Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania arkuszy z rozdrobnionej na pojedyncze wlókna celulozy Znany jest sposób wytwarzania papieru z zawiesiny wlókien celulozy w wodzie z zawartoscia suchej celulozy najczesciej ponizej 1%. Sposób ten wymaga znacznych ilosci wody, która po zakonczeniu procesu usuwa sie mechanicznie przez wyciskanie lub odsysanie, badz tez przez wysuszanie w stosowanych urzadzeniach.Zabiegi takie wymagaja kosztownych urzadzen i zwiekszaja zuzycie energii podrazajac cene finalnego wyrobu.Wedlug znanych sposobów, platy papieru wytwarza sie na drodze mechanicznego przemieszczania wzgledem siebie poszczególnych wlókien i ich slizgania lub przesuwania az do sfilcowania wlókien i polaczenia ich w arkusze. Polaczenie w gotowym arkuszu nie jest efektem tylko czysto mechanicznego sfilcowania lecz jest takze wynikiem dzialania róznego rodzaju innych wiazacych czynników. Chemiczne oddzialywanie miedzyczasteczkowe powoduja ustalenie sfilcowanych wlókien w ich wzajemnym ukladzie i wzmocnienie struktury arkusza.Znane sa równiez sposoby wytwarzania arkuszy polegajace na tym, ze sily wiazace wystepujace w samych wlóknach znajdujacych sie w zawiesinie wodnej, mechaniczne i chemiczne, zostaly zastapione przez dodanie oddzielnych srodków wiazacych.I tak na przyklad w brytyjskim opisie patentowym nr 897295 przedstawiono sposób wytwarzania arkuszy z polaczonymi wlóknami, wedlug którego powierzchnie form powlekane sa srodkiem wiazacym a wlókna przenoszone sa na warstwe srodka wiazacego przy pomocy pola elektrostatycznego. Powstaly arkusz jest nastepnie usuwany z powierzchni formy.W dunskim opisie patentowym nr 120930 opisano podobny sposób, w którym wlókna, przed nalozeniem na warstwe srodka wiazacego, sa ukierunkowane pionowo do powierzchni arkusza i nastepnie wdmuchiwane dyszami powietrznymi na warstwe srodka wiazacego przy czym naklada sie na siebie wiele warstw o róznych kierunkach wlókien.OPIS PATENTOWY Patent dodntkowy do patentu Zgloszono: 26.03.74 (P. 169842) Pierwszenstwo: 26.03.73 Republika Federalna Niemiec Zgloszenie ogloszono: 02.05.75 Opis patentowy opublikowano: 30.10.1978 94686 Opis patentowy przedrukowano ze wzgledu na zauwazone bledy MKP B29J5/04 Int. Cl2. B29J5/042 94 686 Znany jest z brytyjskiego opisu patentowego nr 1239642 sposób wytwarzania miedzy wróknami wiazacych pasm celulozy, w którym celuloza znajduje sie pod dzialaniem sulfotlenku dwumetylowego, zawierajacym 3 do procentów wagowych N02. Roztwór ten rozpuszcza wlókna celulozy i prowadzi do swego rodzaju zespawania punktów zetkniecia znajdujacych sie w bezposrednim sasiedztwie wlókien, nie niszczac polaczenia w pasmie. Roztwór ten po pewnym czasie jest wyplukiwany a pasmo ma znacznie wyzsza wytrzymalosc mechaniczna.Celem wynaiazku jest wytworzenie arkusza z rozdrobnionych poszczególnych wlókien naturalnego ' materialu przy wykorzystaniu mozliwosci wiazan zawartych w samych wlóknach jednak bez stosowania duzych ilosci wody.Cel ten w rozwiazaniu wedlug wynalazku w którym mase wlóknista albo runo z sunhych wlókien nawilza sie do wartosci lezacej ponizej granicy pecznienia, a nastepnie ochladza, osiagniety zostal w ten sposób, ze mase w|ÓkfltiluiH|u7T0ri(ffft? wytwarzania arkuszy grubszych chlodzi sie pod cisnieniem w temperaturze normalnej. i 'WfóicrW twor?a« nalozona w dowolny sposób na podloze, warstwe, która mozna porównac z warstwa rribterialu w zwyklych maszynach papierniczych, z tym jednak, ze zgodnie z wynalazkiem wlókna nie plywaja w|dM£yoh«tto§ciafefe wtfdy, lecz tworza suchy nalozony zbiór. Azeby doprowadzic do zwiazania poszczególnych wló^P^njfezbedria jest obecnosc pewnej ilosci wody, która sluzy, do podwyzszenia gietkosci wlókien i tworzy warunki do zachodzenia wiazacego procesu chemicznego. W celu nawilzenia wlókien doprowadza sie wode az do maksymalnego specznienia. Jako ilosc niezbedna do nawilzenia przyjmuje sie taka ilosc cieczy na jednostke wagowa wlókien, która wlókna moga przyjac w okreslonej temperaturze tak, aby na drodze mechanicznej, tzn. przez