FI89180B - Medelst luftbelaeggningsfoerfarande framstaelld torvstroeskiva - Google Patents

Description

1 89180

Ilmalevitetty turvepehkulevy Tämä keksintö kohdistuu menetelmään absorboivan levyn taloudelliseksi tuottamiseksi turvepehkusta ja yk-5 sityiskohtaisemmin valmistusmenetelmään ilmalevitettyä turvepehkua varten absorboivan, taipuisan, lujan levyn muodostamiseksi, jota voidaan käyttää sellaisina erilaisina tuotteina kuten ruumiin nesteitä absorboivina tuotteina, sairaalavanuina, sidontatarvikkeina, vauvanvaippoina 10 ja niiden tapaisina, samoin kuin puutarhanhoitotuotteina, esim. lannoitteena taimien kasvattamiseksi.

Turvepehkun käyttämistä yhdessä muiden kuitumateriaalien kanssa absorboivia tuotteita varten on ehdotettu useissa aikaisemmissa julkaisuissa kuten esimerkiksi USA-15 patenttijulkaisuissa 4 170 515; 4 226 237; 4 215 692; ja 4 507 122. Lisäksi on ehdotettu menetelmiä turvepehkun sisällyttämiseksi kuitumaiseen levytuotteeseen, tällaisista valmistusmenetelmistä on esitetty esimerkkejä USA-patent-tijulkaisuissa 751 139 ja 4 473 440.

20 Viimeksi mainittu USA-patentti 4 473 440 on erit täin sopiva, esittäessään valmistusmenetelmää absorboivaa, taipuisaa turvepehkulevyä varten, joka on tarkoitettu käytettäväksi absorboivissa tuotteissa. Tämän patentin oppien mukaan rahkasammalturvepehku ensiksi seulotaan isojen ai-25 nesten kuten juurten ja oksien poistamiseksi ja hienojen osasten poistamiseksi, ts. niiden, jotka menevät 100 meshin seulan läpi. Seulottu turvepehku, mahdollisesti yhdistettynä muuhun kuitumateriaaliin, muodostetaan sitten vetiseksi,lietteeksi, jolla on kiintoainespitoisuus 0,1 -30 1,0 paino-%. Liete pannaan sitten virtaamaan viiralle, jossa siitä poistetaan vettä tiheydeltään alhaisen levyn muodostamiseksi. Levy kuivataan kriittiseen kosteuspitoisuuteen ja sitten kalanteroidaan erittäin absorboivan taipuisan turvepehkua sisältävän levyn muodostamiseksi.

: 35 Samalla kun pääasiallisesti tästä aikaisemman lajin valmistustavasta tuloksena oleva tuote on melko tyydyt- 2 89180 tävä käytettäväksi absorboivassa tuotteissa, tämän valmistustavan oppeja noudattamalla kohdataan tiettyjä epäkohtia.

Ensiksi vaatimus seulotun turvepehkun muodostami-5 sesta aiheuttaa menetelmälle suuria taloudellisia rasituksia. Koska sekä suuret että pienet osaset korjatusta tur-vepehkusta hylätään seulomisen kuluessa, korjaamisen ja seulomisen aikana käsitellystä materiaalista olennaisesti vain puolet todella käytetään tuotteeseen. Tätä seikkaa 10 tukee vielä se, että valmistustapa ei voi sallia suuria osasia ilman jauhautumista, eikä varmasti voi sallia pieniä hiukkasia, ts. hienoa turvepehkua, koska viira tukkeutuisi nopeasti tällaisten hienojen osasten vaikutuksesta ja pian tekisi levyn jatketun tehokkaan märkälevityksen 15 mahdottomaksi. Täten tehokkuus mitattuna raaka-aineen käytöllä on huono.

Lisäksi aikaisemman lajinen märkälevitysmenetelmä vaatii, että levy muodostetaan hyvin laimeasta lietteestä, siitä poistetaan vettä viiralla ja sitten kuivataan 20 edeltä käsin määrättyyn kosteustasoon ennen kalanteroi-mista taipuisan absorboivan levyn valmistamiseksi. Kuten on ilmeistä, on sen vuoksi välttämätöntä toteuttaa turvepehkun kuivaaminen tietyssä kohdassa valmistusmenetelmää, sen jälkeen kun levy on muodostettu, ts. sellaisessa 25 kohdassa valmistusmenetelmää, jossa kuivaaminen on vaikeinta, mistä on seurauksena kallis kuivaamislaitteisto ja suuri energiapanos.

Lisäksi vielä märkälevitysmenetelmässä olevien luontaisten rajoitusten vuoksi turvepehkuun liitettävien 30 muiden kuituainesten valinta on välttämättä rajoitettu.

Liian hienoja hiukkaskokoja ei voida sallia, ja muut kuidut, joilla on suhteellisesti pitkä pituus, menevät sotkuun kokkareiksi ja tuhoavat tuloksena olevan tuotteen yhtenäisyyden.

35 Tämän mukaan on olemassa tarve parannetusta valmis tusmenetelmästä taipuisan, absorboivan turvepehkulevyn valmistamiseksi.

3 89180 Tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti on muodostettu valmistusmenetelmä absorboivan taipuisan turvepeh-kulevyn valmistamiseksi, josta on poistettu aikaisempiin ehdotuksiin liittyneet epäkohdat, ts. joka aikaansaa kor- 5 jatun turvepehkun laajemman käytön, suuresti helpottaa kuivausmenetelmää ja lisää muiden materiaalien valintaa, jotka voidaan ottaa mukaan yhdessä turvepehkun kanssa lopulliseen levyyn.

