FI64194C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av fiberelement - Google Patents

Description

F

KUULUTUSJULKAISU „ . _ Λ W (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT 64194 ^ (SI) K».Ht?/lnt.a.3 D 04· H 1/70 SUOMI —FINLAND (21) Ρ*·η«Ι*^·ι»*ι·—Ρι«·ηα»ι·βΙιηΙη| 772299 (22) HtkmltpUvI — AMSIcnlnfttfaf 27.07.77 (23) AlkupUvt—Glkighatadag 27.07.77 (41) Tullut |u!kl*okj| — Bllvtc 03.02.78 PKtentti- ja rekisterihallitus /44) Nihtu*,.,»™). kuuL|utk^n pum.-

Patent- och registerstyrelsen ' ' AmBkan utlagd och utl.ikrtften pubMcurad 30.06.83 (32)(33)(31) fVr>««y utuoikuu»—e^w priori*·» 02.08.76

Iso-Britannia-Storbritannien(GB) 32180/76 (71) Wiggins Teape Limited, P.0. Box 88, Gateway House, Basing View,

Basingstoke, Hampshire RG21 2EE, Iso-Britannia-Storbritannien(GB) (72) Kieron Philip Green, Thame, Oxon, Bruce Reynolds Inglis, High Wycombe, Bucks, Roger Anthony Allen, Gt. Missenden, Bucks,

Roger Wherwell Tringham, Beaconsfield, Bucks, Iso-Britannia-Storbritannien (GB) (74) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä ja laite kuituelementtien valmistamiseksi - Förfarande och anordning för framställning av fiberelement Tämän keksinnön kohteena on parannettu menetelmä ja laite pitkänomaisten kuituelementtien valmistamiseksi, ja se kohdistuu erityisesti, joskaan ei yksinomaan, kuitutankojen valmistukseen, joista voidaan muodostaa savukkeensuodatinelementtejä.

Savuketeollisuus käyttää pääasiassa tupakkatuotteiden suodattimien kahta peruslajia, nimittäin selluloosa-asetaattia ja aallotettua paperia sekä myös kolmatta lajia, joka muodostuu kahden ensinmainitun yhdistelmästä. Kaikissa kolmessa suodatinlajissa tarvitaan pape-rikäärettä niiden lieriömäisen muodon säilyttämiseksi. Lisäksi niissä on muita epäkohtia, jotka on yksityiskohtaisemmin esitetty suomalaisessa patentissa n:o 62 467, jonka kohteena on parannettu tupakkatuotteen suodatin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laite pitkänomaisen kuituelementin muodostamiseksi, joka lieriömäisenä sopii savukkeensuodattimena käytettäväksi ja jolla on huomattavan ehjä rakenne, jolloin paperikäärettä ei tarvita. Nyt on havaittu, 2 64194 että käyttämällä tavanomaisten tasoviirapaperinvalmistusmenetelmien muunnelmaa voidaan valmistaa tuote, joka alkumuovausvaiheen jälkeen ei vaadi muuta käsittelyä kuin kuivauksen ja kappaleiksi leikkauksen ennen sen yhdistämistä suodatinsavukkeeseen.

Tavanomaisissa tasoviiramenetelmää käyttävissä paperinvalmistusmene-telmissä valmistetaan ensin dispersio paperikuiduista, esim. puumassa-kuiduista. Tämä dispersio, jolla on suhteellisen alhainen konsis-tenssi n. 0,5 %, muodostaa paperisulpun, joka tulee ulos paperikoneen perälaatikon huuliaukosta ja levitetään liikkuvan tasoviiran koko leveydelle. Huomattava osa dispersion sisältämästä vedestä poistetaan viiralla, osaksi suoraan suotautumalla kalvojen avulla ja osaksi tyhjöä käyttämällä. Jäljellä olevien kuitujen välille muodostuu vetysidoksia, jotka muodostavat rainan., joka sen jälkeen nostetaan viiralta ja siirretään paperikoneen puristus- ja kuiva-tusosiin.

Tasoviiramenetelmässä säädetään huolellisesti nopeussuhdetta (ts. sulpun huuliaukosta laskeutumisnopeuden ja tasoviiran liikkeen nopeuden välistä suhdetta). Useimmissa tapauksissa se on suunnilleen 1:1, eikä se erikoisjärjestelmissäkään todennäköisesti ole suurempi kuin 2:1. Liian suuri poikkeama suhteesta 1:1 johtaa huonoon paperin muodostumiseen ja kuitujen taipumukseen suuntautua tavalla, joka alentaa lujuutta.

Muunnellun tasoviirakoneen käyttöä savukkeensuodattimlen valmistukseen on jo ehdotettu GB-patenttijulkaisussa 748 095. Tällaisella koneella valmistettava savukkeensuodatin on myös esitetty GB-patentti julkaisussa n:o 753 203.

Ensin mainittu patenttijulkaisu esittää koneen, jossa kahta tai useampaa huokoista hihnaa tai vastaavaa osaa ohjataan yhdessä, jolloin ne muodostavat putkimaisen muovausvyöhykkeen. Kostutettua sel-luloosakuitumassaa syötetään muovausvyöhykkeeseen hihnojen ollessa liikkeessä. Vettä poistetaan massasta hihnojen läpi osaksi yksinkertaisesti suotautumalla ja osaksi tyhjön avulla.

Muovausvyöhykkeestä saatu kuitumainen rakenne vaihtelee tiheydeltään, eikä se ole riittävän tiivis ollakseen itsekantava, vaan jatkokäsittely on tarpeen sen tiheyden ja erityisesti lujuuden parantamiseksi painetta käyttämällä.

