PL184517B1

PL184517B1 - Rdzeń i sposób wytwarzania rdzenia

Info

Publication number: PL184517B1
Application number: PL97328666A
Authority: PL
Inventors: Korhonen@Pertti
Original assignee: Ahlstroem Alcore Oy
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 2002-11-29
Also published as: LT98143A; ES2170365T3; JP3343261B2; TW371642B; US6159564A; FI961133A0; ATE211058T1; KR19990087738A; LT4531B; DE69709334D1; FI99197B; NO984170D0; LV12182A; DE69709334T2; JPH11506062A; EP0894048A1; EP0894048B1; SK123698A3; DK0894048T3; CA2248665C

Abstract

1. Rdzen, zwlaszcza rdzen spiralny, za- wierajacy nalozone na siebie warstwy kar- tonu, znamienny tym, ze przynajmniej nie- które warstwy kartonu maja celowo nadane poziomy zawartosci wilgoci rózniace sie od siebie. 2. Sposób wytwarzania rdzenia, zwlasz- cza rdzenia spiralnego, polegajacy na tym, ze nalozone na siebie warstwy kartonu zwija sie, a nastepnie poddaje klejeniu i susze- niu, znamienny tym, ze przynajmniej nie- które warstwy kartonu przed zwinieciem nawilza sie do poziomów zawartosci wil- goci rózniacych sie od siebie. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rdzeń i sposób wytwarzania rdzenia, zwłaszcza rdzenia spiralnego.

Tkaniny wytwarzane w przemyśle papierniczym, tworzyw sztucznych i włókienniczym zwykle nawija się na rdzenie dla utworzenia bel. Rdzenie wykonane z warstw kartonu, szczególnie rdzenie spiralne, wytwarza się przez sklejenie warstw kartonu jedna na drugiej i przez nawinięcie ich spiralnie w specjalnej maszynie spiralnej. Szerokość, grubość i liczba warstw kartonu potrzebnych do utworzenia rdzenia zmieniają się w zależności od wymiarów i wymagań wytrzymałościowych wytwarzanego rdzenia, przy czym szerokość warstwy wynosi zwykle 50 do 250 mm, grubość 0,2 do 1,2 mm a liczba warstw 3 do 30. Wytrzymałość warstw kartonu zmienia się, dla dopasowania do żądanych wymagań wytrzymałościowych rdzenia.

Grubość ściany rdzenia zmienia się w szerokim zakresie, typowo od 0,50 do 18 mm. Im grubsza ściana rdzenia, tym jest ona złożona z większej liczby warstw. Niezależnie od warstwy, wilgotność kartonu wchodzącego do maszyny spiralnej jest zwykle taka sama, np. 8%, co często odpowiada zapotrzebowaniu na wilgoć ukończonego rdzenia.

184 517

Ponieważ klejona jest ze sobą duża liczba cienkich warstw przez rozprowadzenie kleju na dużych powierzchniach w celu uzyskania grubej ściany rdzenia, zaś zawartość suchej materii w kleju jest ogólnie niska, około 20 do 60%, zatem wilgotność kartonu w maszynie spiralnej znacznie się zwiększa, zwykle do 11 - 18%. Dlatego też wytworzony rdzeń trzeba osuszyć, aż będzie gotowy do dostarczenia użytkownikowi.

Suszenie przeprowadza się przez przedmuchiwanie umiarkowanie ogrzanego powietrza przez stertę rdzeni. Suszenie jest pracochłonne i czasochłonne, ponieważ ściana rdzenia, który ma być suszony, jest gruba, co powoduje powstawanie gradientu wilgoci wewnątrz grubego materiału ściany w czasie suszenia. Tak więc, najpierw musi wyschnąć zewnętrzna powierzchnia ściany, zanim zaczną schnąć wewnętrzne części ściany. Taki gradient wilgoci może wynosić kilka procent jednostek wilgotności na kilka milimetrów. Jest to przedstawione, przykładowo, na towarzyszącym wykresie, który wskazuje typowy profil wilgoci wewnątrz ściany rdzenia. Typowy dla gradientu wilgotności znanych rdzeni jest fakt, iż nie wyrównuje się on łatwo po powstaniu.

Gdy skleja się warstwy kartonu, to ich włókna pęcznieją. W czasie suszenia rdzenia, włókna ponownie kurczą, się w miarę, jak ich wilgotność spada. Dla suszenia, rdzenie zwykle zestawia się ściśle ułożone w stos. Ze względu na taki sposób zestawiania, każdy rdzeń schnie głównie wewnątrz, w wyniku wdmuchiwania doń powietrza. W ścisłym zestawianiu, gradient wilgoci tworzy się w jednym kierunku, tj . kierunku os i z , tak ee wilgotność zmniejsaa się od zewnętrznego obrzeża r0zeuia w kierrnnr wewnętrznej powierzchni ściany rdzenia, jak przedstawiono na rysunku.

