läpi.

Tukiviira, kuten verkko 28, voi olla asetettu rainan yläpinnalle estämään rainan ei-toivotun siirtymisen levyltä 10. Kuten ilmenee, kokoonpuristusvoima kohdistuu pelkästään kuitutöyhtöihin, koska näiden väliset rainan osat ovat levyn peittämät. Voima voi olla suihkun muodossa oleva suurinopeuksinen neste- tai ilmavirta, joka suunnataan ylöspäin muodostuselementin alapuolelta. Tukiverkko pyrkii pitämään yhteensullotun töyhdön muodostustilassaan, etenkin tämän yläosassa, niin että raina voidaan esteettä ja helposti ottaa pois reikälevyltä.

Haluttaessa voidaan raina alistaa muihin jälkimuodostuskäsittelyihin ennen tai jälkeen sen poistamisen levyltä ja joko ennen tai jälkeen konventionaalisesti tapahtuvan kuivauksen. Esim. voidaan liimaa levittää pelkästään töyhdöille tai ilman töyhtöjä olevalle pinnalle nesteen tai sumutteen muodossa rainan ollessa levyllä tai sen poisoton jälkeen. Yhteensitominen voi myös tapahtua lämmöllä, jolla aktivoidaan rainan lämpösitoutuvat kuidut.

Vaikkakin mainitut tekijät järjestetään saamaan yhdessä aikaan halutun töyhtöpintaisen rakenteen, on osoittautunut voitavan asettaa tiettyjä yleisohjeita. Niinpä on osoittautunut, että parhaisiin tuloksiin päästään käyttämällä rainan-muodostuselementtiä, jossa on tasainen pinta ja tarkkarajaiset reiät, hyvään irtoamiseen rainanmuodostuselementiltä soveltuva pienin kuitupitoisuus ja pienin kuitudenieri, joka on hyväksyttävissä tuotevaatimukset huomioonottaen. Edelleen on osoittautunut, että pitemmät kuidut eivät pelkästään muodosta pitempiä kuitukimppuja eli -töyhtöjä, vaan myös luovat enemmän tyynymäisyyttä ja lujuutta tiiviisiin töyhtöihin. Lisäksi on osoittautunut, että pienempidenieriset kuidut antavat paremman töyhtöpintaisen tuotteen kuin suurempidenieriset kuidut riippu- 13 59626 matta kuitujen pituudesta. Kuten edellä mainittiin, suuridenieriset eli paksut kuidut vaativat tavallisesti suurireikäisen muodostuselementin sekä myös suuremman viskositeetin ja pienemmän pitoisuuden kuin vastaavat pienempidenieriset kuidut. Esim. 1,5 dpf kuitu antaa hyväksyttävän töyhtöpintaisen tuotteen viskositeetissa 12 cP ja kuitupitoisuudessa noin 0,2 %, kun verrattavia tuloksia voidaan sitä vastoin saavuttaa vain 15 dpf kuidulla viskositeetin ollessa 150 cP ja pitoisuuden 0,1 %.

Reiällisen muodostuselementin käyttäminen helpottaa molemmilta puoliltaan töyhtöpintaisten rainojen samoin kuin muidenkin modifikaatioiden valmistusta.

Kuten kuviosta 5 ilmenee, voidaan kuitudispersio syöttää perälaatikkoon Uo, jossa on kaksoisulosvirtauskaukalo b2 ja toinen keskinen syöttökouru UL verkkosisäkkeen tai useiden jatkuvien filamenttien (yksikuitulankojen) syöttämiseksi puolilta U6. Kuidut ja filamentit joutuvat perälaatikosta kahden pyörivän rummun 50 väliseen kita-alueeseen H8. Rummuissa on vastakkaiset reikälevyt 52, joiden paksuus on noin 12 mm. Rummut pyörivät samalla nopeudella vastakkaisiin suuntiin, kuten nuolet osoittavat, niin että niiden pinnat liikkuvat yhdenmukaisesti kita- eli nippi-alueen U8 läpi. Kuten nähdään, kummassakin rummussa voidaan käyttää pieniali-paineista imulaatikkoa 5*+ auttamassa järjestelmän nestedynamiikkaa. Hyviä tuloksia on saatu käyttämällä vähäistä, noin 2 x 10 kp/cm alipainetta. Haluttaessa voidaan myös käyttää suuri alipaineista imulaatikkoa 56 asennoitavien imulaatikoiden 5b yhteydessä dispergointiväliaineen poistamisen auttamiseksi. Kummankin rummun sisään imulaatikon 56 läheisyyteen on asennettu nestesuihkusuuttimia 58 kuitu-töyhtöjen tiivistämiseksi ennen niiden eroamista rumpujen rei'itetyiltä pinnoilta.