3 64194 GB-patenttijulkaisu n:o 753 203 ehdottaa useiden pintakäsittelyjen käyttöä, nun. paperikääreen käyttöä, jotta GB-patent-tijulkaisun n:o 748 095 mukaisella menetelmällä valmistettu suodatin saadaan riittävän ehjärakenteiseksi, niin että sitä voidaan käyttää nopeakäyntisissä savukkeenvalmistuskoneissa.

Tunnetun tuotteen arvellaan tarvitsevan tiivistämistä ja jatkokäsittelyä, koska kuidut pysyvät puutteellisesti koossa kuitumassassa, joka muodostaa tuotteen sen poistuessa muovaus vyöhykkeestä . Puutteellinen koossapysyvyys johtuu ilmeisesti ensisijaisesti väärin valitusta sulpun konsistenssista ja liian alhaisen nopeussuhteen käytöstä. Vapaan ilman poistamatta jättäminen sulpusta ja laitteesta, jolla prosessi suoritetaan, saattaa myös johtaa sellaisiin tuotteen tiheyden vaihteluihin, joita ei voida hyväksyä.

Esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan entistä parempi menetelmä ja laite, joiden avulla tuotteelle voidaan antaa riittävä rakenteellinen eheys, niin ettei lisä-tiivistystä tai pintakäsittelyä, kuten käärimistä, enää tarvita.

Keksintö käsittää menetelmän kuitumaisen sydänosan ja sitä ympäröivän suuremman tiheyden omaavan kuoren käsittävän kui-tuelementin valmistamiseksi jatkuvasti pitkänomaisessa kehältään suljetussa revitetyssä muovauslaitteessa tämän liikkuessa nesteenpoistolaitteen läpi muodostamalla kuitudispersio, joka suihkutetaan muovauslaitteeseen ja kehittämällä paine-gradientti nesteenpoistolaitteeseen sisältyvässä nesteenpois-tovyöhykkeessä, joka menetelmä on tunnettu siitä, että kuitudispersio (60) suihkutetaan muovauslaitteeseen suihkutusno-peudella, jonka suhde muovauslaitteen nopeuteen on vähintään 5:1, niin että osa kuiduista muodostaa kuitumaton muovauslaitteen sisäpinnalle ja loput kuidut tiivistyvät yhteen muodostaen mainitun kuitumaisen sydänosan, joka on mainitun kuitu-maton muodostaman suuremman tiheyden omaavan kuoren ympäröimä.

Elementti joutuu muovauksen jälkeen edullisesti lisävalmistus-vaiheeseen tai -käsittelyyn, kuten kuivaukseen kohdistamatta siihen kuitenkaan taivutus- tai puristusvoimia, jotka vaikuttavat kuoren rakenteelliseen eheyteen. Elementti voidaan siis saattaa kulkemaan suoraviivaisesti taivuttamatta kuivaimeen, jonka avulla ilmaa vedetään elementtiin, minkä jälkeen se 4 64194 imetään pois siitä, ja/tai elementti voidaan leikata kappaleiksi, ennen kuin se siirretään sivusuunnassa suurtaajuuskuivaimeen.

Tuotteen tiheyden vaihtelut voidaan vähentää minimiin poistamalla vapaa ilma nesteenpoistovyöhykkeestä ja estämällä dispersion flokkulointi edistämällä ensin dispersion pyörteilyä välittömästi ennen suihkutusta ja pitämällä sen jälkeen konsis-tenssi optimitasolla ko. tapauksessa käytetyn suihkutusnopeuden suhteen.

On havaittu, että käytetty dispersion suurin konsistenssi vaih-telee sekä suihkutusnopeuden ja kuitutyypin mukaan. Tyydyttävää elementtiä ei kuitenkaan voida valmistaa, jos konsistenssi on yli n. 3 %.

Samoin on havaittu, että suihkutusnopeuden ja muovauslaitteen nopeuden välisellä suhteella (nopeussuhteella) on vähimmäis-arvo, joka on riippuvainen käytetystä kuitutyypistä, mutta että lyhyimmilläkään kuiduilla ei saada tyydyttävää tuotetta, jos nopeussuhde on pienempi kuin n. 5:1. Korkeiden alfa-selluloosakuitujen kohdalla, joita tässä ehdotetaan käytettäviksi savukkeensuodattimien valmistukseen, on vähimmäisnopeus-suhde n. 10:1.

Laite kuitumaisen sydänosan ja sitä ympäröivän suuremman tiheyden omaavan kuoren käsittävän kuituelementin valmistamiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä käsittää pitkänomaisen, reiällisen hihnan muodostaman muovauslaitteen, reiällisen muovaus-kammion, jonka läpi hihna kulkee muotoutuen tällöin onttoon muotoon, elimet hihnan kuljettamiseksi muovauskammion läpi, nesteen-poistolaitteen, joka sisältää nesteenpoistovyöhykkeen, joka ainakin osaksi ympäröi muovauskammiota ja jonka muodostaa umpinainen vedenpoistolaatikko ja suihkusuuttimen kuitudispersion suihkuttamiseksi muovauskammiossa olevaan muovauslaitteeseen, ja on tunnettu siitä, että suihkusuutin ulottuu muovauskammioon ja on mitoitettu niin, että se oleellisesti estää ilman sisääntulon suuttimen ja hihnan seinien välistä sekä on sovitettu suihkuttamaan kuitudispersiota suihkutusnopeudella, jonka suhde muovauslaitteen nopeuteen on vähintään 5:1.

