FI62870C - Saett vid torrdefibrering av kemisk kemimekanisk och mekanisk fibermassa eller blandningar daerav och fibermassabal till anvaendning vid saettet - Google Patents

Description

ΓΞ577Ι r.l n1. KUULUTUSJULKAISU Aoon n

Hi 1,1 ^»UTUeeNIMeffKAIiT ΟΔΟ/U

2¾¾ C ^ Fa tentti et. y e· n rv:' ty 10 C3 1933 (51) K».k.W3 D 21 D 1/00 // B 65 H 45/20 SUOMI—FINLAND (21)μ^.ννιμμι^ 783738 (22) H»Mwl«pU¥t—AwWmtii|idif 05-12.78 (23) AikupUvft—eiM|h«ta4a| 05.12.78 (41) Tullut (ulklMfcal — Uhrit effMtNg 10.06.7 9 PMsnttl· Ia rsklsteHliellltii· V . (44) NflhdvIkAlpaMn |« kmUuHuUnm pvm.-

Patent- och reglsterstyrehen ' ' amMm utlafd oeh «I-akriftan puMkurad 30.11.82 (32)(33)(31) «mUum—t*a«r4 priorHtt 09.12.77 30.05.78 Ruotsi-Sverige(SE) 771^021-8, 7806233-8 (71) Södra Skogsägarna AB, S-351 89 Växjö, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Stig Göran Johansson, Kil, Sverker Rudolf Fredrik Yngvarsson Björck,

BraÄs, Ruotsi-Sverige(SE) (7U) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5I) Menetelmä kemiallisen, kemimekaanisen ja mekaanisen kuitumassan tai niiden seosten kuivakuiduttamiseksi ja menetelmässä käytettävä kuitu-massapaali - Sätt vid torrdefibrering av kemisk, kemimekanisk och mekanisk fibermassa eller blandningar därav och fibermassabal tili användning vid sättet Tämä keksintö koskee menetelmää kemiallisen, kemimekaanisen ja mekaanisen kuitumassan tai näiden seosten kuivakuiduttamiseksi sinänsä tunnettujen kuiduttamislaitteiden, nk. rQpimäkoneiden, myllyjen tai vastaavien laitteiden avulla höytäleen tai vapaiden kuitujen ja kuitukasaantumien aikaansaamiseksi, joita käytetään sinänsä tunnetulla tavalla paperin, paperintapaisten tuotteiden ja absorboivien tuotteioen valmistamiseksi. Uudelle menetelmälle on tunnusomaista, että vapaiksi, so. yksittäisiksi kuiduiksi ja kuitunipuiksi kuidut,et-tava kuituaine syötetään kuiduttamislaitteeseen paalista tulevana jatkuvana kuituratana, joka paali käsittää puristetun tai puristamat-toman, sik-sak-maisesti useampaan kertaan taitetun jatkuvan radan.

Tuotteita valmistettaessa, joihin kuuluu kemiallisesta, ke-mimekaanisesta tai mekaanisesta kuitumassasta saatuja kuivakuidutet-tuja massakuituja - ennen kaikkea lastenvaippoja ja terveyssiteitä 2 62870 sekä erilaisia voimakkaasti absorboivia sairaalatuotteita valmistettaessa - on lähtöaineena nk. höytälemassa. Tämä höytälemassa on kuidutettava nk. höytäleeksi, joka muodostaa vaipan, terveyssiteen tai potilasalustan absorboivan kerroksen, ja tällöin käytetään kui-dutuslaitetta (repimäkonetta) joka vaihtelee hieman rakenteeltaan ja toimintaperiaatteeltaan, riippuen siitä missä muodossa höytälemassa syötetään kuidutuslaitteeseen. Höytälemassa voidaan nimittäin tämän hetken tunnetun tekniikan mukaan syöttää joko 1. rullana, joka käsittää jatkuvan kuitumassaradan 2. arkkina 3. paalina.

Repimäkoneet eroavat, kuten edellä on todettu, jonkin verran toisistaan riippuen kyvystään käsitellä jotakin edelläesitetyis-tä kolmesta massamuodosta. Repimäkoneiden toimintaperiaatteet massan kuiduttamiseksi ovat myös erilaisia ja ne voivat esimerkiksi olla vasaramyllyjä, neuloilla tai sahahammastuksella varustettuja pyöriviä laitteita, kuten puikkomyllyjä, levymyllyjä, giljotiineja jne. Sellaiset kuidutuslaitteet, joita uudemman tekniikan mukaan on ruvettu käyttämään myös kuitumassan kuivakuiduttamiseksi, jota massaa käytetään paperin tai paperituotteiden valmistamiseksi, ovat kuten todettu sinänsä tunnettuja ja ne on esitetty kirjallisuudessa. Niinpä tunnettuja laitteita on esitetty esimerkiksi sveitsiläisessä patenttijulkaisussa 429 422, US-patenttijulkaisussa 1 851 390 ja ruotsalaisessa kuulutusjulkaisussa 7401869-8. Viimeksimainitussa julkaisussa todetaan muutoin alinna sivulla 2, että tehtaat jotka käyttävät hyväksi selluloosaa höytäleen valmistamiseksi "esimerkiksi terveyssiteiden tai kertakäyttövaippojen valmistamiseksi"... "voivat tänään käyttää yksinomaan arkkien tai rullien muodossa olevaa selluloosaa, joka revitään auki arkinrepimälaitteissa tai nk. .höytälöijissä".

Muita kuidutuslaitteita, jotka ovat saaneet suurta käytännöllistä merkitystä useissa maissa, on esimerkiksi ruotsalaisen yhtiön IioDo Mekan AB:n valmistama kuidutuslaite, joka käyttää paalimassaa ja ruotsalaisen yhtiön Kamas Industri AB:n valmistama Kamas B höytälöi-jä-laite, joka valmistaa höytälettä mekaanisesti hiutalekuivatusta massaa sisältävistä kappaleista ja rinnan sen kanssa rullamuodossa olevasta kemiallisesta massasta, jolloin kummankin massan -sekoitus-määrät vaihtelevat 0 - 100%:sti.

