PL175528B1 - Wkład chłonny w postaci zwartego arkusza i sposób wytwarzania wkładu chłonnego w postaci zwartego arkusza - Google Patents

Abstract

1 Wkład chłonny w yostpci zwaztego arkusku znamienne tym, ze ma strukturę laminatu zawierającego warstwy wzmacniające (14,16), pomiędzy którymi jest umieszczona warstwa chłonna (12) zawierająca nierozłożone cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, a nominalny wskaźnik chłonności warstwy chłonnej (12) wynosi od około 1 do poniżej 4 8 Sposób wytwarzania wkładu chłonnego w postaci zwartego arkusza, znamienny tym, ze materiałroślinny o odpowiedniej potencjalnej chłonności płynów mający nlerozłyżone cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takach grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, poddaje się sortowaniu na klasy na podstawie ich własności chłonnych dla płynów, następnie wyznacza się udziały wspomnianych klas z uwzględnieniem ilości mchu torfowego przypadającej na klasę, po czym oblicza się średnią wartość udziałów klas w materiale roślinnym stanowiącą wskaźnik chłonności materiału roślinnego, następnie tworzy się płynną zawiesinę materiału wyjściowego zawierającego cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, mającego wskaźnik Von Posta w zakresie od około 1 do około 3,1 nominalny wskaźnik chłonności w zakresie od około 1 do poniżej 4, po czym prowadzi się sortowanie płynnej zawiesiny, następnie formuje się arkusz i odprowadza się z zawieśmy substancję nadającą jej płynność

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkład chłonny w postaci zwartego arkusza i sposób wytwarzania wkładu chłonnego w postaci zwartego arkusza.

Znane są potencjalne możliwości wykorzystania materiałów na osnowie mchu torfowego w elementach chłonnych do wyrobów wchłaniających wydzieliny fizjologiczne. Mech torfowy ma silne własności chłonne, takie jak znaczna pojemność chłonna oraz zdolność do desorpcji płynów z materiałów stykających się z nim, poprzez stałe odciąganie lub odsysanie z nich płynów w ciągu dłuższego okresu czasu, w wyniku czego we wkładzie z mchu chłonnego gromadzi się prawie cały płyn. Własności te umożliwiają produkcję bardzo wydajnych składników wyrobów chłonnych, które dzięki nim mogą być cieńsze, wygodniejsze i zapewniają większą dyskrecję użytkownikom, a jednocześnie są wystarczająco chłonne, żeby uniemożliwiały przeciekanie nadmiaru płynów i brudzenie odzieży.

Znane są z zamieszczonych poniżej patentów Stanów Zjednoczonych Ameryki rozwiązania opisujące wykorzystanie materiałów z mchu torfowego do produkcji elementów chłonnych jednorazowego użytku:

Nr patentu	Wynalazca	Data wydania
4,170,515	Lalancette i in.	9 października 1979
4,215,692	Levesque	5 sierpnia 1980
4,226,237	Levesque	7 października 1980
4,305,393	Nguyen	15 grudnia 1981
4,473,440	Ovans	25 września 1984
4,507,122	Levesque	26 marca 1985
4,618,496	Brasseur	21 października 1986
4,676,871	Cadieux i in.	30 czerwca 1987
4,992,324	Dube	12 lutego 1991
5,053,029	Yang	1 października 1991

Z opisów tych wynika, że mech torfowy do produkcji elementów chłonnych jest zbierany na bagnach, na których rośnie, a następnie transportowany do miejsca obróbki, gdzie jest odpowiednio oczyszczany i przerabiany na arkusze o zwartej i ciągłej strukturze. W takiej postaci można go wygodnie zwijać na czas transportu i magazynowania oraz nadaje się do bezpo4

175 528 średniego przerobu na bardzo szybkich maszynach automatycznych stosowanych obecnie w przemyśle wytwarzania wielowarstwowych wyrobów chłonnych jednorazowego użytku zawierających wkłady chłonne.

Generalnie, proces przerobu surowca z mchu torfowego na arkusz o zwartej i ciągłej strukturze rozpoczyna się od wytworzenia z niego zawiesiny wodnej, definiowanej jako ekstrakt zawiesiny silnie rozdrobnionych cząstek, określanych popularnie miałem, oraz dużych cząstek materiału, takich jak korzonki, gałązki i podobne, których udział w chłonności gotowego wyrobu jest nieznaczny. Oczyszczona zawiesina jest podawana na sito Fourdriniera, gdzie powstają z niej arkusze, odwadniana i osuszana. Powstały w ten sposób strukturalnie zwarty arkusz jest kalandrowany w celu zmniejszenia w nim przeciętnej średnicy porów sieci, co zwiększa jego potencjał osuszający.

Stosuje się również dodatki intensyfikujące niektóre cechy charakterystyczne gotowych arkuszy, a mianowicie, mech torfowy poddaje się obróbce za pomocą środka zwilżającego, co ma na celu zwiększenie chłonności płynów wodnych. Wytrzymałość mechaniczną osnowy z mchu torfowego zwiększa się poprzez dodanie do niej włókien poliestrowych. Przykłady te ilustrują różnorodność ewentualnych obróbek umożliwiających poprawę chłonności płynów oraz własności mechanicznych arkuszy o zwartej strukturze.

Jednym z parametrów arkuszy tego typu, których dotychczas nie wykorzystano do dalszego zwiększenia ich chłonności płynów, jest skład materiału z mchu torfowego. Lepsze zrozumienie zależności chłonności od składu tego roślinnego surowca chłonnego jest bardzo pożądane ze względu na możliwość produkcji wyrobów higienicznych o znacznie lepszych własnościach chłonnych.

Celem wynalazku jest wkład chłonny, którego głównym składnikiem jest mech torfowy o regulowanym składzie , <e^<^łuuj^^y się sllniejszą chłonnością płynów.

Celem wynalazku jest sposób wytwarzania wkładu chłonnego z mchu torfowego.

Wkład chłonny w postaci zwartego arkusza według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma strukturę laminatu zawierającego warstwy wzmacniające, pomiędzy którymi jest umieszczona warstwa chłonna zawierająca nierozłożone cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, sUbSECUNDA i CUSPIDaTa, a nominalny wskaźnik chłonności warstwy chłonnej wynosi od około 1 do poniżej 4.

Korzystnie warstwa chłonna ma nominalny wskaźnik chłonności wynosi od około 2 do poniżej 4.

Korzystnie warstwa chłonna ma nominalny wskaźnik chłonności wynosi od około 3 do poniżej 4.

Korzystnie warstwa wzmacniająca stanowi jego powierzchnię zewnętrzną.

Korzystnie warstwa chłonna z cząstek roślin mchu torfowego jest spojona warstwą wzmacniającą z materiału włóknistego.

Korzystnie warstwa wzmacniająca zawiera włókna siarczanowej masy celulozowej.

Korzystnie wkład zawiera składnik wybrany z grupy materiałów takich jak regenerowana celuloza, włókna poliestrowe, poliamidowe, akrylowe, siarczanowa masa celulozowa, ścier drzewny, linters bawełniany i ich mieszanki. +

Sposób wytwarzania wkładu chłonnego w postaci zwartego arkusza według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiał roślinny o odpowiedniej potencjalnej chłonności płynów mający nierozłożone cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUsTrIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, poddaje się sortowaniu na klasy na podstawie ich własności chłonnych dla płynów, następnie wyznacza się udziały wspomnianych klas z uwzględnieniem ilości roślin mchu torfowego przypadającej na klasę; po czym oblicza się średnią wartość udziałów klas w materiale roślinnym stanowiącą wskaźnik chłonności materiału roślinnego, następnie tworzy się płynną zawiesinę materiału wyjściowego zawierającego cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, mającego wskaźnik Von Posta w zakresie od około 1 do około 3, i nominalny wskaźnik chłonności w zakresie od

175 528 około 1 do poniżej 4, po czym prowadzi się sortowanie płynnej zawiesiny, następnie formuje się arkusz i odprowadza się z zawiesiny substancję nadającą jej płynność.

