FI97531B - Levymateriaali - Google Patents

Description

1 97531

LEVYMATERIAALI TEKNIIKAN ALA

Keksintö kohdistuu paperipohjaiseen levymateriaaliin, sen 5 valmistusmenetelmään sekä siitä valmistettuihin tuotteisiin.

TEKNIIKAN TAUSTA

Paperipohjaisia levymateriaaleja on aikaisemmin valmistettu kartongista, pahvista, aaltopahvista tai voimapahvista.

10

KEKSINNÖN YLEINEN KUVAUS

Keksintö ja sen eräät sovellutukset on määritelty patenttivaatimuksissa .

15 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Piirustusten selostus

Oheisissa piirustuksissa - kuvio 1 esittää levyn valmistusprosessia, 20 - kuviot 2 ja 2a esittävät paperirullan sisäpäätylappua, - kuviot 3 ja 3a esittävät kääremateriaalia, - kuvio 4 esittää erästä toista kääremateriaalia, - kuvio 5 esittää erästä kolmatta kääremateriaalia ja - kuvio 6 esittää rakennuslevyä.

; 25

Levyn valmistus

Levy muodostuu puristettua paperisilppua olevasta pehmeäs-tä tai puolikovasta keskikerroksesta sekä sen molemmilla puo- • i .··.·. lilla olevista pintakerroksista. Myös pintakerrokset ovat 30 parhaiten paperipohjaista materiaalia. Pintakerros voi olla muutakin sopivan pehmeää tai ohutta ja taipuisaa materiaalia.

Levy valmistetaan normaalisti siten, että paperijäte sil-putaan halutuun partikkelikokoon, silppuun lisätään liimaa, silppu levitetään tasaiseksi halutun paksuiseksi kerrokseksi, '35 silpun ylä- ja alapinnalle asetetaan halutunlaiset liimatta vat pintakerrokset sekä näin saatu levyaihio puristetaan levyjen välissä haluttuun paksuuteen sekä pidetään puristettuna liimaukseen tarvittava aika. Tarvittaessa puristuslevyjä kuumennetaan.

97531 2

Levyjä voidaan valmistaa joko levy kerrallaan, jatkuvatoi-misesti tai askeltaen jatkuvatoimisesta.

Keskikerroksen tiheyttä, huokoisuutta, pehmeyttä ja kimmoisuutta voidaan säätää silpun partikkelikokoa, liimausta 5 (liiman määrä ja laatu) sekä levyjen puristuspainetta muutta malla.

Silppu on hienonnettu partikkeleiksi, joiden koko on yksittäisestä kuidusta noin 20 x 20 mm: iin. Tyypillinen koko on noin 5 x 5 mm.

io Keskikerroksen tiheys on noin 0,1 - 0,8 kg/dm3, parhaiten noin 0,2 - 0,5 kg/dm3 ja kaikkein parhaiten noin 0,2 - 0,4 kg/dm3. Jotta saavutettaisiin riittävän alhainen tiheys, voi olla eduksi rypistää silputtuja paperipartikkeleita.

Levyn paksuus on noin 2-20 mm.

15 Liimana voidaan käyttää esimerkiksi urea-formaldehydihart- siliimaa. Liimaa käytetään suhteellisen vähän. Sopiva määrä on noin 2 - 10 % silpun painosta. Myös esimerkiksi tärkkelys-liima, polyeteeni tai vastaava muovi on tarkoitukseen sopivaa .

20 Erään sovellutuksen mukaan voidaan liimana käyttää paperi- jätteen joukossa olevaa sulavaa muovijätettä. Tällöin lii-mauslevyjä lämmitetään niin paljon, että liima sulaa. Jäähty-essään kiinteytyvä muovi sitten sitoo silpun yhteen ja pintakerrokset silppuun. Jotta levystä tulisi halutun paksuista ja 25 mahdollisimman tasaista, on jäähdyttäminenkin parasta tehdä levyjen välissä. Esimerkiksi noin 10 - 25 p-% (parhaiten noin ..... 14 - 20 p-%) polyeteeniä silpun joukossa riittää liimaukseen.

Ellei muovia ole tarpeeksi, voidaan muovin pitoisuus säätää • sopivaksi lisäämällä runsaammin muovia sisältävää silppua tai 30 esimerkiksi jätemuovia. Muoviliimausta käyttämällä vältytään liiman lisäykseltä. Lisäksi tavanomaiset muovit ovat ympäristönsuojelullisesti haitattomampia kuin varsinaiset liimat.