Tähän kuidutuslaitteeseen palataan seuraavassa suoritusesi-merkissä. Kuidutuslaite (repimäkone) ja sitä seuraava vaippakone voivat olla enemmän tai vähemmän integroituja eri järjestelmien mukaan. Koska kummatkin koneet ovat sinänsä tunnettuja, eivätkä kuulu J 62870 tämän keksinnön puitteisiin, niitä ei tulla esittämään yksityiskohtaisesti tässä yhteydessä lukuunottamatta sitä, mikä on välttämätöntä suoritusesimerkkien ymmärtämiseksi.

Välttämättömänä perustana tämän keksinnön käytännöllisen merkityksen tajuamiseksi voidaan mainita, että vuonna 1976 kulutettiin Länsi-Euroopassa, Skandinavia mukaanlukien, noin 260 000 tonnia höytälemassaa. USA:ssa ja Kanadassa kulutettiin samana vuonna yhteensä noin 250 000 tonnia ja Itä-Euroopassa sekä muissa kaukomaissa arviolta 40 000 - 50 000 tonnia.

Höytälemassa tuotetaan, kuten jo on todettu, sekä paaleina että rullina. Rullat muodostavat enimmän osan Länsi-Euroopan kulutuksesta. USA:ssa ja muissa atlantintakaisissa maissa rullien markkinaosuus on noin 95%· Höytälemassaa sisältävien saniteettituotteiden markkinat ovat hyvin nopeassa kasvussa. Markkinaosuuden ^ käytön, so. kerta-käyttövaippojen osuuden vaipanvaihtojen kokonaismäärästä oletetaan kasvavan hyvin nopeasti useimmissa maissa. Tämä pätee erityisesti sairaalasektorilla sekä Euroopassa että USA:ssa. Esimerkkinä voidaan mainita, että Pohjoismaiden yhteinen markkinaosuus (Ruotsi, Norja, Suomi, Tanska) vuonna 1975 oli noin 77% ja sen odotetaan kasvavan noin 90%:iin vuonna 1985, kun se taas USA:n ja Kanadan osalta vuonna 1975 oli noin 45% ja sen odotetaan kasvavan noin 85%: iin vuonna 1985·

Vuoden 1976 kokonaiskulutuksesta oli mekaanisen massan osuus suhteellisen pieni, mutta tämä osuus kasvaa. Tämä markkinaosuus saavutettiin ja 1970-luvun alussa kun höytäletarkoitusta varten tarkoitettu mekaaninen massa esiteltiin ensimmäistä kertaa. USA:ssa ja Kanadassa ei tätä nykyä käytetä lainkaan tai käytetään vain hyvin pieniä määriä mekaanista höytälemassaa.

Mekaaninen massa korvaa yhä enemmän kemiallisen massan vaipoissa ja selluloosavanussa ja nk. tissue'ta sairaala-alustoissa, johtuen sen alhaisempaan hintaan saatavista vertailukelpoisista laatuominaisuuksista.

Höytälemassan konvertoijien (esimerkiksi vaipanvalmistajien) välinen kilpailu on hyvin ankara, mikä pakottaa rationalisempiin koneisiin, tehtaisiin ja markkinointiorganisaatioihin. Halvempien raaka-aineiden merkitys kasvaa yhä enemmän, mikä on edullista mekaaniselle massalle.

Kuten jo edellä on todettu käytetään höytälemassaa joko rul- lamassana, paalimassana tai arkkimassana. Näiden massatyyppien ja > 4 62870 jokaisen massatyypin yhteydessä käytetyn repimäkoneen keskinäinen vertailu antaa seuraavan tuloksen:

Rullamassa

Rullamassaa kuivakuidutettaessa käytetään tavallisesti vasa-ramyllyntyyppistä repimäkonetta, joka tätä nykyä maksaa 50 000 -70 000 SEK. Tämä mylly, jota tähän mennessä on voitu käyttää vain rullamassaa varten, aiheuttaa kuitenkin vaipanvalmistajalle korkeimmat höytäleen raaka-ainekustennukset. Kemiallisen rullamassan tonni-hinta on tätä nykyä noin 2000 SEK. Myllyn yksinkertaisen rakenteen ja pitkälle kokeillun käytön takia tämä myllytyyppi valitaan usein repimakoneeksi uusiin asennuksiin ja vanhoja koneita uusilla korvattaessa. Myllyä käytetään hyvin yleisesti koko maailmassa.

Eräs toinen ratamaista kuituainetta varten tarkoitettu repi-mäkonetyyppi on neularepimäkone.

Paali- ja rullamassa

Yksinomaan ratamaista ainetta varten tarkoitettujen aitojen' repimäkoneiden ja yksinomaan paali- ja arkkiainetta varten tarkoitettujen koneiden välimuoto on esimerkiksi edellämainittu nk. B-höy-tälöijä (Kamas). Sen avulla voidaan kuiduttaa paalimassaa, mutta ainoastaan mekaanista höytälemassaa,· joka sekoitetaan rullamuodossa olevaan kemialliseen höytälemassaan. Investointikustannukset kasvavat heti noin kuusikertaisiksi (noin 400 000 SEK/yksikkö) verrattuna yksinomaan rullamassaa käyttävään repimäkoneeseen. Tekniikka on uudempaa .ja vaikeammin hallittavissa. Käyttökustannukset ovat suuremmat kuin rullamassaa varten. Tämäntyyppisen repimäkoneen etu on se, että voidaan käyttää halpaa mekaanista paalimassaa ja tarpeen mukaan sekoittaa sitä kalliimpaan kemialliseen rullamassaan. Repimäkoneen korkea hinta perustuu siis ensi kädessä mahdollisuuteen kuiduttaa paalimassaa. Rullamassaa varten tarkoitetut repimäkoneet ovat kuten mainittu suhteellisen halpoja ja koska mekaanista höytälemassaa on olemassa myös rullamuodossa aiheuttanee rullamassaa varten esitetty yksinkertainen ja halpa mylly melkein samat raaka-ainekustennukset kuin tekniikaltaan huomattavasti kehittyneempi ja kalliimpi B-höytä-löijä.