Keksintöä selitetään vielä seuraavien, sitä rajoittamattomien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1 Töyhtöpintainen raina valmistettiin manuaalisessa arkkiformerissa, joka oli varustettu rei'itetyllä, noin 12 mm paksuisella rainanmuodostuslevyllä. Levy oli pyörölevy, olennaisesti sellainen kuin kuvioissa 2 ja 3 esitetään, ja siinä oli halkaisijaltaan 100 mm tasainen yläpinta ja reiätön kehä, joka rajoitti halkaisijaltaan 70 mm kokoista rei'itettyä aluetta. Tässä olevien reikien halkaisija oli 1,59 mm ja ne menivät täysin levyn läpi kohtisuorasti sen pintaa vastaan.

Reiät oli järjestetty siksak-riveihin, jolloin viereisten reikien etäisyys oli 2,3 mm, joten rainanmuodostusalueelle tuli noin 19 reikää/cm .

H 59626

Kuitudiepersio valmistettiin 10 mm pituisista raion- eli viskoosikat-kokuiduista, 1,5 dpf, polyakryyliamidin (Separan AP-30) 0,04 #:een vesiliuokseen, viskositeetti noin 12 cP. Liuokseen lisättiin riittävästi kuituja näiden pitoisuuden saamiseksi arvoon 0,2 massa-^.

*2 2 Käyttäen 2 x 10 kp/cm alipainetta muodostettiin kuitudispersiosta reikälevylle raina. Tässä oli hyvä töyhtöpinta eivätkä töyhdöt (ulkonevat kui-tukimput) ulottuneet levyn pohjan alle, joten raina voitiin hyvin poistaa Λ levyltä. Painan massakate (pintamassa) oli 169, g/m .

Yllä kuvattu menetelmä toistettiin menestyksekkäästi vähentämällä kuitupitoisuus 0,1 ?6:iin ja käyttämättä alipainetta kuivatuksessa. Viskosi- o teetin lisäys arvoon 45 cP yhdessä 0,1 kp/cin alipaineen kanssa johti kuitenkin useimmissa tapauksissa siihen, että kuidut tulivat vedetyksi levyn läpi, mistä seurasi vain vähäinen tai ei ollenkaan rainanmuodostusta. Esimerkki 2

Esimerkin 1 menetelmä toistettiin paitsi että kuitudiepersio valmistettiin polyesterikatkokuidusta, 16 dpf ja pituus 19 mm, polyakryyliamidin (Separan AP-30) 0,32 $ vesiliuokseen, jonka viskositeetti oli noin 400 cP. Kuitupitoisuus oli 0,1 massa-^. Käytettiin 0,26 kp/crn alipainetta ja saadulla rainalla oli hyvä töyhtömuodostuma ilman vierekkäisten töyhtöjen yh-teensotkeutumista silloinkaan, kun töyhdöt ulottuivat levyn alapuolelle.

Λ

Rainen massakate oli 254 g/m .

Menetelmä toistettiin paitsi että kuitudiepersio valmistettiin seoksesta, joka käsitti 70 $ polyesterikatkokuitua ja 30 % Weyerhauser SG sul- p faattimassaa. Saadun rainan massakate oli 254 g/m ja silläkin oli hyvä töyhtömuodostuma·

Esimerkki 5

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin käyttäen samaa rainanmuo-dostuslevyä, mutta kuitudiepersio valmistettiin 1,5 dpf viskoosikatkokui-dusta, pituus 12 mm, ja dispergointiaine oli polyakryyliamidin (Separan AP-30) 0,25 vesiliuos, jonka viskositeetti oli noin 220 cP. Käytetty kuitu-pitoisuus oli 0,1 massa-$.

