FI98547C - Paperi, jossa on poikkisuuntaisia alueita, joiden neliömassa vaihtelee - Google Patents

Description

98547

Paperi, jossa on poikkisuuntaisia alueita, joiden neliömassa vaihtelee

Papper, som i tvärriktningen har omräder med varierande ytvikt

Keksinnön kohteena on paperi ja sen valmistus. Erityisemmin, keksinnön kohteena on laminoimaton paperi, jonka neliömassa vaihtelee. Oheisen keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti ohessa kuvattu paperi käsittää alueita, joiden neliömas-saa on suurennettu. Nämä alueet, joiden neliömassaa on suurennettu, ovat poikkisuuntaisia, eli ne sijaitsevat olennaisesti yhdensuuntaisina paperin poikkisuunnan kanssa ja kohtisuorassa paperin koneen suuntaa vastaan. Ohessa käytetyllä käsitteellä neliömassa tarkoitetaan paperin painoa pinta-alayksikköä kohden ja se ilmoitetaan yksiköissä g/m2.

Ohessa kuvattua paperia voidaan käyttää erityisen hyvin savu-ketuotteiden kääremateriaalina, vaikka keksintö kattaa myös muut käyttösovellutukset. Oheisen keksinnön mukaista paperia voidaan käyttää pankki-, teollisuus- ja kotitaloussovellutuk-sissa.

Paperinvalmistuksessa tuotetaan tavallisesti paperia, jonka neliömassa on mahdollisimman yhdenmukainen. Tavallisilla paperinvalmistusprosesseilla valmistettujen paperiarkkien neliömassa on näin ollen yleensä yhdenmukainen, kun paperi katsotaan yhdeksi kokonaisuudeksi. Paperin neliömassassa esiintyy kuitenkin mikroskooppisia eroja johtuen rakennekuitujen koon vaihteluista tai valmistusprosessin epävakaudesta.

Tähän saakka tupakkateollisuudessa savukkeiden kääremateriaalina käytetyn paperin neliömassa on ollut yhdenmukainen savu-ketuotteen tasaisille palamisominaisuuksille edullisella tavalla. Nyt on kuitenkin toivottavaa valmistaa sellainen savukkeen käärepaperi, jolla saadaan aikaan erityisiä palamisomi-naisuuksia, esimerkiksi siten, että paperi edesauttaa savuke-tuotteen staattisen palamisnopeuden pienenemistä sellaiseen 2 98547 pisteeseen, jossa tuotteen palaminen vähenee, muuttuu olennaisesti mitättömäksi tai päättyy kokonaan.

Alalla on yritetty valmistaa laminoimatonta paperia, jonka paksuutta on suurennettu. Esimerkiksi nimellä Blake myönnetyssä US-patenttijulkaisussa 4 239 591 on kuvattu sellaisen paperin valmistus, johon paperiin muodostettujen saarekkeiden tai jatkuvia alueiden paksuutta on suurennettu. Tämän keksinnön haittana on se, että nämä paksunnetut alueet sijaitsevat siinä suunnassa, jossa raina on levitetty.

Alalla on yritetty tuottaa sellaisia savuketuotteiden kääreitä, joiden tehtävänä on ollut savuketuotteen syttymistaipumuk-sen vähentäminen. Esimerkiksi nimellä Hampl myönnetyssä US-patenttijulkaisussa 4 739 775 on kuvattu kääreitä, joissa savuke-paperiin on laminoitu nauhoja.

Nimellä Mentzel myönnetyssä US-patenttijulkaisussa 4 945 932 on kuvattu savuke, jonka palamistaipumus on heikentynyt, ja jossa on lisukepaperi.

Alalla on tehty yrityksiä savuketuotteissa käytettyjen kääre-materiaalien palamisnopeuden pienentämiseksi. Näissä yrityksissä kääremateriaaliin on sisällytetty palamista hidastavaa ainetta kuten magnesiumasetaattia. Tällaiset palamista hidastavat aineet voivat kuitenkin aiheuttaa epätoivottuja flavore-ja savuketuotteeseen sitä poltettaessa.

Nämä ja muut ongelmat on saatu ratkaistuksi oheisen keksinnön mukaisesti saamalla aikaan paperi, jonka käsittämässä perus-rainassa on lukuisia poikkisuuntaisia alueita, joiden neliö-massaa on suurennettu.

Tämä keksinnön mukainen paperi edistää savuketuotteeseen yhdistettynä savuketuotteen staattisen kokonaispalamisnopeuden pienenemistä. Keksinnön mukainen paperi voidaan tuottaa levittämällä lisämateriaalia, esimerkiksi massaa, massasta tehdylle 3 98547 perusrainalle, jonka paksuus on yleisesti yhdenmukainen, paperikoneen siinä alueessa, jossa raina muodostetaan joko paperinvalmistuksen märkä- tai kuivamenetelmiä käyttäen. Tämä lisämassa voidaan levittää perusrainalle pyörivän rummun avulla, jossa rummussa on lukuisia pituussuuntaisia rakoja, joiden läpi massa kulkee.

Keksinnön edellä mainitut ja muut tavoitteet sekä edut ovat ilmeisiä seuraavan yksityiskohtaisen kuvauksen perusteella, liitteenä oleviin piirustuksiin liitettynä, joissa piirustuksissa samat viitenumerot viittaavat aina samanlaisiin osiin, ja joissa:

Kuvio 1 on yksinkertaistettu kaavamainen esitys paperinvalmis-tuslinjan osasta, alkaen tasoviirakoneen (Fourdrinier-paperin-valmistuskoneen) perälaatikosta ja päättyen sen puristinosaan.

