FI93562C - Menetelmä kemiallisten yhdisteiden viemiseksi liuottimen avulla paperinvalmistusviiroille - Google Patents

Description

93562

Menetelmä kemiallisten yhdisteiden viemiseksi liuottimen avulla paperinvalmistusviiroille

Keksinnön alue 5 Esillä olevan keksinnön kohteena ovat yleensä kes tävien, pehmeiden ja imukykyisten paperituotteiden valmistusmenetelmät. Keksintö kohdistuu myös paperinvalmistus-menetelmään, jonka yhteydessä käytetään valonherkällä po-lymeerihartsilla päällystettyä paperinvalmistusviiraa, ja 10 hartsipäällysteisen viiran kemialliseen käsittelymenetelmään tämän viiran käyttöiän pidentämistä varten.

Keksinnön taustaa

Nykyisten teollistuneiden yhdyskuntien jokapäiväisen elämän eräänä vallitsevana ominaispiirteenä on kerta-15 käyttötuotteiden, erityisesti paperisten kertakäyttötuot- teiden, käyttö. Paperista valmistetut pyyheliinat, nenäliinat, terveyssiteet, WC-paperit ja vastaavat ovat miltei jatkuvassa käytössä. Näiden suuresti kysyttyjen tuotteiden valmistuksesta on tietenkin tullut 20. vuosisadalla eräs 20 suurimmista teollisuudenaloista teollisesti kehittyneissä maissa. Paperista valmistettujen kertakäyttötuotteiden suuri kysyntä on saanut aikaan myös vaatimuksen näiden tuotteiden parannettujen muunnelmien ja niiden valmistusmenetelmien suhteen. Paperinvalmistuksessa tapahtuneista 25 suurista edistysaskeleista huolimatta suoritetaan jatku- vasti sekä näiden tuotteiden että niiden valmistusmenetelmien parantamiseen liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä.

Kertakäyttötuotteet, kuten paperista tehdyt pyyhe-liinat, nenäliinat, terveyssiteet ja WC-paperit, valmis-30 tetaan yhdestä tai useammasta paperirainasta. Jos näiden . tuotteiden halutaan suoriutuvan tehtävistään ja saavutta van laajan hyväksynnän, on niillä ja niiden valmistuksessa käytetyillä paperirainoilla oltava määrätyt fyysiset ominaisuudet. Tärkeimpiä näistä ominaisuuksista ovat kestä-35 vyys, pehmeys ja imukyky.

2 93562

Kestävyys merkitsee paperirainan kykyä säilyttää fyysinen eheytensä käytön aikana.

Pehmeys merkitsee miellyttävää kosketusaistimusta, jonka tuotteiden käyttäjät kokevat rypistäessään paperia 5 käsissään ja käyttäessään sitä määrättyihin tarkoituksiinsa.

Imukyky merkitsee paperin ominaisuutta, joka liittyy juoksevien väliaineiden, erityisesti veden ja vesipitoisten liuosten ja suspensioiden, vastaanottoon ja pidät-10 tämiseen. Paperin imukykyä arvioitaessa ei vain tietyn paperimäärän imemä juoksevan väliaineen tarkka määrä ole merkityksellinen, vaan myös se nopeus, jolla paperi imee itseensä juoksevaa väliainetta, on tärkeä. Lisäksi, kun paperi muodostetaan käyttövälineeksi, kuten pyyhkeeksi tai 15 pyyhinliinaksi, on paperin vastaanottokyky juoksevan väliaineen suhteen tärkeä asia, jolloin tulokseksi saadaan kuiva ja puhdas pyyhitty pinta.

Menetelmät kertakäyttöisten paperista tehtyjen pyyheliina- ja saniteettituotteiden valmistamiseksi sisältä-20 vät yleensä paperikuiduista tehdyn vesipitoisen lietteen valmistamisen, minkä jälkeen vesi poistetaan tästä tuotteesta järjestämällä samalla lietteessä olevat kuidut uudelleen paperirainan muodostamiseksi. Erilaisia koneita voidaan käyttää veden poistamisessa. Nykyisin useimpien 25 valmistusprosessien yhteydessä käytetään koneita, jotka tunnetaan nimellä Fourdrinier-viirapaperikoneet tai kaksois (Fourdinier)viirapaperikoneet. Fourdrinier-viirapape-rikoneissa paperiliete syötetään päättömän kulkuviiran yläpintaan, joka toimii koneen alkuperäisenä paperinval-30 mistuspintana. Kaksoisviirakoneissa liete kerrostetaan kahden toisiaan lähestyvän Fourdrinier-viiran väliin, jos- • · sa alkuperäinen vedenpoisto ja kuitujen uudelleenjärjestely paperinvalmistusprosessissa tapahtuu. Paperirainan alkuperäisen muodostamisen jälkeen Fourdrinier-viirassa 35 tai -viiroissa paperiraina siirretään kulkemaan molemmissa •.

II

93562 3 konetyypeissä kuivatusprosessin tai -prosessien kautta päättömän viiran muodossa olevan toisen kudoksen päällä, tämän viiran ollessa usein toisenlainen kuin Fourdrinier-viira tai -viirat. Useita erilaisia 5 Fourdrinier-viiran (-viirojen) ja kuivatuskudoksen (-kudosten) yhdistelmiä on käytetty menestyksellisesti ja vähemmän menestyksellisesti. Kuivatusprosessi tai -prosessit voivat käsittää paperirainan mekaanisen tiivistyksen, tyh-jövedenpoiston, kuuman ilman puhaltamisen paperirainan 10 läpi ja muut kuivatusprosessityypit.

Kuten edellä on selostettu, paperinvalmistusvii-roilla tai -kudoksilla on erilaiset nimet niiden käyttötarkoituksesta riippuen. Fourdrinier-viiroja, jotka tunnetaan myös nimellä Fourdrinier-hihnat, muodostusviiroja 15 tai -kudoksia käytetään paperikoneen alkuperäisellä muodostus vyöhykkeellä. Edellä mainitut kuivatuskudokset siirtävät paperirainan kulkemaan paperikoneen kuivatusosaston kautta. Muitakin tyypiltään erilaisia viiroja tai kudoksia voidaan käyttää. Useimmat aikaisemmin käytetyt paperinval-20 mistusviirat on yleensä tehty kudotusta kangaskappaleesta, jonka päät on liitetty saumaamalla yhteen päättömän hihnan muodostamiseksi. Kudotut paperinvalmistuskankaat käsittävät tavallisesti useita pituussuuntaisia toisistaan etäisyyden päässä olevia loimilankoja ja useita polkitta!-25 siä erillisiä kudelankoja, jotka on kudottu yhteen määrä- < ♦ tyn kudontakuvion mukaisella tavalla. Aikaisemmin tunnetut viirat ovat sisältäneet yhden ainoan (loimi- ja kudoslan-goista tehdyn) kudoskerroksen, monikerroksiset kudokset sekä kudokset, jotka on varustettu useilla yhteenkudotuil-30 la loimi- ja kudelankakerroksilla. Paperinvalmistuskudos-ten langat tehtiin alunperin kuparin, ruostumattoman teräksen, messingin tai niiden yhdistelmien kaltaisista materiaaleista. Erilaisia materiaaleja asetettiin usein kudosten päälle ja kiinnitettiin niihin vedenpoistoprosessin 35 tehostamiseksi. Äskettäin on paperinvalmistuksen alalla 4 93562 havaittu, että voidaan käyttää synteettisiä materiaaleja kokonaan tai osittain allaolevien viirarakenteiden muodostamiseksi, näiden viirojen ollessa laadultaan metallilan-goista tehtyjä muodostusviiroja parempia. Tällaiset syn-5 teettiset materiaalit ovat käsittäneet nailonin, polyesterit, akryylikuidut ja kopolymeerit. Vaikka useita erilaisia prosesseja, kudoksia ja näiden kudosten yhdistelmiä on käytetty, vain jotkut tällaiset prosessit, kudokset ja näiden kudosten yhdistelmät ovat johtaneet kaupallisesti 10 menestyksellisiin paperituotteisiin.

Esimerkkinä paperirainoista, jotka ovat saavuttaneet laajan hyväksynnän kuluttajien keskuudessa, voidaan mainita rainat, jotka on tehty US-patenttijulkaisussa nro 3 301 746, hakijoina Sanford ja Sisson, myönnetty 31. tam-15 mikuuta, 1967, selostetun menetelmän avulla. Muita yleisesti hyväksyttyjä paperituotteita on tehty US-patentti-julkaisussa nro 3 994 771, hakijoina Morgan ja Rich, myönnetty 30. marraskuuta, 1976, selostetun menetelmän mukaisella tavalla. Kuitenkin, huolimatta näiden kahden mene-20 telmän mukaisesti valmistettujen paperituotteiden korkeas ta laadusta, pyritään tuotteita yhä parantamaan jatkuvasti, kuten edellä on todettu.

Eräs toinen kaupallisesti merkittävä parannus on tehty edellä mainittuihin paperirainoihin US-patenttijul-25 kaisussa nro 4 529 480, hakijana Trokhan, myönnetty 16.

t h heinäkuuta, 1985, selostetun menetelmän avulla. Tämä parannus sisälsi paperirainaviiran tai -hihnan (jota kutsuttiin "poikkeutuselimeksi") käytön, joka käsitti rei’itetyn kudotun elimen, jota ympäröi kovetettu valonherkkä hartsi-30 kehys. Tämä hartsikehys oli varustettu useilla erillisillä eristetyillä kanavilla, joita kutsuttiin "poikkeutustie- • .

hyeiksi". Menetelmä, jonka yhteydessä tätä poikkeutuselin-tä käytettiin, sisälsi muiden vaiheiden ohella paperinval-mistuskuitujen muodostaman embryomaisen rainan liittämisen 35 poikkeutuselimen yläpintaan sekä tyhjön tai juoksevan vä-

Il : 5 93562 liaineen muun paine-erotuksen kohdistamisen rainaan poik-keutuselimen takasivulta (koneen kanssa kosketuksessa olevalta sivulta). Tässä yhteydessä käytettyä paperinvalmis-tusviiraa kutsuttiin "poikkeutuselimeksi", koska paperin-5 valmistuskuidut tulivat poikkeutetuiksi ja järjestetyiksi uudelleen kovetetun hartsikehyksen poikkeutustiehyeihin juoksevan väliaineen paine-erotuksen kohdistamisen yhteydessä. Tämä poikkeutuselin tehtiin US-patenttijulkaisussa nro 4 514 345, myönnetty Johnson et al'ille 30. huhtikuu-10 ta, 1985, selostetun menetelmän mukaisesti. Tämä menetelmä sisälsi seuraavat vaiheet: (1) rei'itetyn kudotun elementin päällystämisen valonherkällä hartsilla; (2) valonher-kän hartsin paksuusvalvonnan ennalta määrättyyn arvoon; (3) hartsin asettamisen läpinäkymättömiä ja läpinäkyviä 15 alueita sisältävän maskin kautta kulkevan valon alaiseksi, jolla on aktivoiva aallonpituus; ja (4) kovettumattoman hartsin poistamisen. Käyttämällä edellä mainittua parannettua paperinvalmistusmenetelmää oli lopuksi mahdollista valmistaa paperia, jolla oli määrätyt ennalta valitut omi-20 naisuudet. US-patenttijulkaisussa nro 4 529 480 selostetun prosessin avulla valmistettu paperi on tunnettu siitä, että se sisältää kaksi pinnallaan olevaa fyysisesti erillistä aluetta ; ensimmäisen alueen käsittäessä tiheydeltään verrattain suuren ja sisäisesti sangen kestävän jat-25 kuvan verkkoalueen; toisen alueen käsittäessä taas useita kupumaisia muodostelmia, jotka ovat tiheydeltään ja sisäiseltä kestävyydeltään sangen vähäisiä (verkkoalueeseen verrattuna) ja joita verkkoalue täysin ympäröi.

Tämän menetelmän avulla valmistettu paperi oli sel-30 västi kestävämpi, pehmeämpi ja imukykyisempi kuin aikaisemmin tunnettujen menetelmien avulla valmistettu paperi useiden tekijöiden johdosta. Tämän paperin kestävyys lisääntyi verkkoalueen antaman sangen suuren sisäisen kestävyyden ansiosta. Paperin pehmeys taas lisääntyi sen pin-35 nalla olevien useiden pientiheyksisten kupumaisten muodos- • 6 93562 telmien johdosta. Paperin imukyky lisääntyi sen tosiasian ansiosta, että paperilla oli yleensä vähäisempi tiheys, imunopeuden lisääntyessä sen johdosta, että verkkoalue kykeni jakamaan imetyt nesteet imukykyisiin kupumaisiin 5 muodostelmiin säännönmukaisella tavalla.

Vaikka edellä mainittu parannettu menetelmä on toiminut sangen hyvin, niin on havaittu, että paperinvalmis-tusviiran sisältämä kovetettu valonherkkä hartsi huonontuu nopeasti ajan kuluessa, mikä johtaa viirojen ennenaikai-10 seen loppuunkulumiseen. Periaatteellinen huonontumismeka- nismi näitä poikkeutuselimiä (paperinvalmistusviiroja) varten on valopolymeerihartsin hapettuminen. Tämän hapettumisen viivyttämiseksi on välttämätöntä lisätä hapettumista estäviä kemikaaleja, kuten molekyylipainoiltaan suu-15 ria estettyjä fenoleja, nestemäiseen valopolymeerihartsiin ennen aallonpituudeltaan aktivoivan valon (esimerkiksi ultraviolettivalon) avulla toteutettua lopullista polyme-risaatiota. On kuitenkin olemassa yläraja niiden kemikaalien määrälle, jotka voidaan sisällyttää nestemäiseen 20 hartsiin kolmesta syystä johtuen: (a) näillä kemikaaleilla on negatiivinen vaikutus hartsin valonopeuteen (reaktionopeuteen), (b) hartsissa olevien kemikaalien liukenevuusra-joitukset, ja (c) hartsin rakennetta heikentää polymeerin siirtyminen. Lisäksi paperikoneen toimiessa nämä materiaa-25 lit kuluvat ja/tai tulevat poistetuiksi niiden suojatessa hapettumiselta. Kun hapettumisen estoaineen pitoisuus vähenee tai tämä aine tulee eliminoiduksi, hartsi tulee alttiiksi huonontumiselle ja viira tuhoutuu pian. Siten on olemassa tarve viiran ennenaikaisen loppuunkulumisen pape-30 rinvalmistuksen aikana estävässä kovetetussa hartsissa olevien kemiallisten yhdisteiden määrää lisäävän menetel- • « män suhteen.

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä viiran käyttöiän parantamista varten lisäämällä kemiallisia 35 yhdisteitä kiinteää polymeerihartsia sisältäviin viiroihin • 11; 7 93562 asettamalla näihin viiroihin hartsia paisuttavaa liuotinta, joka sisältää liuenneita kemiallisia yhdisteitä. Yksityiskohtaisemmin tarkastellen paisuttamalla hartsia liuenneita hapettumista kemikaaleja sisältävällä liuottimena 5 viiran hapettumisen estotaso kohoaa, jolloin viira tulee suojelluksi hapettumiselta ja viiran käyttöikä lisääntyy. Tämän tekniikan avulla voitetaan polymeroimattomaan nestemäiseen hartsiin lisättävien hapettumisen estoaineiden määrään liittyvä rajoitus. Se tarjoaa myös käyttöön mene-10 telmän tyypiltään muiden kemiallisten lisäaineiden käyttökelpoisten määrien lisäämiseksi kovetettuihin polymeeri-hartseihin, mikä ei olisi normaalisti mahdollista polymeerin vähäisen välittömien liukenevuuden ja/tai prosessin yhteensopimattomuuden johdosta.

15 Liuoslisäystekniikka mahdollistaa lisäksi kemial listen yhdisteiden (esimerkiksi hapettumisen estoaineiden) lisäämisen paperinvalmistusviiraan, jossa niitä eniten tarvitaan. On erityisesti havaittu, että hartsin hapettu-mishuonontumista tapahtuu tavallisesti suuremmalla nopeu-20 della poikittaisen sauman takareunassa viiran muuhun osaan verrattuna. Käyttämällä liuotinta ylimääräisen hapettumisen estoaineen lisäämiseksi erityisesti viiran herkemmin vahingoittuvaan osaan, voidaan viiran käyttöikää pidentää.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada ai-25 kaan menetelmä kovetettua valonherkkää polymeerihartsia sisältävien paperinvalmistusviirojen käyttöiän parantamiseksi lisäämällä tehokkaat määrät hapettumista estäviä kemikaaleja näiden hartsia sisältävien paperinvalmistus-viirojen paperin kanssa kosketuksessa olevalle pinnalle, 30 jolloin hartsi tulee suojatuksi hapettumista vastaan.

Nämä ja muut tarkoitukset saavutetaan esillä olevan « keksinnön avulla seuraavan selostuksen mukaisella tavalla.

Yhteenveto keksinnöstä

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä kiin-35 teitä valonherkkiä polymeerihartseja sisältävien paperin- • 8 93562 valmistusviirojen käyttöiän parantamiseksi, ja parannettu menetelmä paperin valmistamiseksi näitä paperinvalmistus-viiroja käyttämällä. Viiran käyttöiässä tapahtuva parannus saadaan yleensä aikaan hartsia paisuttavaa liuotinta ja 5 tehokkaan määrän kemiallista yhdistettä tai yhdisteitä sisältävän liuoksen lisäämisen avulla koko paperinvalmis-tusviiraan tai sen osaan, tämän kemiallisen yhdisteen ollessa liuenneena liuottimeen, ja antamalla liuottimen haihtua. Nämä kemialliset yhdisteet käsittävät sopivimmin 10 hapettumisen estoaineet, jotka kykenevät estämään polymee-rihartsin hapettumisen ja sitä seuraavat huonontavat vaikutukset tai viivästyttämään niitä.

Paperinvalmistusviira käsittää suositeltavassa muodossaan kaksi pääasiallista komponenttia: (1) kiinteän po-15 lymeerihartsikehyksen, joka on tehty kiinteäksi asettamalla valonherkkä nestemäinen hartsi alttiiksi aallonpituudeltaan aktiiviselle valolle, ja jonka ensimmäinen pinta on kosketuksessa kuivatettavien kuiturainojen kanssa, ja jonka toinen, ensimmäinen pinnan suhteen vastakkainen pin-20 ta on kosketuksessa vedenpoistotoimenpiteen yhteydessä käytetyn vedenpoistolaitteiston kanssa, ja (2) hartsike-hystä vahvistavan rakenteen, jossa on rakoja ja joka voi käsittää rei'itetyn kudotun elimen, ja joka on asetettu kehyksen ensimmäisen pinnan ja ainakin kehyksen toisen 25 pinnan osan väliin. Hartsikehys sisältää sopivimmin useita tiehyeitä veden johtamiseksi ensimmäisestä pinnasta hart-sikehyksen kautta toiseen pintaan.

Sopivia valonherkkiä hartseja voidaan valita helposti useiden kaupallisesti saatavissa olevien hartsien 30 joukosta. Esimerkkeinä tällaisista valonherkistä polymee-rihartseista voidaan mainita uretaaniakrylaatit (esimer- • · kiksi metakryloitu uretaani ), styreenibutadieenikopolymee-rit, akryyliesterit, epoksiakrylaatit, akryloidut aromaattiset uretaanit ja akryloidut polybutadieenit. Erityisen 35 suositeltavat nestemäiset valonherkät hartsit sisältyvät • .

il 9 93562

Hercules Incorporated'in, Wilmington, Delaware, USA, valmistamaan metakryloidun uretaanin Merigraph-sarjaan. Kaikkein suositeltavin hartsi on Merigraph hartsi EPD 1616B.