2 Käyttämällä 0,26 kp/cm alipainetta muodostettiin massakatteeltaan 2 340 g/m raina, jolle näin saatiin suuriasteinen työhtömuodostuma, erinomainen huokoisuus, pöyheys ja tuntu. Töyhtöpintalnen raina oli vähän esimerkin 1 rainaa parempi töyhtöjen pönäkkyyden ja selväpiirteisyyden ansiosta.

15 59626

Esimerkki 4

Esimerkin 1 menetelmä toistettiin, mutta muodostuselementiltä poistamisena a jälkeen raina käsiteltiin ilman töyhtöjä olevalta puoleltaan suihkuttamalla sille 0,15 1° akryylipolymeerilateksiliuosta. Käytetty lateksiemulsio oli amidiverkkoutunutta, karboksyloitua etyyliakrylaattia, jota Union Carbide Co. myy nimellä UCAfi 874. Kun lateksi oli suihkutettu rainalle, se kuivattiin ja kovetettiin höyrylämmitteisessä rumpukuivaimessa noin 140°C:ssa. Rainalle levitetyn lateksin määrä oli 5 $ laskettuna kuivien kuitujen massasta. Koska töyhtöytyneet kuidut olivat kiinnittyneet rai-nan tasaiseen runkoon eli pohjaan, täydöt ankkuroituivat lujemmin samalla kun töyhtöpintaisesta osasta tuli pehmeä ja taipuisa.

Esimerkki 5

Esimerkin 1 menetelmä toistettiin paitsi että kuitupitoisuus pidettiin 0,5 massa-$:eea ja käytetty alipaine oli 0,05 kp/cm2. Tällä tavalla Λ valmistettiin 6 rainaav joiden massakate oli noin 220 g/m , jolloin 5 rai-naa alistettiin töyhtöjen tiivistämiseen päinvastaisella nestevirtauskä-sittelyllä niiden ollessa vielä muodostuslevyllä. Käyttäen halkaisijaltaan 5.8 mm vesisuihkua 5*6 kp/cm paineella, mikä antoi suihkun nopeudeksi noin 30 m/s, suunnattiin vesi rainanmuodostuslevyn alapuolta vasten. 15 suihkutusta suoritettiin kunkin reiän kautta ja raina saatiin helposti pois levyltä ja kuivattiin. Jokaisesta 6 rainasta leikattiin 25 mm levyinen kaistale ja lujuuskoestettiin kojeella Scott Tensile Tester, malli X5* Kolmen käsittelemättömän, vertailuarkkina käytetyn rainan keskimääräinen vetolujuus (kuivana) oli 56,3 g/cm, kun sitä vastoin töyhdöiltään tiivistetyissä Tainoissa oli vastaava arvo 127 g/cm. Töyhtöjen tiivistäminen johti siis rainojen vetolujuuden huomattavaan paranemiseen.

Esimerkki 6

Esimerkin 5 menetelmä toistettiin paitsi että dispersion kuitupitoisuus oli 0,05 massa-# ja Tainojen ensimmäisessä muodostuksessa käytettiin 2 0,03 kp/cm alipainetta. Töyhtöjen tiivistäminen ranskalaisten solmujen kaltaisiksi pallomaisiksi kimpuiksi saavutettiin alemmassa paineessa, so.

2.8 kp/cm , käyttäen 0,36 mm nestesuihkua, joka johdettiin 15 kertaa jokai- 2 seen reikään. 2,8 kp/cm paine sai aikaan noin 15-16 m/s nopeuden suihkulle. Esimerkki 7

Yksistään sulfaattisellusta ja vedestä valmistettiin kuitudispersio, jonka kuitupitoisuus oli 0,13 massa-#, Dispersio syötettiin manuaaliseen arkkiformeriin, joka oli varustettu esimerkissä 1 kuvatulla levyllä. Käyttä- 2 2 mällä 0,2 kp/cm alipainetta saatiin raina, jonka massakate oli 152 g/m ie 59626 ja jonka koko pinnassa oli hyvä töyhtöpinta.