Kuvio 2 esittää päästäpäin katsoen levityslaitetta, jolla lisämateriaalia lisätään rainalle.

Kuvio 3 esittää paperinäytettä, joka käsittää lukuisia alueita, joiden neliömassaa on suurennettu.

Kuvio 4 on yksinkertaistettu esitys savuketuotteesta, jossa on käytetty oheisen keksinnön mukaista paperia.

Oheinen keksintö kohdistuu laminoimattomaan paperiin, jonka neliömassa vaihtelee. Keksinnön mukaisessa paperissa on poik-kisuuntaisia alueita, joissa neliömassa eroaa perusrainan neliömassasta. Edullisessa suoritusmuodossa näiden poikkisuun-taisten alueiden neliömassa on suurempi kuin perusrainan neliö-massa. Ohessa käsitteellä "paperi" tarkoitetaan keksinnön mukaista paperia, "perusraina" on paperin se osa, jossa ei ole neliömassaltaan suurennettuja alueita, ja "poikkisuuntaiset alueet" ovat niitä poikkisuuntaisia alueita, joiden neliömassa vaihtelee.

4 98547

Neliömassaa voidaan suurentaa saamalla paperiin aikaan paikallisia alueita, joissa joko (1) paksuutta on suurennettu ja/tai (2) tiheyttä on suurennettu. Neliömassaa voidaan suurentaa levittämällä paperikoneessa jo olevalle massarainalle lisämateriaalia kuten esimerkiksi toinen massamäärä tai vaihtoehtoisesti täytemateriaalia. Eräitä esimerkkejä lisämateriaaleista ovat pitkälle jalostettu massa, selluloosakuidut, joilla on suuri pinta-ala, mikrokiteinen selluloosa tai pitkälle jalostetun massan ja kalsiumkarbonaatin seos. Tällaisiin lisämate-riaaleihin voi myös kuulua materiaaleja, jotka saavat paperissa aikaan tiettyjä ominaisuuksia, ja joista voidaan mainita yhdisteet, jotka voidaan ilmaista sähkömagneettisin keinoin, musteet, väriaineet ja muut vastaavat. Seuraavassa tähän lisämateriaaliin viitataan käsitteellä "materiaali".

Keksinnön mukaista paperia voidaan valmistaa mistä tahansa lignoselluloosamassasta kuten lehtipuu- tai havupuumassasta. Tämä massa on kuitenkin edullisesti selluloosamassaa, ja massa on edullisemmin saatu muista kasveista kuin puusta, esimerkiksi ruohoista. Kaikkein edullisimmassa tapauksessa massa on pellavamassaa.

Tavallisesti savuketuotteiden kääreenä käytetyn paperin neliö-massa on tavallisesti noin 20-30 g/m2, kun taas keksinnön mukaisen paperin keskimääräinen neliömassa on noin 25-70 g/m2. Poikkisuuntaisten alueiden neliömassa on edullisesti perusrai-nan neliömassaa suurempi. Edullisemmin, poikkisuuntaisissa alueissa neliömassaa on suurennettu jopa 100 % perusrainan neliömassaa suuremmaksi. Edullisimmassa tapauksessa poikkisuuntaisten alueiden neliömassa on noin 0,01-30 % suurempi kuin perusrainan neliömassa.

Vaikka poikkisuuntaisten alueiden neliömassaa onkin suurennettu, niin kuitenkin niiden paksuus on edullisella tavalla olennaisesti sama kuin perusrainan paksuus. Näin ollen, kokonaisuutena tarkastellen, oheisen keksinnön mukaisen paperin paksuus on olennaisesti yhdenmukainen. Perusrainan paksuus on edulli- 5 98547 sesti noin 0,001-0,004 tuumaa (noin 25,4-102 μτη) . Poikkisuun-taisten alueiden paksuus on korkeintaan noin 50 % suurempi kuin perusrainan paksuus. Edullisemmin, poikkisuuntaisten alueiden paksuus on korkeintaan noin 10 % suurempi kuin perusrainan paksuus.

Savuketuotteeseen yhdistettynä oheisen keksinnön mukainen paperi kykenee edistämään epätasaisia palamisominaisuuksia, esim. siten, että savuketuotteen staattinen palamisnopeus pienenee pisteeseen, jossa tuotteen palaminen on olennaisesti mitätöntä tai lakkaa kokonaan. Savuketuotteen paperikääreen huokoisuus on tärkeä tekijä savuketuotteen staattisen palamis-nopeuden muuttumisen kannalta. Vaikka ohessa ei halutakaan rajoittua mihinkään teoriaan, niin kuitenkin uskotaan, että hapen täytyy diffundoitua paperin läpi palavaan tupakkaan palamisen ylläpitämiseksi; kun hapen tunkeutuminen paperin läpi on vaikeata, niin tällöin palamisnopeus pienenee. Palaminen eli tupakan ja hapen välinen vuorovaikutus lämpöä ja valoa tuottaen, on liekitöntä ja hehkuvaa.

Esimerkiksi, savuketuotteissa kuten savukkeissa käytettyjen kääremateriaalien huokoisuus on normaalisti noin 25-60 Cores-ta-yksikköä. Esimerkiksi tällaiset käärepaperit, joihin perus-raina kuuluu, tuottavat savuketuotteen, jonka staattinen palamisnopeus on noin 6-10 minuuttia 4 0 mm:n pituisen lohkon tapauksessa. Kuitenkin oheisen keksinnön mukaisten alueiden huokoisuus on korkeintaan noin 10 Coresta-yksikköä, jolloin staattinen palamisaika on noin 10-20 minuuttia 40 mmm pituisen, juovia käsittävän alueen tapauksessa. Toivottaessa joko perusrainan tai alueiden huokoisuutta voidaan muuttaa tavanomaisilla menetelmillä kuten sähköstaattisella rei'ityksellä.