Voidaan mainita, että kemiallinen paalimassa on tätä nykyä noin 200 - 500 SEK/tonni halvempaa kuin'kemiallinen rullamassa.

Siitä huolimatta, että voidaan siis käyttää halvinta raaka-ainetta B-höytälöijätyyppisessä repimäkoneessa, so. mekaanista paalimassaa, on tämä kuitenkin sekoitettava kalleinpaan massaan, so. kemialliseen rullamassaan. Olisi selvä etu jos yksinomaan rullamassaa 5 62870 varten tarkoitetussa repimäkoneessa sitävastoin voitaisiin käyttää kemiallista arkkimassaa. Tämä ongelma ratkaistaan nyt ko. keksinnön avulla, johon palataan seuraavassa.

Paali- .ja arkkimassa Näitä kumpaakin massatyyppiä samalla kertaa käytettäviä koneita on markkinoilla, mm. MoDo Mekan/Mekanator'in järjestelmä. Tällaisen koneen avulla voidaan siis valmistaa höytälettä kahdesta halvimmasta massatyypistä, so. paalimuodossa olevasta mekaanisesta massasta ja arkki- tai paalimuodossa olevasta kemiallisesta massasta. Investointikustannukset ovat kuitenkin 8 - $0 kertaa suuremmat kuin yksinomaan rullamassaa varten tarkoitetun repimäkoneen osalta. 8 kertaa suuremmilla investointikustannuksilla voidaan kaksi vaippako-netta kytkeä yhteiseen repimäkoneeseen ja 30 kertaa suuremmilla investointikustannuksilla voidaan kahdeksan vaippakonetta kytkeä yhteiseen repimäkoneeseen. Massan höytälöimiseksi tämäntyyppisten koneiden avulla koko paali leikataan aluksi liuskoiksi leikkurissa, jonka jälkeen liuskat karkearevitään puikkorepimäkoneessa. Karkearevitty höytäleaine kuljetetaan varastosäiliöön ja tästä säiliöstä höytäle syötetään ruuvisyöttimien avulla valmiiksirepimistä varten ennen jokaista vaippakonetta. On siis käytettävä yhtä monta myllyä hienore-pimistä varten kuin kytkettyjä vaippakoneita on.

Yhteenveto

Vertailu osoittaa, että rullamassa on kallista, mutta sitä varten tarkoitettu repimäkone on suhteellisen halpa ja käyttövarma. Yhdistetyn paali- ja rullamassan käyttöön liittyy sekä halvin massa (mekaaninen höytälemassa paalimuodossa) että kallein höytälemassa (kemiallinen massa rullamuodossa), kun taas käytetty kuidutuslaite (B-höytälöijä) on rakenteeltaan monimutkainen sekä kallis ja jonka käyttökustannukset ovat suuremmat kuin vain rullamassaa käytettäessä. Yhdistelmä paalimassa-arkkimassa tarkoittaa lopuksi, että käytetään halpoja raaka-aineita, kun taas repimäkoneen investointikustannukset sitävastoin ovat hyvin korkeat.

On osoittautunut, että tämän keksinnön avulla voidaan saavuttaa huomattavia etuja - sekä teknisiä että taloudellisia - käyttä- i mällä hyväksi kaikista aikaisemmin tunnetuista ja käytetyistä järjestelmistä saatuja etuja höytälemässan* valmistamiseksi korvaamalla aikaisemmat rullat paalilla, joka muodostuu kokoonpuristatusta, sik-sak-muotoisesti taitetusta jatkuvasta radasta. Edut ovat ilmeiset sekä massavalmistajalle että konvertoijalle, so. vaipanvalmistajalle. Koska sik-sak-muotoisesti taitettu keksinnön mukainen kuiturata -jota seuraavassa kutsutaan "Z-höytäleaineeksi" - lasketaan voitavan 6 62870 valmistaa suurin piirtein samoin kustannuksin kuin halpa paali- tai arkkimassa tai paali- ja arkkimassan ja kalliimman rullamassan hintojen väliin lankeavin kustannuksin ja koska Z-höytäleaine voidaan kuiduttaa markkinoilla jo olevissa halvoissa rullamassarepimäkoneis-sa, muodostaa tämä keksintö oleellisen ja erittäin odottamattoman parannuksen alan tekniikkaan, mikä merkitsee, että jatkossa ei ole syytä ostaa ja asentaa tilaa vaativia ja kalliita kuidutuskoneita halpaa paalimassaa varten. Tämän keksinnön tarjoama vaihtoehto on siis halvan Z-höytäleaineen käyttäminen, joka kuidutetaan halvoissa repimäkoneissa.

Se seikka, ettei kukaan, huolimatta saniteettialalla vallitsevasta hyvin kovasta kilpailusta, jossa käytetään höytälemassaa, ja niistä suurista eduista, jotka keksinnön mukaisen Z-höytäleaineen valmistaminen ja käyttäminen aikaansaa - jotka edut selvitetään yksityiskohtaisesti seuraavassa - ole tähän mennessä esittänyt tai ehdottanut höytälemassan käyttämistä jatkuvan, sik-sak-muotoisesti taitetun radan muodostamana paalina, osoittaa selvästi, että tämä ratkaisu ei ollut asiantuntevalle itsestään selvä.

Repimäkoneiden valmistajat ovat yrittäneet valmistaa koneita, jotka syöttävät arkin kerrallaan paalista tai pinosta jotta arkin hintaetua rulliin verrattuna voitaisiin käyttää hyväksi, mutta tulokset ovat olleet vaihtelevia.