Tämän keksinnön toteuttamista varten tarkoitetun 5 suositeltavan menetelmän yhteydessä hapettumista estäviä kemikaaleja liuotetaan hartsia liuottavaan liuottimeen ja lisätään paperinvalmistusviiraan. Hartsia paisuttavan liuottimen liuetessa paperinvalmistusviiran sisään se siirtää hapettumisen estoaineet hartsiin. Liuottimen anne-10 taan haihtua (jättäen hapettumisen estoaineet hartsin sisään), jolloin paperinvalmistusviira - joka sisältää nyt tehokkaan määrän hapettumiselta estäviä kemikaaleja - tulee suojatuksi hapettumiselta ja sen käyttöikä pienenee. Sopivia hapettumisen estoaineita voidaan helposti valita 15 useiden kaupallisesti saatavissa olevien aineiden joukosta. Suositeltavat hapettumisen estoaineet käsittävät primaariset hapettumisen estoaineet, kuten estetyt fenolit, jotka kykenevät puhdistamaan vapaita radikaaleja ja keskeyttämään hapettumisketjureaktiot. Yksityiskohtaisempi 20 selostus esillä olevan keksinnön yhteydessä käyttökelpoisista hapettumisen estoaineista annetaan myöhemmin.

Sopivat hartsia paisuttavat liuottimet voidaan valita useiden kaupallisesti saatavissa olevien liuotinaineiden joukosta. Sopiva esillä olevan keksinnön yhteydessä - - 25 käytettävä liuotin on isopropyylialkoholi, vaikka toluee-nin, metyylietyyliketonin, metanolin, asetonin, metyleeni-kloridin, polyetyleeniglykolimonolauraatin ja jopa veden kaltaisia liuottimia voidaan myös käyttää kyseisestä hartsista ja kemiallisesti yhdisteestä riippuen. Yksityiskoh-30 taisempi selostus hartsia paisuttavista liuottimista, joita voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä, annetaan myöhemmin.

Esillä olevan keksinnön kohteena on myös menetelmä paperin valmistamiseksi käyttäen esillä olevan keksinnön 10 93562 mukaisia paperinvalmistusviiroja. Esillä olevan keksinnön mukaisen paperirainan valmistusmenetelmä käsittää: (a) paperinvalmistuskuitujen vesipitoisen dispersion muodostamisen; 5 (b) paperinvalmistuskuitujen embryonisen rainan muodostamisen tästä vesipitoisesta dispersiosta rei'ite-tylle elimelle; (c) tämän embryonisen rainan saattamisen kosketukseen paperinvalmistusviiran kanssa, joka käsittää kehyk- 10 sen, joka sisältää paperin kanssa kosketukseen tulevan ensimmäisen pinnan, sen suhteen vastakkaisen toisen pinnan ja tiehyet, jotka kulkevat ensimmäisestä pinnasta toiseen pintaan; ja tätä kehystä vahvistavan rakenteen, joka on asetettu kehyksen ensimmäisen pinnan ja ainakin kehyksen 15 toisen pinnan osan väliin, tämän vahvistusrakenteen sisältäessä vahvistuskomponentin, jossa on rakoja; (d) ainakin osan embryonisessa rainassa olevista paperinvalmistuskuiduista poikkeuttamisen sanottujen tie-hyeiden sisään ja veden poistamisen embryonisesta rainasta 20 tiehyeiden kautta sekä paperinvalmistuskuitujen uudelleenjärjestämisen välirainan muodostamiseksi olosuhteissa, joiden alaisina sanottu poikkeuttaminen aloitetaan vähintään samanaikaisesti vedenpoiston aloittamisen kanssa; (e) paperinvalmistusviiraan liittyvän välirainan 25 esikuivattamisen noin 25 - noin 98 % konsistenssiin paperinvalmistuskuitujen esikuivatun rainan muodostamiseksi.

Kaikki prosenttiluvut ja suhteet on esitetty tässä yhteydessä painoina, ellei muuten ilmoiteta.

Piirustusten lyhyt kuvaus 30 Kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän erästä sovellutusmuotoa kemiallisten yhdisteiden viemiseksi liuottimina paperinvalmistusviiralle; kuvio IA esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän erästä vaihtoehtoista sovellutusmuotoa kemial- * 11 93562 listen yhdisteiden viemiseksi liuottimina paperinvalmis-tusviiralle; kuvio 2A esittää yksinkertaistettua kaavamaista poikkileikkauskuvantoa paperinvalmistuskuiduista osittain 5 muodostetusta embryonisesta rainasta ennen sen poikkeuttamista paperinvalmistusviiran tiehyeeseen; kuvio 2B esittää yksinkertaistettua poikkileikkauskuvantoa kuvion 2A esittämän embryonisen rainan osasta sen jälkeen kun embryonisen rainan kuidut on poikkeutettu pa-10 perinvalmistusviiran yhteen tiehyeeseen; kuvio 2C esittää yksinkertaistettua päälliskuvantoa esillä olevan keksinnön mukaisen paperirainan eräästä osasta; kuvio 2D esittää koneen suuntaista leikkauskuvantoa 15 kuvion 2C esittämän paperirainan osasta linjaa 2D - 2D pitkin otettuna; kuvio 2E esittää konesuunnan suhteen poikittaista leikkauskuvantoa kuvion 2C esittämän paperirainan osasta linjaa 2E - 2E pitkin otettuna; 20 kuvio 3 esittää päälliskuvantoa paperinvalmistus- viirasta ilman vahvistusrakennetta; kuvio 3A esittää poikkileikkauskuvantoa kuvion 2 esittämän paperinvalmistusviiran osasta linjaa 3A - 3A pitkin otettuna; . , 25 kuvio 4 esittää päälliskuvantoa paperinvalmistus- • < viiran eräästä täysin kokoonpannusta sovellutusmuodosta; kuvio 5 esittää poikkileikkauskuvantoa kuvion 4 esittämän paperinvalmistusviiran sovellutusmuodosta linjaa 5-5 pitkin otettuna, tämän viiran takapinnan ollessa va-30 rustettuna merkkikuvioinnilla; kuvio 6 esittää suurennettua kaavamaista kuvantoa suositeltavasta tiehytaukkogeometriästä; kuvio 7 esittää päälliskuvantoa näyttäen suositeltavan kudotun monikerroksisen vahvistusrakenteen, jota 35 voidaan käyttää paperinvalmistusviirassa; • 12 93562 kuvio 8 esittää suurennettua leikkauskuvantoa kuvion 7 linjaa 8-8 pitkin otettuna; kuvio 9 esittää pääteleikkauskuvantoa kuvion 7 mukaisesta kudotusta vahvistusrakenteesta; 5 kuvio 10 esittää kuvion 7 linjaa 10 - 10 pitkin otettua leikkauskuvantoa; kuvio 11 esittää kuvion 7 linjaa 11 - 11 pitkin otettua leikkauskuvantoa; kuvio 12 esittää kuvion 7 linjaa 12 - 12 pitkin 10 otettua leikkauskuvantoa; kuvio 13 esittää kaavamaisesti peruslaitetta esillä olevan keksinnön mukaisesti käytetyn paperinvalmistusvii-ran valmistamista varten.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 15 Vaikka tähän selitykseen liittyvissä patenttivaati muksissa keksinnön kohde määritellään selvästi, niin uskotaan, että keksintöä voidaan havainnollisemmin ymmärtää sen seuraavan yksityiskohtaisen selostuksen avulla oheisiin piirustuksiin ja sovellutusesimerkkeihin viitaten.

20 Tämä selostus on jaettu viiteen osaan; 1) yksityiskohtainen selostus liuotinlisäysmene-telmästä, jonka yhteydessä kemiallisia yhdisteitä lisätään esillä olevan keksinnön mukaisiin paperinvalmistusviiroi-hin; .,25 2) suositeltavan paperinvalmistusmenetelmän se lostus; 3) suositeltavan paperinvalmistusmenetelmän mukaisesti tehtyjen paperirainojen selostus; 4) suositeltavien paperinvalmistusviirojen selos- 30 tus; 5) suositeltavien paperinvalmistusviirojen valmistusmenetelmien selostus.

• ♦ . .

Il : 13 93562 1. Liuotinlisäysmenetelmä, jonka yhteydessä kemiallisia yhdisteitä lisätään paperinvalmistusviiraan

Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää kiinteitä valonherk-5 kiä polymeerihartseja sisältävien paperinvalmistusviirojen käyttöiän lisäämistä varten, vaikka onkin selvää, että tähän menetelmään voidaan myös tehdä muutoksia. Esillä olevan keksinnön mukainen suositeltava menetelmä valonher-källä hartsilla päällystetyn paperinvalmistusviiran valio mistusta varten on selostettu yksityiskohtaisesti US-pa-tenttijulkaisussa 4 514 345 otsikolla "Method of Making a Foraminous Member" varustettuna, myönnetty Johnson et al'ille 30. huhtikuuta 1985, tämän patenttijulkaisun ollessa liitettynä tähän yhteyteen viiteaineistona.

15 Esillä olevan keksinnön yhteydessä käytetään hart sia paisuttavaa liuotinta kemiallisten yhdisteiden tehokkaan määrän viemiseksi paperinvalmistusviiralle, joka sisältää kovetettuja valonherkkiä polymeerihartseja. Tämä liuoslisäystekniikka mahdollistaa kemiallisten yhdisteiden 20 käyttökelpoisten määrien asettamisen näille hartsipäällys-teisille paperinvalmistusviiroille, kuin mikä olisi normaalisti mahdollista polymeerihartsin vähäisen välittömän liukenevuuden tai prosessin yhteensopimattomuuden (esimerkiksi hartsin valonopeuden negatiivisen vaikutuksen) 25 johdosta.

Vaikka tätä liuotinlisäysmenetelmää voidaan käyttää kemiallisten yhdisteiden viemiseksi koko paperinvalmistus-viiraan, niin tätä menetelmää käytetään sopivimmin kemikaalien lisäämiseen viiran niihin osiin, joissa niitä eni-30 ten tarvitaan (viiran osia, jotka ovat eniten alttiina hartsin huonontumiselle, selostetaan yksityiskohtaisesti seuraavassa). Esillä olevan keksinnön mukainen liuotinlisäysmenetelmä mahdollistaa siten kalliiden kemikaalien tehokkaan viemisen paperinvalmistusviiralle lisäämällä • « .

14 93562 nämä kemikaalit hartsia paisuttavan liuottimen välityksellä vain tarvittaessa.

Tässä yhteydessä käytetty ilmaisu "hartsia paisuttava liuotin" merkitsee liuotinta, joka kykenee hajaantu-5 maan kovetetun hartsipolymeerin sisään paisutetun geelin muodostamiseksi (so. liuotin todella paisuttaa polymeeri-hartsin). Ilman teoreettista sidonnaisuutta uskotaan, että liuottimen hajaantuminen polymeeriin tapahtuu samojen kemiallisten voimien avulla, jotka saavat aineen sekoittu-10 maan toiseen aineeseen. Termodynaamiselta kannalta katsottuna liuotin sekoittuu spontaanisti polymeeriin, kun vapaa sekoitusenergia, AG, on arvoltaan negatiivinen. Yleinen termodynaaminen yhtälö vapaata sekoittumista varten voidaan kirjoittaa seuraavassa muodossa: AG = ΔΗ - TAS, jossa 15 AH merkitsee sekoittumislämpöä, T lämpötilaa ja AS sekoit-tumisentropiaa. Koska sekoittumisentropia, AS, on arvoltaan negatiivinen, vapaan sekoittumisenergian määrittää pääasiassa sekoittumislämmön, AH, arvo. Sekoittumislämpö voidaan saada likimääräisesti Hildebrandin yhtälöstä: 20 ΔΗ * ν1ν2(δ1δ2)2, jossa vx merkitsee liuottimen tilavuus- fraktiota, v2 polymeerin tilavuusfraktiota, ja 6X ja δ2 liuottimen ja polymeerin liukenevuusparametrejä. Liukene-vuutta tai polymeerihartsin liuotinpaisumista voidaan odottaa, kun liukenevuusparametrit δ2 ja δ2 ovat samoja.

25 Polymeeristen liuosten termodynamiikkaan liittyvä täydel-lisempi selostus voidaan löytää Billmeyerin teoksesta "Textbook of Polymer Science", 3. painos, ss. 151 -185 (1984), joka on liitetty viiteaineistona mukaan tähän yhteyteen.

30 Esillä olevan keksinnön yhteydessä käytettäväksi sopivien valopolymeerihartsien liukenevuusparametrit voivat olla noin 5 - noin 15 (cal/cm3)1/2. Tällä alueella olevilla liukenevuusparametreillä varustetut liuottimet liuottavat tehokkaasti kovettumatonta valopolymeerihartsia 35 ja paisuttavat kovettunutta valopolymeerihartsia. Suosi-

II

• 15 93562 teltavan valopolymeerihartsin (so. metakryloidun uretaa-nin) llukenevuusparametri on noin 9 (cal/cm3 )1/2. Isopropyy-lialkoholin llukenevuusparametri on 11,2 (cal/cm3 )1/z, joten se paisuttaa valopolymeerihartsia. Tolueenin, jonka liuke-5 nevuusparametri on 8,9 (cal/cm3)/2, voidaan olettaa paisuttavan hartsia jopa enemmän kuin isopropyylialkoholi.

Liukunevuusparametrejä on määritetty useita tyypiltään erilaisia liuottimia ja polymeerejä varten. Joidenkin yleisten liuotinten ja polymeerien llukenevuusparametri-10 luettelo voidaan löytää Billmeyerin teoksesta "Textbook of Polymer Science", 3. painos, sivu 153 (1985), tämän teoksen ollessa liitettynä mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona.

Jos polymeeri on ristikytketty, eivät liuottimen 15 liuotusvoimat kykene hajottamaan polymeeriä todelliseksi liuokseksi. Sen sijaan polymeeri saavuttaa lopulta paisutetun tasapainotilan määrätyllä liuotinpitoisuudella, po-lymeeriverkon ollessa venytettynä, mutta kuitenkin ehyenä. Esillä olevan keksinnön tarkoituksia varten sopiva hartsia 20 paisuttava liuotin käsittää liuottimen, joka kykenee paisuttamaan polymeerihartsia noin 1 - noin 50 painoprosenttia, sopivimmin noin 15-25 painoprosenttia.

Liuottimen sopivuuden määrittää pääasiassa kahden tekijän yhdistelmä: ensiksikin se määrä, johon asti liuo-25 tin paisuttaa polymeerin, ja toiseksi liuottimen sisältämien kemiallisten yhdisteiden liukenevuus. Nämä kaksi tekijää määrittävät olennaisen tärkeällä tavalla polymeeriin lisättävän kemiallisen yhdisteen määrän. Jos polymeeri esimerkiksi paisuu 10 painoprosenttia liuottimen vaikutuk-30 sen jälkeen, tämän liuottimen sisältäessä 10 painoprosenttia liuennutta kemiallista yhdistettä, niin on mahdollista lisätä 1 painoprosentti kemiallista yhdistettä (10 % x 10 %) polymeeriin.

Sopivat hartsia paisuttavat liuottimet voidaan va-35 Iita useiden kaupallisesti saatavien liuotinaineiden jou- • 16 93562 kosta. Sopiva liuotin käyttöä varten esillä olevan keksinnön yhteydessä on isopropyylialkoholi, vaikka muitakin liuottimia, kuten tolueenia, metyylietyyliketonia, metano-lia, asetonia, metyleenikloridia, polyetyleeniglykolimono-5 lauraattia ja jopa vettä voidaan käyttää kyseisestä hartsista ja kemiallisesta yhdisteestä riippuvalla tavalla. Useissa tapauksissa liuotinlisäysmenetelmä mahdollistaa suuremman kemikaalimäärän (so. hapettumisen estoaineiden) lisäämisen kuin mitä voitaisiin lisätä suoraan nestemäi-10 seen hartsiin nestemäisessä hartsissa olevien kompleksike-mikaalien rajoitetun liukenevuuden ja/tai prosessin yhteensopimattomuuden j ohdosta.

Tässä yhteydessä käytetty ilmaisu "kemiallisen yhdisteen tehokas määrä" merkitsee kemiallisen yhdisteen 15 määrää, joka hidastaa valonherkän hartsin huonontumisno-peutta ajan kuluessa. Tämä merkitsee sitä, että kemiallisen yhdisteen tehokkaana määränä on sen yhdisteen määrä, joka kykenee lisäämään polymeerihartsilla peitetyn pape-rinvalmistusviiran käyttöikää verrattuna paperinvalmistus-20 viiraan, joka ei sisällä tätä kemiallista yhdistettä. Kemiallisen yhdisteen tehokas määrä riippuu tietenkin suuressa määrässä käytetystä yhdisteestä ja prosessiolosuh-teista, joiden alaiseksi paperinvalmistusviira joutuu.

Tässä yhteydessä käytetty ilmaisu "kemiallinen yh-25 diste" merkitsee mitä tahansa kemikaalia, joka lisättynä polymeerihartsilla päällystettyyn paperinvalmistusviiraan pidentää viiran käyttöikää. Esimerkkeinä tyypillisistä kemiallisista yhdisteistä, jotka ovat sopivia käytettäviksi esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä, 30 voidaan mainita hapettumisen estoaineet (joita selostetaan yksityiskohtaisemmin myöhemmin), pelkistysaineet, kelaat-tiaineet, säilytysaineet, ultraviolettivalon stabilointiaineet ja pehmennysaineet. Pelkistysaineet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka hapettuvat helpommin kuin hauraat 35 sidokset polymeerihartsissa (esimerkiksi muut sidokset).

• · 93562 17 Nämä pelkistysaineet käsittävät esimerkiksi sulfiitti-io-nit, merkaptaanit ja stannokloridin. Kelaattiaineet käsittävät kemialliset yhdisteet, kuten EDTA:n, kompleksihape-tuskatalyytit (esimerkiksi siirtymämetallit). Säilytysai-5 neet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka estävät polymeeri-hartseja mahdollisesti vahingoittavien mikro-organismien kasvun tai hidastavat sitä. Nämä yhdisteet sisältävät esimerkiksi sieniä ja mikrobeja hävittävät aineet. Ultraviolettivalon stabilointiaineet käsittävät kemialliset yhdis-10 teet, kuten 2-hydroksifenyylibensotriatsolin, joka suojaa polymeerihartsilla päällystettyjä viiroja valohuonontumi-selta. Pehmentimet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka parantavat paperinvalmistusviirojen joustavuutta. Pehmentimet käsittävät esimerkiksi glyseriinin, di-2-etyylihek-15 syyliftalaatin ja dipropyleeniglykolidibensoaatin. Tämä kemiallisten yhdisteiden luettelo on annettu vain esimerkin tavoin eikä sitä ole tarkoitettu kaikkea sisältäväksi. Tyypiltään muunlaiset kemialliset yhdisteet, joiden paperinvalmistuksen valmistukseen perehtyneet ihmiset tietävät 20 kykenevän pidentämään polymeerihartsilla päällystettyjen paperinvalmistusviirojen käyttöikää, sisältyvät myös tämän keksinnön suojapiiriin.

Esillä olevan keksinnön suositeltavassa sovellutus-muodossa kemialliset yhdisteet valitaan sopivien hapettu-25 misen estoaineiden joukosta. Tässä käytetty ilmaisu "ha pettumisen estoaineet" merkitsee orgaanisia yhdisteitä, joita voidaan käyttää pieninä pitoisuuksina estämään pape-rinvalmistusviirassa olevan kovettuneen hartsikehyksen hapettumista ja sen seurauksena olevia huonontumisvaikutuk-30 siä tai hidastamaan niitä. Huonontuminen merkitsee peräkkäistä prosessia, joka sisältää alku-, kesto- ja lopetus-vaiheen. Vapaiden radikaalien muodostuminen käynnistää polymeerihapettumisen. Vapaiden radikaalien muodostumiseen johtavat tekijät sisältävät reaktiivisten peroksidien tai 35 ketonien läsnäolon polymerisaation aikana sekä kemiallis- 18 93562 ten ja selluloosajätteiden olemassaolon, näiden jätteiden kerääntyessä viiran pinnalle paperinvalmistustoimenpiteen aikana. Tämä tosiasia liittyneenä viiraan kohdistuvan termisen mekaanisen rasituksen kanssa aiheuttaa lopuksi hih-5 nan loppuunkulumisen hapetuksen johdosta. Suojauksen saamiseksi hapettumista vastaan olisi hapetuksen estoaineen pitoisuuden kovetetussa hartsikehyksessä oltava noin 0,001 - noin 5,0 % painoprosenttia (perustuen hartsikehyk-sen painoon) ja sopivimmin noin 0,05 - noin 1,5 %. Paras 10 mahdollinen pitoisuus riippuu tietenkin käytettävästä hapetuksen estoaineesta ja niistä prosessiolosuhteista, joiden alaiseksi viira joutuu.