Ponieważ ściana rdzenia ma różną zawartość wilgoci i dochodzi do jej kurczenia się w różnych momentach w czasie suszenia, co powoduje otwieranie struktury rdzenia, zatem w ścianie rdzenia rozwijają się stosunkowo silne naprężenia wewnętrzne. Naprężenia wynikają również z różnych kątów pasków kartonu w różnych warstwach, według geometrii rdzenia spiralnego. W najgorszym wypadku, naprężenia te mogą nawet spowodować defekty materiału. W każdym wypadku osłabiają one wytrzymałość rdzenia, gdy znajduje się on pod naprężeniem, przy czym najczęstsze naprężenie jest tak zwanym naprężeniem ładowania uchwytowego (tj., w przypadku gdy bela jest wsparta na rdzeniu przez stosunkowo krótkie uchwyty).

Wewnętrzne naprężenia rdzenia można wykryć przez rozszczepienie cienkiego pierścienia odciętego od rdzenia albo przez zbadanie rdzeni, które zostały osuszone i poddane obróbce na różne sposoby, przez specjalne urządzenie testujące siłę uchwytu.

Jak wspomniano, rdzenie kartonowe znane ze stanu techniki wytwarzano tak, że warstwy kartonu stosowane do złożenia ściany rdzenia miały równą zawartość wilgoci. W czasie suszenia rdzenia tworzył się gradient wilgoci tak, że warstwy najbliższe wewnętrznej ściany (albo ścian) schły pierwsze, tym samym rozwijając niekorzystne naprężenia.

Celem wynalazku jest zmniejszenie, eliminacja a nawet zmiana kierunku tych naprężeń, co pozwoli na zwiększenie wytrzymałości rdzenia i jego odporności na obciążenie, szczególnie w przypadku ładowania uchwytowego.

Rdzeń, zwłaszcza rdzeń spiralny, zawierający nałożone na siebie warstwy kartonu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przynajmniej niektóre warstwy , kri-tonu mają celowo nadane poziomy zawartości wilgoci różniące się od siebie.

Sposób wytwarzania rdzenia, zwłaszcza rdzenia spiralnego, polegający na tym, że nałożone na siebie warstwy kartonu zwija się, a następnie poddaje klejeniu i suszeniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przynajmniej niektóre warstwy kartonu przed zwinięciem nawilża się do poziomów zawartości wilgoci różniących się od siebie.

Warstwy kartonu nawilża się do poziomów zawartości wilgoci, korzystnie wybranych według profilu wilgotności powstającego w ścianie rdzenia w trakcie jego suszenia.

Po wysuszeniu rdzenia umożliwia się zwiększenie jego wilgotności.

Nawilżanie warstw kartonu do różnych poziomów zawartości wilgoci przeprowadza się za pomocą maszyny do wytwarzania kartonu w trakcie wytwarzania kartonu i/lub następnego cięcia kartonowych pasów, które mają różne szerokości i które są przeznaczone do stanowienia różnych warstw lub za pomocą maszyny spiralnej do wytwarzania rdzeni, poprzez zmianę

184 517 i/lub regulowanie sposobu klejenia różnych warstw kartonu, zwłaszcza klejenia jednostronnego albo dwustronnego.

Nawilżanie do różnych poziomów zawartości wilgoci realizuje się za pomocą maszyny spiralnej do wytwarzania rdzeni, przez zastosowanie przynajmniej jednego rodzaju kleju do klejenia różnych warstw kartonu lub przez zmianę własności rodzaju kleju stosowanego do klejenia różnych warstw kartonu, albo poprzez zmianę zawartości suchej materii w kleju stosowanym do klejenia różnych warstw kartonu.

Gdy początkowa zawartość wilgoci różnych warstw kartonu ma profil według wynalazku, na przykład już w czasie wytwarzania kartonu albo gdy tnie się wzdłużnie pasy kartonu, mające różne szerokości i służące do różnych warstw, tak że wilgotności odpowiadają gradientowi wilgoci, który pozostaje automatycznie w warstwach kartonu w czasie suszenia rdzenia, wówczas rozwijane w rdzeniu naprężenia maleją. Stopniowana struktura wilgotności warstw rdzenia według wynalazku jest dopasowana do wstępnie przyjętego, względnie obliczonego termicznie lub wyznaczonego doświadczalnie kształtu gradientu wilgotności. Wymagane różnice w zawartości wilgoci (stopniowa struktura wilgotności) może być wytworzona na maszynie spiralnej, przez zmienianie i/lub regulowanie sposobu klejenia różnych warstw kartonu (np. klejenie jednostronne albo dwustronne) albo przez zmienianie i/lub regulowanie typu kleju, poprzez dobór przynajmniej jednego typu kleju do klejenia różnych warstw kartonu. Wymagane różnice w zawartości wilgoci można uzyskać za pomocą maszyny spiralnej również przez zmienianie własności, zwłaszcza zawartości suchej masy, typu kleju stosowanego do klejenia różnych warstw kartonu.