Edullisimmin levyn raaka-aineet ovat kierrätettyjä.

Paperinen pintakerros on tyypillisesti voimapaperia (ne-35 liömassa esim. n. 60 - 300 g/m2) . Pintakerros voi olla myös laminoitua paperia. Esimerkiksi kosteudenpitävyyden saavuttamiseksi voidaan paperiin laminoida muovikerros (esim. polyeteeniä 10-30 g/m2). Myös sanomalehtipaperi tms. käy pintamateriaaliksi.

97531 3

Paperissa voidaan käyttää myös haluttuja lisäaineita. Levyn pinnat voidaan käsitellä myös puristuksen jälkeen sopivilla lisäaineilla (esim. suoja-aineet).

Puristuslevyjen välissä saadaan levyn jommalle kummalle 5 tai kummallekin puolelle helposti painetuksi halutunlainen kuviointi. Tähän tarkoitukseen käytetään parhaiten puristus-levyn pinnalla olevia vaihdettavia kuviointielimiä kuten lankoja tai verkkoja. Myös online- tai offlinekalanteria tai pa-kotuskalanteria voidaan käyttää.

io Levyn valmistusprosessia kuvataan kaaviomaisesti kuviossa 1.

Tehtaalle vaunulla 1 kuljetettu jätepaperi varastoidaan siiloon 2. Siilosta paperia otetaan kuljettimen 3 avulla murskaimeen 4. Murskattu paperi puhalletaan syklonierottimeen 15 5, jossa hienoin aines erotetaan. Jäljelle jäävä silppu an nostellaan syöttimen 6 avulla puhaltimeen 7, jolla silppu edelleen puhalletaan sirotusyksikköön 8. Sirotusyksikköön annostellaan myös haluttu määrä liimaa.

Paperipalaset on edullista vielä rypistää ennen sirotte-20 lua. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi pakottamalla silppu läpi kapenevan ruuvikuljettimen, kahden eri nopeudella pyörivän hihnan välistä tai kahden toistensa suhteen pyörivän levyn välistä. Rypistys suoritetaan parhaiten siten, että paperi-partikkelit kihartuvat.

25 Sirotusyksikössä 8 silppu ja siihen sekoitettu liima an nostellaan tasaiseksi halutun paksuiseksi kerrokseksi alapa-....: perirainalle 9. Silppukerroksen päälle johdetaan yläpaperi- raina 10, minkä jälkeen paperit ja silppu puristetaan halut- • * tuun paksuuteen kuumennettavassa puristimessa 11. Näin saatu 30 levymateriaalirata leikataan haluttaessa arkeiksi ja pinotaan leikkurilla 12, pidetään tarvittaessa välivarastossa 13 sekä leikataan halutun muotoisiksi kappaleiksi leikkurilla 14 (esim. tasostanssi).

• · · 35 Päätvlappu

Paperirullat pakataan paperitehtaalla yleensä siten, että rullan päätyihin asetetaan sisäpäätylaput, rullan vaipan ympäri kääritään rullan päiden yli ulottuva kääre, päädyn yli menevä kääreen osa taitetaan tasaisesti vasten päätyä ja 97531 4 päälle liimataan vielä ulkopäätylappu. Sisäpäätylapun tarkoituksena on ennen kaikkea suojata rullan päätyä kovien partik-keleiden aiheuttamilta iskuilta ja painumilta.

Kuviot 2 ja 2a esittävät keksinnön mukaista paperirullan 5 sisäpäätylappua, jossa on paperisilpusta tehty keskikerros 15, sisäpintakerros 16 sekä ulkopintakerros 17.

Keskikerroksen tiheys on parhaiten n. 0,2 - 0,5 g/cm3, kaikkein parhaiten n. 0,2 - 0,4 g/cm3. Levyn paksuus valitaan paperirullan painon mukaan. Pienimmille rullille (alle 1 t) 10 riittää jopa 3 mm, suurille rullille (3 - 5 t) sopiva paksuus on esimerkiksi 7 mm ja erikoissuurille rullille voidaan käyttää jopa 15 mm paksuja lappuja. Paksumpia lappuja käytetään myös silloin kun halutaan erityisen hyvää suojausta.

Pintakerrokset tehdään sopivimmin voimapaperista (esim. n. 15 60 - 120 g/m2) .