On olemassa tyypiltään kahdenlaisia hapettumisen estoaineita, nimittäin primaariset ja sekundaariset hapet-15 tumisen estoaineet. Primaariset hapettumisen estoaineet, kuten estetyt fenolit ja sekundaariset amiinit, puhdistavat vapaita radikaaleja ja keskeyttävät hapettumisketju-reaktiot. Polymeerihartsien hapettuminen sisältää usein hydroperoksidivälituotteen muodostamisen. Kun metastabiili 20 hydroperoksidi hajoaa, se voi rikkoa polymeerin rakenteen ja muodostaa lisää vapaita radikaaleja. Sekundaariset hapettumisen estoaineet, kuten fosfaatit, fosfiitit tai rikkiä sisältävät yhdisteet (kuten tioesterit), ja sekundaariset sulfidit hajottavat turvallisesti hydroperoksidivä-25 lituotteet stabiileiksi sivutuotteiksi (esimerkiksi alko- • holeiksi). Tämä estää peroksidien hajoamisen vapaiksi radikaaleiksi ja polymeerihartsin hapettumisen. Näiden kahden hapettumisen estoaineen tyypin yhdistelmä voi saada aikaan synergisen vaikutuksen.

30 Esillä olevan keksinnön mukaisia suositeltavia ha pettumisen estoaineen tyyppejä ovat primaariset hapettumisen estoaineet, joista parhaita ovat estetyt fenolit. Estetyt fenolit puhdistavat vapaita radikaaleja labiilin vedyn siirtymisen avulla hydroksyyliryhmästä. Molekyyli-35 painoltaan ja hinnaltaan useita erilaisia estettyjä hapet- i · « 19 93562 tumisen fenoliestoaineita on saatavissa. Molekyylipainol-taan korkeat estetyt fenolit saavat tavallisesti aikaan suuremman pitkäaikaisen stabiilisuuden, niiden hintojen ollessa vastaavasti kalliimpia. Toisaalta taas molekyyli-5 painoltaan pienemmät estetyt fenolit saavat aikaan huonomman pitkäaikaisen stabiilisuuden suuremman haihtuvuutensa johdosta, vaikka joitakin tällaisia molekyylipainoltaan pieniä hapettumisen estoaineita FDA on hyväksynyt edullisesti käyttöön. Esimerkkeinä kaupallisesti saatavissa ole-10 vista sopivista estetyistä fenoleista käyttöä varten esillä olevan keksinnön yhteydessä voidaan mainita: tetrakis-[(metyleeni(3,5-di-tert-butyyli-4-hydroksihydrosinnamaat-ti)] - metaani, Irganox 1010, jota Ciba Geigy markkinoi, 2,6-di-t-butyyli-4-metyylifenoli (BHT), 1,3,5-triatsiini-15 2,4,6-(IH, 3H, 5H)-trioni, Cyanox 1790, jota American

Cyanamid Company markkinoi, ja 2,2 Methylenebis (4-metyy-li-6-tert-butyylifenoli), Cyanox 2246, jota American Cyanamid Company myös markkinoi. Estettyjen hapettumisen fenoliestoaineiden seoksia voidaan käyttää esillä olevan 20 keksinnön yhteydessä. Lisätietoja estetyistä hapettumisen fenoliestoaineista on saatavissa muun muassa seuraavista julkaisuista: Johnson, "Antioxidant Syntheses and Applications", ss. 3-58 (1975), ja Capolupo ja Chucta, "Antioxidants", Modern Plastics Encyclopedia, ss. 127 - 128 25 (1988), jotka molemmat on liitetty mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona.

Erään toisen primaarisen hapettumisen estoaineen tyypin, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä, muodostavat sekundaariset amiinit. Sekundaariset 30 amiinit puhdistavat radikaaleja vedyn siirtymisen välityksellä -NH-ryhmästä ja ne ovat estettyjä fenoleja parempia korkeassa lämpötilassa tapahtuvaa stabilointia varten. Amiinit pyrkivät kuitenkin aiheuttamaan tahraantumista ja värien haalistumista ja niitä voidaan käyttää vain sil-35 loin, kun tummemmat värit voidaan hyväksyä tai naamioida.

•« 20 93562

Amiineillä on lisäksi vain rajoitettu FDA-hyväksyntä. Eräänä esimerkkinä sekundaarisesta hapettumisen amiinies-toaineesta voidaan mainita (4-4’-bis(a,a-dimetyylibensyy-li)-difenyyliamiini, Naugard 445, jota valmistaa Uniroyal 5 Inc. Sekundaarisia hapettumisen amiiniestoaineita on selostettu yksityiskohtaisemmin Johsonin teoksessa "Antioxidants Syntheses and Applications", ss. 60 - 79 (1975), joka on liitetty mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona. Sekundaaristen amiinien ja estettyjen fenolien seoksia 10 voidaan käyttää paperinvalmistusviiran suojaamiseksi hapettumiselta.

Sekundaariset hapettumisen estoaineet hajottavat peroksidit stabiileiksi sivutuotteiksi (esimerkiksi alkoholeiksi). Niitä pidetään kustannuksia säästävinä, koska 15 ne voivat korvata osan kalliimmista primaarisista hapettumisen estoaineista ja toimia yhtä tehokkaasti. Yhtenä haittana on kuitenkin niiden taipumus hydrolyysiin. Sopivia sekundaaristen hapettumisen estoaineiden tyyppejä käyttöä varten esillä olevan keksinnön yhteydessä ovat 20 fosfiitit, tioesterit ja niiden seokset. Esimerkkeinä kaupallisesti saatavissa olevista fosfiiteista voidaan mainita Tris(mono-nonyylifenyyliJfosfiitti, Naugard P, jota Uniroyal Inc. markkinoi, ja Tris(2,4-di-tert-butyylifeno-li)fosfiitti, Naugard 524, jota Uniroyal Inc. myös markki-- 25 noi. Esimerkkinä kaupallisesti saatavissa olevasta tioes- « < teristä voidaan mainita dilauryylitiodipropionaatti, Cyanox LDTP, jota American Cyanamid markkinoi. Yksityiskohtaisempi selostus sekundaarisia hapettumisen estoaineista, mukaanlukien fosfiitit ja tioesterit, on esitetty 30 Johnsonin teoksessa "Antioxidants Syntheses and Applications", ss. 106 - 147 (1975), joka on liitetty mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona.

Primaaristen ja sekundaaristen hapettumisen estoaineiden yhdistelmät ovat erityisen suositeltavia esillä •« 11 : 93562 21 olevan keksinnön yhteydessä. Kalkkein edullisimpia ovat estettyjen fenolien ja tioesterien yhdistelmät.

Esillä olevan keksinnön mukainen liuotinlisäysmene-telmä toteutetaan liuottamalla ensin tehokas määrä halut-5 tua kemiallista yhdistettä hartsia paisuttavaan liuotti-meen (esimerkiksi isopropyylialkoholiin) ja asettamalla sitten tulokseksi saatu liuos kiinteää valonherkkää poly-meerihartsia sisältävän paperinvalmistusviiraan kokonaan tai osittain. Paperinvalmistusviiran ominaisuuksia selos-10 tetaan yksityiskohtaisemmin seuraavassa. Tässä kohdassa olisi kuitenkin otettava huomioon, että paperinvalmistus-viira käsittää sopivimmin kaksi primaarista elementtiä: kiinteän polymeerisen hartsikehyksen ja vahvistusraken-teen.

15 Kuvio 1 esittää kaavamaisesti esillä olevan keksin nön mukaisen liuotinlisäysmenetelmän erästä sovellutus-muotoa. Kuvion 1 esittämässä sovellutuksessa osa paperin-valmistusviirasta 10 upotetaan upotustelan 8 välityksellä liuotinhaudesäiliöön 7. Liuotinhaudesäiliö 7 on täytetty 20 kemiallisella liuoksella 6, joka sisältää tehokkaan määrän kemiallista yhdistettä (esimerkiksi hapettumisen estoai-netta), joka on liuotettu hartsia paisuttavaan liuottimeen (esimerkiksi isopropyylialkoholiin). Kun hartsia paisuttava liuotin liukenee paperinvalmistusviiraan 10, se kul-, 25 jettaa mukanaan liuenneet kemialliset yhdisteet viiran po- lymeerihartsikehyksen sisään. Upotetun paperinvalmistus-viiran hartsikehyksen annetaan tulla tasapainotilaan hartsia paisuttavan liuottimen kanssa. Kun viiran hartsikehys on tullut tasapainotilaan liuottimen kanssa, paperinval-30 mistusviiraa 10 siirretään eteenpäin ja edellä mainitussa liuoksessa liuotetun viiraosan annetaan kuivua höyrykuvun 9 alla. Hartsia paisuttava liuotin haihtuu ja liuotinhaudesäiliöön 7 upotettu paperinvalmistushihnan 10 osa sisältää nyt tehokkaan määrän hajaantuneita kemiallisia yhdis-35 teitä (esimerkiksi hapettumisen estoaineita).

22 93562

Esillä olevan keksinnön mukaisen liuotinlisäysmene-telmän, jonka yhteydessä kemiallisia yhdisteitä lisätään kiinteää polymeeristä valonherkkää hartsia sisältävään pa-perinvalmistushihnaan, eräs vaihtoehtoinen sovellutusmuoto 5 on esitetty kuviossa IA. Kuviossa IA esitetyn menetelmän yhteydessä tehokas määrä kemiallisia yhdisteitä lisätään paperinvalmistusviiran 10 herkästi vahingoittuvaan osaan poistamatta viiraa paperikoneesta. Paperikoneen ollessa suljettuna sieni 5, joka on liuotettu liuokseen, joka si-10 sältää tehokkaan määrän hartsia paisuttavaan liuottimeen liuotettuja kemiallisia yhdisteitä (esimerkiksi hapettumisen estoaineita), asetetaan kosketukseen paperinvalmistusviiran 10 kanssa useiden tuntien ajaksi tai kunnes hartsiliuotin tulee tasapainotilaan viirahartsikehyksen 15 kanssa. Höyrysulku 4 on asetettu sienen 5 pintojen ympärille, jotka eivät ole kosketuksessa paperinvalmistus-viiran 10 kanssa hartsia paisuttavan liuottimen ennenaikaisen (esimerkiksi ennen tasapainotilaan tuloa tapahtuvan) haihtumisen estämiseksi. Kun hartsia paisuttava liuo-20 tin liukenee viiraan, se kuljettaa mukanaan liuottuneita kemiallisia yhdisteitä (esimerkiksi hapettumisen estoaineita) hartsin sisään. Sieni poistetaan ja liuottimen annetaan haihtua. Kun viiran kemiallista yhdistettä (esimerkiksi hapettumisen estoainetta) sisältävä vahingoille , 25 herkkä osa on korvattu ja/tai lisätty tämän yhdisteen suh- teen, paperinvalmistusviira jatkaa toimintaansa satojen käyttötuntien ajan käsitellyn viiraosan ollessa suojattuna lisähuonontumiselta.

On selvää, että kuviot 1 ja IA esittävät vain kaa-30 vamaisesti sopivia menetelmiä kemikaalien liuotinlisäystä varten paperinvalmistusviiraan. Mitä tahansa menetelmää, jota alaan perehtyneet henkilöt voivat helposti soveltaa, voidaan myös käyttää. Käyttöön valittu sovellutustekniikka jakelee hartsia paisuttavan liuottimen sopivimmin tasai-35 sesti paperinvalmistusviiralle ja siitä edelleen antaen •' 93562 23 liuottimelle riittävästi aikaa tulla tasapainotilaan pape-rinvalmistusviiran polymeerihartsiosan kanssa.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa kemiallisten yhdisteiden tehokkaiden määrien lisää-5 misen niille paperinvalmistusviiran alueille, joilla niitä eniten tarvitaan. Paperinvalmistusviirat pyrkivät kulumaan loppuun ennalta ennustettavissa olevissa kohdissa. Yksityiskohtaisemmin tarkastellen poikittainen sauma ja koneen suuntaisen sauman ja poikittaisen sauman rajoittama alue 10 ovat erityisen herkästi vahingoittuvia. Lisäämällä tehokkaita määriä kemiallisia yhdisteitä näihin paperinvalmistusviiran erityisiin alueisiin koko paperinvalmistusviiran käyttöikää voidaan pidentää. Siten kuvion 1 mukaisesti paperinvalmistusviiraa voidaan siirtää eteenpäin, kunnes 15 viiran poikittainen sauma tulee upotetuksi paisuntaliuo-tinhauteeseen. Viiran sauma tulee liuotetuksi tähän liuot-timeen riittäväksi ajaksi paisuttaen hartsia ja mahdollistaen liuenneiden kemiallisten yhdisteiden siirtymisen paisuneen hartsin sisään. Tämän jälkeen liuotin haihtuu jät-20 täen jälkeensä viiran, jonka herkästi vahingoittuva osa (so. poikittainen sauma) sisältää tehokkaan määrän kemiallisia yhdisteitä. Samalla tavoin kuvion IA mukaisesti liuotinta ja liuenneita kemiallisia yhdisteitä sisältävä sieni voidaan asettaa mihin tahansa paperinvalmistusviiran . 25 osaan, jossa näkyy vahingoittumisen merkkejä (esimerkiksi ennenaikaista hapettumista). Kun kone on suljettuna, sieni (joka sisältää tehokkaan määrän sopivaan liuottimen liuenneita kemiallisia yhdisteitä) asetetaan kosketukseen viiran kanssa, kunnes tehokas määrä kemiallisia yhdisteitä on 30 siirtynyt hartsiin yhdessä hartsia paisuttavan liuottimen * kanssa. Kun viiran vahingoittuneen osan kemikaalipatoi- suutta on lisätty ja/tai korvattu, liuottimen annetaan haihtua. Paperinvalmistusviira voi nyt toimia useiden satojen lisätuntien ajan ilman sen kemiallisesti käsitellyn 35 osan lisävahingoittumista.

93562 24 2. Paperinvalmistusmenetelinä kemiallisesti käsi teltyä paperinvaImistusviiraa käyttämällä

Paperinvalmistusmenetelmän, jonka yhteydessä käytetään kiinteitä valonherkkiä polymeerihartseja sisältäviä 5 kemiallisesti käsiteltyjä paperinvalmistusviiroja, selostetaan seuraavassa, vaikka myös muita menetelmiä voidaan käyttää. Suositeltava menetelmä paperin valmistamiseksi käyttäen esillä olevan keksinnön mukaista valonherkällä hartsilla päällystettyä paperinvalmistusviiraa on esitetty 10 yksityiskohtaisesti US-patenttijulkaisussa 4 528 239, jonka otsikkona on "Deflection Member" ja joka on myönnetty Paul D. Trokhanille 9. heinäkuuta 1985, ja US-patenttijulkaisussa 4 529 480, jonka otsikkona on "Tissue Paper" ja joka on myönnetty Paul. D. Trokhanille 16. heinäkuuta 15 1985, näiden molempien patenttijulkaisujen ollessa liitet tyinä mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona.

Yleisesti tunnettu paperinvalmistusmenetelmä, jonka yhteydessä käytetään kemiallisesti käsitellyllä hartsilla päällystettyjä viiroja, käsittää useita vaiheita tai toi-20 menpiteitä, jotka tapahtuvat seuraavassa selostetussa aikajärjestyksessä. On kuitenkin selvää, että seuraavassa selostettavat vaiheet on tarkoitettu auttamaan lukijaa esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ymmärtämisessä ja että esillä oleva keksintö ei ole rajoittunut menetel-25 miin, jotka käsittävät vain tietyn määrän vaiheita. Jo-kaista vaihetta selostetaan yksityiskohtaisesti seuraavassa kuvioon 2 viitaten.

Kuvio 2 esittää yksinkertaista kaavamaista kuvantoa jatkuvan paperikoneen eräästä sovellutusmuodosta, jota 30 voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä. Kuviossa 2 näkyvä paperikone on Fourdrinier-viirakone, joka on muodoltaan ja viirajärjestelyiltään samanlainen kuin US-patenttijulkaisussa nro 3 301 746, myönnetty Sanfor-dille ja Sissonille 31. tammikuuta 1967, selostettu pape-35 rikone, tämän patenttijulkaisun ollessa liitettynä mukaan 25 93562 tähän yhteyteen viiteaineistona. On myös selvää, että US-patenttijulkaisun nro 4 102 737, myönnetty Mortonille 25. heinäkuuta 1978 (tämän patenttijulkaisun ollessa myös liitettynä mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona), kuvion 5 1 mukaista kaksoisviirapaperikonetta voitaisiin myös käyt tää esillä olevan keksinnön yhteydessä.

Ensimmäinen vaihe

Paperinvalmistusmenetelmän ensimmäisenä käytännön vaiheena on paperinvalmistuskuitujen 14 vesipitoisen dis-10 persion muodostaminen. Käyttökelpoiset paperinvalmistus-kuidut käsittävät selluloosapitoiset kuidut, joita kutsutaan yleisesti puumassakuiduiksi. Pehmeästä puumateriaalista (paljassiemenisistä tai havupuista) ja kovista puu-materiaaleista (koppisiemenisistä tai lehtipuista) saadut 15 kuidut ovat sopivia tämän keksinnön yhteydessä. Erityinen puulaji, josta nämä kuidut saadaan, ei ole olennaisen tärkeä.

Luonnolliselta alkuperältään erilaisia selluloosapi toisia kuituja voidaan myös käyttää, mukaanlukien lyhyet 20 puuvillakuidut, espartoheinäkuidut, sokeriruo'on murskaus-jäte, hamppu, rahkasammal ja pellava. Kierrätettyjä selluloosapi toisia kuitumateriaaleja (esimerkiksi puumassakui-tuja) voidaan käyttää ja ne sisältyvät keksinnön suojapii-riin. Lisäksi tekokuituja, kuten raionia, polyetyleeni- ja . , 25 polypropyleenikuituja, voidaan myös käyttää yhdessä luon- « < nollisten selluloosapitoisten kuitujen kanssa. Yhtenä esimerkillisenä käyttökelpoisena polyetyleenikuituna voidaan mainita Pulpex™, jota myy Hercules Inc. (Wilmington Delaware, USA).

30 Puumassakuituja voidaan valmistaa luonnonpuusta minkä tahansa tavanomaisen kuidutusprosessin avulla. Kemialliset prosessit, kuten sulfiitti-, sulfaatti- (mukaanlukien voimapaperi) ja soodaprosessit ovat soveliaita. Mekaaniset prosessit, kuten termomekaaniset (tai Asplun-35 din) prosessit ovat myös sopivia. Lisäksi useita erilaisia « 26 93562 puolikemikaalisia ja kemiallis-mekaanisia prosesseja voidaan käyttää. Valkaistut ja valkaisemattomat kuidut ovat käyttökelpoisia. Kun tämän keksinnön mukaista paperirainaa on tarkoitus käyttää imukykyisten tuotteiden, kuten pape-5 ripyyhkeiden, yhteydessä, ovat valkaistusta pohjoisesta havupuuvoimapaperimassasta tehdyt kuidut suositeltavia.