Rataraaisen aineen taittaminen sik-sak-muotoon pinoksi tai paaliksi on sinänsä tunnettua muista yhteyksistä. Niinpä esimerkiksi ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 222 271 - lähinnä kuvion 5 yhteydessä - on esitetty kuinka vanua voidaan valmistaa ja pakata sik-sak-muotoon ja ranskalaisessa patenttijulkaisussa 979 069 on esitetty kuinka vauvanvaippa erään suoritusmuodon mukaan voidaan valmistaa vaihdettavalla absorboivalla kerroksella, «joka on taitettu sik-sak-muotoon. Nämä patenttijulkaisut esittävät kuitenkin aivan muunlaista ainetta kuin tämä keksintö, nimittäin ainetta, joka on jo höytälöity ja siis hyvin pehmeä. Asiantuntevalle ei suinkaan o.le itsestään selvää käyttää näiden patenttijulkaisujen antamia ohjeita sen ongelman ratkaisemiseksi, joka ratkaistaan tämän keksinnön avulla. Höytälemassa, so. höytäleaineen kuiduttamaton lähtöaine, on jäykempää ainetta ja oli luonnollista lähteä siitä ettei tällaista ainetta voida valmistaa jatkuvasti taitettuna ratana ja käyttää tässä muodossa sen syöttämiseksi repimäkoneeseen esimerkiksi vaippoja varten tarkoiteun höytäleaineen valmistamiseksi, koska oli odotettavissa, että taitetta tehtäessä siihen syntyy sellaisia kuitumurtumia, 7 62870 että rata katkeaa taitetun radan avaamisen yhteydessä ja kun se syötetään kuidutuslaitteeseen, jolloin voitiin odottaa että kuituradan katkeamiskohta muodostuisi ensikädessä repimäkoneen syöttötelojen ja kuidutusalueen välissä. Katkon syntyessä repimäkone vetää ehkä aina 50 cm:n pituisen kappaleen sisäänsä ja tämä voi aiheuttaa tukkeutumia repimäkoneessa ja myös painoltaan epätasaisia tuotteita.

Itse taitteen antama murto-osoitus voimistuu puristusvaiheessa kuidutuslaitteeseen tapahtuvan sisäänsyötön yhteydessä. Tämä viimeksi esitetty koskee erityisesti mekaanista, taitettua höytälemassaa, koska mekaaninen massa ei koostu yhtä pehmeistä kuiduista kuin kemiallinen massa eikä siinä myöskään ole yhtä suuri osuus pitkiä kuituja kuin kemiallisessa massassa, vaan vain noin puolet siitä. Käsin suoritetuissa vetokokeissa saatiin varmuus mekaanisen massan huonommasta lujuudesta taitteen kohdalla.

Tämä keksintö aikaansaa huomattavia etuja ei ainoastaan konvertoijalle, so. esimerkiksi vaipanvalmistajalle, vaan myös höy-tälemassan valmistajalle: paalin muodossa oleva taitettu massarata, jonka materiaalisisältö on sama kuin normaalirullan, vaatii vain noin 85% rullan tilavuudesta ottamatta huomioon rullien ahtauskerrointa. Rullamuodossa olevaa höytälemassaa ei voida puristaa kuoliaaksi samalla tavalla kuin taitemassasta koostuvaa paalia. Kuljetustaloudellisista ja ennen kaikkea toiminnallisista syistä, kun taitettu rata on syötettävä massapaalista repimäkoneeseen, on tärkeätä että paali on ainäkin osittah puristettu kokoon tai että on suoritettu täydellinen kuoliaaksipuristaminen. Z-höytäleaine-paalin muotoilun ja sen kokoonpuristamisen ansiosta saavutetaan myös suuria varastointietuja yhdessä muiden etujen kanssa. Rullan yksinkertaisuus yhdistetään paalin etuihin. Rullamuodossa olevan höytälemassan valmistuksessa käytetään rullaleikkuria, joka leikkaa rullat halutun levyisiksi. Asiantunteville on yleisesti tunnettua, että jos yksi ainoa massarata katkeaa rullaleikkurissa on koko panos poistettava. Pysähdyksen aikana syntyvän hukka-aineen takia tulevat rullapanoksen eri rullien kehänopeudet erilaisiksi rullien halkaisijaerojen takia ja katkenneen radan yhteenliittäminen on mahdoton suorittaa. Jottei massaa tuottavaa konetta lisäksi tarvitsisi pysäyttää rullataan koko rata-leveys usein rummulle, joka siirretään rullaleikkuriin sen leikkaamiseksi oikeisiin leveyksiin. Rullauskoneiden ja leikkuukoneiden sijasta tämän keksinnön mukaan käytettävien taittamiskoneiden etuna on se, että voidaan toimia jatkuvasti 1) ilman rullan/paalien vaihtoja ja 8 62870 2) radan katketessa sen kärki on "itsesieppaava" ja taittamista voidaan jatkaa, koska erilaisia kehänopeuksia ei ole siitä syystä, ettei yhdensuuntaisia rullia ole samalla rullausakselilla, .joiden halkaisijat ovat erilaisia. Keksinnön mukainen taitettu massa aiheuttaa pienempiä investointikustannuksia rullamassaan verrattuna, koska ei tarvita laitetta rullan vaihtamiseksi tai omana yksikkönä olevaa rullaleikkuria. Taitemassan pienempiin valmistuskustannuksiin voidaan myös lukea se seikka, että rullien holkkikustennuksia ei ole. Tämän lisäksi voidaan käyttää EUR-lavajärjestelmää, mikä rullien kohdalla ei ole kuljetuksen osalta taloudellisesti puolustettavissa.

Kun oletetaan, että massatehdas valmistaa höytälemassansa arkkimuodossa ja että sen vuosituotanto on noin 50 000 tonnia, joka tuotanto kuljetetaan kuorma-autoilla, ja kun oletetaan, että on valittava rullakoneen tai taittolaitteen välillä Z-höytäleaineen valmistamiseksi tämän keksinnön mukaan, osoittaa laskelma, että viimeksimainitun vaihtoehdon avulla, jossa käytetään taitettua Z-höytäleai-netta, saadaan kuljetuskustannusten perusteella ja holkkikustennusten jäädessä pois, voitoksi noin 5 000 000 SEK. Tämän lisäksi saavutetaan noin 0,5 miljoonan kruunun "voitto" investointikustannusten osalta.

