[LT] Šis išradimas susijęs su šerdies, ypač spirališkai suvytos šerdies, gamybos būdu iš uždėtų vienas ant kito kartono sluoksnių vijimu, klijavimu ir po to jų džiovinimu, tokiu būdu, drėgmės kiekiai bentkeliuose kartono sluoksniuose, įvedant į vijimo etapą, yra kitokie nei kiekviename kitame, kad sudarytų žingsninę drėgmės kiekio sistemą sienelėje. Tai mažina nepageidaujamus įtempimus, kurie atsiranda džiovinimo stadijoje, jei šerdis gaminama iš sluoksnių, turinčių vienodus drėgmės kiekius.
[EN] The present invention relates to a method of manufacturing a core, especially a spiral core, from superimposed plies of board produced by winding, glueing, and drying such, whereby the moisture contents of at least some of the board plies entering the winding stage differ from each other in order to provide a stepwise moisture structure within the core wall. This decreases unfavourable stresses which are produced in the drying stage if a core is manufactured from plies having equal moisture contents.
[0001] Šis išradimas susijęs su šerdies, ypač spirališkai suvytos šerdies, gamybos būdu iš uždėtų vienas ant kito kartono sluoksnių vijimu, klijavimu ir po to jų džiovinimu.
[0002] Pluoštai, pagaminti popieriaus, plastiko ir tekstilės pramonėje yra paprastai suvyniojami į šerdies ritinėlius. Šerdys, padarytos iš kartono, ypač spiralinės šerdys, yra gaminamos klijuojant kartono sluoksnius vieną ant kito ir spirališkai juos suvijant specialiomis spiralinėmis mašinomis. Plotis, storis ir kartono sluoksnių kiekis, reikalingas suformuoti šerdį, kinta priklausomai nuo šerdies, kurią reikės pagaminti, matmenų ir stiprumo reikalavimų, sluoksnio plotis paprastai yra nuo 50 iki 250 mm, storis - nuo 0,2 iki 1,2 mm ir sluoksnių skaičius - nuo 3 iki 30. Kartono sluoksnio stiprumas kinta pagal šerdies stiprumo reikalavimus.
[0003] Šerdies sienelės storis kinta plačiame diapazone, paprastai nuo 0,50 iki 18 mm. Kuo storesnė šerdies sienelė, tuo daugiau ji turi sluoksnių. Nepriklausomai nuo sluoksnio, kartono, Įvedamo Į spiralinę mašiną, drėgnumas yra paprastai tas pats, suvienodintas, t.y. 8 %, kuris dažnai priklauso nuo užbaigtos šerdies drėgnumo pareikalavimo.
[0004] Kai daug plonų sluoksnių suklijuojama kartu, užtepant klijus ant didelių jų paviršių, padarant iš jų storą šerdies sienelę, ir kai klijų sausos medžiagos dalis yra dažniausiai maža, nuo 20 iki 60 %, kartono drėgnumas spiralinėje mašinoje aiškiai išauga, paprastai iki 11 - 18 %. Be to, pagaminta šerdis turi būti išdžiovinta iki tinkamos pristatyti naudotojui.
[0005] Džiovinama pučiant truputį pašildytą orą per šerdžių krūvą. Džiovinimas reikalauja didelių darbo sąnaudų ir laiko, kadangi džiovinama šerdies sienelė yra stora. Džiovinimo metu storos medžiagos viduje neišvengiamai susiformuoja drėgmės gradientas. Kitaip tariant, paviršius turi išdžiūti prieš tai, kol vidinės sienelės dalys gali pradėti džiūti. Toks drėgmės gradientas gali būti kelių procentų drėgmės dalis keliems milimetrams. Tai parodyta pavyzdžiu su grafiku, kuris rodo tipišką drėgnumo kreivę šerdies sienelės viduje. Tai tipiškas žinomų šerdžių drėgnumo gradientas.