Paperinvalmistuskuitujen vesipitoisen dispersion valmistamiseksi voidaan käyttää mitä tahansa alalla yleisesti käytössä olevaa laitteistoa kuitujen dispergoimisek-10 si. Paperinvalmistuskuitujen 14 vesipitoinen dispersio valmistetaan kuvioissa näkymättömässä laitteistossa, joka on varustettu perälaatikolla 13, jolla voi olla mikä tahansa sopiva rakenne. Paperinvalmistuskuitujen 14 vesipitoinen dispersio 14 syötetään perälaatikosta 13 muodos-15 tuspinnalle tai -viiralle, joka käsittää yleensä numerolla 15 merkityn Fourdrinier-viiran, paperinvalmistusmenetelmän toisen vaiheen suorittamiseksi. Fourdrinier-viiraa 15 kannattaa rintatela 16 ja useita numeroilla 17 ja 17a merkittyjä vastateloja. Fourdrinier-viiraa 15 siirretään eteen-20 päin nuolen A suunnassa tavanomaisen käyttölaitteen avulla, jota ei ole esitetty kuviossa 2. Vaihtoehtoisia apuyksiköltä ja laitteita, jotka liittyvät yleensä paperikoneisiin ja Fourdrinier-viiroihin, mukaanlukien muodostuspöy-dät, päästölistat, imulaatikot, kiristystelat, tukitelat, . t 25 viiranpuhdistussuihkut ja vastaavat, ei myöskään ole esitetty kuviossa 2.

Vesipitoisessa dispersiossa olevat kuidut disper-goituvat normaalisti noin 0,1 - noin 0,3 prosentin sakeu-dessa ensimmäisen vaiheen lopussa.

30 Paperinvalmistuskuitujen lisäksi vesipitoinen dis persio voi sisältää useita erilaisia paperinvalmistuksessa yleisesti käytettyjä lisäaineita. Luettelo mahdollisista lisäaineista, joka sisältyy US-patenttijulkaisun 4 529 480, myönnetty 16. heinäkuuta 1985, sarakkeeseen 4, li .

27 93562 rivit 24 - 59, on liitetty mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona.

Tämän selityksen yhteydessä selostettu erilaisten dispersioiden, rainojen ja vastaavien kosteuspitoisuus on 5 ilmaistu prosenttikoostumuksena. Prosenttikoostumus määri tetään osamääränä, joka on saatu jakamalla kyseisen järjestelmän sisältämien kuivien kuitujen paino järjestelmän koko painolla, sadalla kerrottuna. Tässä yhteydessä kuitu-paino ilmaistaan aina uunikuivien kuitujen perusteella.

10 Toinen vaihe

Paperinvalmistusmenetelmän toisena vaiheena on paper invalmistuskuitujen embryonisen rainan 18 muodostaminen rei'itetylle pinnalle (kuten Fourdrinier-viiralle 15) ensimmäisen vaiheen yhteydessä valmistetusta vesipitoisesta 15 dispersiosta 14.

Tämän selityksen yhteydessä mainittu embryoninen raina 18 käsittää kuiturainan, joka paperinvalmistusprosessin aikana on uudelleenjärjestelyn alaisena paperinval-mistusviiralla 10, kuten seuraavassa selostetaan.

20 Embryoninen raina 18 muodostetaan paperinvalmis- tuskuitujen 18 vesipitoisesta dispersiosta kerrostamalla tämä dispersio rei'itetylle pinnalle ja poistamalla osa vesipitoisesta dispersioväliaineesta alaan perehtyneiden henkilöiden yleisesti tuntemien tekniikoiden avulla. Imu-... 25 laatikoita, muodostuspöytiä, päästölistat ja vastaavia voidaan käyttää veden poistamisessa. Embryonisen rainan 18 sisältämissä kuiduissa on yleensä paljon vettä, näiden kuitujen vesipitoisuuden ollessa normaalisti noin 5 - noin 25 %. Embryoninen raina 18 on tavallisesti liian heikko 30 ollakseen olemassa ilman ulkoisen elementin, kuten

Fourdrinier-viiran 15, antamaa tukea. Riippumatta siitä tekniikasta, jonka avulla embryoninen raina 18 on muodostettu, se on ollessaan uudelleenjärjestelyn alaisena pape-rinvalmistusviiralla 10 pidettävä yhdessä sidosten avulla, 35 jotka ovat kyllin heikkoja salliakseen kuitujen uudelleen- • 28 93562 järjestelyn seuraavassa selostettavien voimien vaikutuksen alaisena.

Mitä tahansa useaa paperinvalmistukseen perehtyneiden henkilöiden yleisesti tuntemaa tekniikkaa voidaan 5 käyttää embryonisen rainan muodostamiseen. Tarkka menetelmä, jonka avulla embryoninen raina 18 muodostetaan, ei ole olennaisen tärkeä asia tämän keksinnön yhteydessä, kunhan tällä embryonisella rainalla 18 on vain edellä selostetut ominaisuudet. Käytännössä jatkuvat paperinvalmistusproses-10 sit ovat suotavia, vaikka jaksottaisia prosesseja, kuten käsin tehtyihin koearkkeihin liittyviä prosesseja, voidaan myös käyttää. Tämän vaiheen yhteydessä käyttökelpoisia prosesseja on selostettu useissa viitejulkaisuissa, kuten US-patenttijulkaisussa 3 301 746, myönnetty Sanfordille ja 15 Sissonille 31. tammikuuta 1974, ja US-patenttijulkaisussa 3 994 771, myönnetty Morganille ja Richille 30. marraskuuta 1976, näiden molempien julkaisujen ollessa liitettyinä mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona.

Kun embryoninen raina 18 on muodostettu, se kulkee 20 yhdessä Fourdrinier-viiran 15 kanssa vastatelan 17 ympäri ja se siirretään toisen paperinvalmistusviiran 10 läheisyyteen .

Kolmas vaihe

Paperinvalmistusmenetelmän kolmantena vaiheena on 25 embryonisen rainan 18 liittäminen paperinvalmistusviiraan • ( 10, jota kutsutaan joskus viiteaineistoksi liitetyissä aikaisemmissa patettijulkaisuissa "poikkeutuselimeksi" toimintansa johdosta. Tämän kolmannen vaiheen tarkoituksena on saattaa embryoninen raina 18 kosketukseen paperinval-30 mistusviiran 10 kanssa, jonka päällä se sitten poikkeutetaan, järjestetään uudelleen ja kuivatetaan edelleen. Paperinvalmistusviiran 10 ominaisuuksia selostetaan yksityiskohtaisemmin tämän selityksen seuraavassa osassa. Tässä kohdassa on kuitenkin otettava huomioon, että paperin-35 valmistusviira 10 sisältää useita numerolla 36 merkittyjä • · . - - 93562 29 kanavia tai tiehyitä, joihin embryonisen rainan 18 kuidut poikkeutetaan ja järjestetään uudelleen.

Kuvion 2 esittämässä sovellutusmuodossa esillä olevan keksinnön mukainen paperinvalmistusviira kulkee nuolen 5 B suunnassa. Paperinvalmistusviira 10 kulkee paperinval-mistusviiran numeroilla 19a ja 19b merkittyjen vastatelo-jen, painovälitelan 20, paperinvalmistusviiran vastatelo-jen 19c, 19d, 19e ja 19f sekä emulsion jakelutelan 21 (joka jakelee emulsiota 22 paperinvalmistusviiralle 10 emul-10 siohauteesta 23) ympäri. Paperinvalmistusvastatelojen 19c ja 19d ja myös paperinvalmistustelojen 19d ja 19e väliin on asetettu viiranpuhdistussuihkut 102 ja vastaavasti 102a. Näiden viiranpuhdistussuihkujen 102 ja 102a tarkoituksena on puhdistaa paperinvalmistusviira 10 kaikista 15 paperikuiduista, sideaineista, kestävyyttä lisäävistä aineista ja vastaavista, jotka ovat jääneet kiinni paperin-valmistusviiran 10 osaan sen käytön aikana paperinvalmis-tusmenetelmän viimeisen vaiheen jälkeen. Silmukka, jota pitkin esillä olevan keksinnön mukainen paperinvalmistus-20 viira 10 kulkee, sisältää myös välineen juoksevan väliaineen paine-erotuksen kohdistamiseksi paperirainaan, joka esillä olevan keksinnön suositeltavassa sovellutusmuodossa käsittää tyhjösieppokengän 24a ja tyhjölaatikon, kuten monirakoisen tyhjölaatikon 24. Esillä olevan keksinnön ;- 25 mukaiseen paperinvalmistusviiraan 10 liittyvät kuviossa 2 näkymättömät erilaiset lisätukitelat, vastatelat, puhdistusvälineet, käyttövälineet ja vastaavat, joita käytetään yleisesti paperikoneissa ja jotka alaan perehtyneet henkilöt hyvin tuntevat.

30 Embryoninen raina 18 saatetaan kosketukseen esillä olevan keksinnön mukaisen paperinvalmistusviiran 10 kanssa Fourdrinier-viiran 15 välityksellä, kun Fourdrinier-viira 15 asetetaan lähelle esillä olevaa paperinvalmistusviiraa 10 tyhjösieppokengän 24a vieressä.

30 93562

Kolmannen vaiheen yhteydessä selostetaan emulsion-jakelutelan 21 ja emulsiohauteen 23 toimintaa. Emulsioja-kelutelaa ja emulsiohaudetta käytetään päällystämään pape-rinvalmistusviiran 10 paperin kanssa kosketuksessa oleva 5 pinta 11 päästöemulsiolla. "Päästöemulsiolla" tarkoitetaan sitä, että tämä emulsio muodostaa päällysteen paperinval-mistusviiralle, jolloin muodostettu paperi vapautetaan siitä (tai paperi ei tartu siihen), kun esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän vaiheet on suoritettu paperi-10 rainalle.

Päästöemulsio käsittää sopivimmin kolme pääasiallista ainesosaa, nimittäin veden, öljyn ja pinta-aktiivi-sen aineen, vaikka myös muita sopivia ainesosia tai lisä-ainesosia voidaan käyttää. Emulsio 22 levitetään paperin-15 valmistusviiralle 10 edellä mainitun emulsionjakelutelan 21 välityksellä. Esimerkkinä voidaan mainita erityisen suositeltava emulsiokoostumus, joka sisältää vettä, suuri-nopeuksista turbiinia varten tarkoitettua öljyä, joka tunnetaan nimellä "Regal Oil", dimetyylidistearyyliammonium-20 kloridia ja setyylialkoholia. Tässä yhteydessä käytetty nimitys "Regal Oil" tarkoittaa seosta, joka käsittää noin 87 % kyllästettyjä hiilivetyjä ja noin 12,6 % aromaattisia hiilivetyjä sekä hieman lisäaineita. Tätä öljyä valmistaa tuotenumerolla R & 0 68 Code 702 Texas Oil Company, Hous-25 ton, Texas, USA.

Dimetyylidistearyyliammoniumkloridia myy kauppanimellä AROSURF TA 100 Sherex Chemical Company, Inc., Rolling Meadows, Illinois, USA. Dimetyylidistearyyliammonium-kloridia kutsutaan seuraavassa nimellä AROSURF mukavuuden 30 vuoksi. AROSURF'ia käytetään emulsiossa pinta-aktiivisena • aineena vedessä olevien öljyainesosien (esimerkiksi Regal

Oil'in) emulsointia tai stabilointia varten. Kuten edellä on mainittu, käsite "pinta-aktiivinen" aine merkitsee ainetta, jonka yksi osa on vesihakuinen ja toinen osa vesi-35 pakoinen ja joka ryhmittyy uudelleen tämän vesihakuisen 11: 93562 31 ainesosan ja vesipakoisen ainesosan rajapintaan näiden kahden ainesosan stabiloimiseksi.

Tässä yhteydessä käytetty käsite "setyylialkoholi" merkitsee C16 lineaarista rasva-alkoholia. Setyylialkoholia 5 valmistaa Procter & Gamble Company, Cincinnati, Ohio, USA. Setyylialkoholia, kuten myös AROSURF'ia, käytetään pinta-aktiivisena aineena esillä olevan keksinnön suositeltavassa sovellutusmuodossa käytetyssä emulsiossa.

Emulsion koostumuksen suhteelliset prosenttimäärät 10 sen suositeltavassa sovellutusmuodossa on esitetty seuraa-vassa taulukossa:

Komponentti Tilavuus Paino (gal.) (naulaa) 15 -------------------------------------------

Vesi 518 4 320,0 REGAL OIL 55 421,8 AROSURF N/A* 24

Setwlialkoholi_N/A*_16_ 20 *N/A - komponentti on lisätty kiinteässä muodossa.

Neljäs vaihe

Paperinvalmistusmenetelmän neljäntenä vaiheena on embryonisessa rainassa 18 olevien kuitujen poikkeuttaminen 25 paperinvalmistusviiran 10 tiehyeisiin 36 ja veden poista-. . minen embryonisesta rainasta 18 esimerkiksi kohdistamalla juoksevan väliaineen erotuspaine embryoniseen rainaan pa-perinvalmistuskuitujen välirainan 25 muodostamiseksi. Yhtenä suositeltavana menetelmänä juoksevan väliainen ero-30 tuspaineen kohdistamista varten on embryonisen rainan 18 asettaminen tyhjön alaiseksi siten, että raina tulee tyhjön alaiseksi tiehyen 36 kautta kohdistamalla tyhjö pape-rinvalmistusviiraan 10 sen pohjapintasivulla 12. Kuvio 2 esittää tätä suositeltavaa menetelmää, jonka yhteydessä 35 käytetään tyhjösieppokenkää 24a ja monirakoista tyhjölaa-tikkoa 24. Vaihtoehtoisesti voidaan ilman- tai höyrynpai- 32 93562 neen muodossa oleva positiivinen paine kohdistaa embryoni-seen rainan 18 sieppokengän 24a tai tyhjölaatikon 24 läheisyydessä Fourdrinier-viiran 15 välityksellä. Tavanomaisia välineitä tätä vaihtoehtoista painekohdistusta varten 5 ei ole esitetty kuviossa 2.

Kuitujen poikkeuttaminen tiehyeiden 36 sisään on esitetty kuvioissa 2A ja 2B. Kuvio 2A esittää yksinkertaistetussa muodossa poikkileikkausta paperinvalmistusvii-ran 10 osasta ja embryonisesta rainasta 18 sen jälkeen kun 10 embryoninen raina 18 on liitetty paperinvalmistusviiraan 10, mutta ennen kuitujen poikkeuttamista tiehyeisiin 36 juoksevan väliaineen erotuspaineen kohdistamisen avulla. Kuten kuviosta 2A näkyy, embryoninen raina 18 on yhä kosketuksessa Fourdrinier-viiran 15 kanssa. Kuviossa 2A on 15 esitetty vain yksi tiehyt 36; embryonisen rainan 18 ollessa liitettynä paperinvalmistusviiran 10 ensimmäiseen sivu-verkkopintaan 34a. Ensimmäistä sivuverkkopintaa 34a selostetaan yksityiskohtaisemmin tämän selityksen paperinval-mistusviiraa koskevassa osassa.

20 Kuvio 2B esittää kuvion 2A tavoin yksinkertaistet tua poikkileikkauskuvantoa paperinvalmistusviiran 10 eräästä osasta. Tämä kuvanto näyttää kuitenkin embryonisen rainan 18 sen jälkeen kun sen kuidut on poikkeutettu tie-hyeeseen 36 juoksevan väliaineen erotuspaineen kohdistami-25 sen avulla. On otettava huomioon, että huomattava osa emb-ryonisessa rainassa 18 olevista kuiduista ja siten myös itse embryoninen raina 18 on siirretty ensimmäisen sivu-verkkopinnan 34a alapuolelle ja tiehyen 36 sisään välirai-nan 25 muodostamiseksi. Embryonisessa rainassa 18 (ei näy) 30 olevien kuitujen uudelleenjärjestely tapahtuu poikkeutta-misen aikana ja vesi poistetaan tiehyeen 36 kautta, kuten seuraavassa yksityiskohtaisemmin selostetaan.

On otettava huomioon, että joko silloin, kun kuidut poikkeutetaan tiehyeisiin, tai tämän poikkeuttamisen jäl-35 keen veden poisto alkaa embryonisesta rainasta 18 tiehyet- »· · il.

33 93562 den kautta. Veden poisto tapahtuu esimerkiksi juoksevan väliaineen erotuspaineen avulla. On kuitenkin tärkeää, että pääasiassa mitään veden poistoa ei tapahdu embryoni-sesta rainasta 18 ennen kuitujen poikkeuttamista tiehyei-5 den 36 sisään. Tämän tilanteen edesauttamiseksi tiehyet 36 ovat sangen eristettyjä toisistaan. Tämä tiehyeiden 36 eristäminen tai lokerointi on tärkeää sen varmistamiseksi, että poikkeutuksen aiheuttava voima, kuten tyhjö, kohdistetaan sangen äkillisesti ja riittävässä määrässä kui-10 tujen poikkeuttamista varten.

Kuvion 2 esittämässä koneessa vesi poistetaan alunperin sieppokengän 24a ja tyhjölaatikon 24 kohdalla. Koska tiehyet ovat avoimia koko paperinvalmistusviiran 10 paksuudelta, embryonisesta rainasta 18 poisvedetty vesi kul-15 kee tiehyeiden läpi ja ulos järjestelmästä esimerkiksi paperinvalmistusviiran 10 pohjapintaan kohdistetun tyhjön vaikutuksesta. Veden poisto jatkuu, kunnes tiehyeeseen 36 liittyvän rainan konsistenssi lisääntyy arvosta noin 0 % arvoon noin 35 %.

20 Tyhjöpaineen kohdistamisen jälkeen embryoninen rai- na 18 on tilassa, jossa se on ollut tyhjöpaineen alaisena, mutta josta siitä ei ole täysin poistettu vettä, joten sitä kutsutaan nyt "välirainaksi 25”.

Viides vaihe , 25 Paperinvalmistusmenetelmän viidentenä vaiheena on välirainan 25 kuivattaminen tämän keksinnön mukaisen pape-rirainan muodostamiseksi. Mitä tahansa paperinvalmistuksen alalla tunnettuja tavanomaisia välineitä voidaan käyttää välirainan 25 kuivattamiseen, esimerkiksi puhalluskuivat-30 timia ja jenkkikuivattimia, yksinään tai yhdistelmänä.

Suositeltava menetelmä välirainan 25 kuivattamiseksi on esitetty kuviossa 2. Lähdettyään tyhjölaatikon 24 läheisyydestä paperinvalmistusviiraan 10 liitetty välirai-na 25 kulkee paperinvalmistusviiran 10 vastatelan 19a ym-35 päri ja kulkee nuolen b suuntaan. Väliraina 25 kulkee en- 4 34 93562 sin vaihtoehtoisena lisälaitteena toimivan esikuivattimen 26 kautta. Tämä esikuivatin voi käsittää tavanomaisen pu-halluskuivattimen (kuumailmakuivurin), jonka alaan perehtyneet henkilöt hyvin tuntevat.

5 Esikuivattimesta 26 poistettua vesimäärää valvotaan siten, että esikuivattimesta 26 lähtevän esikuivatun rai-nan 27 konsistenssi on noin 30 - noin 98 %. Esikuivattu raina 27, joka on yhä liitettynä paperinvalmistusviiraan 10, kulkee paperinvalmistusviiran 10 vastatelan 19b ympäri 10 painotelan 20 alueelle.

Esikuivattu raina 27 kulkee painetelan 20 ja jenk-kikuivatusrummun 28 muodostaman kosketuspinnan kautta, jolloin paperinvalmistusviiran 10 yläpinnalle muodostettu verkkokuvio (jota selostetaan tarkemmin seuraavassa) tulee 15 painetuksi esikuivattuun rainaan 27 painetun rainan 29 muodostamiseksi. Tämä painettu raina 29 kiinnitetään sitten jenkkikuivatusrummun 28 pinnalle, jossa se kuivatetaan vähintään noin 95 % suuruiseen konsistenssiin.

