FI89447C - Skarv foer livsmedelshoeljen samt hopfogningsfoerfarande - Google Patents

Description

1 89447

Elintarvikepäällyksen liitos sekä liittämismenetelmä Skrav för livsmedelshöljen samt hopfogningsförfarande

Oheinen keksintö kohdistuu yleisesti liitokseen elintarvike-päällyksiä varten ja erityisemmin päällyksen liitokseen ja menetelmään selluloosaa olevien elintarvikepäällysten osien liittämiseksi yhteen liimaliuskoilla.

Alalla tunnetaan hyvin regeneroitua selluloosaa olevat makka-ranpäällykset. Nämä päällykset muodostetaan suulakepuristamal-la regeneroidusta selluloosasta putkia tai pinnoittamalla paperirulla viskoosilla, minkä jälkeen selluloosa regeneroidaan. Tällä tavalla muodostettua päällystä käsitellään sitten edelleen asiakkaalle myymistä varten. Esimerkiksi päällys kostutetaan, jolloin se voidaan täyttää ilman sen liottamista. Päällys voidaan myös varustaa erilaisilla pinnotteilla, jotka helpottavat sen käyttöä täytettäessä ja sen jälkeen toteutettavia jalostustoimenpiteitä. Tyypillisiä päällysten pinnalle levitettäviä pinnotteita ovat kosteuden ja/tai hapen estoker-rokset ja nestemäinen savu.

Eräitä täyttöoperaatioita varten päällys toimitetaan asiakkaalle rypytettynä. Muita täyttöoperaatioita varten päällys toimitetaan rullalle kerittynä litteänä päällyksenä. Jatkuvan täyttöoperaation takaamiseksi päällyksen, olipa se toimitettu rypytettynä tai rullaksi kerittynä, tulisi olla pituudeltaan jatkuva päällys. Rypytettyä päällystä ei toimiteta tavallisesti noin 300 jalkaa (n. 90 m) pitempinä pätkinä, kun taas litteän päällyksen rulla voi sisältää päällystä jopa 1500 jalkaa (n. 460 m) tai sitä enemmän.

Yli 1500 jalkaa (n. 460 m) päällystä sisältävän päällysrullan aikaansaaminen on ongelmallista johtuen siitä, että päällys-rullan edellyttämän, yhden ainoan suhteellisen pitkän pääl- 2 39447 lyspituuden valmistaminen on vaikeata. Tämä johtuu siitä, että päällys voi katketa valmistuksen aikana tai päällykseen voi ilmaantua virhe, joka on poistettava. Tämä johtaa koko moninkertaista, kuhunkin rullaan tarvittavaa päällyspituutta lyhy-empiin pätkiin. Lyhyitä pätkiä voidaan liittää toisiinsa koko moninkertaisen, toivottavan päällyspituuden saamiseksi, mutta liitokset ovat yleensä epätoivottuja ja niistä yritetään edullisesti päästä eroon. Esimerkiksi, on vaikeata saada aikaan liitos, jota kosteus, nestesavu tai muu päällyksen aineosa ei heikennä ajan mittaan, ja joka kestää täyttöoperaation rajuja vaiheita. Näin ollen ei ole epätavallista, että päällyksen valmistaja hylkää koko moninkertaista päällyspituutta lyhyemmät pätkät tai käyttää niitä muihin tarkoituksiin, eikä siis toimita asiakkaalle yhden tai useampia liitoksia käsittävää päällysrullaa.

Tyypillisessä päällysrullaa käyttävässä täyttöoperaatiossa päällykseen kohdistuu huomattavaa jännitystä. Lähderullasta saatava litteä päällys pujotetaan lukuisten, yhden tai useamman jännittävän telan käsittävien syöttötelojen ylitse, minkä jälkeen se avataan ja syötetään täyttösarveen. Säännöllisin väliajoin täyttöoperaation aikana jännittävä tela kohdistaa iskun litteään päällykseen. Päällykseen kohdistuu tällöin äkillinen ja voimakas vetorasitus. Kunkin liitoksen läheisyydessä voi esiintyä monia iskuja. Mikäli liitos avautuu, niin kone on pysäytettävä ja päällys on pujotettava uudestaan syöttävien ja jännittävien telojen läpi.

Liitokseen kohdistuu myös pitempiaikaista vetorasitusta, kun päällys vedetään kireälle sen kokoamiseksi yhteen täytetyn tuotteen päiden ympärille suikemieoperaation aikana. Näin ollen on tärkeätä, että liitos on riittävän luja kestääkseen täytön rasitukset siten, että vältytään liitoksen avautumisesta johtuvilta tuotannon keskeytyksiltä.

Eräs tähän saakka käytetty liitostekniikka käsittää yksinkertaisesti yhdistettävien päällyspäiden työntämisen sisäkkäin, 3 39447 minkä jälkeen tämän liitoksen ympäri kiedotaan paineherkkää liimanauhaa eli kosketusliimateippiä. Tämä menetelmä kuvataan tekniikan tasona US-patenttijulkaisussa 4 032 176. Tekniikan tasona mainitussa patenttijulkaisussa kuvattu, liimanauhalla aikaansaatu liitos ei sovellu käytettäväksi täyttöoperaatiois-sa, koska kosteus tai muut päällyksen komponentit heikentävät liitosta ajan mittaan ja saavat aikaan sen murtumisen, kun se joutuu alttiiksi täyttöoperaation rasituksille.