Ainakin toinen pintakerroksista on hyvä tehdä kosteudenpi-täväksi esimerkiksi käyttämällä paperissa kosteussulkuna polyeteenikalvoa (esim. n. 15 - 25 g/m2) joko erillisenä tai paperin päälle puristettuna. Polyeteenikalvo tulee parhaiten 20 vasten keskikerrosta, jolloin kerrokset saumautuvat hyvin kiinni.

Kosteussulkua ei tarvita molemmissa pintakerroksissa. Sopivimmin se tehdään sisäpintakerrokseen 16, jolloin se on parhaiten suojassa rikkoutumiselta. Lisäetuna on tällöin se, 25 että rullan sivulta päädyn päälle taitettavan tiiviin kääreen ja kosteussulun väliin jää huokoinen, kosteutta absorboiva ..... kerros 15. Tämä pidättää kääreen ja lapun väliin päässyttä vettä kulkeutumasta päädyn reunaan esimerkiksi rullan täris- • · *. ’. tessä.

• · • · 30 Lapun toiseen pintakerrokseen on painettu verkkomainen tai ristikkomainen uritus 18. Se helpottaa lappujen irtoamista pinossa toisistaan. Laputhan asetetaan käärimiskoneissa usein paikalleen automaattisesti imukuppitarttuimien avulla. Tart-. ,*r* tuimien kannalta voi olla varminta tehdä uritus sisäpintaker- 35 rokseen 16. Uritus myös lisää lapun jäykkyyttä.

Uritus tehdään esimerkiksi asettamalla sopivat langat pu-ristinlevyn ja pintakerroksen väliin ennen puristusta.

Nykyisin käytettäviin kartongista, pahvista, aaltopahvista tai voimapahvista valmistettaviin sisäpäätylappuihin verrat- 97531 5 tuna on keksinnön mukaisella päätylapulla mm. seuraavia edullisia ominaisuuksia: 1) On helppoa tehdä eripaksuisia päätylappuja, jolloin voidaan valita rullan painon ja suojaustarpeen mukaan aina 5 optimaalisin lappu.

2) Päätylappu on jäykkä ja jäykkyys kaikissa suunnissa on sama. Näin lappuja on helppo käsitellä koneellisesti.

3) Ilmatiiviys on hyvä, jolloin päätylappuja voidaan käsitellä hyvin imukuppitarttuimilla.

10 4) Päätylappujen tasomaisuus on erittäin hyvä, jolloin pakkauksesta saadaan helposti riittävän tiukka.

5) Kovien partikkeleiden absorptiokyky on keskikerroksen pehmeyden vuoksi erittäin hyvä. Lapun paksuutta pienemmät kovat partikkelit kuten esimerkiksi lattialla olevat hiekkajy- 15 väset uppoutuvat lappuun hyvin aiheuttamatta rullan päätyyn laaja-alaisempaakaan painumaa. Lappu estää erittäin tehokkaasti myös kääreen vilkkauksia aiheuttamasta päätyyn painanteita.

6) Vedenimukyky on erittäin hyvä. Tavanomaisista kosteusko rasituksista (lyhytaikainen siirto sateessa, kondenssivesi, alustalla olevat vähäiset lätäköt) ei aiheudu rullaan kosteusvaurioita .

7) Kuljetusrasitusten kesto on hyvä. Normaali kosteus, tärinä tai ylipaino eivät olennaisesti vaikuta lapun suoja- 25 ominaisuuksiin. Esimerkiksi vaikka rulla laskettaisiin hieman vinossa asennossa alustalle, ei lapun reuna litisty palautu-mattomasti ja siten aiheuta pinoissa vinoutumisvaaraa.

• · - Kääremateriaali 1 30 Kun levyn pinta uritetaan poikittaisin yhdensuuntaisin urin, saadaan taipuisaa kääremateriaalia. Uritus voidaan .*.·> tehdä puristusvaiheessa käyttämällä sopivia lankoja tai vas taavia, kuten edellä on kuvattu. Toinen mahdollisuus on työstää urat. Tämä voidaan tehdä ennen tai jälkeen pintakerrosten 35 liittämisen. Tällainen materiaali sopii hyvin erityisesti pitkähköjen poikkileikkaukseltaan sylinterimäisten esineiden pakkaus- tai suojausmateriaaliksi. Tyypillisiä käyttökohteita ovat esimerkiksi terästankojen, telojen ja teräsrullien pakkaukset. Materiaali sopii hyvin myös nostosuojaksi. Pinta 97531 6 kerros voidaan haluttaessa vahvistaa sopivalla verkolla tai päällystää esimerkiksi alumiinikalvolla. Myös tarkoitukseen sopivia käärittävää tuotetta suojaavia aineita, esimerkiksi ruostumisen estoaineita, voidaan käyttää.