wygniatanie i odsysanie nie mogla byc usunieta. Chodzi zatem o wode wnikajaca w strukture komórkowa wlókien, a nie wode na powierzchni wlókien. Przyjmowanie cieczy maleje znacznie wraz ze wzrostem temperatury.Celowe jest doprowadzanie stosunkowo niewielkich ilosci wody przez skierowanie, na wykazujacy normalna temperature mase wlóknista lub runo, pary wodnej, która wkrótce potem skrapla sie w sposób latwy do regulowania.Woda po doprowadzeniu do wlókien znajduje sie jeszcze krótko na powierzchni wlókien w postaci otoczki lub malych kropelek. Gdy nastepnie wlókna poddane zostana dzialaniu temperatury wyzszej niz 100°C, ulatwia to przenikaniu wody i uelastycznieniu wlókien, oraz sprzyja powstawaniu chemicznych wiazan, które otrzymuja postac mostów wodorowych pomiedzy wlóknami celulozy, jak w gotowym papierze. W obu przypadkach ma to zwiazek ze wzrostem predkosci dyfuzji, z jednej strony dyfuzji przedostajacej sie wody do wlókien, z drugiej strony dyfuzji w samej wodzie.Przy wzroscie temperatury spada ilosc wody, niezbednej do nawilgocenia speczniajacego, bardzo wydatnie; wskutek czego dostarczona w nizszej temperaturze ilosc wody jest wyzsza od ilosci potrzebnej przy podwyzszonej temperaturze. Z calej ilosci dostarczonej wody tylko okreslona czesc moze byc przyjeta przez wlókna powodujac ich gietkosc, reszta pozostaje poza wlóknami powoduje powstawanie wiazan chemicznych w czesciowo odparowuje zapewniajac mozliwosc równomiernego przyjmowania wody na calej powierzchni wlókien.Jednoczesnie z podwyzszeniem temperatury wywierany jest naciski Nacisk ten powoduje czysto mechanicz¬ ne zblizenie uelastycznionych przez wode wlókien tak, ze zwieksza udzial styku na calej powierzchni wlókien, a warunki adhezji ulegaja polepszeniu. Adhezja wynika zdzialania sil Van der Waal'a miedzy czasteczkami wlókien celulozy i osiaga maksimum przy okreslonym, osiagalnym technicznie dzialaniu nacisku w czasie sprasowywania masy wlóknistej.Znajdujace sie pod cisnieniem i przygotowane do polaczenia miejsca styku wlókien maja do dyspozycji wszedzie wode, czy to wewnatrz czy to od zewnatrz w postaci pary wodnej lub warstwy wody tak, ze woda moze oddzialywac posrednio, ulatwiajac wiazanie w punktach stycznych. W ten sposób przy minimalnej ilosci wody uzyskuje sie maksymalne dzialanie wiazace.Koniecznosc wywierania nacisku przez dluzszy okres czasu wynika z tego, ze doprowadzona woda dostaje sie do wlókien przez dyfuzje, to jest w procesie zaleznym od czasu transportu wlókien. Równiez doprowadzenie ciepla, które jest potrzebne do odparowania nie wchodzacej do wlókien wody, o równomiernego srodowiska pary wodnej w warstwie razem sprasowanych wlókien nastepuje glównie na skutek przewodnictwa cieplnego i jest odpowiednio zalezne od czasu tzn. ze w okreslonym czasie moze byc dostarczona tylko okreslona ilosc ciepla do warstwy wlókien. Z tych powodów przy wytwarzaniu arkuszy sposobem wedlug wynalazku nie wystepuja blyskawicznie przebiegajace reakcje, lecz musza byc utrzymane warunki przez dluzszy okres czasu.Czas trwania nacisku jest dluzszy niz czas przebiegu tasmy przez strefe nacisku jednej, lub kilku par walców naciskowych. Równiez przy przechodzeniu tasmy przez szereg par walców naciskowych nastepuje zawsze04 686 3 spadek cisnienia pomiedzy poszczególnymi parami walców, które przeciwdziala wytwarzaniu wiazan sposobem wedlug wynalazku, gdyz prasowanie ustaje co chwila przed osiagnieciem ostatecznego zwiazania I nie pozwala nu powstanie polaczenia. Przy wytwarzaniu arkuszy sposobem wedlug wynalazku nacisk musi byc utrzymywany bez przerwy przez znacznie dluzszy okres czasu.Okres dzialania nacisku jest wystarczajacy wtedy, gdy masa wlóknista lub runo zostanie poddane naciskowi w czasie, wystarczajacym do odparowania czastek wody zwilzajacej, niezbednym do osiagniecia pozadanego zwiazania wlókien.Próby wykazaly, ze najlepsze wyniki osiaga sie, gdy naciski tworzace plat utrzymuja sie dluzej niz jedna sekunde. Ponadto okazalo sie, ze najlepsze wyniki osiaga sie, gdy nacisk wynosi 10 do 50 kg/cm3.Aby