Korzystnie tworzy się płynną zawiesinę jako zawiesinę wodną cząstek roślin mchu torfowego.

Korzystnie prowadzi się sortowanie płynnej zawiesiny usuwając z niej cząstki o wymiarach mniejszych niż 250 mikrometrów oraz cząstki o wymiarach większych niż 2000 mikrometrów.

Korzystnie formuje się arkusz z płynnej zawiesiny na warstwie włókien, odprowadza się z płynnej zawiesiny substancję nadającą jej płynność, i włókna przywierają do cząstek roślin mchu torfowego.

Korzystnie na płynnej zawiesinie, mającej postać arkusza, osadza się warstwę włókien, odprowadza się z płynnej zawiesiny substancję, nadającą jej płynność, i włókna przywierają do cząstek roślin mchu torfowego.

Korzystnie jako włókna stosuje się siarczanową masę celulozową.

Korzystnie łączy się cząstki roślin mchu torfowego ze składnikiem wybranym z grupy takich materiałów jak regenerowana celuloza, włókna poliestrowe, poliamidowe, akrylowe, siarczanowa masa celulozowa, ścier drzewny, linters bawełniany i ich mieszanki.

Korzystnie prowadzi się obróbkę mechaniczną, strukturalnie zwartego arkusza.

Korzystnie prowadzi się obróbkę mechaniczną poprzez gofrowanie i mikrofałdowanie.

Korzystnie jako wspomniane klasy stosuje się grupy botaniczne.

Korzystnie każdej z określonych klas przypisuje się wartość wskazującą na potencjalne możliwości chłonne roślin mchu torfowego, zaklasyfikowanych do wyznaczonych klas.

Korzystnie jako wartość średnią stosuje się wartość ważoną z odpowiednich wartości przypisanych do wstępnie wyznaczonych klas.

Termin mech torfowy oznacza szerokie spektrum gatunków botanicznych współistniejących ze sobą na bagnach torfowych w różnych proporcjach. Wynalazcy nieoczekiwanie stwierdzili, że skład mchu torfowego zebranego z pokładu bagna, w którym rośliny są głównie w stanie nierozłożonym, tj. wartość V on Posta dla nich wynosi od około 1 do 3 na' 10 stopni o wej skali, silnie wpływa na chłonność płynów przez wykonane z nich wyroby chłonne.

Nominalny wskaźnik chłonności zdefiniowano w aspekcie dwóch czynników. Pierwszym z nich jest identyczność gatunków mchu torfowego znajdujących się we wkładzie chłonnym, a drugim - udziały poszczególnych gatunków w materiale wyjściowym.

W naturze istnieje bardzo dużo gatunków mchu torfowego. Według zasad taksonomii, poszczególne gatunki mchu torfowego klasyfikuje się na grupy według cech wspólnych. Głównymi grupami branymi pod uwagę do obliczeń nominalnego wskaźnika chłonności są PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RlGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA. Te pięć grup, przeważających na kontynencie Ameryki Północnej, ma według obserwowanej oceny chłonności płynów następujące nominalne wskaźniki chłonności.

Grupa	Nominalny wskaźnik chłonności
PALUSTRIA	4
ACUTIFOLIA	3
RIGIDA	2
SUBSECUNDA	2
CUSPIDATA	1

Gatunkom należącym do innych grup przypisano wskaźnik zero (0) punktów, tj. gatunki te nie przyczyniają się do podniesienia nominalnego wskaźnika chłonności w żaden sposób, co będzie opisane dalej.

175 528

Nominalny wskaźnik chłonności jest średnią ważoną nominalnych wskaźników chłonności różnych grup botanicznych występujących w skupiskach mchu torfowego. Etap ten przedstawiono na przykładzie. Mech torfowy o następującym składzie:

Grupa	Udział procentowy jednego lub kilku gatunków w skupisku mchu torfowego należącego do wspólnej grupy	Grupa	Udział procentowy jednego lub kilku gatunków w skupisku mchu torfowego należącego do wspólnej grupy
PALUSTRIA	60,3	RIGIDA	1,7
ACUTIFOLIA	31,7	SUBSECUNDA	1,5
CUSPIDATA	4,1	SQUARROSA	0,1

posiada następujący nominalny wskaźnik chłonności:

(4 x 0,603) + (3 x 0,317) + (1 x 0,041) + (3 x 0,017) + (2 x 0,015) + (0 x 0,001)

Palustria Acutifoiia Cuspidata Rigida Subsecunda Sguaroosa

3,488

Należy zwrócić uwagę na to, że do obliczeń nominalnego wskaźnika chłonności bierze się pod uwagę tylko gatunki mchu torfowego, natomiast nie uwzględnia się żadnych innych składników, które można z nim mieszać. Na przykład, nominalny, wskaźnik chłonności zwartego strukturalnie arkusza mchu torfowego zawierającego pewną ilość innego materiału, na przykład siarczanowej masy celulozowej lub włókien poliestrowych, jest wyznaczany głównie na podstawie parametrów charakterystycznych składników mchu torfowego, natomiast obecność włókien siarczanowej masy celulozowej nie ma wpływu na obliczeniową wartość nominalnego wskaźnika chłonności.

Wskaźnik zero (0) punktów w odniesieniu do pewnych gatunków mchu torfowego nie oznacza, że ich chłonność płynów musi być bardzo mała lub zerowa. Zerowa wartość nominalna jest stosowana wyłącznie w celu wykluczenia udziału pewnych gatunków ze wzrostu nominalnego wskaźnika chłonności. Wynika to albo z rzeczywistego braku własności chłonnych tych gatunków, albo ze względu na nieznajomość ich wartości. Należy przyjąć, że wartość nominalnego wskaźnika chłonności jest istotna tylko wtedy, kiedy w skład mchu torfowego wchodzi przede wszystkim jeden lub kilka gatunków wybranych spośród grup botanicznych PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, oraz ich mieszanek. Niewielkie ilości jednego lub kilku gatunków w surowcu, należących do innych gatunków, nie mają istotnego wpływu na dokładność obliczeń nominalnego wskaźnika chłonności. Z kolei, jeżeli w surowcu dominują gatunki z innych grup niż PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA lub CUSPIDATA, nominalny wskaźnik chłonności nie może być dłużej traktowany jako istotny parametr potencjalnej chłonności płynów przez mech torfowy.

Sposób klasyfikacji ustalony do obliczania nominalnego wskaźnika chłonności sugeruje, że najlepsze własności chłonne płynów miałby mech torfowy składający się w całości z jednego lub kilku gatunków należących do grupy botanicznej PALUSTRIA. Niestety, w naturze mech torfowy o tak idealnym składzie jest bardzo rzadko spotykany. Dominują raczej takie skupiska, w których znajdują się gatunki z różnych grup. Skład takich skupisk może znacznie się zmieniać pod względem zawartości gatunków, które nie są najbardziej pożądane z punktu widzenia chłonności płynów, więc prawdopodobnie własności chłonne arkuszy z takiego materiału będą zmieniały się w zależności od konkretnego składu surowca wyjściowego.

Z tego punktu widzenia, przedmiot wynalazku można określić w szerszym aspekcie, jako wkład chłonny w postaci arkusza strukturalnie zwartego, zawierający głównie surowiec ze w

175 528 zasadzie nierozłożonego mchu torfowego, przy czymjego głównym składnikiemjest co najmniej jeden gatunek należący do grupy botanicznej PALUSTRIA, a składnikiem o mniejszym udziale jest jeden z gatunków mchu torfowego, wybrany spośród grup botanicznych, do których należą ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA.