Kuten edellä on mainittu, savuketuotteeseen yhdistettynä keksinnön mukainen paperi voi myös edistää savuketuotteen itses-täänsammumista. Esimerkiksi tavanomainen savuke kytee sammu-• matta niin kauan, kunnes kaikki palava materiaali on kulunut loppuun. Keksinnön mukaisesta paperista tehty savuketuote 6 98547 kytee noin 0,5-4 minuuttia ennen sammumistaan. Alan asiantuntijoille on selvää, että se aika, joka kuluu keksinnön mukaisesta paperista tehdyn savuketuotteen itsestäänsammumiseen, riippuu poikkisuuntaisten alueiden leveydestä, perusrainan ja poikkisuuntaisten alueiden huokoisuudesta, juovien välisestä etäisyydestä ja mahdollisesti käytetyistä palamisen lisäaineista. Näin ollen sammumiseen kuluvaa aika voidaan määrittää ja sitä voidaan muunnella suorittamalla yksinkertaisia kokeita näillä parametreillä.

Poikkisuuntaisten alueiden ulottuvuudet vaikuttavat myös paperin ja näin ollen savuketuotteen palamisominaisuuksiin. Erityisesti poikkisuuntaisten alueiden leveydellä on suurempi vaikutus palamisnopeuteen kuin pituudella. Poikkisuuntaisten alueiden leveys on edullisesti noin 1-10 mm (edullisemmin 3-7 mm). Edullisimmassa tapauksessa poikkisuuntaisten alueiden leveys on noin 5 mm. Poikkisuuntaisten alueiden pituuden tulisi olla olennaisesti sama kuin savuketuotteen, esimerkiksi savukkeen, kehän pituus.

Keksinnön eräässä erillisessä suoritusmuodossa poikkisuuntai-silla alueilla voi olla erilainen säännöllinen ja epäsäännöllinen geometrinen muoto ja koko. Lisäksi nämä poikkisuuntaiset alueet voivat olla joko vierekkäisiä tai toisistaan erillään. Ohessa käytetyllä käsitteellä "vierekkäinen" tarkoitetaan vain yhtä keskeytymätöntä poikkisuuntaista aluetta, jonka neliö-massaa on suurennettu, ja käsitteellä "toisistaan erillään" tarkoitetaan jaettua aluetta, jonka neliömassaa on suurennettu, ja joka muodostaa lukuisia erillisiä poikkisuuntaisia lohkoja .

Myös poikkisuuntaisten alueiden välinen etäisyys vaikuttaa palamisnopeuteen. Esimerkiksi, mitä suurempi poikkisuuntaisten alueiden välinen etäisyys on, sitä nopeammin tällaisesta paperista valmistettu savuketuote palaa. Poikkisuuntaisten aluei-. den tulisi sijaita toisistaan yhtäsuurella etäisyydellä, vaik ka keksintö kattaakin myös poikkisuuntaisten alueiden erisuu- 7 98547 ret etäisyydet. Poikkisuuntaiset alueet sijaitsevat edullisesti noin 5-40 mm.-n (edullisemmin noin 15-30 mmm) etäisyydellä toisistaan, mitattuna poikkisuuntaisten alueiden keskipisteestä keskipisteeseen. Kaikkein edullisimmassa tapauksessa poikkisuuntaisten alueiden välinen etäisyys on noin 21 mm.

Keksinnön mukainen paperi voi myös sisältää 0,1 paino-% (edullisesti noin 0,6 paino-%) monoammoniumfosfaattia. Tämä kemikaali pyrkii vähentämään epämiellyttävien tahrojen muodostumista paperiin, joita tahroja aiheuttaa tiivistyminen paperin sisäpuolelle imaisujen välillä. Paperin taipumus tahriintua tällä tavalla on suurempi, koska paperin kokonaishuokoisuus on pienentynyt. Monoammoniumfosfaattia käytetään tämän kosmeettisen ongelman eliminoimiseksi.

Savuketuotteestä saatavien imaisujen lukumäärän säätelemiseksi paperi voi sisältää lisäksi noin 14 paino-% palamiskemikaalia kuten sukkinaattia, sitraattia tai mitä tahansa muuta alkali-metallia sisältävää palamiskemikaalia, joka tunnetaan alan teollisuudessa. Edullinen lisäaineena käytetty palamiskemikaa-li on sitraatti, jonka pitoisuus on noin 0,001-0,99 paino-%.

Paperi voi edelleen sisältää noin 0-1 % (edullisesti noin 0,3 %) natriumkarboksimetyyliselluloosaa. Tämä kemikaali, joka toimii kalvon muodostajana, myötävaikuttaa tuhkan läpäisemät-tömyyteen, joka puolestaan vähentää osaltaan savusivuvirtaa. Natriumkarboksimetyyliselluloosan uskotaan myös toimivan kan-toaineena, jonka avulla palamisaine (esim. sitraatti) saadaaan paperiin.

Lisäksi paperi valmistetaan siten, että se sisältää noin 25-40 paino-%, edullisesti noin 30 % epäorgaanista täyteainetta kuten kalsiumkarbonaattia. Alan asiantuntijoille on selvää, että paperissa voidaan käyttää mitä tahansa sellaista epäorgaanista täyteainetta, jota käyttäen saadulla paperilla on . toivotut palamisparametrit ja joka ei aiheuta paperiin epätoi vottuja subjektiivisia ominaisuuksia. Kalsiumkarbonaattia 8 98547 käytettäessä sen pinta-ala voi olla noin 7-80 m2/g hyvin tunnetulla BET-menetelmällä mitattuna (BET-menetelmä on kuvattu esimerkiksi julkaisussa F.M. Nelson et ai., "Determination of Surface Area", Analytical Chemistry, voi. 30, no. 8, elokuu 1958, sivut 1387-90).

