FI109774B - Aaltopahvin valmistusmenetelmä - Google Patents

Description

109774

Aaltopahvin valmistusmenetelmä Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen parannettu menetelmä aaltopahvin 5 pintakerrosten liittämiseksi yhteen aallotettujen aineiden kanssa valmistettaessa aaltopahvia laatikonvalmistusta varten.

Tavanomaisesti liitettäessä pintakerroksia aallo-tettuun aineeseen ensimmäinen pintakerros asetetaan 10 yksipuoliseen päällystysyksikköön yksipuolisen päällystetyn pahvin muodostamiseksi ja tämä saavutetaan annostelemalla liimaa aallon kärkiin aineen ollessa aallotustelalla ja sitten kohdistamalla pintakerrokseen paine ja kuumuus. Aallotustelalta ja puristustelalta 15 tulevan kuumuuden ja mekaanisen puristuksen yhdistelmä itsessään muodostaa ensimmäisen pintakerroksen ainesidok-sen. Sen jälkeen yksipuoleisesti päällystetty pahvi siirretään kaksoispäällystimeen tai kaksoisalustalle, jossa liimaa annostellaan aallon kärkiin ja pahvi 20 kuljetetaan useiden höyryn avulla kuumennettujen telojen yli toisen pintakerroksen yhteenliittämiseksi. Painetta • • I ί kohdistavat myös siirtohihna pahvin yläpuolella ja useat » · pienet telat, jotka lepäävät tuolla hihnalla.

• *·· Kaksipuoleisesti päällystetyn pahvin kulkua kaksoispääl- : 25 lystimen tai kaksoisalustan kautta auttavat sandwich- * · · ··· hihnat höyryllä kuumennettujen telojen jälkeen.

MK

Laitteiston koko ja tuotantoon tarvittavan lattian • · · -1 pituus on melko pitkä tavanomaisessa aaltopahvinvalmistus- . laitteistossa. Kuumennusteloilla on suuri pituus sen • · · 30 varmistamiseksi, että liimasidos kovettuu tarpeeksi pahvin • · ·;* kulkiessa telojen kautta nopeuksilla, jotka ovat 300 - 400 : metriä minuutissa.

Toinen tavanomaisen aaltopahvin ominaisuus on, että • · » . *. siinä on "puristuslinjoja", jotka aiheutuvat yksipuolisen ; 35 päällystimen puristustelan kohdistamasta paineesta. Tämä yhdistyy "pesulautailmiöön", mikä on liiman aiheuttamaa 2 109774 I kuivumisessa sen vetäessä pintakerroksen pois suoruudes- i | taan. Nämä ilmiöt tekevät pahvin sopimattomaksi siihen, j että tälle puolelle voitaisiin painaa korkealaatuista | painantaa.

5 Tämän keksinnön päämäärä on parantaa aaltopahvin laatua ja vähentää pahvia kaupallisesti hyväksyttävillä nopeuksilla tuottavan laitteiston vaadittavaa kokoa. Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

10 Tätä varten esillä oleva keksintö saa aikaan menetelmän aallotetun pahvin muodostamiseksi, jossa ainakin yksi pintakerros kiinnitetään aallotettuun aineeseen käyttäen pientä mekaanista puristusta ja liima-liitos saavutetaan käytettäessä säteilyenergiaa aallonpi-15 tuudella, jolla vedellä, paperilla ja liimalla on pieni absorptiokerroin. Edullisesti aallonpituus on likimain infrapunasäteilyn alueella 1,0 - 2,1 mikronia, edullisemmin 1,0 - 1,5 mikronia.

Aallonpituusalueen valinta on ratkaisevaa tässä 20 keksinnössä. Aikaisemmin on ehdotettu säteilykuumentimia laminaattien ja aaltopahvin liimojen kovettamiseksi, mutta • « : käytetyt aallonpituudet ovat johtaneet säteilyenergian absorboitumiseen pahvin pinnan lähellä ja kuumuuden syöttö • *·· liimakerrokseen on tapahtunut konduktiona paperin läpi.