Sposób oceny chłoności płynów przez materiał zawierający głównie nierozłożone cząstki roślin mchu torfowego (pod terminem rośliny należy rozumieć tu organizm roślinny jako całość lub jego fragmenty, takie jak liście lub ich części) wybranego spośród takich grup botanicznych jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA i ich mieszanek. Sposób ten nadaje się zwłaszcza do określania czy występujące w naturze skupiska mchu torfowego nadają się pod względem swojego składu na materiał wyjściowy do wyrobu silnie chłonnych, strukturalnie zwartych arkuszy. Generalnie, w skład tego sposobu wchodzą następujące etapy:

A) sortowanie wspomnianych roślin mchu torfowego na określone klasy pod względem ich własności chłonnych w taki sposób, żeby w jednej klasie znajdowały się rośliny mchu torfowego o bardziej pożądanych własnościach z punktu widzenia chłonności płynów niż rośliny zaliczone do innej klasy;

B) wyznaczanie udziałów wspomnianych klas pod kątem ilości roślin mchu torfowego w danej klasie; oraz

C) obliczanie średniego udziału na podstawie udziałów określonych w etapie B, uregulowanego z uwzględnieniem różnych własności chłonnych roślin mchu torfowego należących do różnych klas, który jest wskaźnikiem możliwości wchłaniania płynów przez wspomniany materiał.

Przydzielenie roślin mchu torfowego do poszczególnych klas umożliwia ich klasyfikację pod kątem zdolności do wchłaniania płynów. W związku z tym, rośliny mchu torfowego należące do jednej klasy wykazują identyczne lub podobne własności z punktu widzenia wchłaniania płynów. W zalecanym przykładzie wykonania, klasyfikacja roślin mchu torfowego odbywa się na podstawie widocznych zależności morfologicznych. Własności roślin mchu torfowego pod względem wchłaniania płynów zależą od ich kształtu i struktury, w związku z czym z podobieństwa morfologicznego roślin wynikają takie same własności z punktu widzenia chłonności przez nie płynów. Praktyczną zaletą takiego podejścia jest możliwość przeprowadzenia całej klasyfikacji za pomocą zwykłego badania mikroskopowego mchu torfowego, bez konieczności dokonywania skomplikowanych i czasochłonnych testów.

W najbardziej zalecanym przykładzie wykonania, klasy roślin mchu torfowego są powiązane z grupami botanicznymi. Na przykład, klasyfikacja polega na przeprowadzeniu badań mikroskopowych składu mchu torfowego w celu identyfikacji znajdujących się w próbce gatunków botanicznych. Przybliżone udziały gatunków znajdujących się w mieszance mchu torfowego wyznacza się wzrokowo. Wyniki dla gatunków należących do jednej grupy botanicznej dodaje się do siebie, wyznaczając w ten sposób udziały grup botanicznych.

Grupy botaniczne klasyfikuje się pod kątem ich zdolności do wchłaniania płynów za pomocą tego samego systemu, jaki zastosowano do obliczania omówionego wcześniej nominalnego wskaźnika chłonności. Konkretnie, każdej grupie przypisano pewien parametr, którego wartość stanowi względną miarę chłonności płynów przez daną grupę, a miarą chłonności mieszanki mchu torfowego jest obliczona średnia ważona z różnych wartości tego parametru.

Mech torfowy jest rośliną rosnącą od góry, natomiast jego części dolne obumierają i stopniowo rozkładają się na torf. Jak dobrze wiadomo, bagna sfagoniczne, popularnie określane jako bagna torfowe, mają zazwyczaj w pionowym przekroju poprzecznym strukturę warstwową. Najwyższą warstwę bagna stanowią liście, gałązki i kwiaty flory botanicznej, głównie roślin mchu torfowego, ale również innych roślin żyjących na bagnach. Grubość najwyższej warstwy bagna wynosi od około 2,5 centymetra do około 18 centymetrów.

Pod warstwą najwyższą znajduje się pierwsza warstwa pośrednia, składająca się z nierozłożonych martwych roślin mchu torfowego, w tym z korzonków innych żyjących tam roślin. Charakterystyczne cechy pierwszej warstwy pośredniej to włóknistość, stosunkowo jasna barwa oraz stosunkowo nienaruszona struktura roślinna. Warstwa ta może sięgać na głębokość od około 18 centymetrów od powierzchni ziemi do około 1 metra.

175 528

Pod pierwszą warstwą pośrednią znajduje się druga warstwa pośrednia z częściowo rozłożonego mchu torfowego, którą można odróżnić od warstwy pierwszej dzięki wyraźnej linii zmiany barwy. Drugą warstwę pośrednią charakteryzuje stopniowe ciemnienie barwy i coraz większa degradacja struktury ze wzrostem głębokości, aż do miejsca, w którym nie widać już struktury roślin, a odcień materiału przechodzi z brązowego w czarny. Dolną część drugiej warstwy pośredniej stanowi zazwyczaj ta część bagna sfagoyiczntgo, którajest wykorzystywana jako paliwo. Warstwa ta może ciągnąć się od głębokości około 1 metra do głębokości około 2,5 metra pod powierzchnią ziemi.

Pod drugą warstwą pośrednią znajduje się warstwa dolna, stanowiąca wynik ostatniego etapu rozkładu roślin mchu torfowego. Warstwa ta jest popularnie określana jako czarnoziem, a charakteryzuje się brakiem rozróżnialnej struktury roślinnej i czarną barwą. Materiał tego typu można znaleźć na głębokości od około 2,5 metra do około 4 metrów pod powierzchnią ziemi. W pewnych warunkach na bagnach torfowych nie ma tej warstwy.

Metoda Von Posta jest skutecznym sposobem opisu stopnia rozkładu martwego mchu torfowego. Polega na prasowaniu próbek mchu torfowego zebranego na różnych głębokościach i porównywaniu barwy wyciśniętej wody z kartą barw.

W Ameryce Północnej istnieje bardzo dużo gatunków torfowców. Poniżej przedstawiono wykaz gatunków torfowców znalezionych w północnym Meksyku:

A. Grupa PALUSTRIA

Sphagnum centrale

Sphagnum erythrocalyx

Sphagnum henryense

Sphagnum imbricatum

Sphagnum magellanicum

Sphagnum palustre

Sphagnum pappilosum

Sphagnum perichaetiale

Sphagnum portoricence

B. Grupa RIGIDA Sphagnum compactum Sphagnum strictum

C. Grupa SQUARROSA

Sphagnum sguarrosum Sphagnum teres

D. Grupa INSULOSA

Sphagnum aongstroemii

E. Grupa SUBSECUNDA

Sphagnum auriculatum Sphagnum carolinianum SSphagnum contortum

Sphagnum crispum Sphagnum cyclophyllum SSphagnum inundatum Sphagnum orientale

SSphagnum platyplyllum Sphagnum perfoliatum Sphagnum pylaesii Sphagnum subobesum Sphagnum subsecumdum

F. Grupa ISOCLADUS Sphagnum macrophyllum

G. Grupa CUSPIDATA

SShagnum angustifolium Synonim; S. parvifolium

175 528

S. recurvum odmiana tenue *Sphagnum annulatum

Sphagnum annulatum odmiana porosum

Synonim: S. jensenii *Sphagnum balticum *Sphagnum cuspidatum

Sphagnum fallax

Synonim: S. apiculatum

S. recuwum odmiana mucronatum

Sphagnum fitzgeraldii

Sphagnum flexuosum

Synonim: S. amblyphyllum

S. recurvum odmiana amblyphyllum * Sphagnum lenense *Sphagnum lindbergii *Sphagnum majus

Synonim: S. dusenii Sphagnum mendocium *Sphagnum obtusum *Sphagnum pulchrum *Sphagnum riparium ^Sphagnum splendens *Sphagnum tenellum *Sphagnum torreyanum

H. Grupa POLYCLADA * Sphagnum wułfianum

I. Grupa ACUTIFOLIA *Sphagnum andersonianum *Sphagnum angermanicum

Sphagnum barlettianum *Sphagnum fimbriatum *Sphagnumflavicomans * Sphagnum fuscum *Sphagnum girgensohnii