Eräässä menetelmässä oheisen keksinnön mukaisen paperin valmistamiseksi käytetään jäljempänä kuvattua, materiaalia syöttävää viirarullaa. Kuvio 1 esittää tavanomaisen, jatkuvaa mas-sarainaa 16 tuottavan tasoviirakoneen 10 sitä aluetta, jossa massasta muodostetaan raina. Perälaatikko 12 on toteutettu siten, että se sisältää erään määrän selluloosamassaa, jota lukuisat, massalähteeseen (ei esitetty) yhdistetyt linjat 13 syöttävät perälaatikkoon 12. Tavallinen massalähde on massan varastosäiliö, jota ei olla esitetty.1 Välittömästi perälaatikon 12 alapuolelle on sijoitettu päättymätön rainanmuodostusviira 14. Viiran 14 vieressä, perälaatikon 12 alaosassa oleva huulirako 15 tekee mahdolliseksi sen, että massa voi virrata perälaatikosta huuliraon 15 läpi viiran 14 yläpinnalle massarainen 16 muodostamiseksi. Huuliraon 15 vaakasuora leveys on tavallisesti pieni perälaatikosta 12 virtaavan massamäärän säätelemiseksi. Huuliraon 15 pituus voi ulottua olennaisesti massarainan 16 koko leveyden poikki.

Viiran 14 yläosa liikkuu eteenpäin huopautuspuristintelaa 17 kohden, huuliraosta 15 poispäin. Suunta perälaatikosta 12 huopautuspuristintelaa 17 kohden on suunta alavirtaan. Sen jälkeen, kun massaraina 16 on muodostunut, se kulkee levityslait-teen 21 ohi, joka laite syöttää lisämateriaalia massarainalle 16. Kun viira 14 alkaa liikkua alaspäin huopautuspuristintelan

Massan, jota käytetään keksinnön mukaisen paperin valmistukseen, sakeus on edullisesti äärimmäisen pieni, esimerkiksi vähemmän kuin noin 0,5 % kuitukiintoainetta.

9 98547 17 ympäri ja takaisin perälaatikkoa 12 kohden, massaraina 16 johdetaan viiralta 14 lukuisille puristusteloille 18 ja sitten paperikoneen 10 kuivausosaan. Massarainan 16 edetessä alavirran suuntaan liika vesi kulkee viiran 14 läpi. Tyypillisesti vähintään osassa viiran 14 alapuolta voidaan käyttää tyhjöä helpottamaan veden poistoa massarainasta 16. Huopautuspuris-tintela 17 on voitu toteuttaa siten, että sillä saadaan aikaan tyhjö viiran 14 läpi massarainan 16 alapuolelle ylimääräisen veden poistamiseksi.

Kuvio 2 esittää levityslaitetta 20, joka syöttää ylimääräistä materiaalia massarainalle 16. Oheisen keksinnön edullisessa suoritusmuodossa tämä levityslaite 20 käsittää onton pyörivän rummun 21. Tässä pyörivässä rummussa 21 on tyypillisesti lukuisia pituussuuntaisia rakoja 22; vaihtoehtoisesti rummussa on lukuisia kouruja. Edullisessa suoritusmuodossa kukin rako 22 tai kouru on suunnattu yhdensuuntaiseksi rummun 21 pituusakselin kanssa. Rummun kehällä olevien rakojen 22 tai kourujen lukumäärä riippuu luonnollisestikin rummun säteestä.

Rumpu 21 laitetaan kosketukseen massarainan 16 kanssa sen jälkeen, kun viiralle 14 on muodostettu raina 16. Vaihtoehtoisesti, rumpu 21 ei ole fysikaalisessa kosketuksessa massarainan 16 kanssa vaan sijaitsee sen lähellä siten, että massa pääsee valumaan suoraan rummusta 21 massarainalle 16. Sekä rummun 21 että massarainan 16 nopeus on olennaisesti sovitettu yhteen siten, että rummun 21 kulmanopeus on arviolta sama kuin massarainan 16 lineaarinopeus. Mikäli rumpu 21 ei kosketa fysikaalisesti massarainaa 16, niin tällöin rummun 21 ja massarai-nen nopeuksien ei tarvitse olla yhtäsuuria. Piste, jossa materiaalia levitetään, on edullisesti piste, jossa perusraina on jo lujittunut yhtenäiseksi, tai sijaitsee tämän pisteen jälkeen.

Vaikka rumpu 21 onkin kuvattu siten, että sen molemmat päät ovat avoimet, niin kuitenkin yksi tai kummatkin päät voivat olla täysin tai osittain umpinaisia. Rumpua 21 kannattavat tyy 10 98547 pillisesti rummun 21 päistä ulostyöntyvät johtorullat. Kehikko voi puolestaan kannattaa näitä kannattavia johtorullia. Kehikkoa voidaan edullisesti laskea alaspäin siten, että rumpu saadaan lähelle massarainaa 16 tai kosketukseen massarainan 16 kanssa.