25 Tämä ei mullistavasti parantanut sidoksen kehittymis- ··· nopeutta ja saavutettiin vain vähän edistystä verrattuna kuumuuden syötön tavanomaisten menetelmien käyttöön. Esimerkiksi US-patentti j ulkaisut 4 169 007 ja 4 589 944 . . ehdottavat infrapunasäteilyn käyttöä kuumennettaessa )..* 30 aallotettua pahvia ja liimaa, mutta eivät vältä *;·’ puristuksen käyttöä tai huomattavasti vähennä : kovettumisaikaa. US-patentti julkaisu 4 169 007 kuvaa säteilyn käyttöä aallonpituuksilla, jotka ovat alueella • ♦ · . 2,6-3,5 mikronia, yksipuolisesti päällystetyn pahvin * * * _ _ ·*· ) 35 valmistamiseksi, mutta ilman tämän keksinnön edellä mainittuja etuja.

3 109774

Infrapunalaitteistojen toimittajien esittämä tau-lukkotieto osoittaa, että prosenttimääräinen säteilyener-gia alueella 1,0 - 1,5 mikronia ja 2,5 - 3,5 mikronia vaihtelee aallonpituushuipun siirtyessä seuraavasti: 5 aallon- lähteen energia-% energia-% pituus- lämpö- 1,0-1,5 mikronin 2,5-3,5 mikronin huippu tila eC aallonpituudella alueella 10 3,04 675 1,0 17,5 2,64 81 6 2,2 23,8 2,35 954 4,0 24,5 1,75 1370 13,6 21,5 1,50 1650 19,4 18,2 15 1,23 2065 23,5 13,6 1,05 2480 28,9 9,2

Infrapuna-absorptiospektri, jonka infrapunalamppu-jen toimittajat esittävät tyypilliselle paperiarkille, 20 jonka peruspaino on 185 g/m2, osoittaa, että aallonpituus-. alueella 2,5 - 3,5 mikronia ainoastaan 5 % tulevasta )**/ säteilystä siirtyy ja 95 % absorboituu muodostaen kuumuut- ··· : ta paperissa. Aallonpituusalueella 1,0 - 2,1 mikronia • ·· 41,0 % tulevasta säteilystä siirtyy. Näihin lukuihin 25 perustuen 18,2 % säteilyenergiasta on sitten käytettävissä ' kuumennukseen ja tärkkelysliisterin hyydyttämiseen käytettäessä edullista 1,0 - 2,1 mikronin aallonpituusaluetta, kun taas vain 0,7 % säteilyenergiasta on : käytettävissä tähän tarkoitukseen 2,5 - 3,5 mikronin 30 alueella, mikä on US-patenttijulkaisussa 4 169 007 *!' suositeltu alue.

: ’·· Infrapunan käytön tarkoituksena on tehokkaasti käyttää hyväksi siirrettyä elementtiä.

; ,·. Stefan-Bolzmannin ja Wienin lakien kuvaama ”* ! 35 lämpösäteilyn piirre on, että lämpöenergian lähteen säteilyemittanssi on verrannollinen lähteen lämpötilaan 4 109774 neljänteen potenssiin ja että energia säteilee aallonpituusalueina. Vallitseva aallonpituus on kääntäen verrannollinen lähteen lämpötilaan.

Infrapunasäteily lämpölähteestä, jonka lämpötila on 5 alueella 1 100 - 2 300 °C, aallonpituushuippujen ollessa 2,1 - 1,0 mikronin välisellä alueella, on edullinen säteily pintakerroksien ja väliaineiden tehokkaalle yhteenliittämiselle. Näillä aallonpituuksilla paperilla, vedellä ja liimoilla on pieni absorptiokerroin absorboidun 10 energian lisääntyessä paperin ja liimakalvon paksuuden lisääntymisen mukana. Säteilylämpöenergia tunkeutuu siitä syystä syvälle paperin rakenteeseen ja liimakalvoon tai -pisaraan johtaen nopeaan liiman lämpötilan nousuun ja koko paperirakenteen ja liiman läpi. Tämä saa aikaan 15 liiman nopean hyytelöitymisen ja siten nopean sidoksen muodostumisen. Veden suuri pitoisuus liimakalvossa tai pisarassa erityisesti edesauttaa suurta energian absorbointia ja lämpötilan nousua liimassa. Kokonaan siirtynyt säteily heijastuu takaisin paperikerrosten ja 20 liimakalvon tai -pisaroiden läpi metallipinnan avulla, jota vasten paperi lepää, tai heijastinlaattojen avulla, I'V jotka on sijoitettu säteilyenergian lähdettä vastapäätä.