Sphagnum junghuhnianum Sphagnum meridense *Sphagnum nemoreum

Synonim: 5. capillaceum S. acutifolium S.capillifolium *Sphagnum quinquefarium *Sphagnum rubellum '^Sphagnum russowii

Synonim: S. Robustum *Sphagnum subfulvum

Sphagnum subnitens Synonim: S. plumulosum Sphagnum subtile Sphagnum tenerum *Sphagnum warnstorfii

Synonim: 5. wamstorfianum

Przeprowadzona ocena własności chłonnych poszczególnych gatunków torfowców z różnych grup nieoczekiwanie wykazała, że znacznie się różnią dla poszczególnych gatunków. Stwierdzono to badając następujące mchy torfowe jednego gatunku:

175 528

Gatunki	Grupy	Gatunki	Grupy
Fuscum	ACUTIFOLIA	Recurvum	CUSPIDATA
Rubellum	ACUTIFOLIA	Cuspidatum	CUSPIDATA
Magellneinum	PALUSTRIA | Subsecundum	SUBSECUNDA
Palillosum	PALUSTRIA | Compactom	RIGIDA

Ocena chłonności płynów przez te gatunki polegała na wytwarzaniu z mchów torfowych, należących do jednego gatunku, strukturalnie zwartych arkuszy, które następnie poddawano badaniom. Pierwszym etapem wytwarzania strukturalnie zwartych arkuszy było przetworzenie surowca z mchów torfowych danego gatunku na zawiesinę. Proces ten polega na obróbce mchu torfowego w standardowym tłuczku rowkowanym o pojemności 0,45 kg pod obciążeniem 1 kg przez okres 5 minut. Pod koniec procesu obróbki dodawano do zawiesiny roztwór sulfobursztynianu oktylu (0,1% udziału wagowego w całej zawiesinie). Roztwór sulfobursztynianu oktylu jest środkiem zwilżającym, który dostarcza na rynek pod nazwą handlową Alcopol 60 firma Allied Colloids Company.

Następnie zawiesinę umieszczano na kwadratowej płytce perforowanejo wymiarach 30,5 cm na 30,5 cm i suszono w temperaturze 150°C do całkowitego wyschnięcia. Następnie arkusz ponownie nawilżano w standardowej komorze Tenneya o wilgotności względnej 65%. Trzymano go w tej komorze do czasu odzyskania 20% pary wodnej wagowo.

W niektórych testach chłonności arkusz jest kalandrowany za pomocą pary walców o średnicy 20,3 cm pod ciśnieniem około 550 kg na centymetr liniowy.

Próbne arkusze wykonane z każdego gatunku mchu torfowego poddawano opisanym dalej badaniom B do G. Test Ajest testem wyjątkowym, ponieważ bada się w nim jako materiał próbny zawiesinę mchu torfowego, a nie strukturalnie zwarty arkusz, jak w innych testach.

A. Własności retencyjne nigdy nie suszonej masy pod różnymi obciążeniami wynoszącymi 0 gramów na centymetr kwadratowy (g/cm²), 17,6 g/cm² i 105,50 g/cm²

Całkowicie nasyconą zawiesinę materiału z mchu torfowego umieszczano w cylindrycznym zasobniku z perforowanym dnem. Mech torfowy obciążano równomiernym ciśnieniem wynoszącym 0 g/cm2, 17,6 g/cm² i 105,5 g/cm2, po czym mierzono ilość wyciskanej z niego wody, którą wykorzystywano do obliczenia ilości wody zatrzymanej przez 1 gram suchej masy pod podanymi ciśnieniami. Uzyskane wyniki przedstawiono w załączonej tabeli:

Gatunek	Retencja 2 pod ciśnieniem 0 g/cm (cc/g)	Retencja pod ciśnieniem 17,6 g/cm2 (cc/g)	Retencja 2 pod ciśnieniem 105,5g/cm (cc/g)
Fuscum	38	27	17
Rubellum	36	24	16
Magellanem	53	32	21
Papillosum	51	33	18
Recuryum	38	27	17
Cuspidatum	47	27	16
Subsecundum	44	38	17
Compactom	41	37	16

B. Pojemność nasycenia iekus za nis kdan drowanego (Sgstem sadania chłonnhści grawimetrycznej) pod ciśnieniem 7,04 g/cm2

System badania chłonności grawimetrycznej (tutaj i dalej GATS) służy do pomiaru jednostkowej pojemności chłonnej substancji porowatych. Przyrząd GATS składa się z poziomej porowatej płyty wykonanej ze szkła topionego, połączonej przepływowo z pionową biuretą wypełnioną roztworem wodnym. Procedura badań polega na umieszczaniu nie kalandrowanego

175 528 arkusza próbnego w styczności z płytą szklaną pod ciśnieniem 7,04 g/cm w sposób umożliwiający arkuszowi testowemu wchłanianie roztworu wodnego na zasadzie zjawiska kapilarnego. Roztwór wodny jest doprowadzany do przestrzeni pomiędzy płytką szklaną a testowanym materiałem pod ciśnieniem ujemnym słupa wody o wysokości jednego centymetra, co uzyskano utrzymując poziom roztworu wodnego w biurecie na wysokości jednego centymetra poniżej górnej powierzchni płytki ze szkła topionego. W celu uniemożliwienia niepożądanego wzrostu ciśnienia w wyniku absorpcji roztworu wodnego z płytki szklanej, urządzenie wyposażono w elektromechaniczny układ sterowania utrzymujący stały poziom roztworu wodnego; układ ten uzupełniał płyn w biurecie z taką samą prędkością, z jaką był on z niej wyciągany.

Wchłanianie roztworu wodnego zatrzymuje się w chwili dojścia ujemnego ciśnienia słupa wody do równowagi ze szczątkowym wchłanianiem kapilarnym, z jakiego jest wykonana próbka. Następnie rejestrowano ilość roztworu wodnego wyciągniętego z biurety i dzielono ją przez masę próbki, uzyskując maksymalną pojemność chłonną testowanego materiału na jednostkę jego masy. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli:

Gatunek	Wyniki badań GATS (cc/g)	Gatunek	Wyniki badań GATS (cc/g)
Fuscum	24,5	Recurvum	23,5
Rubellum	22,0	Cuspidatum	21,5
Magellanicum	18,0	Subsecundum	26,0
Papillosum	20,0	Compactum	23,0

C. Pojemność nacyćenia arkuaia Palandrαwaneo(), (Sgotem yaceariia οΙ-Ι·.—^! nrawimetrycznej) pod obciążeniem 7,04 g/cm², również w cyklu 7,04 g/cm², następnie 35,19 g/cm², a następnie 7,04 g/cm2

Powtórzono taką samą procedurę jak w punkcie B powyżej z tym wyjątkiem, że po ustaniu wchłaniania roztworu wodnego przez próbkę pod ciśnieniem 7,04 g/cm² zwiększano ciśnienie do wartości 35,19 g/cm2 i notowano ilość roztworu wodnego pozostałego w próbce. Następnie ponownie zmniejszano ciśnienie do 7,04 g/cm2 i ponownie rejestrowano ilość płynu pozostałego w próbce. Uzyskane wyniki przedstawiono w poniższej tabeli.

Gatunek	2 Gats przy 7,04 g/cm	Gats przy 35,19 g/cm2	Gats przy 7,04 g/cm2
Fuscum	17,1	11,9	15,7
Rubellum	16,7	10,4	16,3
Magellanicum	24,1	14,3	22,0
nanillosum	22,2	12,4	19,7
Recurvum	16,7	9,7	15,1
Cuspidatum	18,4	10,8	16,4
Subsecundum	20,0	10,7	17,1
Compactum	20,8	10,8	18,5

D. Przesiądę pad eą^m 45e (pojemność i wysokeśćC dla arkuaza kalzgdrow(dlege Próbkę materiału pochylano pod kątem 45°, a jej dolny koniec zanurzano w baseniku z roztworem wodnym. W wyniku zjawiska kapllgrnagy próbka wchłania płyn, który wędruje podłużnie w kierunku przeciwnym do działania siły grawitacji. Po upływie 15 minut, 30 minut, 60 minut i 120 minut mierzono odległość w centymetrach, jaką przebyła przednia powierzchnia płynu od dolnej krawędzi próbki. W tych samych odstępach czasu mierzono również ilość płynu znajdującego się w próbce. Pomiar ten polegał na ważeniu próbki i odejmowaniu wagi próbki

175 528 suchej od wagi próbki nasączonej roztworem. Ilość wchłoniętego przez próbkę płynu sprowadzano do wagi próbki suchej o masie podstawowej 100 g/m² i szerokości 1 cm. Uzyskane wyniki przedstawiono w poniższych tabelach.