Rumpua 21 voidaan pyörittää millä tahansa toivotulla tavalla. Eräässä suoritusmuodossa rumpu 21 on kitkakosketuksessa massarainan 16 kanssa, jolloin rummun 21 ja massarainan 16 nopeudet saadaan sovitetuiksi yhteen. Vaihtoehtoisesti, rumpua 21 pyörittää ulkoinen käyttömekanismi. Sopivista käyttömekanismeista voidaan mainita hihnat, hammaspyöräryhmät j a muut vastaavat. Alan asiantuntija voi valita sopivan välineen sylinterimäisen kappaleen pyörittämiseksi tämän keksinnön puitteista poikkeamatta .

Kuten edellä on mainittu, pyörivä rumpu 21 voi käsittää lukuisia rakoja 22 tai kouruja. Raot 22 sijaitsevat edullisesti toisistaan yhtäsuurella etäisyydellä rummun 21 ympärillä, vaikka keksintö kattaakin myös rakojen väliset erilaiset etäisyydet. Raot 22 sijaitsevat edullisesti noin 5-40 mm:n etäisyydellä toisistaan, mitattuna yhden raon keskustasta välittömästi tämän raon vieressä sijaitsevan raon keskustaan (keskustasta keskustaan). Edullisemmin, raot 22 sijaitsevat toisistaan noin 15-30 mm:n etäisyydellä, edullisimmin noin 21 mm:n etäisyydellä.

Alan asiantuntijoille on selvää, että poikkisuuntaisten alueiden, joissa neliömassaa on suurennettu, koko ja muoto määräytyvät rakojen 22 muodon ja ulottuvuuksien perusteella. Vaikka raot 22 ovatkin edullisesti suorakulmion muotoisia, niin kuitenkin niiden muoto voidaan valita erilaisista säännöllisistä ja epäsäännöllisistä geometrisistä muodoista ja ääriviivoista keksinnön tavoitteista poikkeamatta. Lisäksi nämä poikkisuun-taiset alueet voivat itse olla poikkisuunnassa vierekkäisiä tai toisistaan erillään. Edullisesti, jokaisella raolla 22 on olennaisesti samat ulottuvuudet. Edullisemmin, kunkin raon 11 98547 leveys on noin 1-10 mm (edullisemmin noin 1,5-5 mm). Edulli-simmassa tapauksessa rakojen leveys on noin 2,5 mm.

Edullisesti, rakojen pituus on vähintään olennaisesti sama kuin savuketuotteen, esimerkiksi savukkeen, ympärysmitta. Käytännössä voidaan kuitenkin valita erilaisista rakopituuksista keksinnön tavoitteista poikkeamatta. Esimerkiksi raon pituus voi olla suurempi kuin savukkeen ympärysmitta, missä tapauksessa käytännössä saattaa olla toivottavaa leikata tuloksena oleva paperi sopivan leveyiseksi. Vaihtoehtoisesti raot ovat lyhyempiä kuin savuketuotteen ympärysmitta.

Kukin rako 22 toimii kanavana, jonka läpi materiaalia voidaan levittää massarainan 16 pinnalle siten, että saadaan aikaan ylimääräisestä materiaalista muodostuvia pitkänomaisia aloja, jotka muuttuvat kyseessä oleviksi alueiksi. Edullisesti, materiaalivirtaa säädetään siten, ettei tietyllä hetkellä materiaalia virtaa kuin vain yhdestä raosta 22.

Massa johdetaan rakoihin seuraavalla tavalla. Sylinteri 25 kuljettaa materiaalia massalähteestä paikoillaan pysyvään kenkään 23. Paikoillaan pysyvä kenkä 23 kuljettaa materiaalin aukon 24 läpi rummun 21 sisäpinnalle. Rummun 21 sisäpinta on , täydentävässä kosketuksessa paikoillaan pysyvän kengän 23 kanssa, josta kengästä materiaalia virtaa. Tällainen täydentävä kosketus saadaan aikaan siten, että rummun 21 ja paikoillaan pysyvän kengän 23 välinen kosketusala on samankeskinen kaarevuussäteen kanssa ja kosketuksessa rummun 21 sisäpinnan kanssa. Edullisessa tapauksessa etäisyys toisaalta paikoillaan pysyvän kengän 23 ja rummun 21 välisen kosketusalan ja toisaalta rummun 21 ja massarainan 16 välisen kosketusalan välillä on mahdollisimman pieni.

Paikoillaan pysyvä kenkä 23 on pitkänomainen ja arviolta yhtä pitkä kuin rumpu 21. Paikoillaan pysyvä kenkä 23 sisältää pitkänomaisen aukon 24, jonka pituus on vähintään osa paikoillaan pysyvän kengän 23 pituudesta. Lisäksi aukko 24 kykenee 12 98547 syöttämään olennaisesti muuttumattomana pysyvän materiaalimää-rän mistä tahansa pisteestä aukkoa 24 pitkin. Aukolla 24 on edullisesti noin samat ulottuvuudet kuin jokaisella pyörivän rummun 21 raolla 22.

Rummun 21 pyörimisliike toimii katkaisijan tavoin materiaalivirran keskeyttämiseksi. Materiaalivirran keskeyttää paikoillaan pysyvän kengän 23 ja itse rummun 21 sisäpinnan välinen kosketus, ja materiaalivirta on mahdollinen, kun aukko 24 asettuu rakojen 22 kohdalle. Täten, rummun 21 pyörimisliikkeen avulla liikkuvalle massarainalle 16 saadaan muodostetuksi lukuisia poikkisuuntaisia alueita 11.

Oheisen keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa syväpaino-rotaation kaltaista prosessia käytetään lisämateriaalimäärien levittämiseksi poikkisuunnassa perusrainalle. Tässä suoritusmuodossa pyörivä rumpu 21 sisältää lukuisia kouruja. Nämä kourut ovat yhdensuuntaisia rummun 21 pituusakselin kanssa. Kuhunkin kouruun laitetaan olennaisesti kourun tilavuutta vastaava määrä materiaalia jakelupään avulla ja materiaalia annostellaan leikkausterällä.