Erityisesti tämän keksinnön menetelmä käsittää seulo raavat vaiheet: a) sellaisen turvepehkun korjaaminen, jonka hajoa-misasteen arvo on H-l mitattuna Modified Von Post Scale -menetelmällä, jolloin enintään 33 paino-%:lla mainitusta korjatusta turvepehkusta hajoamisasteen arvo on H-2 tai 15 suurempi; b) korjatun turvepehkun osaset erotetaan toisistaan; c) erotetun turvepehkun kuivaaminen; d) kuivatun turvepehkun vieminen kaasuvirtaukseen; 20 ja e) kaasuvirtaan viedyn turvepehkun tiivistäminen kuivalevityksellä tiheydeltään alhaisen levyn muodostamiseksi .

Korjattu turvepehku yksilöllistetään ja kuivataan, 25 edullisesti pneumaattisilla siirtävillä kuvauslaitteilla.

Sitten kuivat yksilöllistetyt turvepehkuhiukkaset ilmakä-sitellään jakelemalla hiukkaset suurinopeuksiseen ilmavirtaan ja tiivistämällä (ts. kerrostamalla) hiukkaset reikäiselle alustalle kuten rei'itetylle sylinterille tai 30 viiraseulalle tai hihnalle tiheydeltään alhaisen levyn valmistamiseksi. Sitten levy kalanteroidaan tämän keksinnön taipuisan absorboivan tuotteen valmistamiseksi.

Tämän valmistustavan toteuttamisen yhteydessä kui-vaamisvaihetta ohjataan huolellisesti sen varmistamiseksi, 35 että kalanterointivaiheessa levyssä esiintyvä kosteus on 4 89180 niissä rajoissa, jotka vaaditaan tyydyttävän tuotteen valmistamiseksi. Tällaiset rajat on asetettu edellä mainitussa USA-patentissa 4 473 440, joka sisällytetään tähän viittaamalla.

5 Yllättäen kun käytetään aikaisemman lajin märkäle- vitysvalmistusmenetelmää, turpeenkorjaustekniikka on hajoamisen suhteen suhteellisen merkityksetön tekijä valmistettaessa halutun absorboivuuden omaavaa levyä. Toisaalta kun käytetään tämän keksinnön kuivalevitysmenetelmää, täl-10 lainen valinta korjaamisen yhteydessä on ensisijaisen tärkeää, ja suhteellisen hajoamattomasta turvepehkusta valmistettu levy johtaa erittäin absorboivaan tuotteeseen, kun taas suhteellisen hajonneesta turvepehkusta valmistettu levy on olennaisesti vähemmän absorboiva.

15 Edullisessa sovellutuksessa pitkiä, ohuita kuituja lisätään osasiksi hajoitettuun turvepehkuun lisäämällä tuloksena olevan levyn lujuutta. Jälleen ainoastaan käytettäessä tämän keksinnön menetelmää on niin, että tämä lisääminen on mahdollista ilman kokkareiseksi ja sotkui-20 seksi tulemisen ongelmia, jotka liittyivät aikaisemman lajin märkälevitystä käyttäviin valmistusmenetelmiin.

Kuva 1 on kaavamainen kulkukaavio, joka kuvaa tämän keksinnön valmistusmenetelmän eri vaiheita;

Kuva 2 on kaavamainen poikkileikkauskuva tyypilli-25 sestä turvesuosta; ja

Kuva 3 on kaavamainen kulkukaavio tämän keksinnön valmistusmenetelmän ilmalevitys- ja kalanterointivaiheis-ta.

Nyt viitataan kuvaan 1, jossa on kaavamaisesti ku-30 vattuna valmistusmenetelmän kulkukaavio, joka kuvaa tämän keksinnön vaiheita, jotka käsittävät korjaamisen 1, yksilöllistämisen 2, kuivaamisen 3, ilmalevityksen 4 ja kalan-teroinnin 5.

Kuten on kuvattu, tämän keksinnön kuivalevitystä 35 käyttävässä valmistusmenetelmässä käytettävissä oleva 5 89180 turvepehku on valittu korjaamalla ainoastaan oleellisesti hajoamatonta turvepehkua, jolla on Modified Von Post-arvo H-l ja joka missään tapauksessa ei sisällä enempää kuin kolmekymmentäkolme prosenttia (painosta, perustuen kuivaan 5 turvepehkuun) sellaista turvepehkua, jolla hajoamisen aste on suurempi kuin H-2 tai enemmän. Turvepehkun hajoamisen astetta luonnehtiva Modified Von Post-menetelmä on alalla hyväksytty kenttätesti ja se on kuvattu yksityiskohtaisesti julkaisussa "Peat Bogs of the Inhabited Part of Rober-10 val, Lac St. Jean, Dubuc and Chicoutini Counties"; viraston Ministere Des Richesses Naturelles Du Quebec, Director Generale Des Mines julkaisu; laatinut Antoine Simard, Quebec 1974. Kuten on hyvin tunnettua, turvesoilla on tyypillisesti pystysuuntaisessa poikkileikkauksessa kerrostu-15 mistä, kuten on kuvattu kuvassa 2. Ylin kerros 6 muodostuu elävien kasvien lehdistä, oksista ja kukista, pääasiallisesti elävästä sammalkasvista mutta käsittää myös muita suolla kasvavia kasveja. Tällainen ylin kerros ulottuu tyypillisesti pinnasta noin 2,5 - 15 cm syvyyteen. Tämän 20 kerroksen alapuolella on hajoamattomasta sammalesta muodostuva kerros 8, joka käsittää kuolleen sammalen lehtiä, haaroja ja kukkia sekä elävien kasvien juuria. Tälle kerrokselle on tunnusomaista, että se on kuituinen, suhteellisen vaalea väriltään kasvirakenteen ollessa yleisesti 25 vahingoittumaton. Tällainen kerros 8 on tyypillisesti noin 30 - 90 cm syvyydellä pinnan alapuolella. Kerroksen 8 alapuolella on osittain hajonneesta turpeesta muodostuva kerros 10, joka yleisesti voi olla erottunut kerroksesta 8 selvällä värirajaviivalla, jolloin kerros 10 on huomatta-30 vasti tummempi kuin kerros 8. Kerrokselle 10 on tunnusomaista lisääntyvästi tummeneva väri ja lisääntyvä kasvi-rakenteen hajoaminen syvyyden kasvaessa siihen pisteeseen asti, jossa kasvirakenne ei enää ole silminnähtävä ja materiaali vivahtaa ruskeasta mustaan. Tämän kerroksen 10 35 alempi osa on tyypillisesti polttoaineena käytetty turve- 6 89180 suon osa. Tämä kerros 10 ulottuu tyypillisesti noin 90 cm syvyydeltä noin 240 cm syvyyteen pinnasta.