Gatunek	Położenie frontu płynu po 15 min (cm)	Położenie frontu płynu po 30 min (cm)	Położenie frontu płynu po 60 min (cm)	Położenie frontu płynu po 120 mm (cm)
Fuscum	14	17	23	26
Rubellum	14	17	22	26
Magellanicum	13	14	23	27
Papillosum	14	17	22	26
Recurvum	11	12	15	16
Cuspidatum	9	14	17	22
Subsecundum	11	12	14	16
Compactum	13	15	17	21

Gatunek	Ilość płynu wchłoniętego po 15 min	Ilość płynu wchłoniętego po 30 min	Ilość płynu wchłoniętego po 60 min	Ilość płynu wchłoniętego po 120 min
Fuscum	1,4	1,6	2,0	2,3
Rubellum	1,3	1,6	1,8	2,2
Magellanicum	1,4	1,8	2,3	2,6
Papillosum	1,6	2,0	2,4	2,8
Recurvum	1,1	1,3	1,4	1,6
Cuspidatum	0,9	1,1	1,5	1,8
Subsecundum	1,1	1,2	1,4	1,6
Compactum	1,4	1,6	1,8	2,2

E. Pojemność udarowa pod kątem 45° arkusza kalandrowanego

Pojemność udarową mierzy się ważąc ilość płynu zatrzymanego w próbce o wymiarach 10,16 cm na 17,78 cm, umieszczonej na pochylonej pod kątem 45° płaszczyźnie, na którą wylewa się z zawieszonej biurety roztwór wodny w ilości odpowiadającej dziesięciokrotnej wadze próbki. Końcówka biurety dotyka próbkę w miejscu znajdującym się w odległości około 1,2 cm od jej górnej krawędzi. Ilość zatrzymanego przez próbkę płynu jest wyrażana jako procent całkowitej ilości płynu wylanego. Wyniki tych badań przedstawiono w poniższej tabeli.

Gatunek	Pojemność udarowa pod kątem 45° (%)	Gatunek	Pojemność udarowa pod kątem 45° (%)
Fuscum	100	Recurvum	43
Rubellum	88	Cuspidatum	76
Magellanicum	93	Subsecundum	10
Papillosum	99	Compactum	99

175 528

F. Potencja! suszący arkusza kalandrowanego

Pobrano próbkę arkusza z materiału torfowego o wymiarach 5,08 na 25,4 cm. Na próbce materiału torfowego umieszczono tampon testowy z masy celulozowej o gęstości 200 g/m zwilżony roztworem wodnym w ilości odpowiadającej 5 centymetrom sześciennym na gram próbki z materiału torfowego. Mierzono ilość płynu odciągniętego przez próbkę po 30 minutach, 120 minutach i 180 minutach. Pomiar polegał na ważeniu tamponu testowego i odejmowaniu wagi tamponu suchego od wartości zmierzonej. Wyniki wyrażano dzieląc masę płynu pozostałego w tamponie testowym przez masę suchego tamponu testowego. Uzyskane wyniki przedstawiono w poniższej tabeli.

Gatunek	Ilość płynu pozostałego w tamponie testowym po 30 min	Ilość płynu pozostałego w tamponie testowym po 120 mm	Ilość płynu pozostałego w tamponie testowym po 180 min
Fuscum	5,8	3,1	2,7
Rubellum	6,9	3,5	2,8
Magellamcum	5,3	2,5	2,15
Papillosum	5,80	2,7	2,25
Recurvum	9,5	8,2	8,0
Cuspidatum	5,1	3,2	2,8
Subzenuodum	10,2	8,8	8,4
Compactum	9,3	7,4	6,4

G. Retencja porowatej ptytki pod ciśnieniem hydrostatycznyyr -no cm

Próbkę materiału torfowego całkowicie nasycano i umieszczano na perforowaoaj płytce osadzonej na jednej nóżce rurki w kształcie litery U. Poziom wody w rurce utrzymywano na wysokości 40 cm poniżej próbki, dzięki czemu na próbkę działało stałe ciśnienie hydrostatyczne odpowiadające wysokości słupa wody równej 40 cm. Rejestrowano ilość wody zatrzymywanej przez próbkę i wyrażano ją w odniesieniu do masy próbki suchej. Wyniki tego testu przedstawiono w poniższej tabeli.

Gatunek	Retencja pod ciśnieniem hydrostatycznym 40 cm	Gatunek	Retencja pod ciśnieniem hydrostatycznym 40 cm
Fuscum	-	Recurvum	4,5
Rubellum	-	Cuspidatum	5,0
Magellamcum	8,0	Subsecundum	4,5
Papillosum	6,5	Compactum	5,5

Zebrano uzyskane wyniki badań i uszeregowano gatunki mchu torfowego według trzech najlepszych materiałów w każdej kategorii badań. Uzyskane wyniki przedstawiono w poniższej tabeli.

175 528

Wyniki badania chłonności różnych gatunków mchu torfowego

TESTA	TESTB	TEST C przy 7,04g/cm2	TEST C przy 35,19 g/cm2	TESTD wysok. nasiąkania	TESTD pojemność	TESTE	TEST F	TEST G
Magell	Compac	Magell	Magell	Magell	Papill	Fuscum	-	Magell
Papill	Subsec	Papill	Papill	Papill	Magell	Papill	Cuspid	-
Cuspid	Recurv	Compac	Fuscum	Fuscum	Fuscum	Compac	Magell	Papill

Następnie uszeregowano poszczególne gatunki według częstotliwości ich występowania.

Gatunek	Częstotliwość występowania w rankingu	Grupa	Gatunek	Częstotliwość występowania w rankingu	Grupa
Fuscum	4	ACUTIFOLIA	Recurvum	1	CUSPIDATA
Rubellum	0	ACUTIFOLIA	Cuspidatum	2	CUSPIDATA
Magellanicum	7	PALUSTRIA	Subetcuydum	1	SUBSECUNDA
Palillosum	7	PALUSTRIA	Compactum	3	RIGIDA

Własności chłonne mchu torfowego wynikają między innymi z takich elementów struktury roślin, jak względne wymiary liści i ich ilość. W związku z tym wysunięto teorię, że podobieństwo morfologiczne pomiędzy wszystkimi gatunkami danej grupy jest przyczyną takich samych własności chłonnych gatunków danej grupy. Na tej podstawie można sprowadzić zmienność własności chłonnych pomiędzy różnymi gatunkami mchu torfowego do zmienności pomiędzy grupami. W rezultacie, wyniki testów A do F można obecnie wyrazić w kategoriach częstotliwości pojawiania 'się każdej grupy w pierwszej trójce najlepszych materiałów w każdym teście. Wynik uzyskano sumując dla każdej grupy częstotliwości pojawiania się w takim rankingu należących do niej gatunków. Uzyskane wyniki przedstawiono poniżej:

Grupa	Częstotliwość pojawiania się w rankingu	Grupa	Częstotliwość pojawiania się w rankingu
PALUSTRIA	14	RIGIDA	3
ACUTIFOLIA	4	SUBSECUNDA	1
CUSPIDATA	3

Na końcu poszczególnym grupom przypisano następujące kategorie jakościowe w oparciu o częstotliwość pojawiania się w rankingu:

Grupa	Nominalny wskaźnik chłonności	Grupa	Nominalny wskaźnik chłonności
PALUSTRIA	4	RIGIDA	2
ACUTIFOLIA	3	SUBSECUNDA	1
CUSPIDATA	2

Należy koniecznie zwrócić uwagę na to, że rejestrowaną zależność pomiędzy pochodzeniem rośliny a chłonnością płynów można zweryfikować wyłącznie pod warunkiem, że mech

175 528 torfowy jest martwy i głównie nierozłożony, tj. wskaźnik Von Posta dla niego wynosi od około 1 do około 3, a najbardziej korzystnie, mieści się w przedziale od około 1 do około 2. Wartość tego wskaźnika znacznie przekraczająca 3 sygnalizuje silnie rozłożone rośliny, które straciły już swoją strukturę morfologiczną. W związku z tym, chłonność płynów przez rozłożone rośliny nie jest już związana z ich strukturą.