Kun oletetaan, että tehtaassa on jo olemassa oleva rulla-massalaitos ja halutaan siirtyä tämän keksinnön mukaiseen taitettuun massaan, saavutetaan edellämainitun vaihtoehdon mukainen välitön kustannussäästö. Investointikustannukset kasvavat kuitenkin noin 0,5 miljoonaa kruunua ja massan myyntihinta voitaneen alentaa lähelle arkin hintatasoa.

Konvertoija, so. esimerkiksi vaipanvalmistaja ja vastaava, saavuttaa seuraavat edut keksinnön mukaisen taitetun höytälemassan avulla rullamassaan verrattuna: 1. Hintaetu. Höytäleaineen normaalikulutus konvertointiyksik-köä kohden on noin 1 000 vuositonnia ja johtaa edelläesitetyn perusteella noin 40 000 - 50 000 US$:n vuosivoittoon.

2. Pienentynyt varastotarve, mikä merkitsee suurta etua koska vapaita tiloja tarvitaan tilaa vaativaa lopputuotetta varten. Mas-sapaalien pienempi varastotarve rulliin verrattuna on tietysti suoranainen kustannussäästö.

3- Höytälemassan vähäisempi ja helpompi käsittely, koska tämän keksinnön erään erityisen toteutusmuodon mukainen taittoraassa voi olla jatkuvan radan muodossa, joka jakaantuu useammalle paalille.

Tätä etua ei koskaan voida saavuttaa rullamassan avulla. Rullamassa vaatii rullan vaihtamista .joka 20 minuutti, kun taas periaatteessa 9 62870 on mahdollista toimittaa taittomassan viikkotarve yhtenä pituutena.

Yhteenvetona voidaan keksinnön mukaisen taitetun Z-höytäle-massan avulla saavuttaa seuraavat edut: - sitä voidaan käyttää kuidutuslaitteissa, jotka tähän saakka on tarkoitettu vain rullamassaa varten, - sen avulla voidaan saavuttaa 10%:a pienempi tilavuus samalla metrimäärällä rullamassaan verrattuna, - sen ahtauskerroin on = 1 koska massa aina voidaan sopeuttaa EUR-lavojen mukaan, - se alentaa huomattavasti kuljetuskustannusten nousua rul-lamuodossa olevan mekaanisen höytälemassan osalta kemialliseen höy-tälemassaan verrattuna. Rullamuodossa oleva termomekaaninen höytäle-massa antaa melkein kaksinkertaisen tilavuuspainon kemialliseen höy-tälemassaan verrattuna, - se on periaatteessa paali, josta syystä voidaan soveltaa lähes paalin hintatasoa, - konvertoija, esimerkiksi vaipanvalmistaja voi käsitellä sitä yhtä yksinkertaisesti kuin rullamassaa, - konvertoija saa enemmän liikkumatilaa rationalisoimista varten raaka-aineen käsittelypuolella, koska on mahdollista pinota koko päivän tuotto nauhasyöttimen eteen, - se ei vaadi mitään "uudestaan kelaamista" kuten rullamas-san valmistuksessa, jossa kaikki rullat ovat yhteisellä karalla. Z-höytäleaine voidaan taittaa viivalleen, - se ei vaadi mitään kärjen sieppaamista paalia vaihdettaessa; paalinvaihto paalia valmistettaessa tapahtuu taitetun pinon pohjalla, jossa esimerkiksi teräslangan avulla rata leikataan poikki taitteen kohdalla halutulla korkeudella, - se parantaa suuressa määrin konvertointikoneiden investointilaskelmaa, jossa käytetään kallista rullamassaa.

Massaradan taittaminen keksinnön mukaiseksi paaliksi voidaan suorittaa joko muuntamalla sinänsä tunnettuja laitteita verrattain vähän tai pidemmälle kehitettyjen laitteiden avulla. Eräs erityisen sopiva kone on kehitteillä, mutta se ei lankea tämän keksinnön puitteisiin. Alla olevissa esimerkeissä 1 ja 2 selvitetyissä kokeissa käytetyt paalit valmistettiin taittamalla käsin rullamassalaitteesta tuleva jatkuva massarata. Rullamuodossa olevasta kemiallisesta höy-tälemassasta, jonka halkaisija oli 80 cm ja leveys ?7 cm, taitettiin siis kaksi paalia, joiden mitat olivat: pituus 85 cm, leveys 27 cm ja (kokoonpuristamaton) korkeus 65 cm. Taittaminen suoritettiin sik- 10 62870 sak-taittona siten, että tarttumalla ylimmän kerroksen päähän voitiin koko paali kääriä uudestaan auki. Jokainen kerros oli täsmälleen lähimpänä alla olevan kerroksen päällä. Kokoonpuristamaton taitettu paali asetettiin tämän jälkeen paalipuristimeen ja puristettiin täysin kokoon. Tämän puristamisen jälkeinen korkeus oli 51 cm.

Tämä tarkoittaa, että taitetun paalin tilavuudeksi tuli 51 x 85 x i p 27 = 117 045 cm , verrattuna rullan tilavuuteen TT - 80 on —ς X d/ * 155 648 cm . Paalimuodossa oleva taitettu massarata, jonka ainesi-sälto oli sama kuin normaalirullan, vaatii siis vain noin 86% rullan tilavuudesta, ottamatta huomioon rullien ahtauskerrointa. Myöskin rullasta taitettu, mekaanisesta höytäleaineesta koostuva paali puristettiin täysin kokoon. Ensisijaisesti kiinnostavaa kokeissa oli taitekohtien lujuuden selvittäminen, koska voitiin olettaa vasaramyllyn repivän radan poikki taitteen kohdalla ja vetävän mukaansa liian suuren osan radasta repimäkoneeseen. Erityisen kiinnostava oli termomekaanisen massan taitelujuuden määrittäminen, jonka massan taitekohdan lujuus on huomattavasti heikompi kuin kemiallisen massan.

Tässä yhteydessä on huomioitava, että kokeiltu mekaaninen höytäle-massa koostui puhtaasta mekaanisesta massasta, eikä siihen siis lisätty lainkaan kemiallista höytälemassaa, kuten mekaanista rullamas-saa valmistettaessa tehdään. Koe haluttiin siis suorittaa ääriolo-suhteissa.