Mikäli liimanauhataustan vetomurtolujuus on pieni, niin liitos voi avautua jännittävän telan tuottaman iskun tai kokoamis/sin-kilöintioperaation aikana vallitsevan pitkäaikaisen vetorasi-tuksen johdosta. Mikäli tausta on riittävän luja vastustaakseen näitä rasituksia, niin tällöin jännittävien telojen aiheuttama isku tai kokoamisesta ja sinkilöimisestä aiheutuva pitkittäinen jännitys saa aikaan liimanauhan pettämisen. Liiman pettäminen ei ole epätavallista, koska päällyksessä liima-nauhan alla oleva kosteus heikentää liimasidoeta. Samoin tulee muistaa, että edellä esitetysti päällye on voitu pinnoittaa tai kyllästää muilla materiaaleilla kuten nestesavulla, joka myöskin pyrkii heikentämään paineherkkää liimasidoeta tai estämään sen.

Alalla aikaisemmin ilmestyneissä julkaisuissa, kuten US-patentti julkaisuissa 4 391 302 ja 4 610 742 esitetään, että paineherkät liimat eivät sovellu päällysten liitoksiin, ja että erittäin lujat liitokset edellyttävät liimasidoksen kovettamista sekä lämmön että paineen avulla. Vaikka tällaiset liitokset voivatkin olla riittävän lujia kestääkseen täyttö-vaiheen rasitukset, niin kuitenkin niiden valmistus edellyttää erityisiä laitteita, vaatii paljon aikaa ja on hankalaa tuotantolinjalla litteän päällyksen valmistamisen ja rullaksi kerimisen aikana.

Näin ollen alalla tarvitaan parannettu liitoksia käsittävä päällystuote ja liittämismenetelmä. Alalla tarvitaan erityisesti paineherkkää liimanauhaa hyväksikäyttäen toteutettu 4 89447 päällyksen liitos ja liittämismenetelmä päällysten yhdistämiseksi, jolloin päällykset kostutetaan etukäteen sisältämään vähintään noin 20 % kosteutta päällyksen kokonaispainosta laskien, ja jolloin päällykset voidaan pinnoittaa tai kyllästää muilla aineilla, kuten nestesavulla, jotka voivat vastustaa paineherkän liimasidoksen muodostumista tai estää sen.

Paineherkillä liimanauhoilla toteutettujen päällysliitosten pettäminen johtuu kahdesta tavasta jommalla kummalla. Ensimmäisessä tavassa liimanauhataueta pettää, kun päällykseen kohdistuu vetorasitusta. Toisin sanoen, liima ei petä, mutta liimanauhatausta repeää siten, että liimanauhan osia pysyy liimautuneina kumpaankin erilliseen päällyspäähän. Toisessa tavassa liimanauhatausta pysyy ehjänä, mutta liima pettää siten, että liimanauha irtoaa jommasta kummasta päällyspäästä. Liitoksen tällaista pettämistä havaitaan silloinkin, kun liimanauhan käsittämän liiman tarttumiskyky kostutettuun sellu-loosapäällykseen on hyvä.

Kun liitoksen pettämistä mainitun toisen tavan mukaisesti tarkastellaan lähemmin, todetaan, että liitoksen avautuminen alkaa liimanauhan sivureunoilta, jotka sijaitsevat poikittain päällyksen pituusakseliin nähden, erityisesti pitkin näitä reunoja sijaitsevista pisteistä, joissa liimanauha on kohonnut irti tai erottunut päällyksestä. Kun liimanauhan sivureuna on noussut irti päällyksestä, niin vetorasitukset (joita esimerkiksi päällystä vastaan iskevä jännittävä tela tai päällyksen kokoaminen ja sulkeminen aiheuttavat) saavat liimanauhan kuoriutumaan nopeasti irti päällyksestä sen pituusakselin suuntaisesti. Pettäminen on tyypiltään kuoriutuva pettäminen eli "tarttuvuuden" pettäminen eikä "koossapysyvyyden" pettäminen. Ohessa käytetyllä käsitteellä "koossapysyvyyden" pettäminen tarkoitetaan liimanauhan liiman leikkautuvaa pettämistä siten, että osia liimasta jää kiinni sekä päällykseen että liimanauha-taustaan sen jälkeen, kun liitos on avautunut. Toisin kuin koossapysyvyyden pettämisellä, ohessa käytetyllä käsitteellä "kuoriutuva" pettäminen tai "tarttuvuuden" pettäminen tarkoi- 5 39447 tetaan liitoksen avautumista sen seurauksena, että liimanauhan reuna kuoriutuu irti päällyksestä niin, että liimanauhan liima pysyy kokonaisuudessaan liimanauhataustassa, ja ainoastaan vähän tai ei lainkaan liimaa jää kiinni päällykseen. Yleisesti, vähemmän voimaa tarvitaan "tarttuvuuden" pettämiseen kuin " koossapysyvyyden" pettämiseen. Ollaan todettu, että liimanauhan sivureunan alkaessa irrota päällyksestä tai kun se on jo erottunut siitä, niin kuoriutuminen tai tarttuvuuden pettäminen etenee hyvin nopeasti.

Alalla jo ilmestyneiden US patenttijulkaisujen 4 391 302 ja 4 610 742 mukaisten liitosten kuoriutuvuuslujuudet ovat suhteellisen suuret, koska lämpöä ja painetta käytetään päällyksen ja liitosmateriaalin välisen sidoksen kovettamiseen. Oheisen keksinnön tavoitteena on kuitenkin saada aikaan sellainen päällyksen liitos ja liittämismenetelmä, joissa käytetään paine-herkkää liimanauhaa selluloosapäällyksen pituuksien liittämiseksi toisiinsa tarttuvaa sidosta lämmön ja paineen avulla kovettamatta.