» · · ;·· * Lämpötila-alueella 1 100 - 2 300 °C lähteen säteilyemittanssi on riittävän suuri tuotteen osien :...· 25 liittämiseksi yhteen tehokkaasti vaadituilla kaupallisesti ,,[·* toteuttamiskelpoisilla toimintanopeuksilla, jotta voidaan : käyttää pieniä säteilyalueita, joita vaativat aaltopahvin kaupallisen valmistuksen rajoitukset.

:\j On edullista, että infrapunasäteilijät sijoitetaan • · 30 akselin suuntaisesti teloja pitkin eikä tangentin '·' suuntaisesti. Yhteenliittämiseen tarvittavaa energiaa : ” voidaan vähentää huomattavasti, kun sijoitetaan lamput ·...· akselin suuntaisesti ja arkin pinnan kanssa yhden- : .·. suuntaisesti. Sellainen järjestely sallii infrapunalamp- 35 pujen ryhmän mukautua infrapunaryhmien ohi kulkevan arkin mukaisesti. Sellainen mukautuminen saa aikaan suuremman 5 109774 tehokkuuden ja se on vähentänyt yhteenliittämisessä käytettävää energiaa 60 %:lla. Kaareviin pintoihin mukautumisen mahdollisuus sallii infrapunasäteen keskittämisen ja käytön alueilla, joissa tila on 5 rajoitettu.

Edullisesti ilmanpaineen pahvin pinnalla säteilyenergialähteen vieressä tulisi olla niin lähellä ympäröivän ilman painetta kuin mahdollista.

Tämän keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti 10 infrapunasäteilyä käytetään höyryllä kuumennettujen telojen sijasta valmistamaan aineita aallotusta varten.

Perinteinen menetelmä, jolla kuumennetaan ja pehmennetään aineita auttaen niiden mukautumista aallotustelojen aaltoprofiileihin ja pitäen yllä tuota mukautumista, on 15 sellainen, että kuumennetaan teloja ruiskuttamalla höyryä telojen runkoihin. Käytettäessä suuritehoista infrapuna-energiaa, joka kohdistetaan aineisiin ennen niiden sisäänmenoa aallotuslabyrinttiin, voidaan saavuttaa samanlainen arkkien kuumennus ja pehmitys. Suuritehoisella 20 lyhytaaltopituusyksiköllä on viritysalue 1,0 - 2,5 mikro-. nia, mitä käytetään paksuudeltaan vaihtelevien paperi- arkkien kuumentamisen ja pehmentämisen optimoimiseen.

• M

: Toinen etu on huomattava, ellei totaalinen, höyryn ” käytön väheneminen kuumennettaessa aallotustelojen 25 runkoja, ja täten vältetään tarve valmistaa aallotustelat paineastioiksi. Tämä välttäminen myös lisää telojen run-kojen ja akselien jäykkyyttä vähentäen siten telojen värähtelyä.

: Suuritehoisen sähköenergian käyttö sisältää lisäksi ,···. 30 muuntokapasiteetin, kaapeloinnin ja kytkinlaitteiden "" asennuksen.

: *** Tavanmukaisesti tärkkelysliistereitä tai tärk- :it.: kelyspoh j aisia vesiliukoisia liimoja on käytetty : .·. aallotettujen pahvien yhteenliimaamiseen. Tärkkelys- 35 liisterit ovat varsin käyttökelpoisia esillä olevassa keksinnössä ja kovetusajat ovat suuresti vähentyneet.