Kun yksi tai useampi kouru on täyttynyt materiaalilla, rumpua 21 pyöritetään edellä kuvatulla tavalla. Kun täynnä materiaalia oleva kouru joutuu kosketukseen perusrainan 16 kanssa, materiaali siirtyy kouruista massarainalle 16. Materiaalin siirtymistä kouruista massarainalle 16 voidaan helpottaa tyhjöllä, jonka imulaatikko 26 saa aikaan viiran 14 läpi, tai kouruihin kohdistetulla paineistetulla kaasulla.

Levitetyn lisämateriaalin tilavuus riippuu luonnollisestikin kourujen tilavuudesta. Näiden kourujen ulottuvuudet ovat edullisesti sellaiset, että leveys on noin 1-10 mm ja syvyys on vähemmän kuin noin 3 mm. Kourujen pituuden tulisi olla vähintään olennaisesti sama kuin savuketuotteen, esimerkiksi savukkeen ympärysmitta.

13 98547

Sen jälkeen, kun lisämateriaali on levitetty joko lisämateriaalia syöttävällä viirarullalla tai syväpainomenetelmällä, alueita 11 käsittävä massaraina 16 voidaan puristaa pyörivän rummun jälkeen sijaitsevan telavälineen avulla. Massaraina 16 puristetaan edullisesti puristusteloilla 18. Puristusteloissa käytetty paine on samaa suuruusluokkaa kuin se paine, jota käytetään tavallisesti selluloosamassarainan puristamiseen, eli noin 250 lbs puristustelan lineaarituumaa kohden (noin 44,7 kg/cm). Arkin lujittamisen lisäksi puristustelat poistavat arkista vettä.

Oheisen keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa toista perälaatikkoa voidaan käyttää lisämateriaalin levittämiseksi suoraan massarainan 16 pinnalle tai massarainan 16 yläpinnan kanssa kosketuksessa olevan pintaviiran päälle. Kun perälaati-kossa oleva rako on auki, raosta levittyy lisämateriaalia massarainan 16 tai pintaviiran päälle. Kun tämän toisen perä-laatikon rako on kiinni, lisämateriaalia ei pääse virtaamaan ulos toisesta perälaatikosta. Käytännössä toisessa perälaati-kossa olevan raon avautumis- ja sulkeutumisnopeutta voidaan säädellä siten, että aikaan saadaan ulottuvuuksiltaan toivotunlaisia poikkisuuntaisia alueita.

Vaikka edellä tarkasteltu, lisämateriaalia syöttävää viirarul-laa käyttävä menetelmä tai syväpainotyyppinen menetelmä ovatkin edullisia keksinnön mukaista paperia valmistettaessa, myös muita menetelmiä, joissa käytetään siirtoteloja, neljä telaa käsittävää liimapuristinta tai kreppausvälinettä, voidaan käyttää. Siirtotelamenetelmässä nauhat levitetään puristustelojen kohdalla, neljä telaa käsittävän liimapuristimen tapauksessa nauhat levitetään liimapuristimessa ja kreppausmenetelmässä mikroryppyjä tehdään normaaliin savukepaperiin.

Kuvio 3 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta paperista, ja siinä nähdään massaraina 16, jossa on lukuisia poikkisuuntaisia alueita, joissa neliömassaa on suurennettu. Kuvio 4 esittää esimerkkiä savuketuotteesta, jossa on käytetty oheisen 14 98547 keksinnön raukaista paperia. Paperi käsittää lukuisia poikki-suuntaisia alueita 11, joissa neliömassaa on suurennettu.

Esimerkki 1

Lehtipuuhierteestä valmistettua lietettä levitetään perusrai-nalle 3 05 mm: n levyisessä pilot-mitan paperikoneessa, joka toimii nopeudella 203 mm/s. Perusrainan neliömassa on 40 g/m2, ja se koostuu pellavakuiduista ja 30 %:sta saostettua kalsium-karbonaattia (pinta-ala 22 m2/g), Coresta-huokoisuuden ollessa 40. Levitetyt poikkisuuntaiset alueet suurentavat neliömassaa 10 g/m2. Liete koostuu lehtipuumassasta, joka on valmistettu hiertämällä 360 g valkaistua lehtipuumassaa, jonka sakeus oli 1,4 %, tavanomaisessa TAPPI Valley-hollanterissa 24 tunnin ajan. Lietettä, jonka sakeus on 0,75 %, levitetään perusrainal-le vyöhykkeiksi, joiden leveys on 5 mm, ja jotka sijaitsevat 21 mm:n etäisyydellä toisistaan keskustasta keskustaan mitattuna. Perusrainan paksuus on 64 μτη, kun taas vyöhykealueen paksuus on 69 /zm. Levityslaite on esitetty kuviossa 2. Raina kuivataan, kastellaan uudestaan ryppyjen poistamiseksi, liimataan 0,9 %:lla natrium/kaliumsitraattia ja sitä käytetään tupakka-tangon kääreenä. Tästä paperista koneellisesti valmistetut savukkeet sammuivat staattisen palamisen aikana 30-120 sekunnissa sen jälkeen, kun palamislinja oli saavuttanut ensimmäisen vyöhykkeen.