Viiran 10 osa, joka on kuljettanut rainaa, kulkee 20 paperinvalmistusviiran 10 vastatelojen 19c, 19d, 19e ja 19f ympäri ja niiden välissä olevien puhdistussuihkujen 102 ja 102a kautta. Tämä viiran osa kulkee suihkuista emulsiotelaan 21, jossa se ottaa vastaan toisen emulsio-laitteen 22 ennen joutumistaan kosketukseen toisen embryo-, . 25 nisen rainan 18 kanssa.

Kuudes vaihe

Paperinvalmistusmenetelmän kuudentena vaiheena on kuivatetun rainan (painetun rainan 29) esilyhentäminen. Tämä kuudes vaihe on vaihtoehtoinen, mutta erittäin suosi-30 teltava vaihe.

Tässä yhteydessä käytetty ilmaisu "esilyhentäminen" merkitsee kuivan paperirainan pituuden lyhentämistä, joka tapahtuu energiaa kohdistettaessa kuivaan rainaan siten, että rainan pituus lyhenee ja rainassa olevat kuidut tule-35 vat järjestetyiksi uudelleen kuitujen välisten sidosten ti 93562 35 murtuessa. Esilyhentäminen voidaan suorittaa millä tahansa usealla yleisesti tunnetulla tavalla. Yleisin ja suositeltavin tapa on rypytys.

Rypytystoimenpiteen yhteydessä kuivattu raina 29 5 kiinnitetään pintaan ja poistetaan sitten tästä pinnasta kaavinterän 30 avulla. Pinta, johon raina kiinnitetään, toimii tavallisesti myös kuivatuspintana ja käsittää yleensä jenkkikuivattimen pinnan. Tällainen järjestely on esitetty kuviossa 2.

10 Painetun rainan 29 kiinnittämistä jenkkikuivatus- rummun 28 pintaan helpottaa rypytyssideaineen käyttö. Tyypilliset rypytyssideaineet perustuvat polyvinyylialkoho-liin. Erityisiä esimerkkejä sopivista sideaineista on esitetty US-patenttijulkaisussa nro 3 926 716, myönnetty Ba-15 tesille 16. joulukuuta 1975, tämän patenttijulkaisun ollessa liitettynä viiteaineistona tähän yhteyteen. Sideaine levitetään joko esikuivatulle rainalle 27 välittömästi ennen sen kulkemista edellä selostetun kosketuspinnan kautta tai suotavimmin jenkkikuivatusrummun 28 pinnalle 20 ennen sitä kohtaa, jossa raina painetaan jenkkikuivatusrummun 28 pintaan painotelan 20 välityksellä. (Kumpaakaan liimanlevitysvälinettä ei ole esitetty kuviossa 2; mitä tahansa alaan perehtyneiden henkilöiden yleisesti tuntemaa levitystekniikkaa, kuten suihkutusta, voidaan käyttää).

- 25 Yleensä vain rainan poikkeuttamattomat osat, jotka on lii tetty paperinvalmistusviiran 10 yläpintatasolle 11, kiinnitetään suoraan jenkkikuivatusrummun 28 pinnalle. Jenkki-rummun 28 pinnalla kiinnitetty ja vähintään noin 95 % kon-sistenssiin kuivattu paperiraina poistetaan (so. rypyte-30 tään) tästä pinnasta kaavinterän 30 avulla. Rainaan kohdistetaan siten energiaa ja raina esilyhennetään. Verkko-pinnan tarkka kuvio ja sen suunta kaavinterän 30 suhteen määrittää suurimmaksi osaksi rainaan kohdistetun rypytyk-sen määrän ja luonteen.

36 93562

Paperiraina 31, joka saadaan tulokseksi tämän menetelmän avulla, voidaan vaihtoehtoisesti kalanteroida ja se joko jälkirullataan kokoon (differentiaalinopeuksisella jälkirullauksella tai ilman sitä) tai leikataan ja pino-5 taan välineiden avulla, joita ei ole esitetty kuviossa 2. Paperiraina 31 on tällöin käyttövalmis.

3. Parannettu paperi

Parannettu paperiraina, jota kutsutaan alalla toisinaan silkkipaperirainaksi, valmistetaan edellä seloste-10 tun menetelmän mukaisella tavalla. Kuten kuvioista 2C ja 2D näkyy, tämä parannettu paperiraina 31 on tunnettu siitä, että se sisältää kaksi erillistä aluetta.

Ensimmäinen alue käsittää verkkoalueen 100, joka on jatkuva ja muodostaa ennalta valitun kuvion. Sitä kutsu-15 taan "verkkoalueeksi", koska se käsittää pääasiassa yhtenäisillä fyysisillä ominaisuuksilla varustetun viivajär-jestelmän, näiden viivojen kulkiessa ristiin, lomittain ja poikittain toistensa kanssa verkkokudoksen tavoin. Sen sanotaan olevan "jatkuva", koska tämän verkkoalueen viivat 20 kulkevat pääasiassa keskeytymättä rainan pinnan yli. (Paperi ei tietenkään ole luonteensa mukaisesti koskaan täysin yhtenäinen esimerkiksi mikroskooppisesti tarkasteltuna. Pääasiassa yhtenäisesti kulkevat viivat ovat käytännössä yhtenäisiä ja samoin jatkuvia.) Verkkoalueen sano-. . 25 taan muodostavan ennalta valitun kuvion, koska nämä viivat saavat aikaan määrätyn muodon tai muodot toistuvassa (toisin kuin satunnaisessa) kuviossa.

Kuvio 2C esittää päälliskuvantoa osaa parannetusta paperirainasta 31. Verkkoalue 100 muodostaa tällöin muun-30 netut timanttikuviot, vaikka on selvää, että muitakin esivalittuja muotokuvioita voidaan käyttää tämän keksinnön yhteydessä. Kuvio 2D esittää poikkileikkauskuvantoa paperirainasta 31 kuvion 2C linjaa 2D - 2D pitkin otettuna.

Parannetun silkkipaperirainan toinen alue käsittää 35 useita kupumaisia muodostelmia 101 koko verkkoalueella • • ·

II

93562 37 100. Kuten kuviosta 2C näkyy, nämä kuvut ovat jakautuneet koko verkkoalueelle 100, jolloin pääasiassa niitä jokaista ympäröi verkkoalue 100. Näiden kupujen muodon (paperirai-nan tasossa) rajoittaa verkkoalue 100. Kuvio 2D esittää 5 syyn siihen, miksi paperirainan toista aluetta kutsutaan useiden "kupujen" alueeksi. Kuvut 101 näyttävät ulottuvan (ulkonevan) verkkoalueen 100 muodostamasta tasosta kohti kuvitteellista tarkkailijaa, joka katsoo niitä nuolen Z2 suunnassa. Kun tämä kuvitteellinen tarkkailija katsoo ku-10 vion 2D nuolen Z2 suunnassa, tämä toinen alue käsittää kaarevat ontelot tai kuopat. Paperirainan toista aluetta kutsutaan siten useiden "kupujen" alueeksi mukavuuden vuoksi.

Kuvio 2E esittää leikkauskuvantoa paperirainasta 31 kuvion 2C linjoja 2E - 2E pitkin otettuna (koneen suuntai-15 nen leikkaus). Kuviossa 2E näkyvät paperirainaan 31 rypy-tysprosessin yhteydessä muodostuneet harjanteet 104. Kuvut 101 muodostava paperirakenne voi olla ehjä, tai kuten kuviosta 2D näkyy, se voi myös olla varustettuna yhdellä tai useammalla reiällä tai aukolla, kuten reiällä 103, joka 20 kulkee pääasiassa paperirainan 31 rakenteen läpi.

Tämän parannetun paperin eräässä sovellutusmuodos-sa kupujen 101 ja verkkoalueen 100 peruspaino on pääasiassa sama, verkkoalueen 100 tiheyden (paino/tilavuusyksikkö) ollessa kuitenkin suuri kupujen 101 tiheyteen verrattuna.

; . 25 Eräässä toisessa sovellutusmuodossa parannettu pa- peri sisältää suhteellisen alhaisen verkkoalueen 100 pe-ruspainon kupujen 101 peruspainoon verrattuna. Tämä merkitsee sitä, että kuitupaino millä tahansa verkkoalueen 100 paperirainan 31 tasoon ulottuvalla alueella on pie-30 nempi kuin kuitupaino kupujen 101 alueelle ulottuvalla vastaavalla alueella. Lisäksi verkkoalueen 100 tiheys (paino/tilavuusyksikkö) on suuri kupujen 101 tiheyteen verrattuna.

Tämän keksinnön suositeltavien paperirainojen lai-35 tetiheys (tai massa- tai bruttotiheys) on suuruudeltaan 93562 38 noin 0,020 - noin 0,150 grammaa/cm3, sopivimmin noin 0,040 - noin 0,100 g/cm3. Verkkoalueen 100 tiheys on edullisesti noin 0,200 - noin 0,800 g/cm3, sopivimmin noin 0,500 - noin 0,600 g/cm3. Kupujen 101 keskimääräinen tiheys 5 on edullisesti noin 0,040 - noin 0,150 g/cm3, sopivimmin noin 0,060 - noin 0,100 gm/cm3. Paperirainan suositeltava kokonaisperuspaino on noin 9 - noin 95 g/m2. Ottaen huomioon kyseiselle raina-alueelle ulottuvan yksikköalueen sisältämien kuitujen määrä, on verkkoalueen peruspainon ja 10 kupujen keskimääräisen peruspainon välinen suhde noin 0,8 - noin 1,0.

Tämän keksinnön mukaista paperirainaa voidaan käyttää missä tahansa sovellutuksessa, jonka yhteydessä vaaditaan pehmeitä ja imukykyisiä silkkipaperirainoja. Tämän 15 keksinnön mukaisen paperirainan eräänä erityisen edullisena käyttöalueena ovat pyyheliinatuotteet. Kaksi tämän keksinnön mukaista paperirainaa voidaan esimerkiksi kiinnittää pinnoiltaan liimaamalla yhteen US-patenttijulkaisussa nro 3 414 459, myönnetty Wellsille 3. joulukuuta 20 1968, selostetulla tavalla, tämän patenttijulkaisun olles sa liitettynä mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona, kaksikerroksisten paperipyyheliinojen muodostamiseksi.

4. Paperinvalmistusviira

Kuten edellä on selostettu, on olemassa tarve edel-. . 25 lä mainituilla ominaisuuksilla varustetun parannetun pape- rin valmistamisen suhteen. Tällaisen paperin valmistamiseksi on paperinvalmistusmenetelmän yhteydessä käytettävä määrätyillä ominaisuuksilla varustettua paperinvalmistus-viiraa 10, joka siirtää halutut ominaisuudet paperirai-30 naan. Paperinvalmistusviiran 10 halutut ominaisuudet se-* lostetaan seuraavassa.

Yksityiskohtainen selostus paperinvalmistusviiras-ta, joka ei sisällä tässä yhteydessä selostettuja parannuksia, on annettu US-patenttijulkaisussa 4 528 239, jonka 35 otsikkona on "Deflection Member" ja joka on myönnetty Paul 39 93562 D. Trokhanille 9. heinäkuuta 1985 ja liitetty mukaan tähän yhteyteen viiteaineistona, vaikka muitakin rakenteita voidaan myös käyttää parannetun paperin valmistuksessa. Tässä yhteydessä viitataan erityisesti tämän Trokhanin patentin 5 sarakkeeseen 6, rivi 20 ja sarakkeeseen 10, rivi 60, aikaisemmin tunnetun paperinvalmistusviiran perinpohjaista selostamista varten.

Kuten edellä on mainittu, paperinvalmistusviira 10 on kuvion 2 esittämässä sovellutuksessa päättömän viira-10 hihnan muodossa. Vaikka esillä olevan keksinnön yhteydessä käytetyn paperinvalmistusviiran suositeltavana sovellutus-muotona on päätön viirahihna, voidaan esillä olevan keksinnön yhteydessä käyttää useita muita viiramuotoja, jotka käsittävät esimerkiksi kiinteät levyt koearkkien valmis-15 tusta varten tai kiertävät rummut käyttöä varten tyypiltään muunlaisten jatkuvien prosessien yhteydessä. Paperin-valmistusviiralla 10 on sen fyysisestä muodosta riippumatta yleensä määrättyjä fyysisiä ominaisuuksia.

Paperinvalmistusviira 10 sisältää yleensä kaksi 20 vastakkaista pintaa, joita kutsutaan tässä yhteydessä paperin kanssa kosketuksessa olevaksi pinnaksi 11 ja koneen kanssa kosketuksessa olevaksi pinnaksi 12. Paperin kanssa kosketuksessa olevaa pintaa kutsutaan myös tässä yhteydessä ja viitejulkaisuissa "yläpinnaksi, "päällispinnak-. . 25 si", "työpinnaksi", "embryonisen rainan kanssa kosketuk sessa olevaksi pinnaksi", "paperisivuksi" tai "etusivuksi", koska tämä paperinvalmistusviiran 10 pinta on kosketuksessa paperirainan kanssa, josta on määrä poistaa vesi ja joka järjestetään uudelleen. Vastakkaista pintaa 30 (so. koneen kanssa kosketuksessa olevaa pintaa 12) kutsu-·1 taan myös tässä yhteydessä ja viitejulkaisuissa "alapin naksi", "pohjapinnaksi”, "koneen kanssa kosketuksessa olevaksi pinnaksi" tai yksinkertaisesti paperinvalmistusviiran 10 "takasivuksi", koska tämä pinta kulkee paperinval-35 « 40 93562 mistuslaitteiden, kuten paperinvalmistusmenetelmän yhteydessä käytettyjen paperinvalmistusviiran vastatelojen 19a, 19b, 19c ja tyhjölaatikon 24, yli ja on kosketuksessa niihin. On selvää, että vaikka paperinvalmistusviiran paperin 5 kanssa kosketuksessa olevaa pintaa kutsutaan toisinaan viiran päällispinnaksi, niin tämä paperin kanssa kosketuksessa olevan pinnan suunta voi olla sellainen, että se on suuntautunut alaspäin paluuväylällä paperikoneessa, koska se on päättömän viirahihnan muodossa. Samalla tavoin on 10 selvää, että vaikka paperinvalmistusviiran koneen kanssa kosketuksessa olevaa pintaa kutsutaan toisinaan viiran pohjapinnaksi, niin tämän koneen kanssa kosketuksessa olevan pinnan suuntaus voi olla sellainen, että se on suunnattu ylöspäin paluuväylällä paperikoneessa.

15 Paperinvalmistusviira 10 käsittää yleensä kaksi pääasiallista elementtiä: kiinteän polymeerihartsikehyksen 32 ja vahvistusrakenteen 33, jotka molemmat näkyvät kuviossa 4. Hartsikehys 32 käsittää ensimmäisen pinnan 34 kosketusta varten kuivattavien kuiturainojen kanssa, en- 20 simmäisen pinnan 34 suhteen vastakkaisen toisen pinnan 35 kosketusta varten vedenpoistotoimenpiteen yhteydessä käytettyjen vedenpoistolaitteiden (kuten tyhjölaatikon 24 ja paperinvalmistusvastatelojen 19a, 19b, 19c) kanssa, ja tiehyet, jotka kulkevat ensimmäisen pinnan 34 ja toisen 25 pinnan 35 välissä ensimmäisellä pinnalla 34 olevista kui-turainoista tulevan veden kanavoimiseksi toiseen pintaan 35 ja alueiden muodostamiseksi, joihin kuiturainan kuidut voidaan poikkeuttaa ja järjestää uudelleen. Vahvistusra-kenne 33 on asetettu kehyksen 32 ensimmäisen pinnan 34 ja 30 ainakin paperinvalmistusviiran 10 kehyksen 32 toisen pinnan 35 osan väliin.

Suositeltavassa sovellutusmuodossa vahvistusrakenne 33 sisältää raot 39. Vahvistusrakenteen 33 osia lukuunottamatta rakoja 39 (so. kiinteää osaa) kutsutaan tässä yh- 35 teydessä vahvistusrakennekomponentiksi 40 tai yksinkertai- 1 il · 93562 41 sesti vahvistuskomponentiksi. Vahvistusrakenne sisältää ulkonevan avoimen alueen, jonka rajoittaa rakojen rajoittaman alueen projektio, ja ulkonevan vahvistuskomponentin, jonka rajoittaa vahvistuskomponentin projektio.

5 Lisäksi suositeltavassa sovellutusmuodossa paperin- valmistusviiran 10 kehyksen 32 toinen pinta 35 sisältää väylät 37, jotka saavat aikaan pintakuvioinnin epäsäännöllisyyksiä, joita on yleensä merkitty numerolla 38 (näkyvät parhaiten kuviossa 5) ja jotka ovat erillään tiehyeistä 10 36. Nämä väylät muodostavat epätasaisen pinnan, joka sal lii vedenpoistolaitteista, kuten tyhjölaatikosta 24, tulevan tyhjöpaineen ainakin osittaisen poistumisen paperin-valmistusviiran 10 koneen kanssa kosketuksessa olevan sivun 12 kautta. Pintakuvioinnin epäsäännöllisyydet 38 saa-15 vat aikaan epätasaisen pinnan kosketusta varten paperinvalmistuksen yhteydessä käytetyn laitteiston kanssa.

Kehyksen 32 ensimmäinen pinta 34 ja paperinvalmis-tusviiran 10 paperin kanssa kosketuksessa oleva pinta 11 käsittävät yleensä samat elementit. Näin on tavallisesti 20 asia esillä olevan keksinnön useimpien sovellutusmuotojen yhteydessä, koska vahvistusrakenne 33 on asetettu kehyksen 34 ensimmäisen pinnan ja kehyksen 32 ainakin toisen pinnan osan väliin (kehyksen 32 ensimmäinen pinta siis yleensä peittää vahvistusrakenteen 33 yhden sivun). Paperinvalmis-25 tusviiran 10 kehyksen 32 toinen pinta 35 ja paperinvalmis-tusviiran 10 koneen kanssa kosketuksessa oleva pinta 12 eivät kuitenkaan välttämättä käsitä samoja elementtejä. Kuten edellä on mainittu, vahvistusrakenne 35 on asetettu ensimmäisen kehyksen 32 ensimmäisen pinnan 34 ja ainakin 30 sen toisen pinnan 35 osan väliin. Siten toinen pinta 35 voi joko täydellisesti peittää vahvistusrakenteen 33 tai vain osa toisesta pinnasta 35 peittää vahvistusrakenteen 33. Edellisessä tapauksessa kehyksen 32 toinen pinta 35 ja paperinvalmistusviiran 10 koneen kanssa kosketuksessa ole-35 va pinta 12 ovat samoja. Viimeksimainitussa tapauksessa 93562 42 paperinvalmistusviiran 10 koneen kanssa kosketuksessa oleva pinta käsittää yhtäältä kehyksen 32 toisen pinnan 35 ja toisaalta vahvistusrakenteen 33 paljaan osan.

Seuraavassa selostuksessa tarkastellaan ensin pape-5 rinvalmistusviiran 10 kehyksen 32 ja kehyksen 32 kautta kulkevien tiehyeiden 36 ominaisuuksia ja sen jälkeen vahvistusrakenteen 33 ja vahvistusrakenteen 33 vaihtoehtoisia muunnelmia. Kehyksen, ja erityisesti sen ensimmäisen pinnan 34 yleiset ominaisuudet näkyvät parhaiten kuviossa 2.

10 Kuviosta 3 voidaan ensiksi havaita, että paperinvalmistuksen yhteydessä suunnat ilmoitetaan yleensä konesuuntana (MD) tai koneen suhteen poikittaisena suuntana (CD). Kone-suunta tarkoittaa suuntaa, joka on paperirainan kulkusuunnan suuntainen laitteiston läpi. Konesuunnan suhteen poi-15 kittainen suunta taas on kohtisuorassa konesuuntaan nähden. Näitä suuntia on merkitty nuolilla kuviossa 3 ja useissa muissa kuvioissa.