Ollaan todettu, että päinvastoin kuin mitä alalla on tähän saakka esitetty, tehokas liitos voidaan saada aikaan ilman, että päällyksen ja liitosmateriaalin välistä tarttuvaa sidosta olisi kovetettava.

Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista. Edullisesti oheinen keksintö tarkoittaa liitoksia käsittävää kuitupäällystä, joka on tunnettu a) vähintään kahdesta selluloosaa olevan päällyksen pituudesta, joissa on samalla pituusakselilla sijaitsevia vierekkäisiä liitettäviä päitä, kunkin päällyspituuden kosteuspitoisuuden ollessa vähintään 20 % päällyksen kokonaispainosta laskien ja käsittäessä ensimmäisen osan, joka sijaitsee päällyksen liitettävän pään vieressä, sekä toisen osan, joka sijaitsee si-sempänä päällyksen päästä kuin ensimmäinen osa; b) ensimmäisestä paineherkästä, vierekkäiset päät ympäröivästä ja päällvspituuksia vasten sijaitsevasta liimanauhasta, joka ensimmäinen liimanauha on yksinomaan paineherkässä tarttuvassa 6 89447 suhteessa päällyspituuksien kanssa siten, että ensimmäisen liimanauhan vastakkaiset sivureunat tarttuvat suoraan kunkin päällyspituuden ensimmäiseen osaan päällyspituuksien liittämiseksi; ja c) ensimmäisen liimanauhan ympäröivästä liimanauhavälineestä, joka sijaitsee yksinomaan paineherkässä tarttuvassa suhteessa ensimmäistä liimanauhaa vasten, tämän liimanauhavälineen käsittäessä sivukaistaleet, jotka peittävät ensimmäisen liima-nauhan vastakkaiset sivureunat, ja jotka tarttuvat yksinomaan paineherkkään tarttuvaan suhteeseen suoraan kunkin päällyspituuden toiseen osaan, jolloin liimanauhavälineessä on välineet, jotka vastustavat ensimmäisen liimanauhan peittyneiden sivureunojen erottumista päällyspituuksista sen seurauksena, että liitoksia käsittävään päällykseen kohdistuu poikittaista ja pitkittäistä rasitusta.

Menetelmäpiirteessään keksintö käsittää seuraavat vaiheet, joissa a) selluloosaa olevan päällyksen toisiinsa liitettävien pituuksien päät saatetaan samalle pituusakselille; b) ensimmäinen paineherkkä liimanauha kiedotaan samalle suoralle saatettujen päiden ympäri ja liimanauha tartutetaan pelkkää painetta käyttäen kuhunkin päällyspituuteen niin, että liimanauhan vastakkaiset sivureunat tarttuvat kunkin päällys-pituuden ensimmäiseen, päällyksen samalla suoralla sijaitsevien päiden viereiseen osaan päällyspituuksien liittämiseksi yhteen; ja c) paineherkkä liimanauhaväline kiedotaan ensimmäisen liimanauhan ympäri siten, että tämän liimanauhavälineen vastakkaiset sivukaistaleet peittävät ensimmäisen liimanauhan vastakkaiset sivureunat, minkä jälkeen liimanauhaväline tartutetaan pelkkää painetta käyttäen suoraan sekä ensimmäiseen liimanauhaan että kummankin päällyksen toiseen osaan, joka sijaitsee sisempänä päällyksen samalla suoralla sijaitsevista päistä kuin ensimmäinen osa.

7 39447

Keksinnössä käytetään kahta paineherkkää liimanauhaa eli kos-ketusliimateippiä liitoksen aikaansaamiseksi. Ensimmäinen liimanauha eli teippi tartutetaan suoraan päällyspituuksiin niiden liittämiseksi toisiinsa. Toinen liimanauha eli teippi tartutetaan ensimmäisen liimanauhan ympäri.

Oheisen keksinnön tavoitteita ajatellen toisen teipin on peitettävä ensimmäisen teipin sivureunat siten, että osa toisesta teipistä tarttuu suoraan päällykseen. Tämä peittyminen voidaan saada aikaan käyttämällä toista teippiä, joka on leveämpää kuin ensimmäinen teippi, tai käyttämällä toisena teippinä kahta suikaletta, joista kumpikin sijoitetaan ensimmäisen teipin yhden sivureunan päälle.

Kun toista teippiä käytetään tällä tavalla, niin se toimii välineenä, jonka avulla ensimmäisen teipin sivureunat saadaan pysymään päällystä vasten. Tämä estää sivureunojen nousemisen irti, jolloin ensimmäisen teipin irtikuoriutumisesta johtuva liitoksen pettäminen ei pääse alkamaan. Toinen teippi voi alkaa kuoriutua irti, mutta toisen teipin irtikuoriutuminen pysähtyy ensimmäisen teipin reunassa. Toisen teipin kuoriutuminen ei etene jatkuvasti ensimmäiseen teippiin, joten ensimmäisen teipin pettäminen viivästyy pisteeseen, jossa liitos voi kulkea täyttöoperaation läpi pettämättä.