Esimerkki 2

Cellulon-lietettä (Weyerhaeuser:in selluloosa, jonka pinta-ala on suuri, ja joka on tuotettu biologisesti) levitettiin pellavaa olevan perusrainan päälle, jonka perusrainan neliömassa 011 3 5 g/m2, ja joka sisälsi 3 0 % kalsiumkarbonaattia (pinta-ala 8 g/m2), Coresta-huokoisuuden ollessa 40. Levitetyt poikkisuuntaiset alueet suurensivat neliömassaa 1 g/m2. Lietettä, jonka sakeus on 0,04 %, levitetään perusrainalle vyöhykkeiksi, joiden leveys on 5 mm, ja jotka sijaitsevat 21 mm:n etäisyydellä toisistaan, keskustasta keskustaan mitattuna. Le- 15 98547 vityslaite on muovimalline, joka on sijoitettu arkkimuotissa olevan märän, käsintehdyn arkin yläpuolelle. Lietettä pumpataan mallineen päälle, josta liete siirtyy perusrainan päälle mallineeseen leikattujen rakojen läpi. Perusrainan paksuus on 67 μτη, kun taas vyöhykealueiden paksuus on 71 μπι. Käsintehty arkki kuivataan, liimataan 0,9 %:lla natrium/kaliumsitraattia, ja sitä käytetään tupakkatangon kääreenä. Tästä paperista käsintehdyt savukkeet sammuivat staattisen palamisen aikana 30-120 sekunnissa.

Esimerkki 3

Yhtiön Procter and Gamble Corporation (Buckeye) lietettä, joka on valmistettu kokeellisista, venytetyistä kuiduista, jotka ovat mekaanista hankausta käyttäen saatua, voimakkaasti hierrettyä ja fibrilloitua selluloosaa, levitetään pellavaa olevan perusrainan päälle. Perusrainan neliömassa on 35 g/m2 ja se sisältää 30 % kalsiumkarbonaattia (pinta-ala 8 g/m2), Cores-ta-huokoisuuden ollessa 40. Levitetyt poikkisuuntaiset alueet suurentavat neliömassaa 5 g/m2. Esimerkissä 3 käytetään samaa levitysmenetelmää kuin esimerkissä 2. Tässä arkissa perusrainan paksuus on 74 μτη, kun taas vyöhykealueen paksuus on 81 μπ\. Käsintehty arkki kuivataan, liimataan 0,9 %:lla natrium/kaliumsitraattia ja sitä käytetään tupakkatangon kääreenä. Tästä paperista käsintehdyt savukkeet sammmuivat staattisen palamisen aikana 30-120 sekunnissa.

On selvää, että edellä esitetty pelkästään havainnollistaa keksinnön periaatteita, ja että alan asiantuntija voi tehdä tähän keksintöön erilaisia muutoksia. Esimerkiksi, vaikka • sukkinaatti ja sitraatti onkin mainittu mahdollisina palamista säätävinä kemikaaleina, niin kuitenkin toivottaessa voidaan myös käyttää muita tavanomaisia palamista säätäviä kemikaaleja. Edelleen kuvatun paperikoneen yksi, useampi tai kaikki komponentit voidaan kääntää tai muuntaa paperikoneen erilaisen rakenteen aikaansaamiseksi.

16 98547

Edelleen on selvää, että edellä pyörivän, kouruja (ei esitetty) käsittävän rummun 21 yhteydessä kuvattua imulaatikkoa 26 voidaan käyttää myös yhtä hyvin kuvioissa 1 ja 2 esitetyn, rakoja 22 käsittävän rummun kanssa.

Näin ollen nähdään, että keksinnössä saadaan aikaan laminoima-ton paperi, jossa on lukuisia poikkisuuntaisia alueita, joiden neliömassaa on suurennettu. Tällaista paperia voidaan käyttää kääremateriaalina, joka muuttaa savuketuotteesta saatavien imaisujen lukumäärää. Tämän keks-innön ansiosta savuketuotetta varten tarkoitetuissa kääremateriaaleissa käytettävän, palamista hidastavan aineen määrää voidaan vähentää ja keksinnön ansiosta paisutetun tupakan laajempi käyttö on mahdollinen. Keksinnössä saadaan edelleen aikaan menetelmä paperin tuottamiseksi, jonka menetelmän avulla lukuisia erilaisia materiaaleja voidaan levittää paperille poikkisuuntaisesti.

Claims (33)

1. Savuketuote, joka käsittää tupakkatangon, joka on kääritty laminoimattomaan paperiin, joka käsittää selluloosakuitua olevan perusrainan (16), tunnettu siitä, että siinä on lukuisia poikkisuuntaisia alueita (11), joiden neliömassa on suurempi kuin perusrainan (16) neliömassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savuketuote, tunnet-t u siitä, että poikkisuuntaisten alueiden (11) paksuus on jopa 10% suurempi kuin perusrainan (16) paksuus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen savuketuote, tunnet-t u siitä, että neliömassa on suurennettu jopa 100 % perusrainan (16) neliömassaa suuremmaksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että neliömassa on suurennettu 0,01-30 % perusrainan (16) neliömassaa suuremmaksi.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että kukin poikkisuuntainen alue (11) on jakaantunut useiksi erillisiksi lohkoiksi, jotka ovat poik-kisuunnassa toisistaan erillään.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) sisältävät perusrainan (16) lisäksi ylimääräistä materiaalia, joka on edullisesti selluloosamateriaalia tai täyteainetta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaisten alueiden (11) leveys on 1-10 mm, edullisesti 1,5-5 mm.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) sijaitsevat 5-40 mm:n etäisyydellä toisistaan, edullisesti 15-30 mm:n etäisyydellä. 18 98547

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että perusrainan (16) huokoisuus on 25-60 Coresta-yksikköä, ja että poikkisuuntaisten alueiden (11) huokoisuus on korkeintaan 10 Coresta-yksikköä.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että paperin neliömassa on riittävä staattisen palamisnopeuden pienentämiseksi savuketuotteessa, joka on kääritty ko. paperiin.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että sen paksuus on olennaisesti yhdenmukainen.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaisten alueiden (11) leveys on 3-7 mm, edullisesti n. 2,5 mm.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) sijaitsevat n. 21 mmm etäisyydellä toisistaan.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) '! ovat ruoho-, puu- tai pellavamassaa.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) ovat voimakkaasti hierrettyä ja fibrilloitua selluloosaa.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) ovat voimakkaasti hierrettyä selluloosamassaa.