Menetelmä toistettiin paitsi että levy vaihdettiin levyyn, jonka paksuus oli 7,92 mm ja johon oli tasavälein siksak-muotoon järjestetty halkaisijaltaan 3,18 mm reikiä. Reikäväli on 4*78 mm. Saatiin töyhtöpintainen rai~ na, mutta melkoisella kuituhukalla reikäkoon ja kuitujen suuruuden johdosta. Esimerkki 8

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin sillä poikkeuksella, että kuitudispersio valmistettiin 30 # Veyerhauser V sulfaattisellusta ja 30 i° 1,3 dpf viskoosikuiduista, joiden pituus oli 4,8 mm. Dispergointiliuos oli 0,11 #:nen polyakryyliamidin (Separan AP-30) vesiliuos, jonka viskositeetti 2 oli noin 40 sP. Kuitupitoisuus oli 0,1 massa-^. Käyttämällä 0,3 kp/cm alipai- 2 netta saatiin täydellisesti töyhtöpintainen raina, jonka massakate oli 116 g/m. Esimerkki 9

Molemmilta puoliltaan töyhtöpln täinen raina muo dost et tiin käyttäen kahta reikälevyä, jotka oli asetettu pystysuunnassa erilleen ja olennaisen yhdensuuntaisesti ahtaan raon muodostamiseksi niiden väliin. Levyjen reiät olivat olennaisesti samanlaiset kuin esimerkin 1 levyn reiät. Molempien levyjen pystyulottuma oli noin 30 mm ja ne oli asetettu muodostamaan noin 1,39 mm raon alaosaan ja noin 2,4 mm raon yläosaan.

Dispersio valmistettiin 1,3 dpf viskoosikatkokuiduista, joiden pituus oli 12 mm, polyakryyliamidin (Separan AR-30) 0,07 # vesiliuokseen, jonka viskositeetti oli noin 23 cP. Kuitupitoisuus oli 0,1 massa-^. Kuitudiepersio syötettiin levyjen väliseen rakoon, niin että viskoosinen väliaine vedettiin levyjen läpi kuitujen jäädessä niiden väliin ja ulottuessa levyjen reikiin.

Λ

Molempien levyjen ulkopuolelle kehitettiin 0,3 kp/cm alipaine. Saatuun rai-naan muodostui hyvä töyhtöpinta, mutta se pyrki halkeilemaan kerroksiin.

Menetelmä toistettiin käyttäen sulavaa väliköttä yhdentumisen ja rainan rakenteellisen yhtenäisyyden edistämiseksi. Käytetty plastinen, sulava välike oli nimellä "Delnet" tunnettu rakenne, jota myy Hercules Chemical Co. Saatu raina sulatettiin lämmön ja paineen avulla, mikä sai aikaan välikkeen täydellisen yhdentymisen rainaan vaikuttamatta haitallisesti töyhtöjen eli ulkonevien kuitukimppujen selväpiirteieyyteen ja niiden luomaan suuriastei-seen pöyheyteen ja pehmeyteen. Rainat sulatettiin 180°C:ssa käyttäen kuumen-nettua tukilaattaa 1,4 kp/cm paineessa 6 sekunnin ajan ja niiden massakate oli 170 g/m2.

Esimerkki 10

Esimerkin 1 menetelmä toistettiin sillä poikkeuksella, että kuitu-dispersio valmistettiin 1,3 dpf viskoosikatkokuidusta, pituus 1') mm, poly- 11 59626 akryyliamidin (Separan AP-30) 0,24 # vesiliuokseen, jonka viskositeetti oli noin 175 cP. Kuitupitoisuus oli 0,1 massa-$.Paineen nousu rainanmuodostus- levyn läpi saatiin kehittämällä ylipaine ilman avulla levyn päälle eikä ali- 2 painetta sen alle. Käytetty ilman paine oli 0,26 kp/cm , mikä vastasi 190 mmHg alipainetta. Saadun rainan koko pinnalla oli hyvä töyhtö- muodostuma.