Oheisessa keksinnössä voidaan käyttää teippejä, joilla kummallakaan ei ole ainoastaan epäolennaisia ominaisuuksia hyväksyttävän liitoksen aikaansaamista ajatellen. Esimerkiksi sellaisella teipillä, joka alunperin tarttuu kostutettuun päällykseen, aikaansaatu liitos voi heikentyä ajan mittaan ja pettää käytössä tai teippitaustan vetomurtolujuus voi olla mitätön. Kuitenkin keksinnön mukaisesti hyväksyttävä liitos voidaan valmistaa käyttämällä kahta teippiä ja peittämällä ensimmäisen teipin reunat toisella teipillä.

Kahden teipin käyttö tekee myös mahdolliseksi liitoksen lujuuden optimoinnin valitsemalla erilliset teipit niiden kulloi- 8 39447 senkin vetolujuuden tai tarttumislujuuden perusteella. Esimerkiksi, ensimmäinen teippi voi tarttua hyvin kostutettuun päällykseen mutta teippitaustaita voi puuttua tarvittava vetolujuus. Toisen teipin tarttumiskyky kostutettuun päällykseen voi olla huonompi, mutta sen taustan vetolujuus on suuri. Tässä tapauksessa teippejä yhdessä käyttämällä voidaan saada aikaan toimiva liitos, jossa toinen teippi sijoitetaan siten, että se peittää ensimmäisen teipin sivureunat. Ensimmäinen teippi tarttuu päällykseen kahden pituuden liittämiseksi yhteen. Toisella teipillä, joka on liimattu ensimmäisen teipin taustaan, saadaan aikaan välttämätön vetolujuus.

Joka tapauksessa toinen teippi, joka peittää ensimmäisen teipin sivureunat, pitää nämä sivureunat päällykseen tarttuneena ja viivästyttää näin ollen ensimmäisen teipin pettämistä irti-kuoriutumisen seurauksena. Keksinnössä on olennaista se, että toisen teipin sivukaistaleet peittävät ensimmäisen teipin kummatkin sivureunat. Tämä voidaan toteuttaa joko valitsemalla toinen teippi leveämmäksi kuin ensimmäinen teippi tai käyttämällä toisen teipin kahta suikaletta. Tällaista yhdistelmää käyttämällä jopa teippi, joka tarttuu vain hyvin heikosti päällysmateriaaliin, riittää pitämään ensimmäisen teipin sivu-reunat tarttuneena päällykseen ja estää näiden sivureunojen irtoamisen tai erottumisen päällyksestä. Kuten edellä esitetään, mikäli ensimmäisen teipin kummatkin sivureunat pysyvät tarttuneina päällyksessä ja mikäli niiden irtoaminen estetään, niin liitoksen pettämistä irtikuoriutumisen seurauksena saadaan vähennetyksi huomattavasti, jolloin liitoksen toimivuus paranee.

Piirustusten kuvaus

Kuviot 1-4 ovat perspektiiviesityksiä peräkkäisistä vaiheista keksinnön mukaisen liitoksen valmistamiseksi;

Kuvio 5 esittää liitoksen pituussuuntaista poikkileikkausta kuvion 4 linjaa 5-5 pitkin, päällyksen ja liittävien teippien paksuutta selvyyden vuoksi korostaen; ja 9 89447

Kuviot 6-8 ovat samankaltaisia esityksiä kuin kuvio 5, niiden esittäessä vain liitoksen toisia suoritusmuotoja.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Piirustuksiin viitaten, kuvio 1 esittää osia 12, 14 kahdesta yhdistettävästä päällyspituudesta. Päällys on mielellään perinteinen selluloosaa oleva päällys, joka käsittää vahvistavan kuitumateriaalirainan. Tälläinen päällys, jota kutsutaan yleisesti " kuitupäällykseksi", on alalla hyvin tunnettu, ja se sisältää tyypillisesti vähintään 20 paino-% kosteutta täyttö-prosessissa käyttämistä varten. Kuitenkin on edullista, että liitos valmistetaan ennenkuin päällys kostutetaan tähän kosteuspitoisuuteen, millä helpotetaan paineherkän liittävän teipin tarttumista päällykseen. Liitoksen muodostamishetkellä päällyksen kosteuspitoisuus on tyypillisesti noin 6 % päällyksen kokonaispainosta. Sen jälkeen, kun liitos on tehty, päällys kostutetaan tavanomaiseen tapaan sen kosteuspitoisuuden nostamiseksi vähintään 20 prosentiksi päällyksen painosta, ja siihen lisätään valinnaiset aineosat, kuten nestesavu.

Liitoksen tekemiseksi päällyksen osat 12, 14 saatetaan pituussuunnassa samalle suoralle. Kummankin päällyksen päät voidaan sijoittaa toinen toistaan vasten, tai ne voidaan sijoittaa niin, että niiden väliin jää pieni rako. Edullista on kuitenkin työntää yhden päällyspituuden pää 16 toisen päällyspituu-den sisään, kuten kuviossa 5 esitetään. Kahden päällyspituuden ollessa tässä asemassa ensimmäinen liittävä teippi 18 (kuvio 1) kiedotaan päällysten osien 12, 14 yhdelle puolelle. Teippi taitetaan ja sen päät asetetaan päällekkäin, kuten numerolla 20 esitetään (kuvio 2) näiden kahden päällyspituuden liittämiseksi toisiinsa. Ensimmäisen teipin 18 tulisi olla edullisesti noin kahden tuuman (n. 5 cm) levyinen siten, että vähintään yksi tuuma (n. 2,5 cm) teipin leveydestä tarttuu kummankin päällyksen ensimmäiseen osaan 15, 17, jotka sijaitsevat yhdistettävien päiden vieressä. On tärkeätä, että teippi 18 tarttuu päällykseen, kun taas teipin vetolujuus on vähemmän tärkeätä.