[0006] Kai kartono sluoksnis sutepamas klijais, jo pluoštas išbrinksta. Šerdies džiovinimo metu, kai pluošto drėgnumas sumažėja, jis vėl susitraukia. Džiovinimui šerdys paprastai glaustai sukraunamos j krūvą iš dalies uždengiančiu išdėstymu. Dėl sukrovimo j krūvas būdo kiekviena šerdis, kai oras pučiamas i ją, d;:iūna dažniausiai iš vidaus. Glaustu sukrovimu į krūvas drėgmės gradientas suformuojamas viena kryptimi, t.y. koordinačių sistemos z kryptimi taip, kad drėgmės mažėja nuo šerdies išorinio perimetro link šerdies sienelės vidinio paviršiaus (žiūr. Fig.).
[0007] Taigi, kadangi šerdies sienelėje yra skirtingi drėgmės kiekiai ir kadangi džiovinant susitraukimas vyksta skirtingu laiku, pastarasis suformuoja tarpus šerdies struktūroje, ir šerdies sienelėje išsivysto palyginti stiprūs vidiniai Įtempimai. Įtempimai taip pat gaunami dėl įvairių kartono sluoksnių ruožų kampu skirtumų pagal spiralinę šerdies geometriją. Blogiausiu atveju, jie susilpnina šerdies tvirtumą, kai ji apkrauta, tipiškiausi tokie įtempimai yra taip' vadinama suspaudimo apkrova'(t.y., ritinys laikomas ant šerdies per palyginti, trumpus suspaudimus).
[0008] Vidiniai šerdies įtempimai gali būti nustatyti padalinus šerdį i plonas žiedines nuopjovas arba bandant šerdis, kurios išdžiovintos ir apdorotos įvairiais būdais, specialiu suspaudimo jėgos išbandymo įrenginiu.
[0009] Pavyzdžiui, technikos lygio dokumentuose EP 0 699 518 ir EP 0 534 162 sprendžiama popierinės šerdies drėgnumo problema. Patente EP 0 699 518 aprašyto išradimo tikslas yra pateikti būdą ir įrenginį, kuriais galima gaminti mažo drėgnumo popierinį vamzdį arba popierinę šerdį tokiu būdu, kad jautri medžiaga galėtų būti apvyniota aplink šerdį greitai po jos pagaminimo. Tai pasiekiama, kontroliuojant bazinio popieriaus drėgmės kiekį pagal iš anksto nustatytą reikšmę (pvz., 6 ± 1 %), naudojant tiek mažai vandenyje tirpių klijų, kad suteiktų lipnumą iškilimui iš bazinio popieriaus pusės. Gatavi vamzdžiai turi būti nei sausi, nei šalt, ir, atitinkamai, laikas ir vieta, reikalingi išdžiovinti arba atšaldyti gatavą vamzdį, gali būti atmesti. Šis EP 0 699 518 dokumentas moko, kaip apdoroti šerdį, kuri turi kiek galima mažiau drėgmės.
[0010] Išradimo tikslas, nurodytas patente EP 0 534 162, yra pateikti šerdį naudoti fotografinei šviesai jautriai medžiagai, padarytą iš medienos, kuri gali būti perdirbta arba supūdyta natūralioje aplinkoje. Tai pasiekiama, naudojant šerdi su centrine šerdimi, sudaryta daugiausia iš popieriaus, amortizuojančio sluoksnio, susidedančio daugiausia iš medienos pulpos, turinčios tankį ne didesnį negu 0,1 g/cm3, kur armuotas sluoksnis, pateiktas ant amortizuojančio sluoksnio, daugiausia susideda iš popieriaus, turinčio tempimo stiprumo ribą ne mažesnę negu 0,3 kg į 15 mm plotį. Šis EP 0 534 162 dokumentas moko kaip sukonstruoti šerdį specialiam tikslui, t.y. vynioti šviesai jautrias medžiagas aplink šerdį.