Kokeissa käytettiin repimäkoneyksikkönä KAMAS-tyyppistä B-höytälöijälaitetta. Tämä kone on, kuten aikaisemmin on todettu, tarkoitettu kemiallista rullamassaa ja paalimuodossa olevaa mekaanista höytälemassaa varten. B-höytälöijälaitteeseen oli liitetty vaippakone, yhtiön Dambi-Produkter valmistamaa BDM-2-tyyppiä.

Vaikkakin kokeet on suoritettu höytäleaineen valmistamiseksi vauvanvaippoja varten, asiantuntevalle on ilmeistä että keksinnön mukaista menetelmää ja käytettyä, paaliksi taitettua massarataa yhtä edullisesti voidaan soveltaa massan kuivakuiduttamiseksi myös muita tarkoituksia varten, esimerkiksi paperin- ja paperityyppisten tuotteiden, kuten kartongin ja vastaavan valmistamiseksi.

Kyseeseen voivat tulla keksinnön erilaiset toteutusmuodot sekä massavalmistajan valmistaessa Z-höytäleainetta että konvertoijan käyttäessä höytäleainetta- Niinpä voidaan erään toteutusmuodon mukaan massarata taittaa sik-sak-muotoisesti paaliksi, jonka taitteiden välit ovat yhtä suuret, so. jokainen paalikerros on yhtä pitkä ja ulottuu paalin reunaan eli sivupintaan asti. Tämä suoritusmuoto on esitetty piirustuksen kuviossa 1 ja sitä sovellettiin suoritusesimor-keissä 1 ja 2.

11 62870

Kun massarata taitetaan edelläesitetyllä tavalla, on kuitenkin osoittautunut, että taitetuista kerroksista koostuva paali tai pino kasvaa korkeutta hyvin nopeasti niillä sivuilla, joissa taitekohdat tulevat päällekkäin (tämä on esitetty kaaviomaisesti kuviossa 2). Tästä seuraa puolestaan, että pino tai massapaali, kun haluttu täysi korkeus on saavutettu, on vaikeasti käsiteltävissä koska yläpinta on voimakkaasti kovera. Syy tähän'on tietysti se, että muodostetut taitteet ovat paksumpia kuin välittömästi niiden sisäpuolella oleva massa. Tietty kokoonpuristaminen voi jossakin määrin auttaa tilannetta, mutta ongelmaa ei kuitenkaan voida poistaa täysin käyttämättä hyvin suurta puristuspainetta käytön aikana, mikä vaatisi monimutkaisen laitteiston, mutta mikä kuitenkin aiheuttaisi vaaran että muodostunut massapaali muuttaisi muotoaan.

Edelläesitettyjen epäkohtien välttämiseksi voidaan keksinnön erään sopivan toteutusmuodon mukaan toimia niin, että massarata taitetaan siten, että taitteiden välinen jako tulee epätasaiseksi, jolloin taitettaessa syntyvä paksu taite sopii esimerkiksi kahden ulompana olevan taitteen väliin (kuv. 3)· Tämän seurauksena vaaditaan huomattavasti pienempi puristusvoima massapinon yläpinnan pitämiseksi tasaisena, jolloin se myöskin voidaan tehdä korkeammaksi, mikä useimmiten on toivottavaa. Tarvittava vähäisempi puristusvoima on suhteellisesti katsoen yksinkertaisimmin rakennettavissa järjestelmään suoraan taittokoneen jälkeen. Viimeksimainittu menetelmä massaradan taittamiseksi voidaan tietenkin suorittaa erilaisin taitteiden välisin jakoyhdistelmin, esimerkiksi kuten kuvioissa 4 ja 3 on esitetty.

Sen sijaan, että massavalmistaja toimittaa taitetun massan niin, että massapaalin rataleveys vastaa sitä leveyttä jonka ostaja (konvertoija) haluaa syöttää kuidutuslaitteeseensa, voi massavalmistaja keksinnön erään erityisen ja sopivan suoritusmuodon mukaan tuottaa massarataa, jonka l^okonaisleveys on konvertoi jän sisäänsyöttämän rataleveyden kerrannainen. Massarata taitetaan koko tältä leveydeltään niin, että taitteiden välinen jako on erilainen, kuten edellä on esitetty. Leveä massarata varustetaan kuitenkin ennen taittamista .vast aanottokoneen yhteydessä olevan sopivan rei'itys- tai leikkuu-laitteen avulla jatkuvilla;radan pituussuunnassa kulkevilla "taitto-osoituksilla", jotka käsittävät vuorottain lävistyksiä (perforointe-ja) ja niiden välisiä lyhempiä ehjiä kohtia. Nämä taitto-osoitukset sijoitetaan halutuin, ennalta määrätyin välein toisistaan radan koko leveydelle, kuten kuviossa 6 on esitetty. Massarata jaetaan tällä tavalla halutun levyisiksi liuskoiksi, joiden leveys vastaa konver- 12 62870 toijan kuidutuslaitteeseen syöttämän radan leveyttä. Liuskat pysyvät koossa valmistamisen aikana ja sen jälkeen ja ennen kaikkea kuljetuksen ja varastoinnin aikana taitto-osoitusten lyhyiden ehjien osien avulla. Kuidutuslaitteeseen syötettäessä revitään yksi tai mahdollisesti useampia liuskoja paalista kuten kuviossa 10 on osoitettu. Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan taitetaan kaksi liuskaa päällekkäin taitto-osoitusrajaa pitkin ja syötetään kuidutuslaitteeseen kaksinkertaisena liuskana. Myöskin paksummat, esimerkiksi kolminkertaiset liuskat, voivat tulla kysymykseen. Sisäänsyöte-tyn liuskan leveys ja paksuus säädetään halutunlaiseksi riippuen kuidutuskonetyypistä.

Keksintö selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen. Paali on jo esitetty kuvioihin 1-6 viittaamalla.

Kuv. 7 esittää periaatekuvaa käytetystä KAUAS B-höytälekone-tyyppisestä kuidutuskoneesta, johon rullamassarata on kytketty tavanomaisen menetelmän mukaan.