I0 39447

Eräs teippi, jonka tiedetään kokeiden perusteella pysyvän pitkiä aikoja hyvin tarttuneena kostutettuun, nestesavua sisältävään kuitupäällykseen, on yhtiön Patco Corporation teippi no. 503A. Tämän teipin taustana on pienitiheyksinen poly-etyleenikalvo, jonka vetolujuus on noin 10 paunaa/tuuma (n.

1,8 kg/cm) leveyttä. Taustassa oleva liima on akryylipohjainen paineherkkä liima-aine. Erityisemmin, tämä liima-aine on infrapunaspektroskooppisen analyysin perusteella 2-etyylihek-syyliakrylaattia, joka sisältää pieniä määriä polyvinyyliase-taattia.

Tämän jälkeen päällysten yhdistetyt osat käännetään ylösalaisin (kuvio 3) siten, että teipin 18 päällekkäinen saumakohta 20 on päällyksen alapuolella. Kuten kuvio 3 esittää, toinen teippi 22 asetetaan tämän jälkeen päällysten yhdistettyjen osien 12, 14 alapuolelle, ja painetaan ensimmäisen teipin 18 taustaa vasten. Toinen tarttuva teippi 22 on leveämpi kuin ensimmäinen tarttuva teippi 18 niin, että toisen teipin vastakkaiset sivukaistaleet 24, 26 peittävät ensimmäisen teipin vastaavat vastakkaiset sivureunat 28, 30. Sivukaistaleet 24, 26 tarttuvat suoraan kummankin päällyksen toiseen osaan 29, 31, jotka toiset osat sijaitsevat sisempänä päällysten yhdistetyistä päistä kuin päällysten ensimmäiset osat 15, 17. Sitten toinen teippi kiedotaan ensimmäisen teipin ympärille ja sen päät laitetaan päällekkäin, kuten numerolla 32 esitetään (kuvio 4).

Eräs teippi, jota voidaan käyttää toisena teippinä 22, on yhtiön 3M liimateippi no. 855. Tämän teipin tausta on nailon-kalvoa, jonka vetolujuus on 25 paunaa/tuuma (n. 4,5 kg/cm) leveyttä. Taustan liima-aine on erittäin kovetettuun kumiin perustuva liima-aine. Erityisemmin, tämä liima-aine on infra-punaspektroskooppisen analyysin perusteella epoksidoitu polybu-tadieeni-polystyreeni-kopolymeeri noin suhteessa 4: 1 - 5: 1.

n 39447

Kuten kuviosta 5 parhaiten nähdään, nämä kaksi teippiä 18, 22 on sijoitettu siten, että teipin 18 päällekkäinen saumakohta 20 sijaitsee päällyksen yhdellä puolella, kun taas toisen teipin 22 päällekkäinen saumakohta 32 sijaitsee päällyksen vastakkaisella puolella. Kuviosta 5 nähdään myös, että toisen teipin sivukaistaleet 24, 26 peittävät ensimmäisen teipin sivureunat 28, 30 ja ovat tarttuneet suoraan päällyksen osiin 29, 31. Toinen teippi 22 on edullisesti noin 3 tuuman (n. 7, 6 cm) levyinen, joten kumpikin sivukaistale 24, 26 muodostaa noin puolen tuuman (n. 1, 2 cm) levyisen päällekkäisyyden.

Keksinnön tavoitteita ajatellen tämä päällekkäisyys on tärkeätä. Nimenomaan tämä päällekkäisyys pitää ensimmäisen teipin sivureunat 28, 30 tarttuneina päällystä vasten, ja estää näiden sivureunojen irtoamisen tai kuoriutumisen irti päällyksestä. Näin ollen toisen teipin 22 sivureunoilta alkava mahdollinen kuoriutuminen ei johda välittömästi liitoksen pettämiseen, koska ensimmäisen teipin 18 sivureunat pysyvät kiinni päällyksessä silloinkin, kun toisen teipin vastaavat reunat ovat alkaneet kuoriutua päällyksestä.

Sen jälkeen, kun liitos on tehty, päällys kostutetaan sen kosteuspitoisuuden nostamiseksi vähintään 20 prosentiksi päällyksen kokonaispainosta laskien. Muita toimenpiteitä ovat päällyksen käsitteleminen tai pinnoittaminen muilla aineosilla kuten nestesavulla. Tämän jälkeen päällys kelotaan uudestaan rullalle, jotta se voitaisiin mahdollisesti toimittaa asiakkaalle.

Kuvio 6 esittää keksinnön erästä muuta suoritusmuotoa, jossa kahden päällyspituuden 12, 14 päät 40, 42 on sijoitettu toinen toistaan vasten sen sijaan, että ne olisi työnnetty sisäkkäin kuvion 5 mukaisesti.

Kuvio 7 esittää edelleen erästä toista suoritusmuotoa, jossa päällyksen päät 40, 42 on sijoitettu siten, että päiden väliin jää rako 44. Täseä suoritusmuodossa liitos muodostaa sillan 12 39447 tämän raon yli .päällyspituuksien pitämiseksi yhdessä. Raon kohdalla on käytettävä liitosydintä, jolla estetään raon kohdalla paljastuvan liimanauhan tarttuminen itseensä. Muussa tapauksessa litteän päällyksen avaaminen voi olla vaikeata. Kelmun tai kalvon 45, joka muodostaa sillan 44 raon yli, tulisi riittää tähän tarkoitukseen.