Kuvio 3 esittää päälliskuvantoa hartsikehyksen 32 ensimmäisestä pinnasta ilman vahvistusrakennetta 33 hart-20 sikehyksen 32 ominaisuuksien selostamisen helpottamiseksi. Vaikka paperinvalmistusviira voidaan valmistaa ilman tätä vahvistusrakennetta, niin esillä olevan keksinnön mukaista paparinvalmistusmenetelmää varten käyttökelpoisin paperinvalmistusviira sisältää jonkinlaisen vahvistusrakenteen . . 25 stabiilisuuden säilyttämiseksi. Kuten seuraavassa yksi- tyiskohtaisemmin selostetaan, sopivimpana materiaalina hartsikehyksen 32 muodostamiseksi on nestemäinen valon-herkkä hartsi, joka voidaan tehdä kiinteäksi asettamalla se aallonpituudeltaan aktivoivan valon (esimerkiksi ultra-30 violettivalon) alaiseksi. Valvomalla valonherkän hartsin altistumista aallonpituudeltaan aktivoivalle valolle voidaan tulokseksi saadun polymeerihartsikehyksen ominaisuuksia vaihdella.

Kehyksen 32 osa, joka on paljaana paperinvalmistus-35 viiran 10 päällispinnassa ja joka käsittää kehyksen 32 • · - · 93562 43 ensimmäisen pinnan 34 kiinteän osan, muistuttaa ulkonäöltään verkkoa ja sitä kutsutaan "päällissivun verkkopin-naksi". Paperinvalmistusviiran 10 takasivulla paljaana olevaa osaa kutsutaan taas "takasivun verkkopinnaksi".

5 Kuten kuvioista 3 ja 4 näkyy, päällissivun verkkopinta 34a on makroskooppisesti yksitasoinen, kuvioitu ja jatkuva. Edellä käytetyt päällissivun verkkopintaa kuvaavat käsitteet (so. "makroskooppisesti yksitasoinen, kuvioitu ja jatkuva") ovat samoja kuin viitejulkaisuina tähän yhtey-10 teen liitettyjen US-patenttijulkaisuissa nro:t 4 514 345, 4 528 239, 4 529 480 ja 4 637 859 käytetyt käsitteet. Siten "makroskooppisesti yksitasoisella" tarkoitetaan sitä, että kun paperinvalmistusviiran 10 paperin kanssa kosketuksessa olevan sivun osa asetetaan tasomaiseen muotoon, 15 verkkopinta on olennaisesti samassa tasossa. Sen sanotaan olevan "olennaisesti" samassa tasossa sen tosiasian huomioonottamiseksi, että poikkeamat ehdottomasta tasaisuudesta ovat sallittuja, mutta eivät suositeltavia, kunhan nämä poikkeamat eivät ole liian suuria vaikuttaakseen hai-20 tallisesti paperinvalmistusviiralla muodostettuun tuotteeseen. Verkkopinnan sanotaan olevan "jatkuva", koska verk-kopinnan sisältämien viivojen on muodostettava ainakin pääasiassa keskeytymätön verkkomainen kuvio. Tämän kuvion sanotaan olevan "pääasiassa" jatkuva sen tosiasian huo-... 25 mioonottamiseksi, että keskeytykset tässä kuviossa ovat sallittuja, kunhan nämä keskeytykset eivät liian huomattavia vaikuttaakseen haitallisesti paperinvalmistusviiralla muodostettuun tuotteeseen.

Kuviosta 3 voidaan havaita, että paperinvalmistus-30 viiran 10 paperin kanssa kosketuksessa oleva pinta 11 si-v ' sältää useita tiehyeltä 36, jotka kulkevat kehyksen 32 kautta toiseen pintaan 35. Kukin tiehyt 36 sisältää määrättyjä osia, jotka ovat seuraavat: kanavaosa tai reikä, jota on yleensä merkitty numerolla 41; tiehyen suuaukko, 35 kuten ensimmäinen tiehyeaukko 42, joka on muodostettu ke- 44 93562 hyksen 32 ensimmäiselle pinnalle 34; tiehyen suuaukko, kuten toinen tiehyeaukko 43, joka on muodostettu kehyksen 32 toiselle pinnalle 35; ja yleensä numerolla 44 merkityt tiehyeseinät, jotka rajoittavat tiehyeen mitat kehyksen 5 sisäosassa (so. osassa, joka on ensimmäisen pinnan 34 ja toisen pinnan 35 välissä).

Vaikka tiehyeiden 36 aukot voivat olla muodoltaan mielivaltaisia ja mielivaltaisesti jakautuneita, niillä on sopivimmin yhtenäinen muoto ja ne jaeltu toistuvan ennalta 10 valitun kuvion mukaisella tavalla. Nämä muodot käsittävät käytännössä ympyrät, soikiot ja enintään kuusi sivua sisältävät monikulmiot. Tiehyeiden aukkojen ei tarvitse olla muodoltaan säännöllisiä monikulmioita eikä aukkojen sivujen tarvitse olla suoria; vaan sivuiltaan kaarevia, esi-15 merkiksi muodoltaan kolmilohkoisia aukkoja voidaan myös käyttää. Vaikka on olemassa rajaton valikoima mahdollisia geometrisiä muotoja verkkopintaa ja tiehyeiden aukkoja varten, niin määrättyjä suuntaviivoja tämän geometrisen muodon valitsemiseksi voidaan kuitenkin asettaa. Ilman 20 sidonnaisuutta mihinkään teoriaan uskotaan, että muodoltaan ja järjestykseltään säännölliset tiehyet ovat tärkeitä lopullisen paperirainan fyysisten ominaisuuksien kannalta katsoen. Mitä sattumanvaraisempia näiden tiehyeiden järjestys on ja mitä monimutkaisempi niiden geometria on, • . . 25 sitä suurempi on niiden vaikutus rainan ulkonäköön. Tie- hyeiden maksimaalinen porrastus pyrkii aikaansaamaan isotrooppisia paperirainoja (so. paperirainoja, joiden ominaisuudet ovat samat kaikkia akseleita pitkin kaikissa suunnissa mitattuna). Anisotrooppisia paperirainoja halut-30 taessa näiden tiehyeiden porrastusta olisi vähennettävä.

Kuviossa 3 esitettyjen tiehyeiden 36 muoto ja järjestys on erityisen suositeltava. Kuviossa 3 näkyvien tiehyeaukko j en muotoa ja järjestystä kutsutaan "lineaariseksi Idaho-kuvioksi". Yksityiskohtaisemmin tarkastellen näiden 35 tiehyeaukkojen suositeltavaa muotoa ja järjestystä kutsu- il 45 93562 taan tässä yhteydessä "300 lineaariseksi Idaho-kuvioksi 35 % nivelalueella varustettuna". Tämän nimityksen ensimmäinen numero edustaa tiehyeiden määrää kehyksen neliötuumaa kohden. Nimityksen toinen osa (so. 35 % nivelalueella 5 varustettuna) merkitsee päällissivuverkkopinnan projektio-aluetta. Nimitys "lineaarinen Idaho" perustuu siihen tosiasiaan, että tämän kuvion muodostavien tiehyeiden poikkileikkaus muistutti alunperin muodoltaan perunaa. Tiehyeiden neljällä sivulla olevat seinät on kuitenkin muodostet-10 tu yleensä suorien linjojen avulla, joten tätä kuviota kutsutaan "lineaariseksi Idaho-kuvioksi" pelkän Idaho-ku-vion sijaista. Kuten kuviosta 2 näkyy, näiden tiehyeiden poikkileikkausmuotona on suunnilleen muunnettu suuntais-särmiö. Näiden tiehyeiden muodon sanotaan muistuttavan 15 muunnettua suuntaissärmiötä, koska tässä päälliskuvannossa kullakin tiehyellä on neljä sivua, jokaisen vastakkaisen sivuparin ollessa samansuuntaisia, jolloin vierekkäisten sivujen väliset kulmat eivät ole suoria, vierekkäisten sivujen välisten kulmien ollessa pyöristettyjä.

20 Tämän kuvion mittasuhteet näkyvät parhaiten kuvios sa 6, jossa viitekirjain "a" edustaaa pituutta koneen suunnassa (MD) tai yksinkertaisesti kuviossa näkyvää aukon "pituutta", "b" aukon pituutta konesuunnan suhteen poikittaisessa suunnassa (CD) mitattuna, tai aukon "leveyttä", 25 "c" kahden vierekkäisen aukon välistä etäisyyttä MD- ja CD-suunnan välissä olevassa suunnassa, "d" CD-suuntaista etäisyyttä vierekkäisten aukkojen välillä, ja "e" MD-suun-taista etäisyyttä kahden vierekkäisen aukon välillä. Eräässä erityisen suositeltavassa sovellutusmuodossa "a" 30 on suuruudeltaan 1,6892 mm, "b" 1,2379 mm, "c" 0,28153 mm, "d" 0,92055 mm ja "e" 0,30500 mm. Tämän geometrian mukai sesti muodostetun paperinvalmistusviiran 10 päällispinnan avoin verkkoalue on suuruudeltaan noin 65 %. Näitä mittoja voidaan muuttaa suoraan verrannollisella tavalla käyttöä 35 varten toisissa sovellutuksissa.

• 46 93562

Kuvioon 3, ja lisäksi kuvioon 3A, taas viitaten voidaan havaita, että tiehyeiden sisäpuolen muodostavat seinät 44 kapenevat sisäänpäin kehyksen 32 päällispinnasta 34 pohjapintaa 35 kohti. Tätä seinien kapenemista valvo-5 taan (kuten käy ilmi tämän selityksen paperinvalmistusvii-ran 10 valmistukseen liittyvästä osasta) yhdensuuntaistamalla valonherkän hartsin kovettumista varten käytetty va lo. Seinät kapenevat sopivimmin siten, että verkon pinta-ala on noin 35 % paperinvalmistusviiran päällispinnan koko 10 projektiopinta-alasta ja 65 % paperinvalmistusviiran 10 pohjapinnan koko projektiopinta-alasta (ennen takasivun kuviointia, kuten seuraavassa selostetaan). Syynä siihen, miksi tiehyeiden seinät kapenevat tällaisessa 35/65-suh-teessa on se, että suurempaa hartsimäärää tarvitaan lähel-15 lä paperinvalmistusviiran 10 takasivua sen sitomiseksi mekaanisesti riittävällä tavalla vahvistusrakenteeseen 33. Kuten kuvioista näkyy ja kuten seuraavassa tarkemmin selostetaan, vahvistusrakenne on keksinnön suositeltavassa sovellutusmuodossa asetettu lähemmäksi paperinvalmistus-20 viiran takasivua kuin sen päällissivua. Yhtenä syynä siihen, miksi vahvistusrakenne 33 on asetettu lähemmäksi paperinvalmistusviiran 10 takasivua, on se, että vahvistus-rakenteen 33 päällä olevaa hartsiverkon osaa (jota kutsutaan seuraavassa "ylikuormitushartsiksi") tarvitaan muo-25 dostamaan halutun kuvion sisältämät tiehyet ja niiden sy- • 4 vyys, niin että nämä tiehyet kykenevät riittävällä tavalla täyttämään tehtävänsä alueen muodostamisen suhteen, johon paperirainassa olevat kuidut voidaan poikkeuttaa tämän pa-perirainan uudelleenjärjestelyä varten.

30 Kun sanotaan, että vahvistusrakenne 33 on asetettu lähemmäksi paperinvalmistusviiran takasivua, voivat kysymykseen tulevat mitat vaihdella. Paperinvalmistusviiran 10 suositeltavassa sovellutusmuodossa pinotut loimilangat sisältävän tyypillisen kudotun elimen paksuus on 10 - 37 35 tuuman tuhannesosaa. Ylikuormitushartsin (so. hartsiverkon • · < tl .

93562 47 osan, joka on asetettu vahvistusrakenteen yläpintatason päälle) paksuus on tavallisesti 1-30 tuuman tuhannesosaa. Tällöin tulokseksi saadaan paperinvalmistusviira 10, jonka paksuus on 11 - 67 tuuman tuhannesosaa.

5 Tiehyeiden muodostamat aukot tai kanavat ulottuvat paperinvalmistusviiran 10 koko paksuudelle ja muodostavat tarvittavat jatkuvat väylät, jotka liittävät toisiinsa sen molemmat pinnat edellä selostetulla tavalla. Kuten kuvioissa 3 - 5 on esitetty, tiehyet 36 on tehty erillisinä 10 pohjaa lukuunottamatta (kuten seuraavassa selostetaan), jossa on takasivukuviointi. Tämä merkitsee sitä, että niiden lopullinen muoto riippuu verkkoa varten valitusta kuviosta, joka on muodostettu verkkoon, ja ne ovat erillisiä toistensa suhteen. Verkkopinta ympäröi toisin sanoen ke-15 hän suuntaisesti erillisellä tavalla näitä tiehyitä. Tämä erillisyys käy erityisen selvästi ilmi kuvion 3 mukaisesta päälliskuvannosta. Ne on myös esitetty eristettyinä, niin että mitään yhteyttä paperinvalmistusviiran 10 rungossa olevien tiehyeiden välillä ei esiinny. Tämä tiehyeiden 20 eristäminen toisistaan on erityisen ilmeistä kuvion 3A esittämän poikkileikkauskuvannon perusteella. Siten materiaalin siirto (esimerkiksi veden poisto paperirainasta) tiehyeestä toiseen ei ole mahdollista, ellei tätä siirtoa suoriteta paperinvalmistusviiran rungon ulkopuolella tai, . 25 kuten seuraavassa selostetaan, paperinvalmistusviiran ta- kasivua pitkin.

Kuviot 4 ja 5 ovat samanlaisia kuin kuviot 3 ja 3A, mutta ne esittävät käyttökelpoisempaa ja suositeltavampaa paperinvalmistusviiraa 10, joka sisältää vahvistusraken-30 teen 33 kehyksen 32 vahvistamista varten. Kuvio 4 esittää päälliskuvantona osaa paperinvalmistusviirasta 10. Kuvio 5 esittää poikkileikkauskuvantoa tästä kuviossa 4 esitetystä paperinvalmistusviiran 10 osasta linjaa 5-5 pitkin otettuna. Vahvistusrakenne 33 on esitetty kuvioissa 4 ja 5 35 yksikuitulangasta kudottuna elementtinä yksinkertaisuuden 1 ·.

93562 48 vuoksi. Vaikka esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa käyttäen yksikuitulangasta kudottua elementtiä vahvistus-rakenteena 33, on monikerroksinen kudottu elementti (joka sisältää useamman kuin yhden lankasarjan, joka kulkee joko 5 koneen suunnassa tai sen suhteen poikittaisessa suunnassa) suositeltavampi. Kuviot 4 ja 5 esittävät yleensä tilannetta, jossa vahvistusrakenne käsittää kudotun elementin, rakenteellisten elementtien 40a käsittäessä konesuuntaiset loimivahvistussäikeet, joita on yleensä merkitty numerolla 10 53, ja konesuunnan suhteen poikittaiset, yleensä numerol la 53 merkityt kudevahvistussäikeet. Kuten näistä kuvioista näkyy, vahvistussäikeet 53 ja 54 ovat pyöreitä ja ne on muodostettu neliömäiseksi kudoshihnaksi, jonka ympärille kehys 32 on tehty. Mitä tahansa sopivaa filamenttikokoa ja 15 -muotoa missä tahansa tavanomaisessa kudoksessa voidaan käyttää, kunhan vain tiehyeiden kautta kulkeva virtaus ei tule huomattavammin estetyksi rainan käsittelyn aikana ja paperinvalmistusviiran 10 kokonaiseheys kyetään säilyttämään. Vaikka näiden filamenttilankojen rakennemateriaali 20 ei ole kriittisen tärkeä asia, on polyesteri suositeltava materiaali. Muita sopivia materiaaleja, joista filamentti-langat voidaan tehdä, sisältävät polypropyleenin, nailonin ja mitkä tahansa muut materiaalit, joita käytetään yleisesti paperinvalmistuskudoksissa.

• . r 25 Vaikka keksinnön edellä esitetyssä suositeltavassa sovellutusmuodossa viiran rakenteen muodostaa rei'itetty kudottu elementti, voisi tämä rakenne olla usealla tavalla erilainen. Se voisi käsittää kuitukangaselementin, hihnan tai levyn (tehtyinä metallista tai muovista), joihin on 30 lävistetty tai porattu sarja reikiä, kunhan tällainen ele-·1 mentti vain kykenee riittävällä tavalla vahvistamaan hart- sikehystä ja sisältää sopivan avoimen projektioalueen tyh-jövedenpoistolaitteiden toimintaa varten, sekä sallii pa-perirainasta poistetun veden kulkemisen sisältämiensä ra-35 kojen läpi.

93562 49

Kuvioiden 4 ja 5 esittämän rei'itetyn kudotun elementin ominaisuuksien selostamisen yhteydessä on käytetty useita erilaisia alaan liittyviä käsitteitä. Voidaan havaita, että vahvistusrakenteen 33 rakenteellisia kompo-5 nentteja 40a kutsutaan yleensä langoiksi, säikeiksi, fila-menteiksi tai kuiduiksi, kun vahvistusrakenne 33 käsittää kudotun elementin. On selvää, että nämä käsitteet: langat, säikeet, filamentit ja kuidut tarkoittavat samaa asiaa. Lisäksi joitakin lankoja, jotka sisältävät vahvistusraken-10 teen 33, on kutsuttu loimilangoiksi 53 ja toisia kudelan-goiksi 54. Tässä yhteydessä käytetty käsite "loimilanka" tarkoittaa lankoja, jotka ovat yleensä koneen suuntaisia, kun paperinvalmistusviira 10 asennetaan paperikoneeseen. Tässä yhteydessä käytetty käsite "kudelanka" tarkoittaa 15 lankoja, jotka ovat konesuunnan suhteen poikittaissuuntaisia, kun paperinvalmistusviira 10 asennetaan paperikoneeseen .

Kuten edellä on mainittu, vaikka yksikuitulangasta kudottua elementtiä voidaan käyttää vahvistusrakenteena 33 20 esillä olevan keksinnön yhteydessä, on monikerroksinen kudottu elementti suositeltavampi. Kaikkein edullisimpia ovat ne monikerroksiset kudokset, jotka sisältävät moninkertaisen loimilangan tai koneen suuntaiset säielangat, koska paperinvalmistusviiran toistuvan kulkemisen johdos-... 25 ta telojen yli koneen suunnassa viira tulee huomattavan rasituksen alaiseksi koneen suunnassa tämän päättymättömän kulun ja paperinvalmistusmenetelmän yhteydessä käytetyn kuivatusmekanismin siirtämän lämmön ansiosta. Tämä lämpö ja rasitus pyrkii venyttämään paperinvalmistusviiraa 10.

30 Jos paperinvalmistusviira 10 venyisi pois muodostaan, sen ’ kyky täyttää aiottu tarkoituksensa vähenee käyttökelvotto muuteen asti.

Suositeltava vahvistusrakenne 33 käsittää monikerroksisen kudotun viiran, joka on tunnettu loimilangoista, 35 jotka ovat yleensä pinottuina pystysuorassa suunnassa suo- 93562 50 raan päällekkäin. Nämä pystysuorasti päällekkäin pinotut loimilangat lisäävät viiran stabiilisuutta koneen eli prosessin suunnassa, eikä se samalla vähennä viiran avointa projektialuetta, joka tarvitaan viiran käyttöä varten pu-5 halluskuivatettujen paperinvalmistusmenetelmien yhteydessä.

Kuviot 7-12 esittävät yhtä tällaista suositeltavaa monikerroksista viiraa, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä. Kuvioissa 7 -12 esitetty vah-10 vistusrakenne käsittää erittäin hyvin läpäisevän monikerroksisen vahvistusrakenteen käyttöä varten paperinvalmis-tusviirassa tai sellaisenaan paperinvalmistusviirana, jolla on lisääntynyt kudosstabiilisuus konesuunnassa. Kuten kuvioista 8 ja 9 näkyy, tämä suositeltava viira sisältää 15 paperia tukevan sivun 51 ja telakosketussivun 52, joka helpottaa sen kulkua päättömänä hihnana konesuunnassa.