6 109774

Kuitenkin polymeeriliimat ovat myös sopivia ja tarjoavat sopivan sidoksen, joka on verrattavissa tärkkelyspoh-jaisiin liimoihin tai niitä parempi.

Tämän keksinnön monet puolet ovat käyttökelpoisia 5 tavanomaisessa aallotetun pahvin valmistuksessa, mutta se on myös käyttökelpoinen epätavanomaisen pahvin valmistuksessa, jolloin pahvissa on kaksi välissä olevaa aallotettua ainetta, jotka on yhdistetty aallonkärjistään. Tämän tyyppinen pahvi ja valmistusmenetelmät on kuvattu 10 EP-patenttijulkaisuissa 213 957, 279 609 ja EP-hakemusjulkaisuissa 88 311 884.6 ja 89 903 961.4.

Keksintöä selitetään edelleen viitaten piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaavamainen kuvanto äskettäin ehdotetusta yksipuolisesta päällystysyksiköstä, kuvio 2 on 15 kaavamainen kuvanto tämän keksinnön mukaisesta yksipuolisesta päällystysyksiköstä ja kuvio 3 kuvaa kaavamaisesti epätavanomaisen kaksoisseinämäisen pahvin valmistusta, jossa on kaksi aallotettua ainetta yhteenliitettyinä aallonkärjistään ilman välissä olevaa 20 pintakerrosta.

. Kuvion 1 mukaisessa tavanomaisessa yksipuolisessa päällystimessä aine 1 aallotetaan aallotustelojen 4 ja 5 ·· : välissä. Liimaa levitetään aineen 1 aaltoihin liiman • " annosteluasemalla 6 ja aaltopahvin pintakerros 2 kulkee 25 sitten puristustelan 7 ympäri, joka painaa pintakerroksen •|* 2 aallotettuun aineeseen 1 yksipuolisesti päällystetyn pahvin 3 valmistamiseksi.

Tämän menettelyn aikaansaamassa tuotteessa esiintyy : puristuslinjoja. Tuotteelle on lisäksi tunnusomaista, mikä 30 on esitetty patenttivaatimuksessa 4.

Kuviossa 2 aine 1 kulkee tavalliseen tapaan aallo-I '*· tustelojen 10 ja 11 nipin kautta ja sen jälkeen liiman ^ annostelulaite 12 levittää liimat aineen 1 aalloille. Aine ; .·. 1 kuumennetaan tämän keksinnön mukaisen infrapuna- "; 35 säteilijän 14 avulla ennen sen saapumista aallo- tuslabyrinttiin aallotustelojen 10 ja 11 väliin.

ί 109774 7

Aaltopahvin pintakerros 2 kulkee S-päällystystelo-jen 13 kautta kosketukseen aallotetun aineen 1 kanssa ja kiinnittyy kevyesti siihen. Liimasidos aineen 1 ja pintakerroksen 2 välillä sidotaan käyttäen tämän keksinnön 5 mukaista infrapunakuumenninta 14, jolla on pinta, joka on muodostettu mukautumaan pintakerroksen pintaan sen kulkiessa aallottavan telan 11 yli. Kuumennun 14 ulottuu akselin suuntaisesti telan 11 kanssa yhdensuuntaisena. Yksipuoleisesti päällystetty pahvi 3 on siten muodostettu 10 käyttämättä liiallista puristusta tai muodostamatta puristuslinjoja yksipuolisesti päällystettyyn pahviin.

Kuviossa 3 kuvataan epätavanomaisen pahvin valmistusta, jossa kaksi ainetta 22 ja 23 liitetään yhteen ja aaltopahvin pintakerrokset 21 ja 24 vastaavasti vuorostaan 15 yhdistetään yhteenliitettyihin aineisiin kuten EP- patenttijulkaisussa 213 957 on esitetty.