5 Materiaalilla on erittäin hyvät suojausominaisuudet esi merkiksi aaltopahviin verrattuna. Urituksen ansiosta materiaali voidaan kuitenkin myös toimittaa rullatavarana.

Kuviot 3 ja 3a esittävät tällaista kääremateriaalia. Materiaalissa on sisäpintakerros 19, poikittaisuritettu 20 ul-10 kopintakerros 21 sekä niiden välissä silppukerros 22.

Materiaaliin voidaan tehdä myös rullan pituussuuntainen uritus, jolloin siitä saadaan hyvinkin pitkiä kääreitä.

Jos materiaaliin tehdään lisäksi diagonaalinen uritus, saadaan pitkien pyöreiden esineiden ympärille useina limit-25 täisinä kerroksina kierrettäviksi soveltuvaa materiaalia.

Kuvio 4 esittää tällaista materiaalia tangon ympäri käärittynä. Materiaalissa on ulkopintakerroksessa sekä poikittaisuria 20 että diagonaaliuria 23.

Haluttaessa pintakerroksiin tai koko materiaaliin voidaan 20 lisätä esimerkiksi korroosionestoainetta. Aine voidaan se koittaa liimaan.

Kääremateriaali 2 Kääremateriaali voidaan valmistaa myös siten, että levyn 25 keskikerros muodostuu erillisistä yhdensuuntaisista silppu- liuskoista. Näin saadaan vielä taipuisampaa materiaalia, joka ..... sopii erittäin hyvin myös poikkileikkaukseltaan kulmikkaiden ··.·, esineiden kääreeksi.

• «

Kuvio 5 esittää tällaista sovellutusta. Siinä on silppule- • « ' 30 vystä leikatut liuskat 24, jotka on asetettu vierekkäin toi sistaan erilleen. Liuskojen ylä- ja alapuolelle on kiinnitetty paperipohjainen pintakerros 25 ja 26. Pintakerros voi olla tarpeen mukaan esimerkiksi verkkovahvistettua tai laminaattia ..!* (esim. muovi- tai alumiinikalvolaminaattia) .

. 35

Rakennuslevy

Levymateriaali soveltuu myös rakennustarkoitukseen sellaisiin erityiskohtaisiin, joissa levyltä vaaditaan pehmeyttä tai taipuisuutta tietyssä suunnassa. Lisäetuna on esimerkiksi 97531 7 aaltopahviin verrattuna parempi ääneneristyskyky ja akustiset ominaisuudet.

Tyypillinen käyttökohde on parkettilattian aluslevy.

Kuvio 6 esittää verkkomaisesti pintakuvioitua 27 rakennus- 5 levyä.

Rakennuslevyille on usein edullista saada palonkestävyyt-tä. Tätä voidaan saada lisäämällä sopivia palonestoaineita tai käyttämällä sopivia pintakerrosmateriaaleja kuten lasi-kangasta, mineraalikuituverkkoa, alumiinikalvoa tai palones-io toaineella käsiteltyä paperia.

• · » · 4 %· t 4 * · 9 % · 1 I « f f · •

Claims (19)

1. Levymateriaali, jossa on puristettua ja yhteenliimat-tua silppua oleva keskikerros (15/22/24) sekä sen toisella puolella sisäpintakerros (16/19/26) ja toisella puolella ul- 5 kopintakerros (17/21/25), tunnettu siitä, että levymateriaali on pehmeää tai puolikovaa, että silppu on paperipohjaista silppua ja että keskikerroksen tiheys on noin 0,1 0,8 kg/dm3.

2. Vaatimuksen 1 mukainen levymateriaali, tunnettu siitä, io että sisäpintakerros, ulkopintakerros tai molemmat ovat paperipohjaista materiaalia.

3. Vaatimuksen 1 tai 2 mukainen materiaali, tunnettu siitä, että keskikerroksen tiheys on noin 0,1 - 0,5 kg/dm3, parhaiten noin 0,2 - 0,5 kg/dm3 ja kaikkein parhaiten noin 0,2 - 15 0,4 kg/dm3 ja että levyn paksuus on noin 2-20 mm.