Kerroksen 10 alapuolella on kerros 12, joka on tur-vepehkun hajaantumisen viimeinen vaihe. Tätä kerrosta sa-5 notaan yleisesti "mustaksi mullaksi" ja sille on luonteenomaista, että siinä ei ole olennaisesti mitään kasviraken-netta ja se on väriltään musta. Tätä materiaalia löydetään yleensä noin 240 cm syvyydestä noin 360 cm syvyyteen pinnasta. Joissakin tapauksissa suot eivät sisällä tällaista 10 kerrosta.

Testi Modified Von Post Scale antaa jokaiselle kerrokselle arvoja arvosta H-l arvoon H-4 hajoamisen asteen suurentuessa. Testi käsittää jokaisesta turvekerroksesta olevan näytteen puristamisen ja ulos puristetun veden 15 tutkimisen. Arvo H-l annetaan hajoamattomalle kuituiselle turvekerrokselle, josta puristettaessa tulee ulos kirkasta nestettä. Arvo H-2 annetaan osittain hajonneelle kerrokselle, jossa on jonkin verran kasvirakennetta ja josta puristettuna tulee ulos likaista nestettä, mut-20 ta sellaista, jossa ei ole orgaanisia hiukkasia. Arvo H-3 annetaan suuresti hajonneelle polttoainetyyppiä olevalle turpeelle, josta puristettuna tulee ulos mutaista vettä, johon on sekoittunut ruskeaa ja mustaa orgaanista ainesta. Lopuksi arvo H-4 annetaan niin kutsutuille "vir-25 taaville" sedimenttisille turpeille, jotka tunnetaan mustana multana ja joista puristettaessa sitä kädessä kaikki näytemateriaali tulee ulos sormien välistä.

Tämän keksinnön korjuuvaiheen tehtävänä on ottaa pois suosta olennaisesti ainoastaan arvon H-l turvepeh-30 kua, ja tämä voidaan toteuttaa valitsemalla kerros 6 ja 8 ja jättämällä pois kerros 10. Kuten todettiin edellä, kerrosten 8 ja 10 välissä on yleensä rajaviiva, joka perustuu värimuutokseen, ja joka on silmin nähtävissä ja josta voidaan varmasti todeta, että H-l-materiaali pää-35 asiallisesti on korjattu. Väistämättä kuitenkin jonkin 7 89180 verran hajoamisasteen arvon H-2 tai suuremman asteen omaavaa materiaalia voi sisältyä mukaan. On huomattu, että enempää kuin noin kolmekymmentäkolme prosenttia arvon H-2 tai suuremman arvon omaavaa materiaalia ei voida käyt-5 tää tämän keksinnön valmistusmenetelmässä. Edullisesti ei käytetä enempää kuin 10,0 %. Kuten nähdään tässä olevasta selostuksesta, tuloksena olevan kuivalevitetyn levyn ominaisuudet ovat suuressa määrin kompromissi hajonneen turpeen suurehkojen määrien sisällyttämisen johdosta, mitä 10 vastoin tällaista ei todettu, kun käytetään aikaisemman tavan märkälevitysmenetelmää. Tällä hetkellä meillä ei ole selitystä tälle ilmiölle.

Valittu menetelmä valitun turvepehkun korjaamiseksi suosta on niin kutsuttu Haku-menetelmä, joka on kehitetty 15 Suomessa ja jota on muunnettu sillä tavoin, että olennaisesti hajoamattoman turvepehkun valinta voidaan toteuttaa tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti. Korjattavan suon alueelle kaivetaan joukko ojia, jotka johtavat veden pää-ojiin. Ojittamisen jälkeen ja kun kuivumiselle on annettu 20 jonkin verran aikaa, suo muotoillaan, ts. pintamateriaali siirretään kahden vierekkäisen ojan välistä näiden ojien välistä keskiviivaa kohden. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi käyttämällä suurta traktorin vetämää ruuvikonetta. Profiloimisen jälkeen jyrsitään, ts. pinta kuohkeutetaan 25 käyttökelpoisen materiaalin poistamisen helpottamiseksi. Sitten käytetään aumauskonetta kaapimaan pois suunnilleen viisi senttimetriä ylimmästä kerroksesta, joka sitten kuormataan ja varastoidaan tai käytetään välittömästi tämän keksinnön muissa menetelmävaiheissa. Jyrsimis- ja 30 aumausvaiheet toistetaan sitten poistamalla seuraavat viiden senttimetrin kerrokset, kunnes kaikki haluttu materiaali on poistettu suon korjattavalta alueelta.