Molemmat aineet 22 ja 23 on aallotettu aallotus-teloilla 33 ja 34 ja vastaavasti 31 ja 32. Infrapuna-säteilijät 44, jotka on suunnattu akselin suuntaisesti ja 20 muodostettu mukautumaan aallotustelojen pinnan muotoon, on sijoitettu aallotusyksiköiden 31 ja 33 viereen • · ···' · esikuumentamaan ja pehmittämään aineita 23 ja 22 : vastaavasti ennen aallotusta. Kun aine 23 kulkee telan 32 ’·· yli, liima levitetään liimausasemalla 35. Aineet 22 ja 23 » · » 25 li itetään sitten yhteen aallonkärjistään niiden kulkiessa ·;· synkronisoitujen telojen 32 ja 34 nipin kautta ja yhteenliitetyt aineet kulkevat sitten kannatintelalle 37. Liimaa levitetään ulommalle aineelle 22 liimausasemalla 38 : ja pintakerros 21 tuodaan pienessä puristuksessa 30 kosketukseen aineiden kanssa syöttämällä syöttörullien ’!* sarjan läpi, jotka sisältävät S-päällystystelat 39.

• *·· Pintakerroksen liittämisen jälkeen aineet ja : : pintakerros kulkevat kannatintelan 37 kannattamina ; ’·. säteilyenergia-aseman 44 ohi, joka asema on akselin 35 suuntaisesti suunnattuna kannatintelan 37 yläpuolella.

* ·

S

8 109774

Infrapunasäteilijät 44 on muotoiltu mukautumaan telan 37 ääriviivoihin.

Liima, jota kuvion 2 mukainen liiman annostelija 12 tai kuvion 3 mukaiset liiman annostelijat 32 ja 38 5 käyttävät, voi olla tärkkelysliisteriä tai polymeeri-liimaa. Vaihtoehtoisesti termoplastinen kalvo, joka pystyy liittämään yhteen pahvia, voidaan syöttää kuvion 2 aallotustelojen 10 ja 11 tai kuvion 3 aallotustelojen 32 ja 34 nipin väliin ja sen jälkeen asettaa alttiiksi 10 infrapunasäteilylle kalvon sulattamiseksi liimakerrok- seksi. Samalla tavoin polymeerikalvo voidaan syöttää kuvion 2 aaltopahvin pintakerroksen 2 tai kuvion 3 pintakerroksen 21 kanssa ja siten voidaan hävittää liimausasemat.

15 On huomattava, että kuviossa 3 esitettyä laitteistoa voidaan käyttää tavanomaisen aallotetun pahvin valmistukseen yksinkertaisesti olemalla käyttämättä aallotusteloja 31 ja 32.

Säteilyenergialähteet 14 kuviossa 2 ja 44 kuviossa 3 20 ovat hehkuvia lähteitä 2 100 °C:ssa säteillen aallonpi tuusalueella, jonka keskus on 1,2 mikronia. Kannatintelan : 37 pinta toimii heijastimena.

Inf rapunalamput sijoitetaan edullisesti 30 - 40 . *·. mm: n etäisyydelle yhdistettävän pintakerroksen pinnasta.

25 Jäähdytysilmaa voidaan syöttää lamppuihin lampun iän ··· pidentämiseksi ja nopean jäähtymisen aikaansaamiseksi ja » » * · sen ulostuloilmanpaineen tulisi olla alueella 0-70 mm vedenkorkeuteen.

. . Nollapaineiset infrapunayksiköt tai "suljettupintai- * I » 30 set" liittämisyksiköt, jotka vetävät sisään ilmaa toi- ·;** mintapinnalla ovat vaihtoehto, joiden on todettu olevan yhtä tehokkaita tai tehokkaampia kuin infrapunayksiköt, joita jäähdytetään ilmalla, joka tulee pakotetusti . '. yksiköiden sisältä ja jakautuu arkille.

: ·; 35 Kannatintelalta 37 poistumisen jälkeen liimaa M M » levitetään paljastuneelle aineelle 23 ja pintakerros 24 ί 109774 g levitetään yksipuoleisesti päällystetylle kaksoisaal-lotetulle rakenteelle telan 42 avulla. Pintakerros 24 tuodaan telalle 42 tavanomaisen telaryhmän yli, joka käsittää S-päällystyssyöttötelat 41.