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen savuketuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) • ovat suuren pinta-alan omaavia selluloosakuituja. 19 98547

17 98547

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-13 mukainen savuke- tuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) ovat suuren pinta-alan omaavia biologisesti tuotettua selluloosaa.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-13 mukainen savuke- tuote, tunnettu siitä, että poikkisuuntaiset alueet (11) ovat mikrokiteistä selluloosaa.

20. Menetelmä laminoimattoman paperin valmistamiseksi muodostamalla selluloosamassasta liikkuva perusraina (16) päättymättömän viiran päälle ja levittämällä tälle liikkuvalle perus-rainalle lisämateriaalia lukuisten poikkisuuntaisten alueiden (11) muodostamiseksi, tunnettu siitä, että levitysvaihe käsittää onton rummun (21) pyörittämisen, jossa rummussa on lukuisia aukkoja (22) ; ja - että lisämateriaali syötetään sen lähteestä mainittuihin aukkoihin, jolloin rummun pyörittäminen aiheuttaa sen, että liikkuvalle perusrainalle (16) levittyy lisämateriaalia; ja - sen jälkeen, kun lisämateriaali on levitetty, liikkuva perusraina puristetaan sellaisen paperin muodostamiseksi, jolla paperilla on lukuisia poikkisuuntaisia alueita, joiden neliömassa on suurentunut.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lisämateriaalin levitysvaihe käsittää lisäksi tyhjön aikaansaamisen perusrainan (16) alapuolelle siihen, missä lisämateriaali on levitetty.

22. Menetelmä laminoimattoman paperin valmistamiseksi muodostamalla selluloosamassasta liikkuva perusraina (16) päättymättömän viiran päälle ja levittämällä tälle liikkuvalle perusrainalle lisämateriaalia lukuisten poikkisuuntaisten alueiden (11) muodostamiseksi, tunnettu siitä, että levitysvaihe käsittää tyhjön aikaansaamisen perusrainan (16) alapuolelle siihen, missä lisämateriaali on levitetty.

23. Patenttivaatimuksen 20, 21 tai 22 mukainen menetelmä, 20 98547 tunnettu siitä, että lisämateriaali on ruoho-, puu- tai pellavamassaa.

24. Jonkin patenttivaatimuksen 20-23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämateriaali on voimakkaasti hierrettyä ja fibrilloitua selluloosaa.

25. Jonkin patenttivaatimuksen 20-24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämateriaali on voimakkaasti hierrettyä selluloosamassaa.

26. Jonkin patenttivaatimuksen 20-25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämateriaali on suuren pinta- alan omaavaa selluloosakuitua.

27. Jonkin patenttivaatimuksen 20-23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämateriaali on suuren pinta- alan omaavaa biologisesti tuotettua selluloosaa.

28. Jonkin patenttivaatimuksen 20-23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämateriaali on mikrokiteistä selluloosaa.

29. Tasoviirakoneen tyyppinen paperikone, jossa on väline (12) tietyn massamäärän syöttämiseksi liikkuvalle, päättymättömälle rainanmuodostusviiralle (14), joka sijaitsee välineen (12) alapuolella, siten, että saadaan aikaan massaraina (16), joka laite käsittää levityslaitteen (20) lisämateriaalin levittämiseksi rainalle (16) peräkkäisiksi poikkisuuntaisiksi alueiksi (11), tunnettu siitä, että levityslaite käsittää massalähteen sekä onton pyöritettävän rummun (21), jossa on lukuisia rakoja (22), paikallaan pysyvän kengän (23) , joka on kosketuksessa rummun sisäosan kanssa ja jossa on aukko (24) , jonka läpi lisämateriaali kulkee, sekä välineet (25) lisämateriaalin kuljettamiseksi paikallaan pysyvälle kengälle materiaalilähteestä, jolloin rummun pyörittäminen saa aikaan lisämateriaalivirran keskeytymisen paikallaanpysyvältä kengältä massarainalle aiheuttaen massan levittymisen jaksottaisesti 21 98547 rainalle poikkisuunnassa viiralla (14) olevan massarainan (16) kulkusuuntaan nähden; sekä telavälineen (18), jonka tehtävänä on massarainan (16) puristaminen laminoimattomaksi paperi -arkiksi.

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen kone, tunnettu siitä, että raot (22) ovat olennaisesti yhdensuuntaisia pyörivän rummun (21) pituusakselin kanssa.

31. Patenttivaatimuksen 29 tai 30 mukainen kone, tunnet -t u siitä, että rakojen leveys on 1-10 mm.

32. Patenttivaatimuksen 29, 30 tai 31 mukainen kone, tunnettu siitä, että raot ovat 5-40 mm:n etäisyydellä toisistaan .

33. Patenttivaatimuksen 29, 30, 31 tai 32 mukainen kone, tunnettu siitä, että levityslaite (20) käsittää lisäksi tyhjövälineen (26) tyhjön aikaansaamiseksi perusrainan (16) alapuolelle siihen missä lisämateriaalia levitetään. 22 98547