FI105351B

FI105351B - Menetelmä kuluvan pinnan tiivistämiseksi

Info

Publication number: FI105351B
Application number: FI990299A
Authority: FI
Inventors: Juhani Vestola; Petri Sorsa; Kari Niemi; Jari Knuuttila
Original assignee: Valmet Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-07-31
Also published as: AU2674000A; WO2000048747A1; FI990299A0

Description

5 105351

Menetelmä kuluvan pinnan tiivistämiseksi Förfarande för tätning av en slitande yta

Keksintö kohdistuu menetelmään sellu/paperi/kartonki/jälkikäsittelykoneen kuluvan pinnan tiivistämiseksi ja/tai pinnan vaurioiden paikkaamiseksi sekä UV-kovettuvan tiivistysaineen käyttöön kuluvien pintojen tiivistykseen ja/tai paikkaukseen ja 10 menetelmällä valmistettuihin tuotteisiin. Erityisesti sovelluskohteena ovat keraami/kermet tai polymeeripinnoitetut telat. Muina kohteina ovat mm. keraamipin-noitetut vedenpoistolistat ja kaavinterät.

Paperi- ja kartonkikoneessa keraami- ja metallikeraamipinnoitteiset telat ovat paljolti 15 korvanneet aiemmin käytetyt graniittitelat. Keraami- ja metallikeraamipinnoitteisella telalla esiintyy erityisesti vaikeissa käyttöolosuhteissa eriasteista korroosiota, jonka seurauksena tela syöpyy, esiintyy pinnoitteen delaminaatiota ja tela kuluu näin vähitellen käyttökelvottomaksi, lisäksi esiintyy mekaanista kulumista ja vaurioitumista eri syistä johtuen. Termisesti niiskutettu telan pinnoite jää aina väistämättä jossain 20 määrin huokoiseksi, ja kosteus pääsee tunkeutumaan huokoisen pinnan läpi telan sisempiin metallikerroksiin ja aiheuttaa korroosiota. Paperi- ja kartonkiteollisuuden « · * • · ' ·' ' prosessiolosuhteet ovat jatkuvasti muuttuneet entistä rasittavammiksi ja vaativammik- « i < • « « si laitteiston suhteen, mm. koska prosessivettä kierrätetään ympäristönsuojelullisista 1*1 · syistä enemmän ja olosuhteet muuttuvat korrodoivammiksi.

V.:: 25 • · · • · ·

Telojen korroosionkestävyyttä onkin pyritty parantamaan eri menetelmillä. Esimerk- • · · · · keinä näistä voidaan mainita FI patentit 86566, 82094 ja 84506, joissa telojen korroosiokestävyyttä on lisätty keraamisen/metallikeraamisen pinnoitteen ja telavai- • · .···. pan välissä olevilla metallisilla tai metallikeraamisilla kerroksilla. FI-hakemuksesta • · < t · 30 971541 tunnetaan suurnopeusliekkiruiskutuksella tiiviiksi valmistettu välikerros ♦ · · « '!*,! huokoisen keraamipinnan alla. Keraamipintojen ulkopintaa on myös pyritty tiivistä- • . · M · mään. WO-julkaisussa 97/15719 kuvataan keraamipinnoitteen tiivistys epäorgaanisen • · · liuoksen avulla, jolloin keraamikerroksen huokoisuutta pyritään vähentämään • · • ·

• M

2 105351 pinnoituksen jälkeen telan pintaan levitetyllä epäorgaanisella yhdisteellä. EP-patentti-hakemuksessa O 481 321 on esitetty paperikoneen tela, jossa keraamisen pinnan päälle on levitetty synteettistä hartsia tai vahaa huokosten tiivistämiseksi, ja sopivina synteettisinä hartseina mainitaan tavanomaiset lämpökovettuvat epoksihartsit.

5 Mekaanisesta rasituksesta ja kulumisesta johtuvat vauriot paikataan tavallisemmin lämpökovettuvalla epoksihartsilla, joka vaatii paperikoneelta vähintään 1—3 vuorokauden seisokin, jotta paikattu tai tiivistetty kohta saadaan kuivumaan riittävästi. Kovettumista on pyritty nopeuttamaan infrapunasäteilyn avulla, mutta siitä huolimatta menetelmä on edelleen hidas. Yllä esitetyn perusteella voidaan havaita, että on 10 ilmeinen tarve löytää nopea ja helppokäyttöinen ratkaisu paperi- ja kartonkikoneen telojen pintojen tiivistämiseen ja vaurioiden sekä kulumien paikkaamiseen.

Keksinnön päämääränä on menetelmä kuluvien pintojen, erityisesti paperi- tai kartonkikoneen telan, kuten puristintelan tai kalanteritelan pintojen tai keraamipin-15 noitettujen vedenpoistolistojen tiivistämiseksi ja pinnan vaurioiden paikkaamiseksi sekä UV-kovettuvan tiivistysaineen käyttö kuluvien pintojen, erityisesti paperi- tai kartonkikoneen telojen pintojen tiivistykseen ja paikkaukseen ja menetelmällä valmistetut paperikoneen osat.

J r 20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle, käytölle ja tuotteille on tunnusomaista, mitä on '; esitetty patenttivaatimuksissa.