Kuten US-patenttihakemuksessa 341,699 esitetään, on tuftattu, ei-kudot-tu rainamateriaali erityisen sopiva käytettäväksi eri kulutuetuotteiden valmistamiseen. Käyttösovellutuksiin eivät sisälly ainoastaan pesulaput, kui-vauelaput, pyyhkeet, kosmeettiset kuivausliinat, vaippojen, siteiden yms. päällysmateriaalit, huovat, tiskiräsyt, sidetarvikkeet ja muut lääkintävälineet, kampaamoissa käytettävät kaulansuojukset, pääntuet, pölysuodattimet, pölyräsyt ja tupot ja kaikenlaiset puhdistusliinat, vaan myös pitovaatteet, kuten kertakäyttöuim^puvut ja -kapat, kirurgiset maskit, kertakäyttöpäähineet ja teollisuus- ja kotitalousvaatteet, kuten puvut ja muotivaatteet mukaan lukiac vaatteiden välikkeet. Töyhtöpintaista rainameteriaalia voitaneen myös edullisesti käyttää kertakäyttöleukalappuihin, tarjotinsuojuksiin, lautasalustoi-hin, kaevopyyhkeisiin, kertakäyttöverhouksiin, taustapäällyksiin ja kulutus-huopiin, seinäverhouksiin, eristeisiin mukaan luettuna kryogeeninen eristys, kroonikkovaippoihin, makuusäkkien ja tyynyjen sisuksiin ja niiden päällisiin, suojakääreisiin tai kankaanpehmennyskomposiitin päällisen alustaan. Rainamateriaalia voidaan myös käyttää ilman tai nesteen suodatinmateriaalina, kuten kahvineuodattimena, tai infuusiomateriaalina, kuten teepusseina, sekä voidaan sopivan käsittelyn jälkeen käyttää eri tuotteissa päällisen alustana, kuten tekonahkan alustana tai kanavakangasvälikkeen alustana. Samoin voidaan esillä olevasta ei-kudostusta rainamateriaalista muodostaa laminoituja rakenteita mukaan lukien vahvistettu muovikalvolaminaatti, laminoituja tai muovattuja papereita, valonhajottimia, lampunvarjostimia tai liukuovien koristepapereita, minkä lisäksi materiaalia voidaan käyttää köysissä, passeissa tai säkeissä tai kodinsisusteiden tai autojen koristamisessa. Yllä ilmoitettuja käyttöalueita ei ole tarkoitettu rajoittavaiksi, vaan ainoastaan esimerkeiksi keksinnön mukaisesti valmistetun materiaalin käyttökelpoisuudesta, ja alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön ajatuksen ulottuvuudessa voidaan tehdä eri modifikaatioita, sovellutuksia ja variaatioita.

Claims (7)

59626 18

1. Menetelmä töyhtöpintaisen, ei kudotun, kuituisen rainamateriaalin valmistamiseksi, jolloin asetetaan kuitujen nestedispersio aukoilla varustetulle kuitujenkokoamiselementille ja aikaansaadaan kuitujen dispergointiväliaineen laminaarinen virtaus aukkojen läpi niin että syntyy töyhtöpintainen, ei-kudottu kuituinen raina, jossa töyhdöt muodostuvat tiiviisti yhdistettyjen yksittäisten, elementin aukkoihin ulottuvien kuitujen muodostamista kimpuista, tunnettu siitä, että käytetään kuitujenkokoamiselementtiä, jonka muodostaa levymäinen elementti, jossa on sileä kuitujenkokoamispinta ja lukuisia reikiä, jotka kokoa-mispinnassa olevista suureunoistaan ulottuvat olennaisesti putkimaisina elementin läpi, että vierekkäisten töyhtöjen kuitujen toisiinsa sotkeutumisen estämiseksi valitaan elementin paksuus siten, että enintään vähäinen osa nukasta ulottuu elementin läpi, ja että töyhdöt puristetaan kokoon niiden sijaitessa rei’issä kokoon sullottujen töyhtöjen muodostamiseksi rainamateriaalin pinnalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitujen kokoamiselementin paksuuden läpi kehitetään paineennousu suuremman paineen vaikuttaessa sileän yläpinnan puoleen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kokoonpuristaminen käsittää töyhtöjen alistamisen kaasu- tai nestevirtaan, joka on vastakkainen töydtöjen muodostuksen aikana esiintyvään laminaariseen virtaukseen nähden.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu- tai nestevirtana käytetään ohutta suihkua.

5· Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaksi kuitujenkokoamiselementtiä järjestetään vastakkaisesti toisistaan erilleen ja että kuitudispersio syötetään niiden väliin kuitujen saostamiseksi samanaikaisesti vastakkaisille elementeille ja siten rainamateriaalin muodostamiseksi, jonka vastakkaisilla pinnoilla on töyhtöjä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lujiteainetta sijoitetaan rainamateriaalin sisään.

7· Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että töyhdöt puristetaan kokoon kohdistamalla suihkuvirtaus elementin alapuoleen töyhtöjen sijaitessa rei'issä.