W takich sytuacjach, w których mech torfowy jest mieszanką składającą się z różnych gatunków, jakość mieszanki jako substancji chłonącej płyny można oceniać obliczając nominalny wskaźnik chłonności, stanowiący średnią ważoną poszczególnych chłonności nominalnych. Uzyskuje się to sumując odpowiednie nominalne wskaźniki chłonności, przypisane różnym grupom znajdującym się w mieszance mchu torfowego, pomnożone przez odpowiednie udziały różnych gatunków. Na przykład, dla mieszanki mchu torfowego, składającej się w 65% (wagowo) z gatunków mchów z grupy PALUSTRIA i 35% (wagowo) z gatunków mchu torfowego z grupy AUTIFOLIA, przeciętna chłonność nominalna wynosi (4 x 0,64) + (3 x 0,35) = 3,65.

W obliczeniach nominalnego wskaźnika chłonności uwzględnia się wyłącznie składniki będące mchami torfowymi, nie biorąc pod uwagę żadnych innych składników. Na przykład, popularnym sposobem zwiększania zwartości strukturalnej sieci chłonnej jest dodawanie włókien poliestrowych do rdzeni chłonnych z mchu torfowego. W obliczeniach nominalnego wskaźnika chłonności tego typu mieszanek mchu torfowego, nie uwzględnia się włókien poliestrowych. Po drugie, nominalny wskaźnik chłonności jest ważnym wskaźnikiem zdolności pewnych mieszanek do wchłaniania płynów tylko pod warunkiem, że w mieszance znajdują się znaczne ilości procentowe mchu torfowego wybranego z takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RiGiDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA i ich mieszanki. Jeżeli w mieszance znajdują się w niewielkich ilościach gatunki z innych grup, uwzględnia się to w obliczeniach nominalnego wskaźnika chłonności przypisując takiej grupie wskaźnik zerowy, mający wpływ na neutralizację ewentualnego udziału tych gatunków we wzroście nominalnego wskaźnika chłonności. W praktyce, obecność gatunków nie branych pod uwagę, pogarsza nominalny wskaźnik chłonności, zmniejszając udział procentowy rozpoznanych i uwzględnianych gatunków w całej frakcji mchu torfowego.

Istnieją dwie przyczyny przypisywania pewnym grupom zerowego nominalnego wskaźnika chłonności. Po pierwsze, dana grupa może mieć słabą chłonność płynów, albo może jej nie mieć wcale. Po drugie, dana grupa mogła nie być badana, w związku z czym jej własności chłonne nie są znane. W takiej sytuacji zerowy nominalny wskaźnik chłonności umożliwia zakończenie obliczania nominalnego wskaźnika chłonności, z zachowaniem pewnego marginesu na ewentualne błędy, ponieważ w większości przypadków prawdopodobnie próbki nie badane są w stanie co najmniej w takim samym stopniu wchłonąć płyny. W związku z tym, mieszanka mchu torfowego będzie nieco bardziej chłonna niż to wynika z nominalnego wskaźnika chłonności.

Zdolność do oceny potencjału chłonnego mieszanek mchu torfowego można z powodzeniem wykorzystać do upewnienia się, czy występujące w warunkach naturalnych mieszanki mchu torfowego są odpowiednim materiałem wyjściowym do wyrobu wkładów chłonnych do wyrobów chłonnych jednorazowego użytku, które muszą spełniać lub przekraczać z góry określone parametry opisujące chłonność. Zazwyczaj mech torfowy jest zbierany na bagnach torfowych, gdzie znajdują się przypadkowo porozrzucane różnorodne gatunki. W rezultacie skład mchu torfowego zmienia się w szerokim zakresie od jednego rejonu bagna do innego. W celu uniknięcia zbierania surowca z tych obszarów bagna, na których mieszanka mchu torfowego nie nadaje się do zrobienia z niej uszlachetnionego wyrobu o wystarczającej chłonności, przeprowadza się analizę bagna torfowego w celu uzyskania mapy z granicami pomiędzy obszarami zawierającymi dopuszczalne mieszanki mchu torfowego, a obszarami, w których surowiec jest stosunkowo ubogi w odpowiednie składniki. Sposób ten umożliwia sprawną eksploatację biomasy dzięki przeprowadzeniu wybiórczych zbiorów, dających surowiec o zgodnych własnościach chłonnych.

Analiza bagna torfowego polega na pobieraniu próbek z różnych miejsc i rejestrowaniu współrzędnych każdego z tych miejsc. Częstotliwość pobierania próbek dobiera się w zależności od pożądanej rozdzielczości odczytanej z mapy. Następnie każdą próbkę bada się pod mikroskopem, określając znajdujące się w niej gatunki mchu torfowego oraz szacując udziały każdego

175 528 z nich. Obserwowana wzrokowo częstotliwość występowania każdego gatunku w próbce służy do ultalania jego udziału w mieszance mchu torfowego. Następnie udziały gatunków należących do jednej grupy sumuje się ze sobą w celu wyrażenia składu mchu torfowego w kategoriach udziałów poszczególnych grup.

Następnym krokiem jest obliczenie nominalnego wskaźnika chłonności każdej próbki, polegające na przypisaniu każdej grupie występującej w próbce odpowiedniego nominalnego wspgźnlpa chłonności i obliczeniu średniego ważonego nominalnego wskaźnika chłonności mieszanki. Otrzymane w ten sposób wyniki są zestawiane ze współrzędnymi miejsca, z którego pochodzi próbka, co umożliwia sporządzenie mapy bagna tyrfywegy z liniami rozgraniczającymi obszary z mchem torfowym o odpowiednim lPłgdzia od obszarów z materiałem niedopuszczalnym. Następnie mapy tej używa się do wybiórczego zbierania mchu torfowego w taki sposób, żeby uzyskany surowiec był jakościowo taki sam.

Jeżeli nie ma potrzeby sporządzania mapy całego bagna torfowego ani jego dużych obszarów, można sporządzić ograniczoną analizę danego obszaru bezpośrednio przed planowanymi zbiorami. Jeżeli badania potwierdzą obecność surowca o odpowiedniej jakości, rozpoczyna się zbiór mchu, natomiast w przypadku surowca o nieodpowiedniej jakości, należy zmienić miejsce zbiorów.

Mech torfowy zebrany z obszarów bagna dających surowiec o odpowiedniej jakości transportuje się do miejsca przerobu, gdzie wyrabia się z niego arkusze o strukturze zwartej. Surowiec z mchu torfowego jest sortowany na mokro w wyniku czego usuwa się z niego materiał lilnia rozdrobniony, określany popularnie miałem, i duże kawałki roślin, takie jak korzonki, gałązki i podobne, które nie mają znaczniejszego wpływu na chłonność surowca. Sortowanie to polega na odrzucaniu całego materiału pozostałego na sicie numer 10 (2000 mikrometrów) oraz całego materiału, który przechodzi przez sito numer 60 (250 mikrometrów). Korzystnie, odrzuca się cały materiał nozyst.ały na sicie numer 14 (1410 mikrometrów) oraz cały materiał, który przechodzi przez sito numer 100 (149 mikrometrów).