Kuviossa 7 nähdään myös toinen mahdollisuus kummankin liimanauhan päiden asettamiseksi päällekkäin. Tähän liittyen kuviosta nähdään, että ensimmäisen teipin 18 päällekkäiset päät 20 ja toisen teipin 22 päällekkäiset päät 32 ovat päällyksen samalla puolella.

Kuvion 8 mukaisessa suoritusmuodossa toisen teipin kahta suikaletta 50, 52 käytetään ensimmäisen teipin 18 vastakkaisten sivureunojen 28, 30 peittämiseen. Tässä suoritusmuodossa nämä kaksi toisen teipin suikaletta toimivat oheisen keksinnön mukaisesti pitäen ensimmäisen teipin sivureunat tarttuneina päällykseen, mikä hidastaa liitoksen pettämistä irtikuoriutumi-sesta johtuen. Koska nämä kaksi suikaletta eivät kuitenkaan ulotu täydellisesti siltana ensimmäisen teipin yli, niin niihin ei saisi luottaa liitoksen vetolujuuden parantumista ajatellen. Näin ollen kuvion 8 mukaisessa suoritusmuodossa ensimmäisen liimanauhan teippitaustan vetolujuuden tulisi olla riittävän suuri repeytymisen vastustamiseksi, kun se joutuu alttiiksi täyttöoperaation rasituksille. Vaihtoehtoisesti kolmatta liimanauhaa (ei esitetty) voidaan käyttää toisen teipin kahden suikaleen 50, 52 välisenä siltana.

Ensimmäisessä kokeessa sekä yhtiön Patco 503A-teippiä että yhtiön 3M teippiä no. 855 käytettiin toisistaan erillään kui-tuvahvisteisen selluloosaa olevan päällyksen pituuksien liittämiseksi yhteen, päällyksen leveyden ollessa noin 8 tuumaa (n. 20 cm). Tämän jälkeen päällykset kostutettiin, kyllästettiin nestesavulla ja vanhennettiin sen takaamiseksi, että kosteuspitoisuus oli tasapainottunut kaikkialla päällyksessä (mukaan lukien alue teippien alla) vähintään arvoon 20 n 89447 paino-%. Liitoksilla toteutettiin sitten sekä Instron-vetokoe että iskukoe.

Instron-kokeessa päällystä vedetään pituussuunnassa pitäen venytys vakiona, arvossa 20 tuumaa/minuutti (n. 5,08 cm/min) ja määrittämällä vaikuttava voima. Patco-teipin no. 503A kohdalla todettiin tarttuvuuden pettäminen irtikuoriutumana vaikuttavan voiman ollessa keskimäärin noin 130 paunaa (n. 60 kg), kun taas 3M no. 855-teippi petti samalla tavalla vaikuttavan voiman ollessa vain noin 63 paunaa (n. 29 kg). Tämän perusteella todetaan, että Patco-teipin akryylipohjainen liima tarttui paremmin kostutettuun päällykseen kuin 3M-teipin kumi-pohjainen liima.

Näillä erillisillä teipeillä aikaansaadut liitokset alistettiin sitten iskukokeeseen. Iskukokeella pyritään jäljittelemään iskua, jonka jännittävä tela saattaa kohdistaa päällykseen. Tässä iskukokeessa noin neljän jalan (n. 1,2 m) pituinen pätkä liitoksia käsittävää päällystä kiinnitetään päistään siten, että saadaan aikaan noin kahden jalan (n. 0,6 m) pituinen päällyssilmukka. Päällys johdetaan silmukan kummassakin päässä halkaisjaltaan kolme tuumaa (n, 7,6 cm) olevan telan alitse ja silmukan keskikohta, jossa liitos sijaitsee, kulkee kolmannen, halkaisijaltaan kolmen tuuman (n, 7,6 cm) telan ylitse. Tämä kolmas tela on liitetty pneumaattiseen sylinteriin niin, että sylinteri iskee kolmennen telan litteätä päällystä vasten.

Kun sylinteri paineistetaan arvoon 60 psi (n. 414 kPa), niin kolmas tela iskeytyy liitoksia käsittävää päällystä vasten, jolloin Patco-teipin tausta petti jo 1-4 iskun jälkeen. 3M no. 855-teipeillä ei toteutettu iskukokeita, koska tämän teipin tarttuvuuden pettäminen Instron-kokeessa (63 paunaa eli n. 29 kg) osoitti, että teippi pettää todennäköisesti hyvin nopeasti irtikuoriutumisen seurauksena iskukokeessa, vaikka nailontaus-ta ei todennäköisesti repeytyisikään.

14 89 447

Edelleen muita liitoksia tehtiin samaan, litteänä kahdeksan tuuman levyiseen päällykseen kumpaakin teippiä käyttäen. Kahden tuuman (n. 5 cm) levyinen suikale Patco-teippiä peitettiin kolmen tuuman (n. 7,6 cm) levyisellä suikaleella 3M-teippiä oheisen keksinnön mukaisesti. Liitetyt päällykset kostutettiin, kyllästettiin nestesavulla ja niiden annettiin vanhentua sen takaamiseksi, että kosteuspitoisuus kaikkialla päällyksessä oli tasapainottunut vähintään 20 painoprosentiksi. Päällysteet alistettiin kuuden viikon kuluttua sekä Instron-kokee-seen että iskukokeeseen edellä kuvatulla tavalla. Instron-kokeessa liitos kesti keskimäärin 200 paunan (n. 90 kg) rasitusta. Näin suuren rasituksen tapauksessa päällys katkesi liitoksesta etäällä sijaitsevasta kohdasta. Iskukokeessa näytteet kestivät pettämättä yli kymmenen hyvin nopeata toistettua iskua.