On havaittu, että keksinnön mukainen menetelmä antaa tulokseksi elementin, jonka pintakerros on oleellisesti tiheämpi kuin sen sisus. Tämä pintakerros tai kuori antaa tuotteella kovuuden, jota tuotteen toimiessa savukkeensuodattimena voidaan verrata selluloosa -asetaattisuodattimien kovuuteen. Hyväksyttävä pintapehmeys saadaan myös valitsemalla huokoisille hihnoille oikea silmäkoko ja ainekudos. Huokoiset hihnat ovat edullisesti nuoviainetta, kuten nailonia. Tämän ansiosta nuavausvyohykkeesta poistuva tuote voidaan kuivauksen ja leikkauksen jälkeen syöttää suoraan savukkeenvalmistuskoneistoon, 5 64194 jossa se yhdistetään savukkeisiin ilman välikäsittelyä tai kääri-misvaihetta.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 on puolikaaviollinen lohkokaavio keksinnön mukaisesta muo-vauslaitteesta yhdistettynä sopivaan sulpunvalmistusjärjestelmään. kuvio 2 esittää pystyleikkauksena kuviossa 1 esitetyn järjestelmän erästä komponenttia, kuvio 3 on puolikaaviollinen asemapiirros, joka esittää keksinnön mukaista muovauslaitetta ja muita komponentteja kuivatun tankomaisen tuotteen muovaamiseksi, kuvio 4 esittää osoittaisena leikkauksena yksityiskohtaisemmin keksinnön mukaista muovauslaitetta sivusta katsottuna, kuvio 5 esittää päätyleikkausta kuvion 4 viivoja V-V pitkin, kuvio 6 esittää päätyleikkausta kuvion 4 viivoja VI-VI pitkin, kuvio 7 esittää päätyleikkausta kuvion 4 viivoja VIII-VIII pitkin, kuvio 8 esittää kaaviollisena pituusleikkausena keksinnön mukaista muovauslaitetta ja menetelmää, jolla tuote valmistetaan muovausvyö-hykkeessä, kuvio 9 esittää sivukuvana erästä toista kuvion 3 laitteiston komponenttia, kuvio 10 on pystyleikkaus kuvion 9 viivoja X-X pitkin, kuvio 11 esittää pituusleikkauksena kuvion 3 laitteiston erästä toista komponenttia, kuvio 12 esittää päätyleikkausta kuvion 11 viivoja XII-XII pitkin, kuvio 13 esittää leikkausta kuvion 3 viivoja XIII-XIII pitkin, kuvio 14 esittää puolikaaviollisena sivuleikkauksena koneen osaa litteän kartonkimaisen tuotteen valmistamiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä, ja kuvio 15 esittää leikkausta kuvion 14 viivoja XV-XV pitkin.

Kuvio 1 esittää kuituelementin muovausyksikköä 1, johon syötetään kuitudispersiota pyörteiden kehitinyksiköstä 2. Tuotteen muovauslaitetta 1 ja pyörteiden kehitinyksikköä 2 selitetään yksityiskohtaisesti seuraavassa.

Sulppu valmistetaan ja sitä syötetään yksikköön 2 seuraavasti Sopiva sulppu suiputetaan ensin sulputtimossa 3. Sitä syötetään 64194 6 pumpun 4 avulla laimennusastiaan 5, jossa on sekoitin 6. Sulppu laimennetaan n. 1 %:n konsistenssiin astiassa 5 ja kierrätetään uudelleen pumpun 7 avulla lajittelulaitteen 8 läpi sulputtimeen 3. Sulpusta lajittelulaitteessa 8 erotetut hienot kuidut poistetaan kohdassa 9.

Ohennettu ja lajiteltu sulppu syötetään sen jälkeen pumpun 4 avulla ohennetun sulpun säiliöihin 10 ja 11, joissa on sekoittimet 12 ja 13. Ohennettua sulppua syötetään säiliöistä 10 ja 11 pumpulla 14 vakiopainesäiliöön 15, joka syöttää pumppua 16. Pumpun 16 poisto-pää syöttää energiaa pyörteiden kehitinyksikköön 2 ja uudelleenkier-rätysjohtoon 17, joka palauttaa sulpun säiliöön 15 ja estää paineen ja siten pyörteiden kehitinyksikköön 2 virtaavan sulpun nopeuden vaihtelut. Säiliö 15 voidaan korvata dekulaattoriyksiköllä, jota ei ole esitetty. Se käsittää suljetun säiliön, johon sulppua suihkutetaan ja joka on tyhjön alaisena, niin että yksiköstä laitteeseen 2 kulkevasta sulpusta poistetaan ilman.

Elementin muovausyksikössä 1 sulpusta poistetaan vesi tyhjöpumpun 19 avulla, jolloin saadaan tankomainen elementti. Muovausmenetelmää selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin. Tyhjöpumpussa 19 on uudelleenkierrätyspiiriin sovitettu painolastisäiliö 21. Pumpusta 19 vesi poistetaan joko jätevetenä kohdassa 22 tai palautetaan pa-lautussäiliöön 23. Pumppu 24 palauttaa poistetun veden laimennussäi-liöön 5.

Pyörteiden kehitinyksikön 2 sisäpuolinen muoto näkyy parhaiten kuviosta 2. Yksikössä 2 on useita sisäpuolisia aallotuksia 25, jotka kehittävät pyörteitä sulppuun ja estävät flokuloinnin ennen sulpun suihkutusta yksikköön 1.

Kuviossa 3 esitetty komponenttien kokoonapano käsittää elementin muovausyksikön 1, leikkuriyksikön 30 elementin leikkaamiseksi ennalta määrätyiksi pituuksiksi, kuivatuskaapin 31 ja suurtaajuuskuivai-men 32. Kuivatuskaapin 31 ja kuivaimen 32 tehtävänä on tuotteen vesipitoisuuden alentaminen ja sen kuivaaminen n. 10 %:n lopulliseen kosteuspitoisuuteen.