Korjattu turve 14, joka muodostuu kooltaan suuruusluokkaa 1,5 - 10 cm suurimmalta mitaltaan olevasta mate-35 riaalista, sisältää vettä noin 70,0 - 80,0 paino-% las- 8 89180 kettuna märästä turpeesta. Tämä materiaali kulkee sitten yksilöllistämisvaiheeseen 2, jossa korjattu turvevirta 14 käsitellään suurten kokkareiden ja palasten hajoittamisek-si. Edullisesti lisätään pinta-aktiivista materiaalia täs-5 sä kohdassa valmistusmenetelmää lopullisen levyn kostutus-ominaisuuksien lisäämiseksi. Tällainen pinta-aktiivinen materiaali voidaan suihkuttaa raa’alle korjatulle turve-pehkuvirralle 14 käyttämällä laimeaa vesiliuosta, esim. pinta-aktiivista ainetta painosta laskettuna 0,1 %.

10 Erityisen käyttökelpoinen pinta-aktiivinen aine on natriumdioktyylisulfomeripihka, joka sisältää ainetta, jonka on valmistanut firma Rohm & Haas company ja jota tämä firma myy tavaramerkillä Triton GR-5.

Suihkutettu korjattu turvepehku voidaan yksilöllis-15 tää millä tahansa useasta käytettävissä olevasta tekniikan tasossa tunnetusta laitteistosta. Valinnaisesti korjattu turve syötetään vasaramyllyyn, joka sen lisäksi että se suorittaa kokkareiden ja suurten kokkareiden rikko-mistoiminnan myös auttaa pinta-aktiivisen aineen lisäyk-20 sen homogenoinnissa.

Tuloksena suihkutusprosessista korjatun suihkutetun turpeen kosteuspitoisuus nousee, esim. noin 85 - 90 pai-no-%:iin ja täten on edullista viedä se märkäpuristimen läpi, jossa vettä poistetaan alas tasoon noin 60 - 70 pai-25 no-%. Erityisen käyttökelpoinen märkäpuristin on tyyppiä, jonka on valmistanut Kamyr Inc. of Glenn Falls, New York tavaramerkillä KAMYR RING PRESS, missä pyörivä seularen-gas muodostaa kehäkanavan puristimen seinien kanssa. Sisään tuleva turvepehku keskittyy pyörivään renkaan etu-30 päähän. Pyörivän renkaan kitka sisään tulevan märän tur-vepehkun keskittymistä vastaan aiheuttaa sen, että turpeesta poistetaan jatkuvasti vettä ja sitä puristetaan laitteen ulosmenoa kohti. Ulos menevän materiaalin tiivistymistä edistetään puristimen ulosmenossa olevalla ra-35 joituslevyllä, joka voi olla säädetty lisäämään tai pie- I: 9 89180 nentämään ulosmenoaukon kokoa. Tällainen laite on erittäin käyttökelpoinen sen vuoksi, että sen lisäksi että se poistaa vettä, suuria kuituisia osasia esim. juuria defi-brilloidaan. Lisäksi pinta-aktiivista ainetta jaetaan 5 edelleen. Märkäpuristusvaiheen jälkeen tulee edullisesti yksilöllistämisen toinen vaihe käyttämällä toista vasara-myllyä, jossa tapahtuu lisää defibrillointia, ja märkäpu-ristimesta ulos virtaava aine kuohkeutetaan käsittelyä varten kuivausvaiheessa 3.

10 Kuohkeutettu yksilöllistetty turvepehkuvirta kulkee kuivausvaiheeseen 3. Tämän osasiksi jaetun materiaalin kuivaaminen voidaan toteuttaa useilla tekniikan tasossa tunnetuilla menetelmillä, joilla pystytään saavuttamaan vaadittu kuivumisen taso tuhoamatta turvepehkun rakennetta 15 ja absorboivia ominaisuuksia. Tässä yhteydessä turvepehku täytyy kuivata sellaiseen kosteuspitoisuuteen, että ilma-levitysvaiheesta kalanterointivaiheeseen 5 toimitetulla turvepehkulla täytyy olla tarvittava kosteuspitoisuus, kuten jo on ehdotettu edellä mainitussa USA-patentissa nro 20 4 473 440. Tämä kosteuspitoisuus on funktio lopullisessa levyssä olevan turvepehkun pitoisuudesta, mutta sen voidaan todeta yleisesti vaihtelevan välillä 5 - 35 % vettä laskettuna märän levyn painosta. On huomattava, että tämän kosteuspitoisuuden saavuttamiseksi kalanterointivaiheen 5 25 sisääntulokohdassa on tarpeen säätää kosteuspitoisuutta kuivaamisvaiheesta 3 ulos menemisen yhteydessä korkeampaan arvoon siksi, että huomattava kosteus turvepehkusta menetetään kuivaamisen ja kalanteroinnin välissä olevissa välivaiheissa. Tämän mukaisesti jotta saavutettaisiin edellä 30 kuvatut 5 ja 25 % välillä olevat kosteustasot kalanteroin-nissa, on tarpeen säätää kosteustasoja, jotka ovat kuivaa-misvaiheiden ulosmenossa, välille 6 - 45 %. Tässä käyttökelpoiset kuivausmenetelmät käsittävät yleensä turvepehkun lämpötilan nostamisen veden poistamiseksi. Korkein lämpö-3b tila, mihin turvepehku voidaan saattaa kuivaamisen kes- 10 89 1 80 täessä, riippuu useista tekijöistä. Korkea lämpötila on tietysti tehokkain veden poistamiseksi nopeasti ja voi vaatia lyhyemmän laitteistossa olemisen ajan ja sen vuoksi pienemmän ja halvemman laitteiston. Lisäksi korkea lämpö-5 tila on käyttökelpoinen varmistamaan, että korjatussa turvesuossa olevat mikro-organismit tuhotaan, ja tämä on tärkeää käytettäessä lopputuotteena olevaa levyä tuotteissa, joita käytetään lääketieteellisiin tai henkilökohtaisen hygienian tarkoituksiin. Toisaalta korkeassa lämpötilassa 10 tapahtuva kuivaaminen voi olla vähemmän tehokasta tarvikkeisiin liittyvien vaatimusten kannalta, ja lisäksi on huomattu, että kun turvepehku on alttiina korkeille lämpötiloille, turvepehkun pintaominaisuudet muuttuvat niin, että huononnetaan absorptio-ominaisuuksia kuten nesteiden 15 pidättämistä ja nesteiden absorption määrää. Tämä kuivauksen johdosta tuleva huononnus voidaan kompensoida lisäämällä pinta-aktiivista ainetta tuotteeseen, kuten on ehdotettu, yksilöllistämisvaiheessa 2. Tämän mukaisesti voidaan nähdä, että optimaaliset kuivaamislämpötilat ovat 20 taloudellinen tasapaino useiden eri tekijöiden kesken, joista yksi on lopullisen levyn lopullinen käyttö. Kuitenkin joka tapauksessa maksimilämpötilan kuivausvaiheessa ei tulisi vaihdella vaihteluvälin noin 100 °C - noin 300 °C ulkopuolella, jolloin sopiva lämpötila on noin 150 °C 25 useimpiin käyttötarkoituksiin.