Kuvioissa 7-12 esitetty viirakudos käsittää ensimmäisten kuormitusta kantavien loimilankojen ensimmäisen loimilankakerroksen C, näiden loimilankojen ollessa mer-20 kittyinä viirakudoksessa toistuvasti numeroilla 53a, 53b, 53c ja 53d, ja toisten kuormitusta kantavien loimilankojen toisen lankakerroksen D, näiden loimilankojen ollessa merkittyinä viirakudoksessa toistuvasti numeroilla 53e, 53f, 53g ja 53h, näiden lankojen kulkiessa konesuunnassa viira-25 kudoksen telakosketussivulla 52. Kuten kuvioista 9-12 parhaiten näkyy, ensimmäisen lankakerroksen C ja toisen lankakerroksen D yksittäiset langat muodostavat pinotut loimilankaparit E, F, G ja H, jotka on järjestetty yleensä pystysuorasti pinottuihin päällekkäisiin asentoihin. Yksi-30 tyiskohtaisemmin tarkastellen voidaan havaita, että loimi-langat 53a ja 53e muodostavat pinotun loimilankaparin E; loimilangat 53b ja 53f pinotun loimilankaparin F; loimi-langat 53c ja 53g pinotun loimilankaparin G; ja loimilangat 53d ja 53h pinotun loimilankaparin H. Vierekkäiset 35 93562 51 pinotut loimilankaparit on asetettu etäisyyden päähän toisistaan konesuunnan suhteen poikittaisessa suunnassa vii-rakudoksen halutun avoimen alueen muodostamiseksi. Loimi-lankaa tasapainottava kudelanka, 53a kuviossa 9, 54b ku-5 viossa 10, 54c kuviossa 11, ja 54d kuviossa 12 on kudottu yhteen ensimmäisen ja toisen loimilankakerrosen kanssa pinottujen parien ensimmäisessä ja toisessa loimilankaker-roksessa olevien vastaavien yksittäisten loimilankojen sitomiseksi. Nämä loimilankoja tasapainottavat kudelangat 10 on myös numeroitu toistuvasti viirakudoksessa. Loimilankoja tasapainottava kudelanka on kudottu yhteen loimilankojen tasapainokudontakuviossa pinottujen loimilankaparien kanssa, jolloin ne pitävät loimilangat pinottuina päällekkäin ja yleensä pystysuorassa linjauksessa tässä kudonta-15 kuviossa. Tällä tavoin muodostetulla viirakudoksella on lisääntynyt kudosstabiilisuus konesuunnassa sekä suuri avoimuus ja läpäisevyys.

Vahvistusrakenteen 33 langat ja nivelalueet muodostavat lisäksi useita tasoja, jotka voivat olla kiinnosta-20 via kehyksen 32 toisella pinnalla 35 olevia pintakuvio-epäsäännöllisyyksien 38 sijaintia ja ominaisuuksia selostettaessa. Nämä paperinvalmistusviiran 10 suositeltavassa sovellutusmuodossa esiintyvät pintakuvioepäsäännöllisyydet 38 (tai takasivukuviointi) näkyvät parhaiten kuviossa 5.

. , 25 "Takasivukuvioinnilla" tarkoitetaan näitä paperinvalmis tusviiran toisessa pinnassa 12 olevia korkeudeltaan vaih-televia osia, jotka ovat erillään tiehyeistä ja sijaitsevat kohdissa, jotka eivät ole välttämättä riippuvaisia vahvistusrakenteen 33 rungon sijainnista tai ovat riippu-30 mattomia siitä. Ilmaisulla "eivät välttämättä riippuvaisia" tarkoitetaan sitä, että tämän takasivukuvioinnin sijainti ei ole välttämättä millään tavoin sidoksissa vahvistusrakenteen 33 sijaintiin.

Takasivukuvioinnin epäsäännöllisyydet 38 käsittävät 35 saman materiaalin kuin kehys 32, joten pintakuviointi voi • _ ► - >j · 52 93562 sisältää mitä tahansa epäsäännöllisyyksiä, epäjatkuvuus-kohtia tai keskeytyksiä hartsimateriaalissa, joka muodostaa toisen pintaverkon 35a, tai takasivuverkkopinnan osissa, joista hartsi on poistettu.

5 5. Paperinvalmistusviiran valmistusmenetelmä

Kuten edellä on mainittu, voi paperinvalmistusviiran muoto olla usealla tavalla erilainen. Vaikka paperin-valmistuviiran 10 valmistusmenetelmä onkin merkityksetön, kunhan sillä vain on edellä mainitut ominaisuudet, on seulo raavien menetelmien havaittu olevan käyttökelpoisia. Yksityiskohtainen selostus paperinvalmistusviiran 10 valmistusmenetelmästä ilman parannuksia on selostettu US-patent-tijulkaisussa 4 514 345, otsikolla "Method of Making a Foraminous Member" varustettuna, myönnetty Johnson et 15 al'ille 30. huhtikuuta 1985, tämän patenttijulkaisun ollessa liitettynä tähän yhteyteen viiteaineistona. Eräs paperinvalmistusviiran 10 valmistusmenetelmä selostetaan seuraavassa.

Tämän keksinnön yhteydessä käyttökelpoisen laitteen 20 eräs sovellutusmuoto esillä olevan keksinnön mukaisen paperinvalmistusviiran 10 valmistamista varten päättömän viirahihnan muodossa on esitetty kaavamaisesti kuviossa 13. Yleiskuvan saamiseksi koko keksinnön mukaisen paperinvalmistusviiran valmistusta varten tarkoitetusta laittees- . , 25 ta kuviota 13 on yksinkertaistettu jossain määrin menetel- • .

män eräiden yhteiskohtien suhteen. Kuvion 13 esittämä yleismenetelmä käsittää yleensä vahvistusrakenteen 33 päällystämisen valoherkällä hartsilla 70 vahvistusrakenteen 33 kulkiessa muodostusyksikön 71 tai pöydän 51 yli, 30 joka on peitetty tukikalvolla 76, joka muun muassa estää muodostusyksikön 71 käyttöpinnan 72 likaantumisen hartsista; valonherkän hartsin 70 paksuuden valvomisen ennalta määrättyyn arvoon; hartsin 70 asettamisen aallonpituudeltaan aktivoivan valon alaiseksi (valonlähteestä 73) maskin 11 .

93562 53 74 kautta, jossa on läpinäkymättömät 74a ja läpinäkyvät 74b alueet; ja kovettumattoman hartsin 75 poistamisen.

Kuvion 13 mukaisesti muodotusyksikkö 71 sisältää käyttöpinnan 72, tämän yksikön käsittäessä pyöreän, sopi-5 vimmin rummun muodossa olevan elementin. Rummun läpimitta ja sen pituus valitaan sopivalla tavalla. Sen läpimitan olisi oltava riittävän suuri, niin että tukikalvo 76 ja vahvistusrakenne 33 eivät haitallisesti kaareudu prosessin aikana. Sen läpimitan on myös oltava kyllin suuri, niin 10 että sen pinnan ympärille jää riittävä kulkuetäisyys tarvittavien menetelmävaiheiden suorittamista varten rummun kiertäessä. Rummun pituus valitaan valmistettavan paperin valmistusviiran leveyden mukaisesti. Muodostusyksikköä 71 kierretään kuviossa näkymättömän käyttölaitteen avulla.

15 Vaihtoehtoisesti ja suositeltavasti työpinta 72 imee itseensä aallonpituudeltaan aktivoivaa valoa.

Kuten edellä on mainittu, muodostusyksikköä 71 peittää tukikalvo 76, joka estää muodostusyksikön 71 käyttöpinnan 72 likaantumisen hartsista. Tukikalvon 76 eräänä 20 toisena tarkoituksena on osittain täydellisen paperinval-mistusviiran 10 poistamisen helpottaminen muodostusyksi-köstä. Tämä tukikalvo voi yleensä ottaen olla tehtynä mistä tahansa joustavasta, tasaisesta ja sileästä materiaalista, kuten polyetyleeni- tai polyesterilevystä. Tukikal-25 vo tehdään sopivimmin polypropyleenistä ja sen paksuus on noin 0,01 - noin 0,1 millimetriä (mm). Tukikalvo 76 imee myös edullisesti itseensä aallonpituudeltaan aktivoivaa valoa.

Kuvion 13 esittämässä laitteessa tukikalvo 76 syö-30 tetään järjestelmään tukikalvon syöttötelalta 77 kelaamal-·' la ja saattamalla se kulkemaan nuolen D2 suunnassa. Auki- kelauksen jälkeen tukikalvo 76 tulee kosketukseen muodostusyksikön 71 käyttöpinnan 72 kanssa ja tulee väliaikaisesti pakotetuksi käyttöpintaa 72 vasten (seuraavassa se-35 lostettavien välineiden avulla). Tämän tukikalvo 76 kulkee 54 93562 yhdessä muodostusyksikön 71 kanssa muodostusyksikön 71 kiertäessä. Tukikalvo 76 erotetaan lopuksi käyttöplnnasta 72 ja se kulkee tukikalvon vastaanottotelaan, jonka ympärille se kiedotaan uudelleen. Kuvion 13 mukaisen menetel-5 män sovellutusmuodossa tukikalvo on tarkoitettu kertakäyttöiseksi, minkä jälkeen se heitetään pois. Vaihtoehtoisen järjestelyn yhteydessä tukikalvo on päättömän hihnan muodossa, joka kulkee vastatelasarjan ympäri, jossa se puhdistetaan sopivalla tavalla ja otetaan uudelleen käyttöön.

10 Tarvittavia käyttövälineitä, ohjausteloja ja vastaavia ei ole esitetty kuviossa 13.

Muodostusyksikkö 71 on varustettu sopivimmin välineellä, joka varmistaa, että tukikalvo 76 pysyy läheisessä kosketuksessa käyttöpinnan 72 kanssa. Tukikalvo 76 voidaan 15 esimerkiksi kiinnittää liimaamalla käyttöpintaan 72 tai muodostusyksikkö 71 voidaan varustaa välineellä tukikalvon 76 kiinnittämiseksi käyttöpintaan 72 tyhjön välityksellä, joka kohdistetaan useiden lähekkäisten pienten aukkojen kautta, näiden aukkojen ollessa muodostettuina muodostus-20 yksikön 71 käyttöpintaan 72. Tukikalvo 76 pidetään sopivimmin käyttöpintaa 72 vasten tavanomaisen kiristysväli-neen avulla, jota ei ole esitetty kuviossa 13.

Esillä olevan keksinnön toisena vaiheena on vahvis-tusrakenteen valmistaminen liittämistä varten paperinval-25 mistusviiraan. Kuten edellä on mainittu, vahvistusrakenne • ·· 33 on tehty materiaalista, josta paperinvalmistusviira 10 on valmistettu. Kuvioissa 7-12 esitetty suositeltava vahvistusrakenne 33 käsittää kudotun monikerroksisen kudoksen, joka on tunnettu siitä, että loimilangat on pinot-30 tu pystysuorasti päällekkäin. Nämä pystysuorasti pinotut loimilangat antavat lisästabiilisuutta kudokselle kone-tai prosessisuunnassa, jolloin ne eivät samanaikaisesti vähennä kudoksen avointa projektiopinta-alaa, joka tarvitaan kudoksen käyttämistä varten paperinvalmistukseen 35 liittyvien kuivatusprosessien yhteydessä.

«i 55 Q7 E C O 7 J JUl

Koska kuvion 13 mukaisen laitteen avulla tehty paper invalmi s tusviira 10 on päättömän viirahihnan muodossa, olisi vahvistusrakenteen 33 oltava myös päättömän hihnan muodossa. Kuten kuviosta näkyy, vahvistusrakenne 33 kulkee 5 nuolen Dl suunnassa vastatelan 78a ympäri ylöspäin ja muo-dostusyksikön 71 ja vastatelojen 78b ja 78c ympäri. Muita ohjaus- ja vastateloja, käyttövälineitä, tukiteloja ja vastaavia ei ole esitetty kuviossa 13.

Esillä olevan keksinnön kolmantena vaiheena on vah-10 vistusrakenteen 33 asettaminen muodostusyksikön 71 käyttö-pinnalle 72 (tai yksityiskohtaisemmin tarkastellen esitetyssä sovellutusmuodossa vahvistusrakenteen 33 saattaminen kulkemaan muodostusyksikön 71 käyttöpinnan 72 yli). Kuten edellä on mainittu, tukikalvoa 76 käytetään pitämään muo-15 dostusyksikön 71 käyttöpinta 72 vapaana hartsista 70. Tässä tapauksessa kolmas vaihe käsittää vahvistusrakenteen 33 asettamisen tukikalvon viereen siten, että tukikalvo 76 on asetettuna vahvistusrakenteen 33 ja muodostusyksikön 72 väliin.

20 Paperinvalmistusviiran 10 haluttu erityinen rakenne määrittää tarkasti vahvistusrakenteen 33 asetuskohdan joko muodostusyksikön 71 käyttöpinnan 72 tai tukikalvon 76 suhteen. Esillä olevan keksinnön eräässä sovellutusmuodossa vahvistusrakenne 33 on asetettu välittömään kosketukseen 25 tukikalvon 76 kanssa. Esillä olevan keksinnön erään toisen sovellutusmuodon yhteydessä vahvistusrakenne 33 voidaan asettaa määrätyn etäisyyden päähän tukikalvosta 76 minkä tahansa sopivan välineen avulla. Tilanne, jonka yhteydessä vahvistusrakenne 33 on asetettu etäisyyden päähän muo-30 dostusyksikön 71 käyttöpinnasta 72 (tai tukikalvoa käy-·; tettäessä tukikalvon 76 pinnasta) esiintyy, kuten seuraa- vassa selostetaan, silloin kun valonherkkää nestemäistä hartsia levitetään vahvistusrakenteen 33 takasivulle 52.

Menetelmän kolmantena vaiheena on nestemäisen va-35 lonherkän hartsipäällysteen 70 levittäminen vahvistusra- > · · 93562 56 kenteen 33 päälle. Mikä tahansa tekniikka, jonka avulla nestemäistä materiaalia voidaan levittää vahvistusraken-teeseen 33, on sopiva. Suositeltavan menetelmän yhteydessä tämä nestemäinen valonherkkä hartsi levitetään kuitenkin 5 vahvistusrakenteen 33 päälle kahdessa vaiheessa. Hartsin ensimmäinen levitysvaihe tapahtuu ekstruusiopään 79 välityksellä. Hartsi levitetään ekstruusiopään 79 välityksellä yhdessä hartsin levittämisen kanssa toisessa vaiheessa suuttimen 80 avulla. Ekstruusiopäätä 79 käytetään ensim-10 mäisessä vaiheessa täyttämään vahvistusrakenteessa 33 olevat raot takasivulta käsin. Tämä mahdollistaa valonherkän hartsin sopivan määrän kiinnittymisen vahvistusrakenteen 33 takasivulle, jolloin tämä hartsi voidaan levittää takasivun kuviointia varten seuraavassa selostettavien vaihei-15 den yhteydessä. On välttämätöntä, että nestemäinen valonherkkä hartsi 70 levitetään tasaisesti vahvistusrakenteen 33 leveydelle ja että tarpeellinen määrä materiaalia asetetaan rakoihin 39 ja vahvistusrakenteen 33 kaikkiin olemassa oleviin tyhjiin tiloihin paperinvalmistusviiran 10 20 rakenteen vaatimalla tavalla.

Vahvistusrakenteen 33 päällystämiseksi sopivat valonherkät hartsit voidaan valita helposti useiden kaupallisesti käytettävissä olevien hartsien joukosta. Käyttökelpoisia valonherkkiä materiaaleja ovat tavallisesti po-, , 25 lymeerit, jotka kovettuvat tai ristikytkeytyvät säteilyn, tavallisesti ultraviolettivalon (UV) vaikutuksesta. Esimerkkeinä valonherkistä polymeerihartseista voidaan mainita: akryloidut uretaanit (esimerkiksi metakryloitu uretaani), styreenibutadieenikopolymeerit, akryyliesterit, epok-30 siakrylaatit, akryloidut aromaattiset uretaanit, akryloi- V dut polybutadieenit ja metakryloidut uretaanit. Viitejul- kaisuina, jotka sisältävät täydellisemmän selostuksen sopivista nestemäisistä valonherkistä hartseista, voidaan mainita Green et ai., "Photocross-linkable Resin Systems", 35 J. Macro-Sci. Revs. Macro Chem. C21 (2), 187 - 273 (1981 - 93562 57 82); Bayer, "A Review of Ultraviolet Curing Technology", Tappi Paper Synthetics Conf. Proc., syyskuu 25 - 27, 1978, ss. 167 - 172; ja Schmidle, "Ultraviolet Curable Flexible Coatings", J. of Coated Fabrics, 8, 10 - 20 (heinäkuu, 5 1978). Nämä kaikki kolme patenttijulkaisua on liitetty viiteaineistona tähän yhteyteen. Erityisen suositeltavat nestemäiset valonherkät hartsit sisältyvät metakryloitujen uretaanihartsien Merigraph-sarjaan, jota valmistaa Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, USA. Edullisin 10 metakryloitu hartsi on Merigraph hartsi EPD 1616B.

Esillä olevan keksinnön mukaisen suositeltavan menetelmän yhteydessä hapettumisen estoaineita lisätään hartsiin lopullisen paperinvalmistusviiran 10 suojaamiseksi hapettumiselta ja sen käyttöiän pidentämiseksi. Mitä 15 tahansa sopivia hapettumisen estoaineita voidaan lisätä hartsiin. Suositeltavia hapettumisen estoaineita ovat Cyanox 1790, jota myy American Cyanamid, Wayne, New Jersey 07470, USA, ja Irganox 1010, jota valmistaa Ciba Geigy, Ardsley, New York 10 502, USA. Suositeltavassa paperinval-20 mistusviiran 10 valmistusmenetelmässä näitä molempia hapettumisen estoaineita lisätään hartsiin. Nämä hapettumisen estoaineet lisätään seuraavina määrinä, Cyanox 1790 0,10 % ja Irganox 101 0,40 %. Molemmat hapettumisen esto-aineet lisätään paperinvalmistusviiran 10 suojaamiseksi 25 useilta erilaisilta hapetusainelajeilta.

• <

Menetelmän seuraavana (so. viidentenä) vaiheena on päällysteen paksuuden valvominen ennalta määrättyyn arvoon. Tämä ennalta valittu arvo vastaa paperinvalmistus-viiran 10 haluttua paksuutta. Tämä paksuus on tietenkin 30 paperinvalmistusviiran käyttötarkoituksen mukainen. Kun .. paperinvalmistusviiraa on määrä käyttää seuraavassa selos- tettavassa paperinvalmistusprosessissa, on suotavaa, että sen paksuus on noin 0,01 - noin 3,0 mm. Muut sovellutukset vaativat tietenkin paksumpia paperinvalmistusviiroja, joi-35 den paksuus voi olla 3 cm tai enemmän. Mitä tahansa sopi- • · « 93562 58 vaa välinettä paksuuden valvomiseksi voidaan käyttää. Kuviossa 13 on esitetty jättötelan 81 käyttö, joka toimii myös maskiohjaustelana. Jättötelan 81 ja muodostusyksikön 71 välistä välystä voidaan valvoa mekaanisesti kuviossa 5 näkymättömien tavanomaisten välineiden avulla. Jättötela 81 yhdessä maskin 74 ja maskiohjaustelan 82 kanssa pyrkii tasoittamaan nestemäisen valonherkän hartsin 70 pinnan ja valvomaan sen paksuutta.