Elementin muovausyksikössä 1 ja kuivatuskanpissa 30 on kummassakin rei'itetyt putket, joita selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa ja joiden tehtävänä on saattaa tasoviirat 33 ja 34 pääasiassa lie- 7 64194 riömäiseen muotoon niiden kulkiessa ao. yksikön läpi. Tasoviirat on edullisesti valmistettu muoviaineesta kuten nailonista ja johdettu kiristysrullien 35 ja 36 ympäri.

Elementin muovausyksikkö 1 on esitetty yksityiskohtaisesti kuvioissa 4 ja 7. Se muodostuu nesteenpoistolaitteesta, jossa on vedenpoisto-laatikot I, II, III ja IV, joita rajoittavat sisäpuolella seinät 40, 41 ja 42 sekä päätyseinät 43. Rei'itetty putki 44, joka toimii reiällisenä muovauskammiona kulkee kaikkien laatikoiden läpi ja päättyy päätyseiniin 43. Seiniin 43 on kiinnitetty päätylevyt 45 ja 46, jotka kannattavat putken 44 kanssa sama-akselisia tulo- ja poistoputkia 47 ja 48. Tulojohtimen 50 pään muodostama sulpun suih-kusuutin 49 ulottuu tuloputken 47 läpi rei'itettyyn putkeen 44. Nailontasoviira 33 muodostaa hihnan, joka toimii pitkänomaisena reiällisenä muovauslaitteena ja kulkee telan 51 ympäri litteänä ja muodostuu vähitellen lieriömäiseksi kulkiessaan tuloputken 47 ja rei'itetyn putken 42 läpi, kuten kuvioista 5, 6 ja 7 nähdään. Rei'itetty putki 44, suihkusuutin 49 ja tasoviira 33 on mitoitettu niin, että näiden osien välille saadaan aikaan tiivis työntötiukkuus, mikä estää tehokkaasti ilman sisääntulon suihkusuuttimen 49 ja viiran 33 seinien välisen jakopinnan ympäri ja tuloputken 47 kautta. Kuljettuaan ulospäin poistoputken 48 kautta tasoviira 33 asettuu litteäksi , kun sitä vedetään telan 52 ympäri, saumalla kun muodostettu tankomainen elementti 53 kulkee eteenpäin putken 44 akselin suuntaisesti.

Kussakin laatikossa I, II, III ja IV, jotka on sovitettu peräkkäin, on poistoaukko 54 tyhjön kehittämiseksi sulpusta tasoviiran 33 ja rei'itetyn putken 44 läpi poistetun veden poistamiseksi, jolloin ve-denpoistolaatikoihin muodostuu nesteenpoistovyöhyke.

Yksikön 1 toiminta tankomaisen elementin 53 muodostamiseksi käy parhaiten ilmi kuviosta 8, joka esittää suurennettuna rei'itettyä putkea 44, tulosuutinta 49 ja tasoviiraa 33. Tässä kuviossa esitetty muo-vausprosessi tapahtuu edellyttäen, että kuitudispersiota suihkutetaan suihkusuuttimecn 49 sopivan sakeana ja sopivalla nopeudella viiran 33 nopeuden suhteen. Viiran 33 muodostamaan muovauslaitteeseen tulevassa kuitusulpussa 60 on rajakerros 61, joka suotautuu nopeasti nesteenpoistovyöhykkeen ensimmäisessä osassa 62. Seuraavassa veden-poistovyöhykkeessä 63 alkaa viiran 33 pinnalle muodostua kuitumatto 8 64194 64. Koska sulpun nopeus kuitenkin on suuri viiran 33 nopeuden suhteen, kuitumaton sisäpinta hajoaa pieniksi höytäleiksi, jotka irtoavat ja kulkevat eteenpäin paksunnusvyöhykkeeseen 65. Viiran 33 lähellä sijaitsevat kuitumaton ulko-osat tiivistyvät samalla suhteellisen tiiviisti sidotuksi kuitukuoreksi.

Sulpun nopeus alenee asteittain paksunnusvyöhykettä pitkin veden poistuessa kammiosta viiran 33 ja rei'itetyn putken 44 läpi, kunnes hajoamista ei enää tapahdu kuitumatossa. Höytäleet kerääntyvät sen jälkeen hyvin nopeasti kuitumaton sisäpinnalle ja täyttävät sisuksen lopullisessa muovausvyöhykkeessä 66. Koska maton muodostuminen alkaa viiralla 32, minkä jälkeen se asteittain muodostuu keskustaa kohti, on tuloksena pääasiassa kartiomainen kerrostuminen. Kun höytäleet kulkeutuvat muodostettavan tangon kartiomaisesti kaarevaan takapää-typintaan, kehittyy painetta uudelleen, mikä osaltaan auttaa tiivistämään kuiturakennetta ja myös poistamaan jäljellä olevan veden osaa. Nesteenpoistovyöhykkeen päässä oleva lopullinen muovausvyöhyke on samanlainen kuin paperikoneen viiran kuivauslinja.

Kuitumaton loppuosan muodostavan kuitukuoren tiiviisti sulloutuneet kuidut alentavat suotautumisnopeutta viiran 33 ja putken 44 läpi viiran kulkiessa vyöhykkeiden 65 ja 66 läpi. Kuorella 67 on tästä johtuen suurempi tiheys kuin tuotteen 53 sisuksella tuotteen poistuessa yksiköstä.