Käyttökelpoisten menetelmien joukossa ovat sellaiset, joissa käytetään pyöriviä kuivaimia, höyrykuivaimia, ja yleisesti pneumaattisia siirtäviä kuivaajia, joihin sisältyvät äkkikuivaimet kuten Raymond-äkkikuivain tai 30 Vertex- tai pyörivä äkkikuivain. Pneumaattiset siirtävät kuivaimet ovat tyyppiä, jossa kuivattava materiaali hajoi-tetaan kuumakaasuvyöhykkeessä, jota seuraa siirtäminen suurilla nopeuksilla. Kuivain on olennaisesti laite märän kiintoaineksen hajoittamiseksi kuumassa kaasussa, esim. 35 käsittäen kanavan, jonka kautta kaasu kuljettaa hajoitet- n 89180 tuja hiukkasia, ja keruujärjestelmän, tavallisesti syklo-nierottimen, kuivattujen kiintoainesten keräämiseksi. Edullisesti parhaiten saadaan tämän keksinnön menetelmässä vaaditut kuivaustasot, kun käytetään äkkikuivaimia sarjas-5 sa. On huomattava, että tämä kuivaamistekniikka on erittäin tehokas ensi sijassa kuivattavan turpeen erittäin hajoitetun tilan johdosta. On huomattava, että tällainen tekniikka ei ole sovellettavissa aikaisemman lajiseen mär-kälevitysmenetelmään sen vuoksi, että on välttämätöntä 10 että on jo muodostettu levy, joka täytyy kuivata näiden aikaisempien menetelmien mukaisesti ja täten ei voida käyttää hajoittavan kaasun järjestelmää.

Kuivatun turvepehkun virta 18 voi nyt kulkea ilma-levitysvaiheeseen 4 tai vaihtoehtoisesti se voidaan va-15 rastoida tulevaa käyttöä varten. Jos se on varastoitu, edullisesti turvepehku on paalattu ja suojattu kosteuden kerääntymiseltä siihen tai poistumisesta siitä varastoinnin aikana.

Tämän keksinnön ilmalevitysvaiheessa 4 kuivattu 20 turvepehku valinnaisesti liitetään toisiin materiaaleihin, esim. pitkiin kuituihin, ja ilma levitetään tiheydeltään alhaiseksi levyksi.

Kuva 3 esittää yksityiskohdissaan suuresti kaavamaisesti ilmalevitysmenetelmää, jossa kuivattu turvepehku-25 virta 18 on yhdistetty polyesterikuituihin 20. Polyesteri-kuidut lisätään edullisesti turvepehkuun, jotta saataisiin lisää lujuutta tuloksena olevalle levylle.

Koska nämä kuidut eivät ole hydrofiilisia, tiettyyn määrään saakka niiden sisällyttäminen vähentää tuloksena 30 olevan levyn absorboivia ominaisuuksia, ja täten on toivottavaa löytää tasapaino lujuuden ja absorboivuuden välille valitsemalla näiden kuitujen määrä, pituus ja paksuus. On huomattu, että edullisesti voidaan käyttää tällaisten kuitujen määrää, joka on noin 1 - noin 15 pai-35 no-% laskettuna lopullisen uunikuivan levyn kokonaispai- 12 891 80 nosta. Kuiduilla tulisi olla niin alhainen denieri ja niin pitkä pituus kuin voidaan sallia menetelmän laitteiston puolelta, ja erityisesti pituus voi vaihdella noin 1 cm:stä noin 5 cm:iin denierin ollessa noin yhdestä kuu-5 teen. Samalla kun esimerkkejä tällaisista kuiduista ovat polyesteri, muut pitkät, lujat kuidut ovat käyttökelpoisia edellyttäen, että ne täyttävät lujuusfunktion liikaa huonontamatta absorptio-ominaisuuksia. Esimerkiksi lasikuituja, polypropyleeneja, nationia, polyasetaattia ja 10 raionia kaikkia voidaan käyttää.

Nyt viitataan jälleen kuvaan 3, jossa esimerkkinä olevat polyesterikuidut 20 on syötetty karstauskoneeseen 22, jossa ne erotetaan ja muodostetaan kevyeksi karstatuksi kankaaksi 24. Kangas yhdistetään kuivattuun turvepeh-15 kuun 18 tilavuussyöttimessä 26, jossa turvepehku pannaan alas kankaalle edeltä käsin määrätyllä yhtenäisellä paksuudella, mikä takaa turvepehkun halutun suhteen polyesteriin. Tällaisia tilavuussyöttimiä on jo saatavana, erästä tällaista laitetta myy firma Curt Joa Company. Turvepehkun 20 ja polyesterin muodostama poistuva aines 28 syötetään sitten tilavuussyöttimestä 26 ilmalevitetyn levyn muodosti-meen 30. Tämän keksinnön menetelmässä käyttökelpoinen le-vynmuodostin voi olla jokin useista ilmalevitystä käyttävistä rainanmuodostimista, joita on jo ehdotettu käytettä-25 väksi menetelmissä kutomattomien kankaiden ilmalevittämi-seksi.