przy wywieraniu nacisku uniknac trudnosci spowodowanych wystepowaniem powietrza znajdujacego sie w masie wlóknistej lub runie, zaleca sie zgniesc wstepnie mase wlóknista lub runo po nawilzeniu ale jeszcze przed dzialaniem wlasciwego nacisku.Przy wytwarzaniu arkuszy, korzystnie jest utrzymac na powierzchniach walców naciskowych temperature powyzej 100°C.Powierzchnie naciskowe moga byc róznie uksztaltowane, zaleznie od rodzaju wytwarzanych arkuszy.Jezeli sa to pojedyncze arkusze, to moze byc zastosowana zwykla prasa stemplowa z odpowiednimi powierzchniami prasujacymi. Korzystnie jednak wytwarza sie wedlug wynalazku arkusze w sposób ciagly to znaczy w postaci przebiegajacej wstegi. Tutaj powierzchnie naciskowe moga miec ksztalt formujacych tflsm bez korka, które sa rozmieszczone przeciwlegle po obu stronach wstegi i przebiegaja przez bebny o osiach równoleglych wzgledem siebie i wzgledem wstegi. Na pewnym odcinku drogi wstegi tasmy przemieszczajace sie razem z nia sa odpowiednio dociskane do wstegi. Urzadzenie tego rodzaju jest przedstawione przykladowo w szwajcarskim opisie patentowym 327433.Para powstajaca podczas zwiekszajacego sie nawilzania w wyniku dzialania temperatury podczas wywierania nacisków na powierzchnie wsteg' jest zamknieta miedzy nie posiadajacymi otworów powierzchniami dociskowymi. Po zaprzestaniu nacisku, badz po opuszczeniu przez wstege strefy dociskania, para ulatnia sie.Przy cienkich wyrobach w postaci papieru nie ma to znaczenia, poniewaz ze wzgledu na niewielka objetosc wystepuje tu niewiele pary, która ma krótka droge do przebycia wewnatrz warstwy wlókien.W przypadku natomiast stosowania wynalazku do wytwarzania grubszych arkuszy, tektury lub kartonu, które maja grubosc kilku milimetrów i przy których wieksze ilosci pary natrafia sie juz na trudnosci przedostania sie pary na zewnatrz i po zaprzestaniu nacisku moze nastapic pekniecie wyrobu pod dzialaniem szybko uchodzacej pary. Mozna temu zapobiec w ten sposób, ze mase wlóknista lub runo po ustaniu dzialania temperatury ponad 100°C i wywierania nacisku ksztaltujacego arkusz chlodzi sie pod cisnieniem. Znajdujaca sie w masie wlóknistej badz w runie para, która moze powstac tylko z doprowadzonej wody, skrapla sie badz zostaje przyjeta przez wlókna. Po ochlodzeniu nie dziala juz na wytworzony wyrób cisnienie pary wodnej tak, ze nie wystepuja juz pekniecia.Przyklad urzadzenia do stosowania sposobu wedlug wynalazku przedstawiono schematycznie na rysunku, na którym urzadzenie uwidocznione jest w widoku z boku w przekroju wzdluznym.Zgodnie z rysunkiem urzadzenie 10 sklada sie z plyt dociskowych 12, 13 na które wywierane sa sily w kierunku strzalek 14. Pomiedzy plytami dociskowymi 12, 13 przebiega dolna 16 i górna 19 tasma formujaca, które dociskane sa do plyt dociskowych 12,13 przy pomocy nie przedstawionych na rysunku krazków, które to miedzy soba przyjmuja mase wlóknista lub runo 16. Powierzchnie dociskowe wytworzone przez tasmy formujace 18, 19 przebiegaja wiec razem z masa wlóknista lub runem 16 w kierunku strzalki 20. Dlugosc plyt dociskowych 12,13, to znaczy dlugosc odcinka prasowania jest uzalezniona od potrzeb.W pierwszym etapie nacisku plyt dociskowych 12,13, uwzgledniajac kierunek strzalki 20, przewidziane sa kanaly grzejne 15, które wytwarzaja temperatury powyzej 100°C. Na koncu plyt dociskowych moga byc przewidziane kanaly chlodzenia 17 tak, aby mozna bylo jeszcze pod cisnieniem ochlodzic grubsza warstwe masy wlóknistej lub runa 16 i zapobiec rozerwaniu, przez wydostajaca sie pare, po zaprzestaniu nacisku. Para skrapla sie wtedy w masie wlóknistej lub runie 16 i jest przezen przyjmowana, przy czym masa wlóknista lub runo 16 wychodzi na zewnatrz osuszone, poniewaz ogólna ilosc dostarczonej wody jest mniejsza od ilosci wody mozliwej do wchloniecia. Nacisk w obszarze chlodzenia moze byc inny niz nacisk tworzacy arkusze w pierwszej czesci urzadzenia. Istotnym jest natomiast to, aby nie wystepowalo gwaltowne uwalnianie pary znajdujacej sie w masie wlóknistej lub runie.4 94 686 18 PL