Liitoksen testaamiseksi edelleen samasta kuitupäällyksestä tehtiin edellä kuvatulla tavalla Patco- ja 3M-teipin avulla 1500 jalkaa (n. 460 m) päällystä sisältäviä rullia, joissa oli rullaa kohden 10 liitosta. Liitokset tehtiin siten, että päällyksen päät työnnettiin sisäkkäin kuviossa 5 esitetyllä tavalla, tai sijoitettiin vastakkain kuvion 6 mukaisesti, tai että vierekkäisten päiden väliin jäi rako kuvion 7 mukaisesti. Eräät liitokset tehtiin edelleen siten, että teippien päällekkäiset saumakohdat 20, 32 sijaitsevat päällyksen vastakkaisilla puolilla, kuten kuvioissa 5 ja 6 esitetään, ja toiset liitokset tehtiin niin, että saumakohdat sijaitsevat samalla puolella päällystä, kuten kuviossa 7 esitetään. Liitosten tekemisen jälkeen päällykset kostutettiin niin, että kosteuspitoisuus oli vähintään 20 %, minkä jälkeen ne kerittiin rullalle ja niitä vanhennettiin neljä vuorokautta. Vanhentamis-vaiheen jälkeen rullat täytettiin perinteisellä kinkun täyttö-toimenpiteellä ilman, että yksikään liitos olisi pettänyt. Samankaltaisia tuloksia saatiin savulla kyllästettyjen päällysten rullilla, jotka sisälsivät vähintään kaksi liitosta päällyksen kutakin 1500 jalkaa (n. 460 m) kohden, ja joita oli vanhennettu kaksi viikkoa ennen täyttämistä.

15 39447 Nämä tulokset olivat nykyisissä tuotantolinjalla vallitsevissa täyttöolosuhteissa odottamattomat, kun otetaan huomioon se, että ennen kahden teipin käyttämistä oheisen keksinnön mukaisesti yhden ainoan paineherkän liiman avulla tehdyt liitokset olivat heikkoja ja kaupallisen tuotantolinjan ympäristöön sopimattomia. Edullisessa, menetelmässä liitokset tehdään, kun päällysten kosteuspitoisuus on saavuttanut noin arvon 6 % päällyksen kokonaispainosta, minkä jälkeen päällyksiä kostutetaan edelleen niin, että kosteuspitoisuudeksi saadaan vähintään 20 % päällyksen kokonaispainosta. Keksinnön mukainen menetelmä ei rajoitu kuitenkaan tähän järjestykseen, vaan päällykseen voidaan muodostaa liitoksia senkin jälkeen, kun sen kosteuspitoisuus on noussut vähintään noin 20 painoprosentiksi.

Claims (18)

1. Liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että se käsittää: a) vähintään kaksi selluloosaa olevan päällyksen pituutta (12, 14), joissa vierekkäiset liitettävät päät sijaitsevat samalla pituusakselilla, kunkin päällyspituuden i) kosteuspitoisuuden ollessa vähintään 20 % päällyksen kokonaispainosta, ii) käsittäessä ensimmäisen osan (15, 17), joka sijaitsee päällyksen liitettävän pään vieressä ja (iii) toisen osan (29, 31), joka sijaitsee sisempänä päällyksen päästä kuin ensimmäinen osa (15, 17); b) ensimmäisen paineherkän, mainitut vierekkäiset päät ympä röivän ja mainittuja päällyspituuksia (12, 14) vasten sijaitsevan liimanauhan (18), joka ensimmäinen liimanauha (18) on yksinomaan paineherkässä tarttuvassa suhteessa päällyspituuk-sien (12, 14) kanssa siten, että tämän ensimmäisen liimanauhan (18) vastakkaiset sivureunat tarttuvat suoraan kunkin päällys-pituuden mainittuun ensimmäiseen osaan (15, 17) päällyspituuk- sien liittämiseksi; ja c) ensimmäisen liimanauhan (18) ympäröivän liimanauhavälineen (22), joka sijaitsee yksinomaan paineherkässä tarttuvassa suhteessa mainittua ensimmäistä liimanauhaa (18) vasten, tämän liimanauhavälineen (22) käsittäessä sivukaistaleet (24, 26), jotka peittävät ensimmäisen liimanauhan vastakkaiset sivu-reunat, ja jotka tarttuvat yksinomaan paineherkkään tarttuvaan suhteeseen suoraan kunkin päällyspituuden (12, 14) mainitun toisen osan (29, 31) kanssa, tämän liimanauhavälineen (22) käsittäessä välineet, jotka estävät ensimmäisen liimanauhan (18) peittyneiden sivureunojen erottumisen päällyspituuksista sen seurauksena, että liitoksia käsittävään päällykseen kohdistuu poikittaista ja pitkittäistä rasitusta. I? 89447

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että liimanauha-väline on toinen liimanauha (22), joka on leveämpi kuin ensimmäinen liimanauha (18), mainitun toisen liimanauhan (22) sivu-kaistaleiden (24, 26) peittäessä ensimmäisen liimanauhan (18) kulloinkin toisen vastakkaisista sivureunoista.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tun n ettu siitä, että liimanauha-väline (22) käsittää kaksi suikaletta (50, 52) toista liima-nauhaa, joista kummankin yksi sivukaistale peittää ensimmäisen liimanauhan (18) sivureunan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnet t u siitä, että kumpikin mainittu toinen liimanauha (50, 52) on kapeampi kuin mainittu ensimmäinen liimanauha (18).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että ensimmäinen liimanauha (16) käsittää yhdellä pinnallaan akryylipohjaista paineherkkää liimaa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että mainittu ak-ryylipohjainen paineherkkä liima käsittää 2-etyyliheksyyli-akrylaattia.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että liimanauha-väline (22) käsittää yhdellä pinnallaan kumipohjaista paine-herkkää liimaa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että kumipohjai-nen liima käsittää epoksidoitua polybutadieeni-polystyreeni-kopolymeeria noin suhteessa 4: 1 - 5: 1. ia 39447