Yleisesti näiden muodostimien täytyy pystyä hajoittamaan polyesteri ja turvepehkuraina 28 suurinopeuksisessa kaasuvirtauksessa, edullisesti ilmavirtauksessa, ja tii-30 vistämään, ts. kerrostamaan hiukkaset reikäiselle alustalle kuten rei'itetylle sylinterille tai viiraseulalle tai hihnalle tiheydeltään alhaisen levyn valmistamiseksi. Esimerkkejä sellaisista muodostimista, joita voidaan sovittaa käytettäväksi tämän keksinnön menetelmässä, on esitetty 35 USA-patenteissa 3 768 118, 3 740 797 ja 3 772 739. Esimer- li .

13 891 80 kiksi on synnytetty ilmavirta 32 edullisesti puhaltimella muodostimeen ja ilmavirtaa säädetään suureen nopeuteen panemalla se kulkemaan poikkileikkaukseltaan rajoitetun virtausalueen 34 kautta. Raina 28 kulkee yhden tai usean 5 pyörivän esirevintävalssin muodostamaan sisääntuloon, jotka yksilöllistävät turvepehkun ja polyesteriosaset ja jakavat ne suurinopeuksisen ilmavirran mukaan vietäväksi. Ilmavirtauksessa olevat kiintoainekset tiivistyvät reikäiselle liikkuvalle päättömälle hihnalle 36, joka on viiran 10 muodossa, millä tavoin muodostetaan tiheydeltään alhainen yleisesti yhtenäinen paksu levy 37.

Tiivistymistä parannetaan aiheuttamalla tyhjö hihnan sille puolelle, joka on toisella puolella kuin se puoli, minne levy on muodostettu.

15 Muodostimen toimintaedellytykset kuten ilmavirtauk sen määrä ja nopeus, viiran nopeus ja niiden tapaiset ovat kaikki riippuvia sellaisista tekijöistä kuten käytetty erikoisvarustus, tuloksena olevan levyn yhtenäisyys, levyn haluttu peruspaino muiden muassa. Ilmamäärät esimerkiksi 20 voivat vaihdella arvosta 620 dm3 kiintoainesten kiloa kohden arvoon 18 700 dm3 kiloa kohden; esirevintävalssin nopeudet voivat vaihdella välillä 500 - 1500 kierrosta minuutissa; linjanopeus voi vaihdella noin 5,0 metristä minuutissa noin 100,0 metriä minuutissa; ja tyhjötasot voi-25 vat vaihdella noin 76 emistä noin 200 emiiin vettä.

On ymmärrettävää, että samalla kun esimerkkinä esitetty menetelmä käyttää tilavuussyötintä välineenä pitkien kuitujen sekoittamiseksi turpeeseen muodostimessa muodostuvaa levyä varten, on samoin myös muita käyttökel-;· 30 poisia menetelmiä. Esimerkiksi turve voidaan syöttää yk sistään tilavuussyöttimen kautta kaksoisroottorikutojan toiseen roottoriin, kuten on kuvattu edellä mainituissa patenteissa. Polyesteri voidaan syöttää erikseen toiseen roottoriin ja nämä kaksi materiaalia voidaan sekoittaa 35 itse levyn muodostimessa.

14 89 1 80

Keksinnön edullisessa sovellutuksessa on toivottavaa varustaa lopullinen levy laminoinnilla toiselta tai molemmilta puolilta, jotka toimivat turvepehkun kaiken pölyämisen vähentämiseksi käytön tai levyn käsittelyn yh-5 teydessä ja turvelevyn yleensä ei-valkoisen värin naamioimiseksi, niinkuin halutaan tietyissä lääketieteellisissä ja henkilökohtaiseen hygieniaan liittyvissä käyttötapauksissa. Tällaiset laminoinnit voivat muodostua valkaistuista puuselluloosakuiduista, esim. voimapaperipuuselluloo-10 sasta, jotka on asetettu ilman avulla ennen turvepehkun ilmalevitystä tai sen jälkeen muodostamaan laminaatti levyn molemmille puolille. Tietysti tällainen puuselluloosa voi olla ilman avulla asetettu sekä ennen turvepehkun ilmalevitystä että sen jälkeen laminoinnin muodostamiseksi 15 molemmille puolille. Edullisessa sovellutuksessa puuselluloosa syötetään levyyn aikaisemmin muodostetun rainan muodossa esim. kankaana. Kuten on kuvattu kuvassa 3, kangasta 38 tulee kiertyvästä telineestä 40 viiraan 36 ylävirtaan päin turpeen levityspaikasta. Lisäksi kangasta 38' 20 tulee kiertyvästä telineestä 40' levyyn 37 alavirran puolelle turpeen levityskohdasta. Tämän mukaisesti kangas on laminoitu levyn molemmille puolille. Kankaan laminointia voidaan auttaa ruiskuttamalla ensiksi kankaaseen vettä ja täten (ei esitetty) voi olla muodostettu suihkutuspäät 25 sopiviin kohtiin prosessia. Kangas valitaan tietenkin riippuen levyn halutusta lopullisesta käytöstä. Lääketieteellistä ja henkilökohtaiseen hygieniaan liittyvää käyttöä varten on huomattu olevan edullista käyttää kangasta, jolla noin 10 - 30 g/m2 neliömetripainona.