[0011] Šio išradimo tikslas pateikti šių įtempimų sumažinimo, pašalinimo arba net šių įtempimų krypties pakeitimo būdą, kad tuo padidintų šerdies atsparumą jėgai ir apkrovai, ypač suspaudimo apkrovos atveju.
[0012] Pagal šio išradimo būdą šerdis gaminama iš vienas ant kito uždėtų kartono sluoksnių vijimu, klijavimu ir jų džiovinimu, ir išradimo charakteringas požymis yra tas, kad drėgmės kiekiai bent keliuose kartono sluoksniuose, įvedant į vijimo etapą, yra kitokie nei kiekviename kitame, kad pateiktų žingsninę drėgmės kiekio sistemą sienelėje, formuojančioje šerdį, drėgmės kiekis sluoksniuose auga link išorinio šerdies paviršiaus.
[0013] Kaip aukščiau paminėta, kartono šerdys technikos lygiu pagamintos taip, kad kartono sluoksniai, naudojami sudaryti šerdies sienelę, savyje turi vienodą drėgmės kiekį. Šerd.es džiovinimo metu drėgmės gradientas yra taip suformuotas, kad sluoksniai, arčiausi vidinei sienelei (arba sienelėms), džiūsta pirma, tokiu būdu išsivysto nepalankūs įtempimai.
[0014] Kai skirtingų kartono sluoksnių pradiniai drėgmės kiekiai išdėstomi pagal išradimą, pavyzdžiui, jau kartono gamybos metu arba kai padalinama į kartono ruožus, turinčius skirtingus pločius ir skirtus skirtingiems sluoksniams, taip, kad drėgnumas atitinka drėgmės gradientą, kuris džiovinant šerdį neišvengiamai formuojasi kartono sluoksniuose, aukščiau aprašyti įtempimai sumažinami iki minimumo. Žingsninė drėgmės kiekio sistema pagal išradimą gali būti sukurta, kai drėgmės gradiento forma pirmiausia gaunama arba termodinamine sudėtimi arba tikslinant bandymais. Reikalingi drėgmės kiekių skirtumai (žingsninė drėgmės h iekio sistema) gali būti sudaryti spiralinėje mašinoje, keičiant ir/arba reguliuojant įvairių kartono sluoksnių klijavimo būdą (pvz., vienos arba dviejų pusių klijavimas) arba keičiant ir/arba reguliuojant klijų rūšį. Tokiu būdu, bent viena klijų rūšis naudojama įvairių kartono sluoksnių klijavimui. Reikalingi drėgmės kiekių skirtumai taip pat gali būti sudaryti spiralinėje mašinoje, keičiant klijų, naudojamų įvairių kartono sluoksnių klijavimui, savybes, ypač sausos medžiagos kieki.
[0015] Būduose technikos lygiu visi sluoksniai šerdies sienelėje turėjo tipiškai tą patį drėgmės kiekį, pvz., 8 %. Pagamintos šio išradimo būdu šerdies išorinių sluoksnių pradinis drėgmės kiekis yra, pvz., 6 %, didėjantis link išorinio šerdies paviršiaus, pradžioje iki 7 %, tada iki 8,5 % ir, galiausiai, iki apie 10 % išoriniame paviršiuje. Klijavimas oidina drėgmės kiekį dėl esančio klijuose vandens, kuris pašalinamas džiovinant. Be to, pradžioje pateiktos žingsninės drėgmės kiekio sistemos priklausomybė pagal išradimą palaikoma kiekviename etape, dėl to džiovinant išvengiama žalingų įtempimų formavimosi. Drėgnumo reikšmės, duotos aukščiau kaip pavyzdžiai, kiti žingsninės drėgmės kiekio sistemos tipai yra įmanomi kiekvienu atveju, pavyzdžiui, atsižvelgiant j reikalingą galutinį drėgmės kiekį gatavoje šerdyje. Dar daugiau, pavyzdžiui, išorinis sluoksnis gali būti paliktas sausesnis tam, kad paspartintų patį džiovinimo procesą, arba sausesni sluoksniai gali būti išdėstyti prie abiejų šerdies sienelių paviršių pagal drėgmės gradientą, numatytą, remiantis džiovinimo būdu.