Kuv. 8 esittää samaa kuidutuskonetta kuin kuvio 7, mutta jossa rullamassa on kytketty irti ja keksinnön mukaan taitettu massarata on kytketty koneeseen paalista, jonka rataleveys on yksinkertainen, ja

Kuv. 9 jälleen samaa konetta, jossa rullamassa on kytketty irti ja jossa kahta taitemassatyyppiä, ts. esimerkiksi mekaanista taitemassaa ja kemiallista taitemassaa, syötetään repimäkoneeseen.

Kuv. 10 esittää, kuten jo edellä on lyhyesti todettu, keksinnön sopivinta suoritusmuotoa, jossa taitetusta höytälemassasta koostuvan paalin leveys on repimäkoneeseen syötettävän syöttölevey-den kerrannainen, jolloin yksittäiset rataleveydet pysyvät koossa massaradassa olevan pitkittäisen rei'ityksen avulla.

Seuraavassa selitetään piirustuksen kuviot lähemmin:

Kuv. 1 esittää paalin alkupäätä 1 ja paalin loppupäätä 2, joka periaatteessa voi jatkua uuden paalin alkupäähän jne., taitteet 3 ja kohta 4 osoittaa missä radan taitto-osoituksia voidaan olettaa muodostuvan.

Kuviot 2 - 6 on jo edellä selitetty.

Kuviossa 7 on esitetty käyttötelat 5 rullamassan syöttämiseksi. Telojen suojakupu voidaan avata- kohdassa 16. Koneessa on lisäksi kuidutusyksikkö 6; rullaraassateline ja rullamassa 7 sekä kohdassa 8 on esitetty kappaleena litteässä muodossa olevan mekaanisen höytälemassan sisäänsyöttö ja makasiini.

15 62870

Kuviossa 8 on esitetty koe, jossa käytetään keksinnön mu-kaista taitettua kemiallista höytälemassaa yhdistettynä kappaleina/ levyinä olevaan mekaaniseen höytälemassaan, jolloin kohdassa 7 rulla-massa on kytketty irti, kohdassa 9 on taitemassapaali, joka erityisen suoritusmuodon mukaan on varustettu suojapeitteellä, kohdassa 10 on esitetty aukileikattu kansi, kohdassa 5 taitemassan käyttötelat, kohdassa 8 kappalemassasyöttö ja kohdassa 11 yksittäiset taitemassa-osat, joiden pituus taitteiden, välillä on 85 emi

Kuviossa 9 on esitetty koe, jossa käytetään kemiallista ja mekaanista taitettua höytälemassaa, jolloin kohdassa 7 on irtikytketty rullamassa, kohdassa 5 taitemassan käyttötelat, kohdassa 9 taitetusta kemiallisesta höytälemassasta (selluloosasta) koostuva paali, kohdassa 12 taitetusta mekaanisesta höytälemassasta koostuva paali, ja jolloin kohdassa 13 on esitetty paalin aukileikattu pakkauskansi ja kohdassa 14 taitemassaosia, joiden pituus on noin 85 cm.

Kuviossa 10 on periaatteessa esitetty sama laite kuin kuviossa 9 mutta sillä erolla, että molemmissa paaleissa 16 olevan taite-massan leveys on kolminkertainen, jolloin yksi rata jokaisesta paalista revitään irti sitä repimäkoneeseen syötettäessä.

Esimerkki 1 Tässä kokeessa ajettiin kuvion 8 esittämällä tavalla. Kokeessa käytettiin sekoitusta, joka koostui 50%:sesti keksinnön mukaisesta kemiallisesta taitemassasta ja 50%:sesti paalimuodossa olevasta mekaanisesta höytälemassasta. Rullista tuleva rata irroitet-tiin syöttöteloista ja sen sijaan syötettiin paalista tulevaa kemiallista taitemassaa. Vaihdon aikana olivat sekä repimäkone että vaip-pakone käynnissä. Kemiallisesta taitemassasta koostuva paali 9 asetettiin yksinkertaisesti rullatelineen taakse, kuten piirustuksessa on esitetty. Kokeessa pakkaus avattiin leikkaamalla sen yläosa auki ja sivut jäivät paikoilleen tuen muodostamiseksi. Kiinnostavaa oli saada selville jos repeytyminen tapahtuu taitteiden kohdalta kun nämä ohittavat käyttötelat. Käyttötelojen 4 päällä oleva suojus avattiin ja tällöin voitiin todeta, ettei mitään repeämistä tapahtunut kokeen aikana, joka kesti 10 minuuttia. Näiden 10 minuutin aikana käytettiin noin 40 kg kemiallista taitemassaa, mikä merkitsee että 235 taitetta ohitti telat' ilman mitään ongelmia.

Esimerkki 2

Kuvion 9 esittämällä tavalla suoritetussa kokeessa kytkettiin kappaleiden/levyjen 2 sisäänsyöttö täysin pois ja mekaanista 14 «2870 taitemassaa sisältävä paali 12 asetettiin kemiallista taitemassaa sisältävän paalin 9 taakse ja mekaanisen höytälemassan rata syötettiin käyttötelojen 5 väliin. Keksintöä normaalivalmistuksessa täydessä mittakaavassa sovellettaessa ei tietenkään kokeen aikana tai-temassarataa tukevia rullia käytetä, vaan taitemassapaalit - joita on kytketty useampia yhteen jatkuvaksi radaksi jokaista höytälemassa-tyyppiä varten - on esimerkiksi pinottu lavoille tai vapaasti lattialle ja asetettu peräkkäin ja lähemmäksi repimäkonetta kuin nyt ko. kokeessa. Kokeessa mekaaninen höytälemassa tuli ensimmäisenä kosketukseen koneen repimäsegmentin kanssa ja sai siitä syystä ottaa "ensimmäisen iskun" vastaan, mutta ei myöskään tässä tapauksessa esiintynyt mitään repeämiä taitteissa tai niiden läheisyydessä, vaan tuotanto sujui normaalisti. Kokeen kestoaika oli noin 10 minuuttia.