Syrtowania odbywa się na mokro na sitach i polega na wytworzeniu zawiesiny wodnej z surowca z mchu torfowego i przepuszczeniu jej przez kolejne stopnie sit, w wyniku czego usuwa się z niej miał i części o zbyt dużych wymiarach.

Przesiana w ten sposób frakcja mchu rozcieńczana wodą do stanu zawiesiny nadającej się do dalszego przerobu. W razie potrzeby można do niej dodać odpowiedni materiał włóknisty. Może to być między innymi siarczanowa masa celulozowa i ścier drzewny otrzymywany mechanicznie. W stosowanym tu znaczeniu, termin ścier drzewny otrzymywany mechanicznie oznacza ścier drzewny mielony, ścier drzewny otrzymywany termo-mechanicznie oraz ścier drzewny rozdrabniany. Ścier drzewny mielony jest wytwarzany z okorowanych drzew i gałęzi, po czym jest oczyszczany, a następnie drobno mielony. Różnica pomiędzy ścierem drzewnym rozdrabnianym a mielonym polega tylko na tym, że w tym pierwszym przypadku na atania rozdrabniania stosowany jest rozdrabniacz, tj. dobrze znane w technice urządzenie tarczowe z metalowymi żebrami na obwodzie, które uderzają w cząstki drewna i pomagają w oddzielaniu włókien nie niszcząc ich nadmiernie. Ścier drzewny otrzymywany termo-mechanicznie jest podobny do ścieru rozdrabnianego z tym wyjątkiem, że znajdujące się w rozdrabniaczu kawałki drewna są ogrzewane, zazwyczaj parą wodną, co dodatkowo wspomaga proces oddzielania włókien drewna. Charakterystyczną cechą ścierów otrzymywanych mechanicznleJelt eliminacja chemicznego oddzielania włókien; nie wyklucza to późniejszej, po silnym rozdrobnieniu ścieru, odpowiedniej obróbki mechanicznej.

Korzystnie, w przypadku stylowania roztwarzanego mechanicznie ścieru drzewnego do wyrobu arkuszy o strukturze zwartej według niniejszego wynalazku, wskaźnik chudości takiej celulozy (Canadian Standard Fraenals - metoda badań TAPPIT-227) powinien wynosić od ypyły 60 do około 750, a korzystnie od około 400 do około 600.

Siarczanowa masa celulozowa (kraft), którą również można stosować w kombinacji z mchem torfowym, jest długowłóknistym ścierem roztwarzanym w zgladzla chemicznie, na przykład ścierem siarczynowym lub siarczanowym.

Składnikiem włóknistym mogą również być naturalne lub syntetyczne włókna tekstylne, takie jak linters bawełniany, regenerowana celuloza, włókna poliestrowe, poliamidowe, akrylo175 528 we lub podobne, o długościach od około 0,64 cm do około 1,91 cm, korzystnie około 1,27 cm, i numerze denier od około 1,0 do około 5; udział wagowy włókien tego typu może wynosić od około 2 do około 20%, najbardziej korzystnie od około 2% do około 6%.

Wspomniana zawiesina jest podawana na sito Fourdrinlara, gdzie jest odwadniana, w wyniku czego powstaje arkusz wyjściowy. Zawiesina może zawierać od około 0,1% do około 1%, wagowo, cząstek stałych; można do niej również dodawać inne składniki, na przykład środki barwiące, środki zwilżające, kleje lub podobne. Po wylaniu zawiesiny na sito Fourdriniera można z niej za pomocą próżni odprowadzić wodę do stanu, w którym stosunek wagowy wody do cząstek stałych wyniesie około 5.

Gęstość arkusza można regulować za pomocą takich czynników jak różnica ciśnień podczas odwadniania próżniowego oraz prędkość ruchu sita Fourdriniera. Generalnie, skutkiem zmniejszenia próżni i zwiększenia prędkości produktu. Materiał z mchu torfowego o odpowiednio małej gęstości można wytwarzać z arkusza, który powstał w wyniku osadzenia na sinla od około 160 do około 375 gramów cząstek stałych na metr kwadratowy arkusza, oraz pod działaniem próżni o wartości od około 19 do około 28 mm słupa rtęci (Hg). Prędkość ruchu sita Fnurdriniara oraz szerokość szczeliny próżniowej, przez którą działa na arkusz ujemna różnica ciśnień, trzeba zmieniać w taki sposób, żeby czas pozostawania arkusza w obszarze szczeliny próżniowej wynosił od około 1 do około 5 sekund. Przykładowo, w przypadku 2 szczelin o szerokości 2,5 cm każda i prędkości ruchu sita Fourdriniera rzędu 0,76 metrów na minutę, czas pozostawania arkusza w obszarze działania szczelin próżniowych wynosi około 1,5 sekundy, w wyniku czego, przy gęstości osadzania cząstek stałych rzędu 215 gramów na metr kwadratowy, powstaje materiał o małej gęstości. Podobnie, w przypadku 4 szczelin, każda o szerokości 2,5 cm, prędkości ruchu sita Fourdrioiera rzędu 0,52 metry na minutę, czas pozostawania arkusza w obszarze działania zzczalin próżniowych wynosi 4,4 sekundy, w wyniku czego również powstaje z mchu torfowego arkusz materiału o małej gęstości. W każdym ze wspomnianych powyżej przykładów stosowano podciśnienie o wartości około 22,5 mm Hg.

Bez względu na dobór parametrów, powstały w ten sposób arkusz jest przed kalandrowaniem materiałem o małej gęstości, generalnie od około 0,04 do około 0,12 g/cm².'

W konkretnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, wytwarza się laminat złożony ze wspomnianego powyżej arkusza oraz z warstwy wzmacniającej z siarczanowej masy celulozowej. Korzystnie, na sito Fourdriniara jest najpierw podawana zawiesina siarczanowej masy celulozowej, w której udział wagowy cząstek stałych wynosi około 0,1%. Zawiesina ta jest odwadniana, po czym przechodzi do drugiego stanowiska, w którym bezpośrednio na jej górną powierzchnię jest podawany mech torfowy i dodatki. Utworzony w ten sposób kompozyt można odwodnić do uzyskania laminatu opisanego tu arkusza o małej gęstości z mchu torfowego z warstwą przowiarąjącaj do niego siarczanowej masy celulozowej. Parametry wytrzymałościowe laminatu tego typu są lepsze niż można uzyskać w przypadku stosowania samego arkusza z mchu torfowego. Korzystnie, zastosowana siarczanowa masa celulozowa może być bielona, a jej wskaźnik chudości (Canadian Standard Freenass) może być stosunkowo wysoki, na przykład od około 450 do około 750. Co prawda stosunek ilościowy warstwy siarczanowej masy celulozowej do warstwy mchu torfowego nie jest parametrem krytycznym, ale stosunkowo najlepsze wyroby uzyskuje się stosując od około 5,5 do około 54 gramów siarczanowej masy celulozowej na metr kwadratowy.

W razie potrzeby, warstwę siarczanowej masy celulozowej można również położyć na górną powierzchnię warstwy z mchu torfowego, uzyskując strukturę przekładkową, w której warstwa środkowa jest z mchu torfowego, a obie warstwy skrajne z siarczanowej masy celulozowej. Dzięki konstrukcji tego typu, wytrzymałość mechaniczna gotowego arkusza jest jasznze większa.

Powstały w ten sposób wkład chłonny jest suszony a następnie kalandrowany, w wyniku czego rośnie jego potencjał suszący.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładach realizacji na rysunkach, na których: fig. 1 do 4 przedstawiają kolorowe próbki materiału z mchu torfowego pobrane do wyznaczania wartości wskaźnika Von Posta; fig. 5 - wkład chłonny według wynalazku, w częściowym yzunia

175 528 perspektywicznym; oraz fig. 6 - podpaskę higieninzną zawierającą wkład chłonny według wynalazku, w częściowym rzucie perspektywicznym.