. 30 Ilmalevity s vaiheen 4 jättävä levy 37 (kuva 1) menee sitten kalanterointivaiheeseen 5. Levyllä 37 voi olla tiheys, joka on suuruusluokkaa noin 0,01 - noin 0,09 g/cm3. Tämän keksinnön oppien mukaisesti levy on huolellisesti säädetty kosteuden suhteen, niin että se sisältää USA-pa-35 tentin nro 4 473 440 oppien kuvaaman kosteuspitoisuuden.

li is 89180 Tämä on toteutettu säätämällä kuivausvaihetta 3. Tämä kosteuspitoisuus vaihtelee yleensä noin 10 ja noin 20 painokin välillä vettä. Sitten levy 37 kulkee kalanterikote-lojen 42 välistä tämän keksinnön tiivistetyn taipuisan ab-5 sorboivan levyn valmistamiseksi. Telat on asetettu tuottamaan levyä, joka on tiivistetty haluttuun puristusastee-seen. Useimpia tarkoituksia varten on tuloksena erittäin taipuisa absorboiva levy, kun puristetaan noin 0,4 - noin 1 g/cm3 tiheyteen. Tällainen kokoonpuristus voidaan toteut-10 taa teloilla, jotka aiheuttavat noin 180 - 1800 kg/linjacm puristusvoiman.

Tämän keksinnön oppien paremmaksi kuvaamiseksi esitetään seuraavat esimerkit.

Esimerkki 1 15 Turvepehku korjataan suolta käyttämällä edellä ku vattua Haku-menetelmää. Turvepehku otetaan kerroksesta, joka on suon pinnan ja 75 cm syvyyden välillä ja jolla testattuna Von Post-menetelmällä on Von Post-arvona H-l. Korjatulla turvepehkulla kosteuspitoisuutena 70 paino-% 20 vettä painosta laskettuna märästä turvepehkusta.

Turve kulkee Triton GR-5-pinta-aktiivisen aineen laimean liuoksen suihkun alta, jota on riittävässä määrin, jotta kerrostetaan 0,6 paino-% pinta-aktiivisesta aineesta turpeen painosta laskettuna.

' 25 Seuraavaksi turvepehku kulkee vasaramyllyyn, jossa suuret kuituhiukkaset rikotaan ja defibrilloidaan ja pin-ta-aktiivinen aine yhdistetään perinpohjaisesti turvepeh-kuun. Vasaramyllystä lähtevä materiaali, jolla on laskettuna märän turpeen painosta vesipitoisuutena 85-90 pai-30 no-%, kulkee seuraavaksi märkäpuristimeen, jossa kosteus- tasoa lasketaan noin 65 %:iin ja lisäksi tapahtuu homoge-nointi ja defibrillointi. Märkäpuristimesta ulos tuleva aines kulkee toiseen vasaramyllyyn, jossa tapahtuu lisää yksilöllistämistä valmistauduttaessa menemään kahden äkki-:. . 35 kuivaimen sarjaan.

ie 89180

Toisesta vasaramyllystä ulos tuleva aines kuivataan kahdessa äkkikuivausvaiheessa käyttäen ilmaa, jolla on 150 °C sisääntulolämpötila, ja turvepehku kuivataan noin 35 paino-% vettä sisältävään tasoon laskettuna märästä turve-5 pehkusta. Kuivattu turvepehku puristetaan noin 0,3 g/cm3:iin ja paalataan polyetyleeniä olevaan suojapakkauk-seen ja varastoidaan edelleenkäsittelyä varten.

Paalattu materiaali, joka on saatu varastosta, käsitellään edelleen siten, että se yhdistetään polyesteri-10 kuituihin, joilla on 3,5 cm pituus ja denieri 1,5. Polyesteri on karstattu kevyeksi kankaaksi, neliömetripaino 15 g/m2 ja sitten yhdistetään paaleista purettuun turvepeh-kuun tilavuussyöttimessä, niin että ylläpidetään 2,0 paino-%: n määrää polyesteriä laskettuna turvepehkun ja poly-15 esterin yhteispainosta.

Tilavuussyöttimestä ulos tuleva aines syötetään USA-patentissa 3 768 118 kuvattua tyyppiä olevaan levyn-muodostimeen. Esirevintävalssien nopeuksia pidetään 800 kierroksessa minuutissa, ja yksilöllistetty polyesterikui-20 tu-turve-seos viedään ilmavirtaan käyttäen ilmaa noin 14 500 dm3 kiintoaineksien kg kohden. Kiintoainekset tiivistyvät päättömälle viirahihnalle, jolle on ensiksi pantu kerros kankaasta, jonka neliömetripaino on 15 g/m2. Hihna kulkee nopeudella 30,0 m/min ja sille on asetettu levy, 25 jonka neliömetripaino on noin 300 g/m2. Samasta kankaasta muodostuva toinen laminaatti on sijoitettu yläpuolelle. Tuloksena olevalla levyn muodostimesta lähtevällä levyllä on noin 0,048 g/cm3 tiheys ja kosteuspitoisuus noin 20 paino-% laskettuna levyn painosta.

30 Levy kulkee seuraavaksi kalenteritelojen välisen kosketuskohdan kautta, jotka telat aiheuttavat noin 1250 kg/linjacm paineen ja täten puristavat 0,7 g/cm tiheyteen.

Levy testataan absorboivuuden suhteen käyttämällä levytestiä. Tämä testi käsittää 10 cm x 10 cm kokoisen 35 punnitun näytteen levystä sijoittamisen kahden levyn vä-

II

17 891 80 liin, joista toinen on varustettu 0,32 cm aukolla. Sijoitetaan paino ylemmän levyn päälle muodostamaan 0,35 kp/cm2 paine. Vettä tuodaan aukon läpi kyllästämään levy. Tämä toteutetaan antamalla veden virrata jatkuvasti ainakin 5 viisi minuuttia. Levyn pidättämän veden tilavuus mitataan ja ilmoitetaan yksikköinä kuutiosenttimetriä vettä levyn grammaa kohden. Näytelevyllä oli absorboivuutena 10,7 cm3/g.