Tuotteen 53 leikkaaminen sopiviin pituuksiin jatkokäsittelyä varten on tarkoituksenmukaista välittömästi sen poistuttua yksiköstä 1, Tämä suoritetaan pyörivän yksikön 30 avulla, jota selitetään yksityiskohtaisemmin kuvioissa 9 ja 10. Pyörivä leikkuri 30 muodostuu roottorista 70, jonka kehällä on rengasmainen leikkaukseltaan U-muo-toinen ura, joka kannattaa tuotetta 53 tangentin suuntaisesti "kello 12:n" asennossa. Roottorin säteittäiseen rakoon 72 on kohtaan 75 laakeroitu leikkuritanko 73, jossa on leikkuusärmä 74. Roottori 70 on kiinnitetty ontolle akselille 76, joka on laakeroitu pyörivästi laakereihin, joita ei ole esitetty piirustuksissa. Leikkurin käyt-tötanko 77 kulkee onton akselin 76 läpi ja on laakeroitu leikkuri-tankoon 73 kohdassa 78. Käyttötankoa 77 ohjaa sopiva hammastusmeka-nismi, jota ei ole esitetty, leikkuritangon 73 käynnistämiseksi sen ollessa kuviossa 9 esitetyssä "kello 12:n" asennossa. Leikkuri alkaa kääntyä tapin 75 ympäri ja leikkaa tuotteen 53 leikkuusärmällä 74.

9 64194

Valmiin elementin 53 kosteuspitoisuus on normaalisti 75-85 paino-%, mutta tätä pitoisuutta voidaan edelleen alentaa käyttämällä kuiva-tuskaappia 30, joka on esitetty yksityiskohtaisemmin kuvioissa 11 ja 12. Tuotetta 53 kuljetetaan rei'itetyn putken 80 läpi telojen 81 ympäri kulkevan tasoviiran 34 avulla. Rei'itetty putki 80 kulkee useiden kammioiden 82 läpi, jotka saatetaan tyhjön alaisiksi kokooma-putken 83 välityksellä. Vuorotellen tyhjökammioiden 82 kanssa on sovitettu kammiot 84, jotka on yhdistetty ilmakehään kokoomaputken 85 kautta. Tangon kulkiessa rei'itetyn putken 80 läpi, ilmaa vedetään sisään kokoomaputken 85 kautta ja sivusuunnassa tangon sisään ja sitä pitkin. Vesi vedetään tällöin pois tangosta kammioiden 82 ja kokoomaputken 83 kautta.

Kuvio 13 esittää suurtaajuuskuivainta 32, jossa on tunneli 90, jonka läpi päättömän hihnakuljettimen 91 yläosa kulkee. Hihna on molemmista päistään tuettu rumpuihin 92. Hihna 91 on tehty aineesta, esim. kudostusta nailonverkosta, joka ei kuumene herkästi suurtaajuusken-tässä. Kuivauskaapista 31 saatuja elementin 53 leikattuja kappaleita tuetaan ja ohjataan kuljettimella 91 tuki- ja ohjausyksikön 93 avulla (katso myös kuv. 3). Leikatut kappaleet 94 kulkevat sen jälkeen suurtaajuuskuivaimen tunnelin 90 läpi ja poistuvat kohdassa 95, jolloin niiden kosteuspitoisuus on n. 10 %. Tässä tilassa ne voidaan edelleen pienentää kappaleiksi, joita savukkeenvalmistusteolli-suus voi kätevästi käyttää.

Viitaten jälleen kuvioon 3 huomataan, että tasoviiraa 34 käytetään hieman suuremmalla nopeudella kuin hihnaa 33, niin että leikkuri-yksikön 30 leikattua tuotteen 53 leikatut kappaleet sijaitsevat hieman erillään toisistaan, ennen kuin ne joutuvat tuki- ja ohjausyksikköön 93. Tällä tavoin kukin leikattu kappale voidaan sijoittaa kuljettimelle 91 riittävän ajoissa, jotta se ehtii siirtyä sivuun, ennen kuin seuraavan kappaleen etupää laskeutuu kuljettimelle. Käyttämällä kuivaimessa sivusuuntaisia liikkeitä voidaan laitteen pituutta lisäksi lyhentää ja elementtejä valmistaa kyllin nopeasti, jotta ne voidaan toimittaa suoraan kuivaimesta savukkeenvalmistus-koneeseen.

Huomataan, että syöttö kuivauskaappiin 31 tapahtuu suoraviivaisena liikkeenä yksikön 1 päästä, niin ettei juuri muodostettuun elementtiin kohdisteta taivutus- eikä puristusvoimia, jotka voisivat vai- 10 641 94 kuttaa kuoren rakenteen eheyteen, ennen kuin elementti kuivataan ja se on valmis käyttöön. Samalla tavoin elementtiä liikutetaan ainoastaan sivusuunnassa suurtaajuuskuivaimeen 32, kun se on leikattu, niin ettei vasta muodostettuun kuoreen taaskaan kohdistu taivutus-tai puristusvoimia.

Seuraava taulukko liittyy 32 esimerkkiin savukkeensuodattimiksi sopivien kuitutankojen valmistuksesta: 11 64194 TAULUKKO OSA 1 ESIMERKKI 123456789 MASSAN SEOS- 100 % VALKAISTUA HAVUPUU- 100 % VALKAISUJA HAVUPUU- SUHDE SULFAATTIA (STORA 32) SULFIITTIA (WEYERHAUSER AA) SUIPUN KCNSIS- 3>48 2,95 2,21 1,89 1,67 1,67 1,17 0,65 0,42 SULPUN PAINE 71fl e9 Q 48#3 48 3 2Q ? 48 g lf72 1Q 5 41/4

SUIHKUSUOTIN

SISÄHALKAISUA 7,0 7,0 7,0 7,0 6,5 6,5 6,0 6,0 6,5 (mm) nvSdrMx)^15 62,29 79,73 103,0 115,5 78,0 240,0 984,0 552,2 534,0 10,6 10,5 10,8 10,8 5,0 15,0 40,0 15,6 10,0 NOPEUSSUHDE 5,88 7,59 9,54 10,70 15,6 16,0 24,6 35,4 53,4