Menetelmän kuudes valhe käsittää maskin 74 asetta-10 misen kosketukseen nestemäisen valonherkän hartsin 70 kanssa. Maskin 74 tarkoituksena on suojata nestemäisen valonherkän hartsin tiettyjä alueita valon vaikutukselta. Tietenkin, jos jotkut alueet suojataan, jäävät toiset alueet suojaamatta, jolloin näillä suojaamattomilla 15 alueilla oleva nestemäinen valonherkkä hartsi 70 joutuu myöhemmin aktivoivan valon vaikutuksen alaiseksi ja kovettuu. Suojatut alueet käsittävät yleensä ennalta valitun kuvion, jonka muodostavat kovettuneessa hartsikehyksessä 32 olevat tiehyet 36.

20 Maski 74 voidaan tehdä mistä tahansa sopivasta ma teriaalista, johon voidaan muodostaa läpinäkymättömät alueet 74a ja läpinäkyvät alueet 74b. Luonteeltaan joustavan valokuvausfilmin kaltainen materiaali on sopiva. Tämä joustava kalvo voidaan tehdä polyesteristä, polyetyleenis-• ; 25 tä, selluloosasta tai mistä tahansa sopivasta materiaalis ta. Läpinäkymättömät alueet 74a voidaan muodostaa maskiin 74 millä tahansa sopivalla tavalla, kuten valokuvauksen, kaiverruksen, fleksografian tai kiertoviirapainatuksen avulla. Maski 74 voi käsittää päättömän silmukan tai se 30 voidaan syöttää yhdeltä syöttötelalta poikittain järjestelmän suhteen vastaanottotelalle, joita kumpaakaan ei ole esitetty kuvioissa. Maski 74 kulkee nuolen D3 suuntaan kiertäen jättötelaa 81, jossa se saatetaan kosketukseen nestemäisen valonherkän hartsin 70 pinnan kanssa, ja sen 35 jälkeen maskiohjaustelaan 82, jonka läheisyydessä se pois- • 59 93562 tetaan kosketuksesta hartsin 70 kanssa. Tässä erityisessä sovellutusmuodossa hartsin paksuuden valvonta ja maskin asetus tapahtuvat samanaikaisesti.

Menetelmän seitsemäs vaihe käsittää nestemäisen 5 valonherkän hartsin asettamisen aallonpituudeltaan aktivoivan valon vaikutuksen alaiseksi, jolloin hartsi kovettuu alueilla, jotka on kohdistettu maskin läpinäkyvien alueiden 74b kanssa. Kuviossa 13 esitetyssä sovellutus-muodossa tukikalvo 76, vahvistusrakenne 33, nestemäinen 10 valonherkkä hartsi 79 ja maski 74 muodostavat yksikön, joka kulkee yhdessä jättötelasta 81 maskiohjaustelan 82 läheisyyteen. Välijättötela 81 ja maskiohjaustela 82 on asetettu kohtaan, jossa tukikalvo 76 ja vahvistusrakenne 33 ovat yhä muodostusyksikön 71 vieressä, ja nestemäinen 15 valonherkkä hartsi 70 asetetaan aallonpituudeltaan aktivoivan valon alaiseksi, joka lähetetään säteilylampusta 73. Säteilylamppu 73 valitaan yleensä antamaan valaistus, jonka aallonpituus on sopiva nestemäisen valonherkän hartsin 70 kovettamista varten. Tämä aallonpituus on nestemäi-20 sen valonherkän hartsin 70 ominaisuuksien mukainen. Mitä tahansa sopivaa valaistuslähdettä, kuten elohopeavalokaar-ta, pulssiksenonia, elektrodittomia valaistuslähteitä ja loistelamppuja voidaan käyttää. Kuten edellä on selostettu, kun nestemäinen valonherkkä hartsi on aallonpituudel-25 taan sopivan valon vaikutuksen alaisena, hartsin 70 tämän vaikutuksen alaiset osat kovettuvat. Tämä kovettuminen ilmenee yleensä hartsin jähmettymisenä valon vaikutuksen alaisilla alueilla. Toisaalta taas peitetyt osat pysyvät nestemäisinä.

30 Valaistusvoimakkus ja sen kesto riippuu paljaita I. alueita varten vaaditusta kovettumisasteesta. Valolle alt- 1 · tiina olemisen voimakkuuden ja kestoajan absoluuttiset arvot riippuvat hartsin kemiallisesta luonteesta, sen valo-ominaisuuksista, hartsipäällysteen paksuudesta ja käyt-35 töön valitusta kuviosta. Lisäksi altistavan valon voimak- • · 60 93562 kuudella ja valon tulokulmalla on huomattava vaikutus tie-hyeiden 36 ennalta valitun kuvion sisältämien seinien kapenemisen olemassaoloon tai poissaoloon.

Esillä olevan keksinnön suositeltavassa sovellutus-5 muodossa valon tulokulma yhdenmukaistetaan valonherkän hartsin tehokkaampaa kovettumista varten halutuilla alueilla ja halutun kapenemiskulman saavuttamiseksi lopullisen paperinvalmistuskudoksen seinissä. Kovetussäteilyn suunnan ja voimakkuuden valvomista varten tarkoitettuina 10 muina välineinä käytetään taittovälineitä (so. linssejä) ja heijastusvälineitä (so. peilejä). Esillä olevan keksinnön suositeltavassa sovellutusmuodossa käytetään subtrak-tiivista kollimaattoria (so. kulmajakosuodatinta tai kol-limaattoria, joka suodattaa ultraviolettivalonsäteet muis-15 sa kuin halutuissa suunnissa tai estää niden kulun). Mitä tahansa sopivaa laitetta voidaan käyttää subtraktiivisena kollimaattorina. Väriltään tumma, sopivimmin musta metal-liväline, joka on kanavasarjan muodossa, jonka kautta haluttuun suuntaan suunnattu valo voi kulkea, on suositelta-20 va. Esillä olevan keksinnön suositeltavassa sovellutusmuodossa kollimaattorin mitat ovat sellaiset, että se siirtää valoa, jolloin kovettuneen hartsiverkon projektiopinta-ala on 35 % paperinvalmistusviiran yläsivulla ja 65 % takasivulla.

25 Menetelmän kahdeksas ja viimeinen vaihe käsittää pääasiassa kaiken kovettumattoman nestemäisen valonherkän hartsin poistamisen vahvistusrakenteesta 33. Toisin sanoen hartsi, joka on suojattu valon vaikutukselta, poistetaan järjestelmästä.

30 Kuvion 13 esittämässä sovellutusmuodossa maskioh- jaustelan 82 läheisyydessä olevassa kohdassa maski 74 ja tukikalvo 76 on erotettu fyysisesti yhdistelmästä, joka käsittää vahvistusrakenteen 33 ja nyt osittain kovettuneen hartsin 70a. Vahvistusrakenteen 33 ja osittain kovettuneen 35 hartsin 70a yhdistelmä kulkee ensimmäinen hartsinpoisto- « · 93562 61 kengän 83a läheisyyteen. Tyhjö kohdistetaan tämän yhdistelmän yhteen pintaan ensimmäisessä hartsinpoistokengässä 83a, jolloin huomattava määrä nestemäistä (kovettumatonta) valonherkkää hartsia poistetaan sanotusta yhdistelmästä.

5 Tämän yhdistelmän kulkiessa edelleen se siirretään hartsinpesukengän 85 ja hartsinpesuaseman tyhjennysaukon 85 läheisyyteen, jossa kohdassa yhdistelmä pestään perinpohjin vedellä tai muulla sopivalla nesteellä käytännöllisesti katsoen kaiken jäljellä olevan nestemäisen (kovettu-10 mattoman) valonherkän hartsin 75a poistamiseksi, joka poistetaan järjestelmästä hartsinpesuaseman tyhjennysaukon 85 kautta. Toisen hartsinpoistokengän 83b kohdalla kaikki jäljellä oleva pesuneste ja nestemäinen hartsi poistetaan yhdistelmästä tyhjön kohdistamisen avulla. Tässä vaiheessa 15 yhdistelmä sisältää nyt pääasiassa vahvistusrakenteen 33 ja siihen liittyvän kehyksen 32 ja edustaa paperinvalmis-tusviiraa 10, joka on tämän menetelmän mukainen tuote. Vaihtoehtoisesti ja suositeltavasti, kuten kuviosta 13 näkyy, hartsi voi tulla toisen kerran altistetuksi akti-20 voivalle valolle hartsin kovettumisen täydellistämiseksi ja kovettuneen hartsikehyksen kovuuden ja kestävyyden lisäämiseksi .

Prosessi jatkuu, kunnes vahvistusrakenne 33 on koko pituudeltaan käsitelty ja muunnettu paperinvalmistusvii-25 raksi 10.

Jos halutaan valmistaa elin, joka on varustettu erilaisilla päällekkäisillä kuvioinneilla tai paksuudeltaan erilaisilla kuvioilla, voidaan tämä elin asettaa kulkemaan useaan kertaan prosessin läpi. Moninkertaisia kul-30 kuja prosessin läpi voidaan myös käyttää suhteellisen paksujen paperinvalmistusviirakudosten valmistamiseksi.

Suositeltava menetelmä kuvioidun takasivun sisältävän parannetun paperinvalmistusviiran 10 valmistamiseksi sisältää kudotun elementin (tai kuitukangaselementin) käy-35 tön, joka on tehty säielangoista, joilla on erilaiset 62 93562 ultravioletin valon siirto-ominaisuudet. Tätä menetelmää kutsutaan "differentiaaliseksi siirtovaluksi". Tämän differentiaalisen siirtovalun avulla valmistetaan rei'itetty kudottu elementti siten, että tämän rei'itetyn kudotun 5 elementin yläosassa olevat säielangat siirtävät suuressa määrin ultraviolettivaloa, kun taas pohjassa tai takasivulla olevat säielangat eivät siirrä ultraviolettivaloa, vaan sen sijaan imevät sitä itseensä. Tämä aiheuttaa ultravioletin valon siirtymisen valonherkän hartsiverkon läpi 10 verkon osassa, joka sijaitsee pohjalankojen alla. Tämän seurauksena näiden pohjalankojen alla oleva valonherkkä hartsi ei kovetu ja se voidaan poistaa edellä selostetussa viimeisessä vaiheessa jättäen jälkeensä sarjan syvennyksiä paperinvalmistusviiran 10 takasivulle, joka sijaitsee va-15 loa imevien säielankojen alapuolella.

Uskotaan, että esillä olevan keksinnön mukainen liuotinlisäysmenetelmä, jonka yhteydessä kemikaaleja lisätään hartsipäällysteiseen paperinvalmistusviiraan tämän viiran käyttöiän pidentämiseksi, voidaan ymmärtää edellä 20 olevan yksityiskohtaisen selostuksen avulla. On kuitenkin selvää, että useita erilaisia muutoksia voidaan tehdä tämän menetelmän sisältämien osien muotoon, rakenteeseen ja järjestelyyn keksinnön hengestä ja suojapiiristä poikkeamatta tai ilman sen tarjoamien olennaisten etujen hylkää-- , 25 mistä, edellä selostetun sovellutusmuodon edustaessa vain erästä suositeltavaa tai esimerkillistä sovellutusmuotoa.

Havainnollisuuden vuoksi, mutta ilman rajoittavaa luonnetta, selostetaan seuraavat esimerkit.

Esimerkki 1 30 Paperinvalmistusviira muodostetaan rei' itetyn kudo tun elementin ympärille, joka on tehty polyesteristä ja sisältää 14 konesuuntaista (MD) ja 12 konesuunnan suhteen poikittaista (CD) säielankaa/cm neliviriöisessä kaksikerroksisessa rakenteessa (kuten kuvioista 7-12 näkyy) US-35 patenttijulkaisussa 4 514 345 selostetun menetelmän mukai- • ti 93562 63 sella tavalla. MD-lankojen läpimitta on noin 0,25 mm ja CD-lankojen noin 0,28 mm. Viiranvalmistusmenetelmän yhteydessä käytettynä hartsina on Merigraph hartsi EPD1616B, metakryloitu uretaanihartsi, jota myy Hercules Incorpora-5 ted, Wilmington, Delaware, USA. Kovettuneen valonherkän hartsin sisältävän paperinvalmistusviiran paksuus on noin 1,1 mm ja sen suositeltava verkkopinta ja poikkeutustie-hyet on selostettu edellä olevien kuvioiden 3 ja 6 yhteydessä.

10 Valmistetaan liuos, joka sisältää 2 % Irganox 1010:aa (estetty hapettumisen fenoliestoaine, jota myy Ciba Geigy) ja 1 % Cyanox 1790:aa (estetty hapettumisen fenoliestoaine, jota myy American Cyanamid Company) iso-propyylialkoholiin (IPA) liuotettuina. Pituudeltaan 20 15 jalkaa oleva alumiinikalvopala levitetään auki lattialle. Paperinvalmistusviiran sauma asetetaan tämän alumiinikalvon päälle. Isopropanoliliuosta (15 painoprosenttia perustuen hartsin painoon käsiteltävässä viiraosassa) suihkutetaan saumaan. Välittömästi suihkutuksen jälkeen tämä 20 20 jalan pituinen alumiinikalvo rullataan viirasauman päälle. Rullapainoa käytetään alumiinikalvon päällä sen tekemiseksi viiran muodon mukaiseksi ja IPA:n haihtumisen estämiseksi. Liuos pidetään kosketuksessa paperinvalmistusviiran sauman kanssa ainakin kahden tunnin ajan, jotta IPA voi . . , 25 paisuttaa hartsia ja hapettumisen estokemikaalit tunkeutua paisuneeseen hartsiin. Kalvo otetaan pois ja IPA:n annetaan haihtua. Tulokseksi saadaan paperinvalmistusviiran sauma, joka sisältää 0,3 % Irganox 1010:aa ja 0,15 % Cyanox 1790:aa. On tärkeää, että paperinvalmistusviira kestää 30 paremmin hapettumista ja että sillä siten on pitempi käyt-V töikä.

Esimerkki 2

Valmistetaan liuos, joka sisältää 3 painoprosenttia Cyanox 1790:aa ja 1 painoprosentin Irganox 1010:aa iso-35 propyylialkoholiin (IPA) liuotettuina. Paperinvalmistus- 64 93562 viiran saumaa (selostettu esimerkin I yhteydessä) siirretään eteenpäin, kunnes se tulee upotetuksi liuotinhaude-säiliöön, joka sisältää edellä mainittua kemiallista liuosta (kuten kuviossa 1 on esitetty). Paperinvalmistus-5 viiran sauma jätetään upotettuna kemialliseen liuokseen viideksi tunniksi viirasaumassa olevan hartsin saattamiseksi tasapainotilaan IPA-liuoksen kanssa. Viiden tunnin kuluttua viirasaumassa oleva hartsi on paisunut noin 20 %. Viirasaumaa siirretään eteenpäin ja sen annetaan kuivua 10 höyrykuvun alla. Kun isopropyylialkoholi on haihtunut, viirasauma sisältää 0,6 % cyanox 1790:aa ja 0,2 % Irganox 1010:aa. Kun paperinvalmistusviiran sauma (joka useimmiten on viiran herkimmin vahingoittuva osa) on nyt suojattu tehokkaasti hapettumiselta, paperinvalmistusviiran käyt-15 töikä pitenee.

Esimerkki 3

Paperinvalmistusviira valmistetaan esimerkin I mukaisella tavalla. Tämä paperinvalmistusviira sisältää 0,1 % Cyanox 1790:aa ja 0,2 % Irganox 1010:aa. [Nämä ha-20 pettumisen estoaineiden alhaiset pitoisuusarvot lisättiin nestemäiseen valopolymeerihartsiin ennen sen kovettumista.] Paperikoneen noin 400 käyttötunnin jälkeen nämä alhaiset hapetuksen estoaineiden pitoisuudet poistetaan. Erityisesti yksi pieni osa paperinvalmistusviiraa alkaa 25 osoittaa merkkejä hapetusvauriosta. Paperikoneen ollessa suljettuna sieni, joka on liuotettu liuokseen, joka sisältää 3 painoprosenttia Cyanox 1790:aa ja 1 painoprosentin Irganox 1010:aa isopropyylialkoholiin liuotettuina, asetetaan kosketukseen viiran vahingoittuneen osan kanssa usei-30 den tuntien ajaksi (kuten kuviosta IA näkyy). Kun isopro- .. pyylialkoholi liukenee viiran hartsikehykseen, se paisut- taa hartsia ja siirtää liuenneet hapettumisen estoaineet paisuneen hartsin sisään. Noin kolmen tunnin kuluttua sieni poistetaan ja isopropyylialkoholin annetaan haihtua. 35 Kun hapettumisen estoaineiden pitoisuutta herkästi vahingoittuvalla alueella on nyt lisätty, paperinvalmistusviiraa voidaan käyttää satojen lisätuntien ajan.

n ,

Claims (10)

1. 93562
2. 1. Menetelmä paperinvalmistusviirojen käyttöiän pidentämiseksi, näiden viirojen sisältäessä kiinteää poly- 5 meerihartsia, joka on tehty kiinteäksi asettamalla nestemäinen valonherkkä hartsi aallonpituudeltaan aktivoivan valon alaiseksi, tunnettu siitä, että tämä menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: a) paperinvalmistusviiran valmistamisen, joka si- 10 sältää kiinteää polymeerihartsia, joka on tehty kiinteäksi asettamalla nestemäinen valonherkkä hartsi aallonpituudeltaan aktivoivan valon alaiseksi; b) liuoksen, joka sisältää hartsia paisuttavaa liuotinta ja tehokkaan määrän kemiallista yhdistettä, tä- 15 män yhdisteen ollessa liuotettuna sanottuun liuottimeen, levittämisen ainakin osaan paperinvalmistusviiraa, tämän kemiallisen yhdisteen ollessa valittuna ryhmästä, joka käsittää hapettumisen estokemikaalit, kelaattiaineet ja niiden seokset; 20 c) riittävän ajan antamisen liuennutta kemiallista yhdistettä sisältävälle liuottimelle hartsin paisuttamista varten; ja d) liuottimen haihduttamisen.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n- 25. e t t u siitä, että kemiallinen yhdiste käsittää ha- • « pettumisen estokemikaalin.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän, tunnettu siitä, että paperinvalmistusviira käsittää: 30 kehyksen, joka sisältää paperin kanssa kosketukses- .. sa olevan ensimmäisen pinnan, tämän ensimmäisen pinnan suhteen vastakkaisen toisen pinnan ja tiehyet, jotka kulkevat ensimmäisen ja toisen pinnan välissä, sanotun kehyksen ollessa tehtynä kiinteästä polymeerihartsista; ja · · 93562 vahvistusrakenteen sanotun kehyksen vahvistamiseksi, tämän vahvistusrakenteen ollessa asetettuna kehyksen ensimmäisen pinnan ja ainakin kehyksen toisen pinnan osan väliin.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vahvistusrakenteena on rei'itetty kudottu elementti.
6. 5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperinvalmis- 10 tusviira sisältää suunnaltaan poikittaisen sauman ja ko neen suuntaisen sauman, ja että liuotinta ja hapettumisen estokemikaaleja sisältävä liuos levitetään viiran osalle, joka sisältää poikittaissuuntaisen sauman ja alueen, jonka koneen suuntainen sauma ja poikittaissuuntainen sauma yh-15 dessä rajoittavat.
7. 6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinteä poly-meerihartsi käsittää akryloidun uretaanin, sopivimmin me-takryloidun uretaanin.
8. 7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-6 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että hapettumisen estokemikaali käsittää primaarisen hapettumisen estoai-neen, joka on valittu estettyjen fenolien, sekundaaristen aminien ja niiden seosten joukosta, sopivimmin estetyn 25 fenolin.
9. 8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-7 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että hapettumisen estokemikaali sisältää lisäksi sekundaarisen hapettumisen estoaineen, joka on valittu fosfiittien, tioestereiden ja 30 niiden seosten joukosta, sopivimmin tioesterit. : : 1 9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-8 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että liuosta ja liuennutta hapettumisen estokemikaalia sisältävä liuotin levitetään paperinvalmistusviiran paperin kanssa kosketuk-35 sessa olevalle pinnalle. tl I 93562
10. 10. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnett u siitä, että liuotin käsittää isopropyylialkoholin. • a r t 93562