4. Jonkin vaatimuksen 1-3 mukainen materiaali, tunnettu siitä, että ainakin toinen pintakerros on kosteudenpitävää.

5. Jonkin vaatimuksen 1-4 mukainen materiaali, tunnettu siitä, että ainakin levymateriaalin toiselle pinnalle tai 20 keskikerrokseen on muodostettu uria (18/20/23/27).

6. Jonkin vaatimukset 1-5 mukainen materiaali, tunnettu siitä että silppu on rypistettyä silppua, parhaiten kiharrettua silppua.

7. Menetelmä jonkin vaatimuksen 1-6 mukaisen levymateri- 25 aalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että paperipohjaiseen silppuun lisätään liimaa noin 2 - 25 % silpun painosta, sil-·:··· pusta muodostetaan tasainen silppukerros, silppukerroksen toiselle puolelle asetetaan sisäpintakerros ja toiselle puo-lelle ulkopintakerros sekä puristetaan silppukerros ja pinta-30 kerrokset yhteen siten, että silppu liimautuu yhteen keski- . kerrokseksi ja pintakerrokset kiinni keskikerrokseen.

8. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · '·[ ’ liima on urea-formaldehydi- tai tärkkelysliimaa, polyeteeniä tai vastaavaa muovia, ja että sitä käytetään noin 2 - 10 % 35 silpun painosta.

8 97531

9. Menetelmä jonkin vaatimuksen 1-6 mukaisen levymateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että paperipohjaisesta, muovia sisältävästä silpusta muodostetaan tasainen silppukerros, silppukerroksen toiselle puolelle asetetaan sisä- 97531 pintakerros ja toiselle puolelle ulkopintakerros, puristetaan silppukerros ja pintakerrokset yhteen, kuumennetaan siten, että silpun sisältämä muovi sulaa ja jäähdytetään siten, että kiinteytyvä muovi sitoo silpun yhteen keskikerrokseksi ja 5 pintakerrokset kiinni keskikerrokseen.

10. Vaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että silppu sisältää muovia n. 10 - 25 % silpun painosta.

11. Jonkin vaatimuksen 7-10 mukainen menetelmä vaatimuksen 5 mukaisen materiaalin valmistamiseksi, jossa ainakin io levyn toiselle pinnalle on muodostettu uria, tunnettu siitä, että silppu ja pintakerrokset puristetaan yhteen puristusle-vyjen välissä ja että sitä ennen puristuslevyn ja pintakerroksen väliin asetetaan langoitus, joka muodostaa urat.

12. Jonkin vaatimuksen 7-11 mukainen menetelmä vaatimuk- 15 set 6 mukaisen materiaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että paperipohjainen silppu rypistetään ennen tasaisen silp-pukerroksen muodostamista pakottamalla silppu läpi kapenevan ruuvikuljettimen, kahden eri nopeudella pyörivän hihnan välistä tai kahden toistensa suhteen pyörivän levyn välistä.

13. Paperirullan sisäpäätylappu, tunnettu siitä, että se on valmistettu jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisesta materiaalista.

14. Vaatimuksen 13 mukainen päätylappu, tunnettu siitä, että keskikerroksen tiheys on noin 0,2 - 0,5 kg/dm3, parhaiten 25 noin 0,2 - 0,4 kg/dm3 ja levyn paksuus on noin 3 - 15 mm.

15. Vaatimuksen 13 tai 14 mukainen päätylappu, tunnettu ·:**: siitä, että toinen pintakerros, parhaiten sisäpintakerros, on j'.'; kosteudenpitävää.

• · .*:·. 16. Jonkin vaatimuksen 13 - 15 mukainen päätylappu, tunnet- 30 tu siitä, että sen toiselle pinnalle on puristettu verkkomai- . nen uritus (18). • · ·

17. Kääremateriaali, tunnettu siitä, että se on patentti- • · · vaatimuksen 5 mukaista materiaalia ja että urat ovat yhden-suuntaisia (20). 35

18. Kääremateriaali, tunnettu siitä, että se on jonkin pa tenttivaatimuksen 1-6 mukaista materiaalia ja että keskikerros muodostuu toisistaan irrallisista samansuuntaisesti vierekkäin asetetuista silppuliuskoista (24). 97531

19. Rakennuslevy, tunnettu siitä että se on jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaista materiaalia.