LIKIMÄÄRÄINEN

VEDENPOISTQPI- 50 50 50 100 118 180 400 180 160 HJUS (nm) mjovauslaite TYHJÖKAMCO I 76,2 76,2 88,9 88,9 229 241 432 203 102 (nm-Hg)

MUCVAUSLAITE

THUÖKAMtK) II 165,1 152,4 165,1 165,1 241 292 406 140 178 (nm-Hg)

MJOVAUSLAITE

TVHDÖKAiMIO III 101,6 101,6 101,6 101,6 229 267 406 102 178 (nm-Hg)

MLOVADSTATTE

TYHJÖKA»ttO IV 139,7 152,4 139,7 139,7 267 318 381 76 203 (nm-Hg) MUOVAIEPUTKI 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 TANGON PAINO 7f87 862 Q u ? ?8 8 72 8 94 8,74 6,61 η 44 (g/m) TPNOCN HAUCAISIJA ? 52 ? 5? ? 5Q ? 4Q 778 780 7 75 7#21 ? 4g i2 641 94 OSA 2 ESIMERKKI 10 11 12 13 14 MASSAN SEOS- 70% VALKAISTUA HAVU- 100% VALKAISTUA 100% VALKAISTUA HAVU-

SUHDE FUU5ULFAATTIA 30% HAVUPUUSULFIIT- PUUSULFAAITIA

SYNTEETTISTÄ PUUTA TIA (BUCKEYE PV5) sulf^ koöis- 0,25 0f2 0,15 li2 lfl ™PMNE 34,5 27,9 27,9 79,3 55,2

SUIHKUSUUTIN

SISSHALKAISUA (nm) 6,5 6,5 6,5 7,0 7,0 SULPIN NOPEUS 69,8 88,8 132, 5 496,1 192,7 irv/min (x) ιη/min (x) 8,1 5,2 2,4 30,0 10,0 NQPEUSSUHDE (^) 69,8 88,8 132,5 16,54 19,27 LUCEMSSRRINEN VEDEN- ,n POISTQPITUUS (nm) 60 180 160 80 60 MUOVAUSLAITE TYHJÖ- _ KAMMIO I (itm-Hg) 127 127 51 88,9 190,5 MUOVAUSLAITE TYHJÖ- , KAMMIO II (nm-Hg) 102 102 51 254,0 254,0 MUOVAUSLAITE TYHJÖ- KAMGO III (nm-Hg) 76 127 76 190,5 190,5 MUOVAUSLAITE TYHJÖ- 76 kamgo IV (nm-Hg) 76 152 76 241,3 254,0 % AVOIN ALUE OQ £ -Q , _e Λ , MUOVAUSPUTKI 38/6 38,6 38,8 38,6 38,6 TANGON PAINO (g/m) 5,76 5,88 6,6 7,64 8,16 TANGON HALKAISIJA n „ ^ 7,45 7,66 7,76 7,76 8,07 i3 6 41 94 OSA 3 ESIMERKKI 15 16 17 18 19 20 21 22 SB0S" 100 % VALKAISTUA HAVUPUUSULFAATTIA (BUCKEYE PV5)

Sll2 1,2 0,9 0,8 0,8 °'8 °'6 °'6 S^PUN PAINE 621 ?9^3 50^Q 58^6 11?^2 48^3 1Q3^4 18g^6

SUIHKUSUUTIN

SISSHAIKAISIJA 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 (nm)

StofixT508 340'7 511,7 225,1 471,4 711,0 257,5 619,9 976,6 20,0 30,0 10,0 20,0 30,0 10,0 20,0 30,0 NÖPEUSSUHDE (p) 17,0 17,1 22,5 23,6 23,7 25,8 31,0 29,3

LIKIMÄÄRÄINEN

VEDENPOISTOPI- 60 150 60 60 150 60 230 250 TUUS (nm)

MUOVAUSIAITE

TYHJÖKAMMIO I 127,0 101,6 165,1 152,4 254,0 152,4 228,6 279,4 (irm-Hg)

MUÖVAUSLAITE

TYHJÖKAMOO II 292,1 304,8 279,4 279,4 165,1 266,7 139,7 241,3 (nm-Hg)

MUÖVAUSLAITE

TYHJÖKANMIO III 241,3 254,0 228,6 241,3 177,8 228,6 215,9 0 (nm-Hg)

MUÖVAUSLAITE

TYHJÖKAMMIO IV 279,4 279,4 254,0 254,0 292,1 254,0 266,7 355,6 (nm-Hg)

% AVOIN ALUE

MUOVAUSpUTKI 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 TMraCN PAINO 7 81 7 SQ 7/8Q 7 26 7^3Q 7 93 7fl6 7 52 TANQCN HAIKAISUA ? 36 7 88 7 96 η 86 η 86 8,05 7,93 8,03 (rrm) „ 64194 14 OSA 4 ESIMERKKI 23 24 25 26 27 28 29 s? — “o»™·* (BUCEYE PVb) 45% ggp^^pQ^

St^KCTOIS- 0/6 0#6 0,3 0/3 0,3 0,46 0,46 SULPUN PAINE 48,3 82,7 75#3 137/9 117/2 69,0 17,2

SUIHKUSUOTIN

SISÄHALKAISUA 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 (nm) SSf (xT^ 331,6 637,2 613,0 1423,4 573,2 411,9 334,9 10,0 20,0 10,0 20,0 10,0 9,8 10,4 NOPEUSSUHEE (2) 33,2 31,9 61,3 71,2 57,3 42,03 32,2

LIKIMÄÄRÄINEN

VEDENPOISTOPI- 60 230 230 480 230 130 160 TUUS (nm)