[0016] Atsparumas suspaudimo apkrovai šerdies, pagamintos būdu pagal šį išradimą, yra net 50 % aukštesnis palyginus su šerdimis, pagamintomis technikos lygiu, kai veikia nepageidautini įtempimai. Tai nurodyta lentelėje apačioje, pateikiančioje atsparumo reikšmes suspaudimo apkrovai šerdies, pagamintos remiantis technikos lygiu ir, atitinkamai, šiuo išradimu.
[0017]
[0018] Išradimo būdu taip pat galima gaminti iš anksto įtemptą šerdį taip, kad šerdyje būtų sukurta įtempimų kryptis, priešinga išvystytų suspaudimo apkrova įtempimų krypčiai, tokiu būdu, padidinamas šerdies stiprumas. Pavyzdžiui, tai atliekama, leidžiant šerdies drėgnumui augti po džiovinimo.
[0019] Išradimas neapribojamas čia aukščiau pateiktais išradimo įgyvendinimo variantais, bet įvairios modifikacijos ir panaudojimai galimi išradimo apimtyje, apibrėžtoje pridedama išradimo apibrėžtimi.
1. Šerdies gamybos būdas iš uždėtų vienas ant kito kartono sluoksnių vijimu, klijavimu ir jų džiovinimu, besiskiriantis tuo, kad drėgmės kiekiai bent keliuose kartono sluoksniuose, įvedant j vijimo etapą, yra kitokie nei kiekviename kitame, kad pateiktų žingsninę drėgmės kiekio sistemą sienelėje, formuojančioje šerdį, drėgmės kiekis sluoksniuose auga link išorinio šerdies paviršiaus.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad sluoksnių drėgmės kiekius, t.y. žingsninę drėgmės kiekio sistemą, parenka remiantis drėgmės gradientu, šerdies džiovinimo metu susiformuosiančiu šerdies sienelėje.
3. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad šerdies drėgnumą didina po šerdies džiovinimo, kad suteiktų ištempimo poveikį, išlyginant šerdies struktūrą.
4. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad kartono sluoksnių įvairius drėgmės kiekius sudaro kartono mašina kartono gamybos metu ir/arba vėlesnio kartono sudalinimo juostomis, kurios yra skirtingų pločių ir skirtos skirtingiems sluoksniams, metu.
5. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad reikalingus drėgmės kiekių skirtumus sudaro spiralinėje mašinoje, keičiant ir/arba reguliuojant Įvairių kartono slūoksnių klijavimo būdą, pavyzdžiui, • vienpusis klijavimas arba dvipusis klijavimas.
6. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad reikalingus drėgmės kiekių skirtumus sudaro spiralinėje mašinoje, naudojant bent vieną klijų rūšį įvairių kartono sluoksnių klijavimui.
7. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad reikalingus drėgmės kiškių skirtumus sudaro spiralinėje mašinoje, keičiant klijų, naudojamų įvairių kartono sluoksnių klijavimui, savybes.
8. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad reikalingus drėgmės kiekių skirtumus sudaro spiralinėje mašinoje, keičiant sausos medžiagos kiekį klijuose, naudojamuose įvairių kartono sluoksnių klijavimui.
9. Šerdis, turinti uždėtus vienas ant kito kartono sluoksnius, besiskirianti tuo, kad šerdis sudaryta iš kartono sluoksnių, drėgmės kiekiai bent keliuose kartono sluoksniuose, įvedant į vijimo etapą, pateikiami su paskaičiuotais drėgmės kiekiais, besiskiriančiais vienas nuo kito, kad sudarytų žingsninę drėgmės kiekio sistemą sienelėje, formuojančioje šerdį, drėgmės kiekis sluoksniuose auga link išorinio šerdies paviršiaus.