5 Liimasidos muodostuu käytettäessä yllä kuvattuja säteilykuumentimia 44.

Toisten pintakerrosten kyseessä ollessa käytetään heijastuslevyä 45 heijastamaan säteilyn takaisin aallo-tettuun pahviin. Edullisesti luodaan ilmatyyny heijas- 10 tinlevyn 45 pinnan yli suojelemaan heijastavaa päällystettä aallotetun pahvin hankaukselta.

Nopeuksilla 80 - 100 metriä minuutissa voidaan saavuttaa alle sekunnin yhteenliittymisaikoja verrattuna tavanomaisiin aina 4 sekuntia kestäviin yhteenliittymis- 15 aikoihin kaksoisalusta-asemalla.

; Käytettäessä tätä keksintöä pintakerrosaineen liitoksissa ei esiinny "puristuslinjoja" tai "pesulauta-ilmiötä" ja molemmat kaksoisseinämäisen pahvin sivut soveltuvat painantaan.

20 Menetelmän avainedut ovat: 1. Höyrykuumenteisen telayksikön poissaolo, mikä ···' ·’ vie laajan lattiatilan tavanomaisessa linjassa.

» i 2. "Sillan" poissaolo yksipuoleisen päällystimen ja • 1.· kaksoisalustan välillä, mikä vaatii kul jetinhihnoja ja 25 keinoja kaksoisalustalle syöttämisen helpottamiseksi.

• · · ··· Molemmat edut 1 ja 2 sallivat paljon pienemmän lattiatilan > i · » käytön.

3. Pienentyneet häviöt, joita johtuu tavanomaisen . koneen pysähtymisistä pahvin jäädessä höyrytelojen ► · · 30 alueelle ja ylikuumentuessa menettäen vaaditun laadun.

i t ·;·’ 4. Vähentynyt liiman kulutus verrattaessa : tavanomaisiin kaksoisalustoihin.

» ♦ · I , , ·

Claims (4)

109774 j 10 i i

1. Menetelmä aaltopahvin valmistamiseksi, jossa menetelmässä liima-ainetta asetetaan pahvikerrokselle (1; 5 22; 23) ja toinen pahvikerros (2; 21, 22, 24) liitetään puristamalla sitä vasten ja kerroksille tuodaan infra-punalämpöä liima-aineliitoksen kovettamiseksi, tunnet -t u siitä, että käytetty liima-aine muuttuu tehokkaaksi asetettaessa alhaiselle mekaaniselle paineelle ja läm-10 pösäteilylähteelle (14; 44) alueella 1100 - 2300 °C säteilyn vallitsevan aallonpituuden ollessa 2,1 - 1,0 pm välillä, kerrosten (1, 2; 22, 23; 21, 22; 23, 24) välisen liitoksen kehittymisen nopeuttamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että ainakin yksi kerroksista on rai- na, jossa on aaltokerrospahvi (1; 22; 23) ja toinen kerros on pahvin pintakerros (2; 21; 24) tai jokin muu aaltopah-viraina.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että lämpösäteilylähde (14; 44) on infrapunalähde, joka on suunnattu aallotustelojen (10, 11; : 31; 32, 33, 34) tai kannatintelojen (37) akselin suuntai- » t sesti ja pahvikerrosten (1, 2; 21, 22, 23, 24) kanssa yh-. densuuntaisesti.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai patenttivaatimuksen 3 ja patenttivaatimuksen 2 menetelmän mukainen aaltopahvi > « « · (1, 2; 21, 22, 23, 24), joka koostuu ainakin yhdestä pin- I » t takerroksesta (2; 21, 24) ja ainakin yhdestä aaltokerros-. . pahvista (1; 22, 23), tunnettu siitä, että se osoittaa 30 vähentyneitä puristuslinjoja ja pesulautailmiötä. » t 1 i ♦ ,, 109774