MLXJVAUSLAITE

TYHJÖKAiMEO I 101,6 241,3 215,9 279,4 228,6 127,0 101,6 (rrnt-Hg)

MUOVAUSLATTE

TYHJÖKAiMIO II 215,9 165,1 165,1 215,9 152,4 76,2 76,2 (mm-Hg)

MUOVPtJSLATTE

TYHJÖKAMCO III 165,1 101,6 101,6 0 76,2 127,0 101,6 (mm-Hg)

MUOVAUSLATTE

TYHJÖKAMCO IV 215,9 241,3 254,0 152,4 241,3 127,0 114,3 (mm-Hg) 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 38,6 te/mT PMN0 7/66 7/36 7,08 8,22 6,62 7,44 5'7 IMjiQCN HALKAISIJA ?#95 8/04 8,02 8,33 8,01 7,76 7,69 64194 15 OSA 5 ESIMERKKI 30 31 32 MASSAN SEOS- 55% HAVUPUUSULFAATTIA (BUCEYE 90% VALKAISTUA HAVUPUUSULFAAT-

SUHDE PV 5} 45% EUKALYPTUSTA (CELBI) TIA (BUCEYE PV5) 10% KAOLIINIA

SULPUN KCNSIS- n „ TENSSI % °'52 °'52 °'43 SULPUN PAINE QO 0-, , AQ - 82,7 27,6 48,7

SUIHKUSUOTIN

SISÄHALKAISUA 7,0 7,0 7,0 (nm) SEFiT* njmi^ NOPEUS 9,8 9,8 10,0 NOPEUSSUHDE (^) 44,7 33,0 49,4

LIKIMÄÄRÄINEN

VEDENPOISTOPI- lcn ,cn , TOUS tam) 160 160 130

MUDVAUSLAITE

TYHJÖKAMMIO I 13,8 24,1 13,8 (imt-Hg)

MUDVAUSLAITE

TYHJÖKAMMIO II 41,4 139,7 76,2 (xnm-Hg)

MUDVAUSIAETE

TYHJÖKAMMIO III 127,0 31,0 76,2 (imt-Hg)

MUDVAUSIAETE

TYHJÖKAMMIO IV 139,7 139,7 127,0 (itm-Hg)

% AVOIN ALUE R

MUOVAUSPOTKI 38,6 38,6 38,6 ™ PMN° 8'95 b,u TANGON HALKAISIJA Q ΛΟ _ ,Q _ __ (nm) 8,02 7'68 7,93 ie 64194

Kuviot 14 ja 15 esittävät konetta kartonkimaisen tuotteen valmistamiseksi. Puristustelojen 102 ja 103 ympäri kulkevilla tasoviiroilla 100 ja 101 on vastakkaiset radat 104 ja 105, jotka reunoistaan ulottuvat sivuosien 108 tiivistysuriin 106 ja 107. Suihkusuutin 109 ulottuu vastakkaisten ratojen 104 ja 105 väliin, mikä saa aikaan työntötiukkuuden ja estää ilman sisääntulon. Sivuosien 108 sivuilla on tiivisteet 110. Tyhjökammiot 111 ja 112 on sijoitettu ratojen 104 ja 105 ylä- ja alapuolelle sivuosien 108 väliin ja tiivistetty niitä vasten kohdassa 113. Tyhjökammioissa 111 ja 112 on poistojohdot 114 ja 115.

Käytössä hyvin dispergoitua kuitusulppua suihkutetaan viiran ratojen 104 ja 105 väliseen tilaan leveän suihkusuuttimen 109 kautta nopeudella, joka on ainakin 5 kertaa suurempi kuin viirojen nopeus, sul-pun konsistenssin ollessa korkeintaan 3 %. Tyhjöimu kammioiden 111 ja 112 läpi antaa tulokseksi kartonkimaisen tuotteen 116, jonka pintakerrokset ovat tiheämpiä kuin sisus ja jota voidaan käyttää esim. suodatinaineeksi tai muihin sopiviin tarkoituksiin. Havaitaan, että tuote on poikkileikkaukseltaan oleellisesti suorakulmainen. Samanlaista laitetta voitaisiin käyttää poikkileikkaukseltaan nelikulmaisen elementin valmistukseen.

Claims (27)

1. Menetelmä kuitumaisen sydänosan (68) ja sitä ympäröivän suuremman tiheyden omaavan kuoren (67) käsittävän kuitu-elementin valmistamiseksi jatkuvasti pitkänomaisessa kehältään suljetussa, revitetyssä muovauslaitteessa (33) tämän liikkuessa nesteenpoistolaitteen (I, II, III, IV) läpi muodostamalla kuitudispersio (60) , joka suihkutetaan muo-vauslaitteeseen (33), ja kehittämällä painegradientti nesteenpoistolait-teeseen (I/ II/ III, IV) sisältyvässä nesteenpoistovyöhyk-keessä, tunnettu siitä, että kuitudispersio (60) suihkutetaan muovauslaitteeseen (33) suihkutusnopeudella, jonka suhde muovauslaitteen nopeuteen on vähintään 5:1, niin että osa kuiduista muodostaa kuitumaton muovauslaitteen (33) sisäpinnalle ja loput kuidut tiivistyvät yhteen muodostaen mainitun kuitumaisen sydänosan (68) , joka on mainitun kuitumaton muodostaman suuremman tiheyden omaavan kuoren (67) ympäröimä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että elementin muovauksen jälkeen suoritetaan lisäkäsittely, kuten kuivausvaihe, kohdistamatta elementtiin taivutus- tai puristusvoimia, jotka vaikuttavat kuoren (67) rakenteen eheyteen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lisäkäsittely käsittää kuivausvaiheen, jossa elementtiin (53) vedetään ilmaa, joka sen jälkeen imetään siitä pois.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että elementti (53) leikataan kappaleiksi ennen lisäkäsittelyn suorittamista.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäkäsittely käsittää kuivausvaiheen, jossa käytetään suurtaajuuskuivaintä (32). ,β 64194

6. Patenttivaatimusten 4 ja 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elementti (53) poistetaan muovaus-vaiheesta suoraviivaisessa suunnassa ja että se leikkauksen jälkeen siirretään suoraviivaiseen suuntaan nähden sivusuunnassa suurtaajuuskuivaimeen (32).