Nämä kokeet osoittivat, että taitteiden kohdalla odotettu repeäminen ja siitä johtuva tuotanto-ongelma oli vältettävissä yksinkertaisten asettelutoimenpiteiden avulla, jotka asiantunteva voi vaikeudetta selvittää jokaisessa yksittäistapauksessa.

Esimerkki 5 A) Kemiallista Z-höytälemassaa oleva paali valmistettiin, jolloin kuviossa 6 esitetyn lävistysmenetelmän avulla rata jaettiin leveyssuunnassa niin, että muodostui 254 mm leveitä liuskoja. Lävistetyt (perforoidut) ratojen osat olivat pituudeltaan 450 mm ja lävistämättömät osat, joiden tarkoituksena oli pitää koossa leveydeltään 254 mm:n liuskat, olivat pituudeltaan noin 1,5 mm. Lävistykset saatiin aikaan taittolaitteen eteen asennetun pyörivän perforointi-terän avulla, jonka halkaisija oli 150 mm ja joka toimi karkaistua terästä olevaa telaa vastaan.

Massaradan' paksuus oli noin 2 mm ja paino/pintayksikkö oli 850 g/m5.

Kuivatun massaradan lävistämisen jälkeen se syötettiin edelleen taittolaitteese.en ratanopeudella noin 40 m/min. Radan taittaminen suoritettiin kuvion 5 esittämällä tavalla. Jotta lopullisen paalin yläpinta saataisiin lähes tasaiseksi, paali puristettiin kokoon reunoistaan joka kolmannen taitoksen jälkeen niistä reunoista, joissa taitteet olivat. Reunoja ei puristettu täysin kokoon vaain ainoastaan riittävästi suhteellisen tasaisen pinnan aikaansaamiseksi.

B) Kohdan A) mukaan valmistettua paalia käytettiin höytäle-aineen valmistamiseksi. Paali asetettiin Mini-pad-tyyppisen koneen eteen, joka oli varustettu Kamas-tyyppiselää vasaramyllyllä. Z-höy-tälemassaliuskan, jonka leveys oli 254 mm, yläpää syötettiin konee-

Claims (10)

1. Menetelmä kemiallisen, kemimekaanisen ja mekaanisen kuitumassan tai näiden seosten kuivakuiduttamiseksi sinänsä tunnettujen kuiduttamislaitteiden, nk. repimäkoneiden, myllyjen tai vastaavien laitteiden avulla höytäleen tai vapaiden kuitujen ja kuituka-saantumien aikaansaamiseksi, joita käytetään sinänsä tunnetulla tavalla paperin, paperintapaisten tuotteiden ja absorboivien tuotteiden valmistamiseksi, tunnet tu siitä, että kuituaine syötetään kuiduttamislaitteeseen (6) paalista (9, 12) tulevana jatkuvana kuitu-ratana (11, 14), joka paali käsittää puristetun tai puristamattoman, sik-sak-maisesti useampaan kertaan taitetun jatkuvan radan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuituaine syötetään kuiduttamislaitteeseen (6) paalista (16, 17) tulevana jatkuvana kuituratana (11, 14), joka paali käsittäärjHuristetun tai puri st amatt oman, sik-sak-maisesti useampaan kertaan taitetun jatkuvan radan, jonka taitteiden välinen jako on erilainen (kuv. 3, 4, 5)1 so. että paalin yksittäisten kerrosten pituus on vaihteleva, jolloin massaradan kokonaisleveys paalissa jatkuvasti toistuvien lävistysten (perforointien) vast, niiden välisten ' 62870 ehjien lyhyiden osien avulla radan koko pituudelta (kuv. 6) on jaettu kahteen tai useampaan yhdessä pysyvään, halutun]evyiseen liuskaan repimäkoneeseen syöttämistä varten niin, että kulloinkin syötetty rataleveys syöttämisen yhteydessä revitään irti halutun levyisenä paalista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että jatkuvan kuituradan muodostaa useat yhteen liitetyt samaa ainetta olevat paalit niin, että yhden paalin kuitu-radan loppupää (2) katkotta yhtyy seuraavan paalin kuituradan alkupäähän (1). *

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidutuslaitteeseen (6) samanaikaisesti syötetään kemiallista kuitumassaa (11) (selluloosaa) ja mekaanista kui-tumassaa (14) peräkkäin asetetuista paaleista (9, 12 tai 16, 17) lopputuotteen koostumuksen niin vaatiessa.

5». Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kemiallinen kuitumassa (9) ja mekaaninen kuitumassa (12) ovat kummatkin jatkuvan kuituradan muodossa, joka on jaettu useaksi toisiinsa liitetyksi paaliksi.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että useampia paaleja on pinottu päällekkäin ja/tai peräkkäin.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisessa menetelmässä käytettävä kuituainepaali (9, 12), tunnet tu siitä, että sen muodostaa puristettu tai puristamaton sik-sak-maisesti taitet tu jatkuva kuiturata (11, 14), joka on kemiallista, kemimekaanista tai mekaanista kuitumassaa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kuituainepaali, tunnettu siitä, että paalissa (16, 17) oleva kuiturata on taitettu niin, että taitteiden (kuv. 3, 4, 3) välinen jako on erilainen, so. että paalin yksittäisten kerrosten pituus vaihtelee, ja että paalissa • olevan massaradan kokonaisleveys on jatkuvasti toistuvien lävistysten (perforointien) vast, niiden välisten lyhyiden ehjien osien (kuv. 6. avulla radan koko pituudelta jaettu kahteen tai useampaan yhdessä pysyvään halutun levyiseen liuskaan repimäkoneeseen syöttämistä varten.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen kuituainepaali, tunnettu siitä, että se koostuu höytälemassasta.

10. Patenttivaatimuksen 7-9 mukainen kuituainepaali, tunnettu ^14ta:, että se kuuluu useammasta yhteenliitetystä paalis- 7 62870 ta muodostettuun yksikköön siten, että yhden paalin kuituradan loppupää katkotta liittyy seuraavan paalin kuituradan alkupäähän.