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että selluloosaa olevan päällyksen pituuksien (12, 14) vierekkäiset päät ovat sisäkkäin.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunn e ttu siitä, että sekä ensimmäisen liimanauhan (18) että liimanauhavälineen (22) käsittä-mät päät ympäröivät mainitut päällyspituudet (12, 14) ja sijaitsevat päällekkäin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että ensimmäisen liimanauhan (18) ja liimanauhavälineen (22) päistä muodostuvat päällekkäiset saumakohdat (20, 32) sijaitsevat diametraali-sesti yhdistettyjen päällyspituuksien (12, 14) vastakkaisilla puolilla.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnettu siitä, että ensimmäisen liimanauhan (18) vetolujuus on pienempi kuin liimanauhavälineen (22), ja että liimanauhavälineen (22) tarttuvuus selluloosaa olevaan päällykseen on pienempi kuin ensimmäisen liima-nauhan (18).

13. Liitoksia käsittävä selluloosaa oleva päällys, tunnet-t u siitä, että se käsittää: a) vähintään kaksi kuiduilla vahvistetun selluloosaa olevan päällyksen pituutta (12, 14), joiden vierekkäiset päät on sijoitettu sisäkkäin, ja joiden kummankin päällyspituuden kosteuspitoisuus on vähintään 20 % päällyksen kokonaispainosta; b) ensimmäisen paineherkän, mainitut sisäkkäiset päät ympäröivän ja niitä vasten yksinomaan paineherkässä tarttuvassa suh-teesssa olevan ensimmäisen liimanauhan (18), jonka vastakkaiset sivureunat ovat tarttuneet suoraan päällyspituuksiin (12, 14) näiden pituuksien liittämiseksi toisiinsa, jolloin ensim- 19 89447 maisen liimanauhan (18) vastakkaiset päät sijoittuvat päällekkäin (20); ja c) toisen paineherkän, mainitun ensimmäisen nauhan (18) ympäröivän ja sitä vasten yksinomaan paineherkässä tarttuvassa suhteessa olevan toisen liimanauhan (22), joka on leveämpi kuin ensimmäinen nauha (18), ja jonka vastakkaiset sivukaista-leet peittävät ensimmäisen nauhan (18) sivureunat ja ovat tarttuneina yksinomaan paineherkässä tarttuvassa suhteessa kumpaankin päällyspituuteen (12, 14), tämän toisen nauhan (22) käsittäessä välineet, jotka estävät ensimmäisen nauhan (18) si-vureunojen erottumisen päällyspituuksista (12, 14).

14. Menetelmä liitosten muodostamiseksi selluloosaa olevaan päällykseen, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, j oissa: a) selluloosaa olevan päällyksen toisiinsa liitettävien pituuksien päät saatetaan samalle pituusakselille; b) ensimmäinen paineherkkä liimanauha kiedotaan samalle suoralle saatettujen päiden ympäri ja tämä nauha tartutetaan pelkkää painetta käyttäen kuhunkin päällyspituuteen niin, että ensimmäisen nauhan vastakkaiset sivureunat tarttuvat kunkin päällyspituuden ensimmäiseen, päällyksen samalla suoralla sijaitsevien päiden viereiseen osaan päällyspituuksien liittämiseksi toisiinsa; ja c) paineherkkä liimanauhaväline kiedotaan ensimmäisen nauhan ympäri niin, että nauhavälineen vastakkaiset sivukaistaleet peittävät ensimmäisen nauhan vastakkaiset sivureunat, minkä jälkeen nauhaväline tartutetaan pelkkää painetta käyttäen suoraan sekä ensimmäiseen nauhaan että kummankin päällyspituuden toiseen osaan, joka sijaitsee sisempänä päällyksen samalla suoralla sijaitsevista päistä kuin sen ensimmäinen osa. 20 89447

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnett u siitä, että paineherkkänä liimanauhavälineenä on toinen liima-nauha, joka on leveämpi kuin ensimmäinen liimanauha, ja että mainitussa kietomisvaiheessa (c) toisen nauhan vastakkaiset sivukaistaleet peittävät ensimmäisen nauhan vastakkaiset sivu-reunat kummankin vastakkaisen sivukaistaleen tartuttamiseksi kunkin päällyspituuden toiseen osaan.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnett u siitä, että mainittu kietomisvaihe (b) toteutetaan liimanau-halla, jossa on akryylipohjaista paineherkkää, 2-etyyliheksyy-liakrylaattia käsittävää liimaa.

16 89447

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lisäksi yksi samalle suoralle saatetuista päistä työnnetään toisen pään sisään ennen mainittuja kieto-misvaiheita (b) ja (c).

18. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että päällyspituudet lisäksi kostutetaan vaiheen (c) jälkeen kosteuspitoisuudesta, joka on noin 6 % päällyksen kokonaispainosta, kosteuspitoisuuteen, joka on vähintään 20 % päällyksen kokonaispainosta. 2i 39447