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vapaan ilman pääsy kuitudispersioon (60) estetään sen suihkutuksen aikana muovauslaitteeseen (33) ja sen kulkiessa nesteenpoistolait-teen (I, II, III, IV) läpi.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dispersion (60) flokkulointi estetään ennen sen suihkuttamista rei'itettyyn muovauslaitteeseen (33).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että flokkulointi estetään edistämällä dispersion (60) pyörteilyä välittömästi ennen sen suihkuttamista ja pitämällä dispersion sakeus optimaalisella tasolla kulloisenkin suihkutusnopeuden suhteen.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitu dispersion (60) sakeus on korkeintaan 3 %.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuitudispersion (60) suihkutusnopeuden suhde muovauslaitteen (33) nopeuteen on 10:1.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilma poistetaan kuitudispersiosta (60) ennen sen suihkuttamista muovauslaitteeseen (33) .

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnet-n siitä, että ilman poisto suori lei aan dekulaattoriyk- sikön (15) avulla. 19 641 94

14. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elementti (53) muodostetaan poikkileikkaukseltaan ympyrän muotoiseksi.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elementti (53) muodostetaan poikkileikkaukseltaan suorakaiteen tai neliön muotoiseksi.

16. Laite kuitumaisen sydänosan ja sitä ympäröivän suuremman tiheyden omaavan kuoren käsittävän kuituelementin valmistamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, joka laite käsittää pitkänomaisen, reiällisen hihnan (33) muodostaman muovauslaitteen, reiällisen muovauskammion (44), jonka läpi hihna (33) kulkee muotoutuen tällöin onttoon muotoon, elimet hihnan (33) kuljettamiseksi muovauskammion (44) läpi, nesteenpoistolaitteen (I, II, III, IV), joka sisältää nesteenpoistovyöhykkeen, joka ainakin osaksi ympäröi muovauskammiota (44) ja jonka muodostaa umpinainen veden-poistolaatikko (I, II, III, IV), ja suihkusuuttimen (49, 50) kuitudispersion suihkuttamiseksi muovauskammiossa (44) olevaan muovauslaitteeseen, tunnettu siitä, että suihkusuutin (50) ulottuu muovauskammioon (44) ja on mitoitettu niin, että se oleellisesti estää ilman sisääntulon suuttimen ja hihnan (33) seinien välistä sekä on sovitettu suihkuttamaan kuitudispersiota suihkutusnopeudella, jonka suhde muovauslaitteen (33) nopeuteen on vähintään 5:1.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että kaksi tai useampia vedenpoistolaatikoita (I, II, III, IV) on sovitettu peräkkäin muovauskammiota (44) pitkin.

17 641 94

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen laite, tunnettu siitä, että vedenpoistolaatikko tai -laatikot (I, II, III, IV) on yhdistetty tyhjölaitteeseen.

19. Patenttivaatimuksen 16, 17 tai 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että suihkusuuttimessa (49, 50) on flokku- 20 6 4 1 94 loinnin ehkäisemistä varten laite (2) pyörteilyn kehittämiseksi kuitudispersioon (60) välittömästi ennen sen suihkutusta .

20. Jonkin patenttivaatimuksen 16-19 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää laitteen (15) ilman poistamiseksi kuitudispersiosta (60) ennen sen syöttöä suuttimeen (50).

21. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 16-20 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet kuituelementin (53) syöttämiseksi muovauksen jälkeen laitteeseen (30, 31, 32), jatkovalmistusvaiheen tai -käsittelyn kuten kuivauksen suorittamiseksi kohdistamatta siihen 1 taivutus- tai puristusvoimia, jotka vaikuttavat kuoren (67) rakenteen eheyteen.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että jatkokäsittelylaite käsittää laitteen (31) kuivatusvaiheen suorittamiseksi johtamalla elementtiin (53) ilmaa, joka sen jälkeen imetään siitä pois.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että laite kuivatusvaiheen suorittamiseksi käsittää rei'itetyn putken (80), jonka läpi elementti (53) kuljetetaan ja joka kulkee usean kammion (82, 84) läpi, jolloin joka toinen kammio on yhdistetty ilmakehään ja joka toinen tyhjölähteeseen.

24. Patenttivaatimuksen 21, 22 tai 23 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää laitteen (30) kuituelementin (53) leikkaamiseksi kappaleiksi ennen jatkokäsittelyn suorittamista.

25. Patenttivaatimusten 21-24 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että jatkokäsittelylaite käsittää suurtaajuus-kuivaimen (32) . 21 64194

26. Patenttivaatimusten 24 ja 25 mukainen laite, tunnettu siitä, että elementti (53) on sovitettu poistumaan muovauslaitteesta (33) suoraviivaisessa suunnassa ja leikkauslaitteen (30) jälkeen on sovitettu laite (91) sen kuljettamiseksi suoraviivaisen suunnan suhteen sivusuunnassa suurtaajuuskuivaimeen (32).

27. Jonkin patenttivaatimuksen 16-26 mukainen laite, tunnettu siitä, että hihna (33) käsittää päättömän, muoviaineesta, kuten nailonista valmistetun rei'itetyn hihnan .