W sposobach znanych ze stanu techniki, wszystkie warstwy wewnątrz ściany rdzenia miały zwykle tę samą zawartość wilgoci, np. 8%. Początkowa zawartość wilgoci wewnętrznych warstw rdzenia wytwarzanego sposobem według wynalazku wynosi np. 6%, zwiększając się w kierunku zewnętrznej powierzchni rdzenia najpierw do 7%, potem do 8,5% i wreszcie, na zewnętrznej powierzchni do około 10%. Klejenie zwiększa zawartość wilgoci z powodu wody zawartej w kleju, która to woda jest usuwana w czasie suszenia. Jednakże zapewniona początkowo stopniowa struktura wilgotności utrzymywana jest na każdym etapie, dzięki czemu unika się rozwijania szkodliwych naprężeń podczas suszenia. Podane powyżej dane są przykładowe i można zastosować inne typy stopniowej struktury wilgotności, na przykład według pożądanej końcowej zawartości wilgoci gotowego rdzenia. Ponadto przykładowo, skrajnie zewnętrzna warstwa może być pozostawiona jako bardziej sucha w celu przyspieszenia samego procesu suszenia, albo warstwy bardziej suche można umieścić na obu powierzchniach ściany rdzenia według gradientu wilgotności spodziewanego na podstawie zastosowanego sposobu suszenia.

Odporność ładowania uchwytowego rdzenia wytworzonego sposobem według wynalazku jest nawet 50% wyższa w porównaniu z rdzeniami wytwarzanymi według stanu techniki, które podlegają niepożądanemu naprężeniu. Wskazuje na to poniższa tabela, przedstawiająca wartości odporności ładowania uchwytowego rdzeni wytworzonych sposobem według stanu techniki i odpowiednio według wynalazku.

Odporność ładowania uchwytowego kN/100 mm (1)

Rdzeń Wartość porównawcza (2) Stopniowana wilgotność (stan techniki) (wynalazek)

Rdzeń z papieru drukarskiego	0,70	0,95
Rdzeń z papieru rotograwiurowego	1,80	2,30
Rdzeń z papieru rotograwiurowego	2,40	3,20

(1) wyznaczona Testerem Rdzeni Ahlstrom (europejski opis patentowy EP 309123), długość rdzenia testowego 100 mm, przyspieszenie mocy do maksymalnie 180 s (2) długoterminowa średnia statystyczna wspomnianego stopnia rdzenia

Sposób według wynalazku pozwala również na wytwarzanie wstępnie naprężonych rdzeni w taki sposób, że wytwarza się w rdzeniu stan naprężenia przeciwstawny kierunkowi naprężeń rozwijanych pod wpływem ładowania uchwytowego, tym samym zwiększając wytrzymałość rdzenia. Dokonuje się to np. przez umożliwienie zwiększenia wilgotności rdzenia po suszeniu.

184 517

Względna grubość ściany rdzenia

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Rdzeń, zwłaszcza rdzeń spiralny, zawierający nałożone na siebie warstwy kartonu, znamienny tym, że przynajmniej niektóre warstwy kartonu mają celowo nadane poziomy zawartości wilgoci różniące się od siebie.
2. Sposób wytwarzania rdzenia, zwłaszcza rdzenia spiralnego, polegający na tym, że nałożone na siebie warstwy kartonu zwija się, a następnie poddaje klejeniu i suszeniu, znamienny tym, że przynajmniej niektóre warstwy kartonu przed zwinięciem nawilża się do poziomów zawartości wilgoci różniących się od siebie.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że warstwy kartonu nawilża się do poziomów zawartości wilgoci, wybranych według profilu wilgotności powstającego w ścianie rdzenia w trakcie jego suszenia.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że po wysuszeniu rdzenia umożliwia się zwiększenie jego wilgotności.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że nawilżanie warstw kartonu do różnych poziomów zawartości wilgoci przeprowadza się za pomocą maszyny do wytwarzania kartonu w trakcie wytwarzania kartonu i/lub następnego cięcia kartonowych pasów, które mają różne szerokości i które są, przeznaczone do stanowienia różnych warstw.
6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że nawilżanie do różnych poziomów zawartości wilgoci realizuje się za pomocą maszyny spiralnej do wytwarzania rdzeni, poprzez zmianę i/lub regulowanie sposobu klejenia różnych warstw kartonu, zwłaszcza klejenia jednostronnego albo dwustronnego.
7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że nawilżanie do różnych poziomów zawartości wilgoci realizuje się za pomocą maszyny spiralnej do wytwarzania rdzeni, przez zastosowanie przynajmniej jednego rodzaju kleju do klejenia różnych warstw kartonu.
8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że nawilżanie do różnych poziomów zawartości wilgoci realizuje się za pomocą maszyny spiralnej do wytwarzania rdzeni, przez zmianę własności rodzaju kleju stosowanego do klejenia różnych warstw kartonu.
9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że nawilżanie do różnych poziomów zawartości wilgoci realizuje się za pomocą maszyny spiralnej do wytwarzania rdzeni, poprzez zmianę zawartości suchej materii w kleju stosowanym do klejenia różnych warstw kartonu.