Vertailuesimerkki 10 Sarja levyjä pyrittiin valmistamaan käyttämällä esimerkin 1 menettelyä paitsi että korjatussa turpeessa oli suunnilleen 40 % arvon H-2 omaavaa turvetta ja se oli otettu suosta tasosta 0 tasoon 105 cm. Sitten kuiva turve seulottiin 10 meshin seulan läpi ja se jäi 40 meshin seu-15 lalle. Levyt valmistettiin tällä seulotulla, 40 % H-2- arvon omaavalla turvepehkulla ja testattiin absorboivuuden suhteen esimerkin 1 menetelmällä. Näiden levyjen absorboi-vuus vaihteli 4,5 - 7,5 cm3/g verrattuna arvoon 10,7, joka saavutettiin, kun toimittiin tämän keksinnön oppien mukai-20 sesti. Tuloksena oleva levy oli myös tummempi väriltään ja sillä oli vähäisempi fyysinen yhtenäisyys.

Esimerkki 2

Sarja levyjä, jotka oli valmistettu käyttämällä esimerkin 1 menetelmää paitsi, että levyt sisälsivät eri 25 määriä arvon H-2 omaavaa turvepehkua. Levyt testattiin absorboivuuden suhteen tuloksin, jotka on esitetty alla taulukossa 1.

Taulukko 1 30 H-2 -turve Absorboivuus Näyte (paino-%) cm3/g 1 0 9,9 2 33 6,9 35 3 66 5,8 4 100 4,1 ie 89180

Kuten voidaan nähdä, kun turvepehku sisälsi tasoa H-2 enemmän kuin 33 %, tuloksena olevan levyn absorboivuus heikkeni olennaisesti.

Esimerkki 3 5 Tämä esimerkki kuvaa sitä yllätyksellistä keksin töä, että arvon H-2 omaavan turvepehkun pitoisuus on tärkeä tämän keksinnön kuivalevitysmenetelmässä mutta ei ole tärkeä aikaisemman tyyppisessä märkälevitysmenetelmässä. Valmistettiin sarja levyjä käyttäen 100 % H-1-turvetta ja 10 turvepehkua, josta 60 %:lla oli arvo H-l ja 40 %:lla arvo H-2. Levyt oli valmistettu sekä esimerkin 1 kuivalevitys-menetelmällä että myös sellaisella märkämenetelmällä kuin on kuvattu USA-patentissa 4 473 440. Levyt testattiin ab-sorboivuuden suhteen käyttäen esimerkin 1 menetelmää. Tu-15 lokset on esitetty alla taulukossa 2.

Taulukko 2 H-2-turve Levitys Absorboivuus 3 20 Näyte (paino-%) menetelmä (cm /g) 1 0 kuiva 10,7 2 40 kuiva 4,5-6,7 3 0 märkä 11,0 4 40 märkä 11,0 25

Kuten voidaan nähdä, arvon H-2 omaavan turpeen määrällä on merkittävä vaikutus tämän keksinnön kuivalevi-tysmenetelmään eikä olennaisesti lainkaan vaikutusta aikaisemman tyyppiseen märkälevitysmenetelmään.

. 30 I;

Claims (10)

1. Menetelmä absorboivan levyn valmistamiseksi tur-vepehkusta, tunnettu siitä, että siihen kuuluu 5 seuraavat vaiheet: a) sellaisen turvepehkun korjaaminen, jonka hajoa-misasteen arvo on H-l mitattuna Modified Von Post Scale -menetelmällä, jolloin enintään 33 paino-%:lla mainitusta korjatusta turvepehkusta hajoamisasteen arvo on H-2 tai 10 suurempi; b) korjatun turvepehkun osaset erotetaan toisistaan; c) erotetun turvepehkun kuivaaminen; d) kuivatun turvepehkun vieminen kaasuvirtaukseen; 15 ja e) kaasuvirtaan viedyn turvepehkun tiivistäminen kuivalevityksellä tiheydeltään alhaisen levyn muodostamiseksi .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n- 20. e t t u siitä, että levyn tiheys on noin 0,01 g/cm3 - noin 0,09 g/cm3.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tiheydeltään alhainen levy kalante-roidaan noin 0,4 g/cm3 - noin 1 g/cm3 tiheyteen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että turvepehku yhdistetään pitkien kuitujen kanssa ennen tiheydeltään alhaisen levyn muodostamista.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, t u n-• 30 n e t t u siitä, että mainittujen pitkien kuitujen pituus on noin 9,5 mm - noin 5 cm ja denieri-arvo noin 1-6.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut pitkät kuidut ovat polyesteri-, lasi-, polypropyleeni-, nailon-, polyasetaatti- tai 35 raionkuituja. 20 8 91 80

7. Absorboiva taipuisa turvepehkulevy, tunnet-t u siitä, että se käsittää olennaisesti sellaista korjattua turvepehkua, jonka hajoamisasteen arvo Modified Von Post Scale -menetelmällä mitattuna on H-l ja enintään 33 5 paino-%:lla korjatusta turvepehkusta hajoamisasteen arvo on H-2 tai suurempi, jolloin levy on muodostettu kuivale-vityksellä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen levy, tunnettu siitä, että sen tiheys on noin 0,01 g/cm3- noin 10 0,09 g/cm3.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen levy, tunnettu siitä, että se on puristettu noin 0,4 g/cm3 -noin 1 g/cm3:n tiheyteen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen levy, t u n -15 n e t t u siitä, että se käsittää myös noin 1 paino-% - noin 13 paino-% pitkiä kuituja, joiden pituus on noin 9,5 mm - noin 5 cm ja denieri-arvo noin 1 - noin 6. li 2i 89180