Na figurach 1, 2, 3 i 4 pokazano próbki materiału z mchu torfowego. Na fig. 1 przedstawiono barwę wody wyciśniętej z próbki o wartości 1 wskaźnika Von Posta. Wartość 1 przypisuje się mchowi torfowemu z warstwy bagna, z której wyniśniętn woda jest przezroczysta. Na fig. 2 przedstawiono barwę wody wyciśniętą z próbki o wartości 2 wskaźnika Von Posta. Wartość 2 przypisuje się mechowi torfowemu z trochę większej głębokości, wykazującemu nieco większy stopień rozkładu. Wyciśnięta z niego woda jest lekko zabarwiona, jak pokazano na fig. 2. Wartości wskaźnika Von Posta na poziomie 3 do 10 przypisuje się mechowi torfowemu zebranemu na coraz większych głębokościach i charakteryzującemu się coraz większym stopniem rozkładu, w wyniku czego wyciśnięta z niego woda staje się stopniowo coraz ciemniejsza i zawiera coraz więcej cc^^ząstc^lk organicznych. Naffg. 3 i 4 przedstawiono b;^arO<ę wody wyciśniętej z próbek o wartości wskaźnika Von Posta odpowiednio 3 i 4.

Na figurze 5 pokazano wkład chłonny 10 posiadający warstwę chłonną 12 z mchu torfowego, umieszczoną pomiędzy warstwami wzmacniającymi 14, 16 z siarczanowej masy celulozowej.

W celu zwiększenia wygody użytkownika, wkład jest poddawany kalandrowaniu polegającemu na obróbce menhakinznej, np. gofrowaeiu lub mikaofałdowaniu. Obróbki tego typu są dobrze znane, a ich zadaniem jest zmiękczanie arkusza w celu zmniejszenia jego sztywności.

Zmiękczony w ten sposób wkład chłonny można użyć w wyrobach chłonnych jednorazowego użytku, takich jak podpaski higienlnzne, pieluchy, wkłady do wchłaniania moczu, majtki chłonne dła osób dorosłych, opatrunki do ran i podobne.

Przykład podpaski higienicznej, w której zastosowano wkład chłonny według wynalazku, pokazano na fig. 6. W skład podpaski higienicznej 18 wchodzi wkład chłonny 10 w postaci zwartego arkusza chłonnego. Wkład chłonny 10 znajduje się w osłonie składającej się ze stykającej się z ciałem, przepuszczalnej dla płynów, warstwy 20 oraz z nieprzepuszczalnej dla płynów warstwy 22, uniemożliwiającej płynom fizjologicznym przenikanie przez zwróconą ku odzieży powierzchnię podpaski higieninznej 18.

Niniejszy opis, podane przykłady ani sugerowane tu zastosowania nie ograniczają zakresu wynalazku, ponieważ istnieje możliwość dokonania w nich modyfikacji bez odchodzenia od jego istoty. Zarówno wkład chłonny jak i sposób według wynalazku można stosować we wszystkich dziedzinach związanych z higieną i achraeą zdrowia z przeznaczeniem do ochrony higienicznej, zabezpieczania przed niekoeCrolowanym wydalaniem, do celów medycznych i we wszystkich sposobach i technikach związanych z wchłanianiem, zarówno znanych obecnie jak i tych, które pojawią się w przyszłościc W związku z tym należy przyjąć, że podane tu zastosowania obejmują wszelkie modyfikacje i odmiany niniejszego wynalazku pod warunkiem ich pokrywania się z istotą określoną w załączonych znsCrzeżenianh patentowych i ich odpowiednikach.

175 528

175 528

Ji- JV o 0

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wkład chłonny w postaci zwartego arkusza, znamienny tym, że ma strukturę laminatu zawierającego warstwy wzmacniające (14, 16), pomiędzy którymi jest umieszczona warstwa chłonna (12) zawierająca nierozłożone cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDAi CUSPIDATA, a nominalny wskaźnik chłonności warstwy chłonnej (12) wynosi od około 1 do poniżej 4.
2. 2. Wkład według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa chłonna (12) ma nominalny wskaźnik chłonności, wynosi od około 2 do poniżej 4.
3. 3. Wkład według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa chłonna (12) ma nominalny wskaźnik chłonności, wynosi od około 3 do poniżej 4.
4. 4. Wkład według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa wzmacniająca (14,16) stanowi jego powierzchnię zewnętrzną.
5. 5. Wkład według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa chłonna (12) z cząstek roślin mchu torfowego jest spojona warstwą wzmacniającą (14,16) z materiału włóknistego.
6. 6. Wkład według zastrz. 5, znamienny tym, że warstwa wzmacniająca (14, 16) zawiera włókna siarczanowej masy celulozowej.
7. 7. Wkład według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera składnik wybrany z grupy materiałów takich jak regenerowana celuloza, włókna poliestrowe, poliamidowe, akrylowe, siarczanowa masa celulozowa, ścier drzewny, linters bawełniany i ich mieszanki.
8. 8. Sposób wytwarzania wkładu chłonnego w postaci zwartego arkusza, znamienny tym, że materiał roślinny o odpowiedniej potencjalnej chłonności płynów mający nierozłożone cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, poddaje się sortowaniu na klasy na podstawie ich własności chłonnych dla płynów, następnie wyznacza się udziały wspomnianych klas z uwzględnieniem ilości mchu torfowego przypadającej na klasę; po czym oblicza się średnią wartość udziałów klas w materiale roślinnym stanowiącą wskaźnik chłonności materiału roślinnego, następnie tworzy się płynną zawiesinę materiału wyjściowego zawierającego cząstki roślin mchu torfowego należące do co najmniej dwóch grup botanicznych wybranych spośród takich grup jak PALUSTRIA, ACUTIFOLIA, RIGIDA, SUBSECUNDA i CUSPIDATA, mającego wskaźnik Von Posta w zakresie od około 1 do około 3, i nominalny wskaźnik chłonności w zakresie od około 1 do poniżej 4, po czym prowadzi się sortowanie płynnej zawiesiny, następnie formuje się arkusz i odprowadza się z zawiesiny substancję nadającą jej płynność.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że tworzy się płynną zawiesinę jako zawiesinę wodną cząstek roślin mchu torfowego.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że prowadzi się sortowanie płynnej zawiesiny usuwając z niej cząstki o wymiarach mniejszych niż 250 mikrometrów oraz cząstki o wymiarach większych niż 2000 mikrometrów.
11. 11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że formuje się arkusz z płynnej zawiesiny na warstwie włókien, odprowadza się z płynnej zawiesiny substancję nadającą jej płynność, i włókna przywierają do cząstek roślin mchu torfowego.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że na płynnej zawiesinie, mającej postać arkusza, osadza się warstwę włókien, odprowadza się z płynnej zawiesiny substancję, nadającą jej płynność, i włókna przywierają do cząstek roślin mchu torfowego.

    12. SposóS według zastrz. 10 albo ll, znamienny tym, że jako włókna stosuje się siarczanową masę celulozową.

    175 528
13. 13. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że łączy się cząstki roślin mchu torfowego ze składnikiem wybranym z grupy takich materiałów jak regenerowana celuloza, włókna poliestrowe, poliamidowe, akrylowe, siarczanowa masa celulozowa, ścier drzewny, linters bawełniany i ich mieszanki.
14. 14. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że prowadzi się obróbkę mechaniczną, strukturalnie zwartego arkusza.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że prowadzi się obróbkę mechaniczną poprzez gofrowanie i mikrofałdowanie.
16. 16. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako wspomniane klasy stosuje się grupy botaniczne.
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że z każdej z określonych klas przypisuje się wartość wskazującą na potencjalne możliwości chłonne roślin mchu torfowego, zaklasyfikowanych do wyznaczonych klas.
18. 18. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako wartość średnią stosuje się wartość ważoną z odpowiednich wartości przypisanych do wstępnie wyznaczonych klas.