* • · · • · · I.,’ Tunnetun tekniikan mukaisten paperi- tai kartonkikoneiden pinnoitteiden tiivistys- ja • · paikkausmenetelmien haitat voidaan välttää tai niitä voidaan ratkaisevasti vähentää 25 seuraavassa kuvatulla menettelyllä. On havaittu, että telojen tiivistäminen ja paikkaa- • minen voidaan suorittaa selvästi aikaisempaa nopeammin ja helpommin elektromag- .···. neettisen säteilyn avulla kovettuvaa tiivistys- ja paikkausainetta käyttäen. Keksinnön * · · · .·**; mukaisessa ratkaisussa kuluvat pinnat, jotka ovat tekemisissä paperiradan ja/tai «< c ’. _ massan ja/tai liikkuvan kudoksen kanssa, käsitellään levittämällä pinnalle elektromag- « **···, 30 neettisen säteilyn avulla, edullisesti UV-säteilyn avulla, kovettuvaa synteettistä 0 · polymeeriä.

« I · « · · 4 4 4 4«· 4 · 4 * 4 4· 105351 3

Sopivia säteilyn avulla kovettuvia synteettisiä polymeerejä ovat epoksiakrylaatit, polyesteriakrylaatit, uretaaniakrylaatit, silikoniakrylaatit, polyeetteriakrylaatit sekä akrylaattiesterit ja niiden seokset, joihin on lisätty reaktiivista ohenninta, fotoinitiaat- toria sekä sekundaarista kovetuskatalyyttiä. Edullisia säteilyn avulla kovettuvia 5 polymeerejä ovat uretaaniakrylaatit ja akrylaattiesterit. Kovetettaessa polymeeriä, kuten uretaaniakrylaattia UV-valon avulla saadaan aikaan eksoterminen reaktio, jolloin primaarinen kovetus tapahtuu UV-valon avulla, mutta kovetusreaktio jatkuu myös sekundaarisena kovetusreaktiona lämmön avulla katalyyttisesti tai anaerobisella kovetusmekanismilla, joka varmistaa kovettumisen syvemmällä huokosten pohjassa.

10 Tiivistysaineiksi soveltuville polymeereille on tyypillistä sekä primaarinen UV-valon avulla tapahtuva kovettumismekanismi että sekundaarinen lämmön avulla tapahtuva katalyyttinen kovetusmekanismi tai anaerobinen kovetusmekanismi hapettomassa tilassa. Orgaanisen polymeerin joukkoon voidaan myös lisätä tiksotropia-aineita sekä täyteaineita. Sopivia tiksotropia-aineita ovat hydrofobiset tai hydrofiiliset aineet, 15 kuten piidioksidi ja tiksotropia-aineen partikkelikoko on edullisesti välillä 10—2000 nm. Sopivia täyteaineita ovat piidioksidi, keraamiset täyteaineet, kuten alumiinioksidi ja kromioksidi, metallit, polymeeriset täyteaineet ja kuidut. Täyteaine on edullisesti jauhemaista tai pallomaista tai kuitumaista materiaalia ja edullisesti samaa ainetta kuin tiivistettävän tai paikattavan pinnan alkuperäinen pinnoitemateriaa- 20 li. Täyteaineen partikkelikoko on edullisesti 2—45 /tm. Tiivistettäessä pintaa ei täyteaineen eikä tiksotropia-aineen käyttö ole välttämätöntä. Kun kulumia tai . . vaurioita paikataan, on edullista käyttää enintään 75 til-% täyteainetta, enintään • · · • ·· 10 til-% ja edullisesti 1—5 % tiksotropia-ainetta, kuten piidioksidia ja orgaanista « · .···. polymeeriä, kuten uretaaniakrylaattia tai akrylaattiesteriä vähintään 15 til-% ja • · · 25 edullisesti 50—95 til-%.

• · · .···. Tiivistys- tai paikkausaine levitetään haluttuun kohtaan pintaan sivelemällä, upotta- ··· maila, ruiskuttamalla tai muuten mekaanisesti levittämällä riippuen kulloisestakin • « käyttökohteesta. Tiivistettäessä telan pintaa täyteaine voidaan myös erikseen levittää • · ♦ · .···. 30 telan pintaan sen jälkeen kun säteilyn avulla kovettuva orgaaninen polymeeri on « * e « · ·. ensin levitetty, jolloin pintaan lisätty täyteaine parantaa pinnan kulumiskestävyyttä.

t · · t · * 1Tiivistys- tai paikkausaine kovetetaan huokoiseen pinnoitteeseen elektromagneettisen • · • · · 4 105351 säteilyn avulla, edullisesti tavanomaisilla UV-lampuilla sopivan aallonpituisella UV-valolla, jonka intensiteettimaksimit ovat edullisesti aallonpituusalueilla 270 nm ja 365 nm. Tarvittaviin intensiteettimaksimeihin vaikuttaa käytetty fotoinitiaattori. Sähkömagneettisen säteilyn intensiteetti on välillä 1 W/cm2 - 100 000 W/cm2 ja 5 edullisesti UV-lampun teho on välillä 1—10000 W/cm2. Säteilyn annetaan vaikuttaa haluttuun pintaan 0,1 s -101 paikatessa tai tiivistettäessä haluttua pintaa. Tyypillisesti kovetusaika on alle tunnin ja tavallisimmin 5—10 minuuttia. Kovetus voidaan suorittaa joko säteilyttämällä pintaa kerran tiiviste- tai paikkausmateriaalia levityksen jälkeen tai kerroksittain siten, että levitetään vuorotellen kerros tiiviste- tai paikkaus-10 materiaalia haluttuun kohtaan, kovetetaan ja sitten levitetään uusi kerros ja kovetetaan jälleen.

Mikäli käsiteltävällä pinnalla ei ole metalli-ioneja, on edullista käsitellä pinta metalli-ioneja sisältävällä liuoksella, edullisesti kuparikloridiliuoksella, jossa kuparikloridi on 15 liuotettu orgaaniseen liuottimeen, kuten heksaaniin ja kupari-ionit toimivat aktivaatto-reina. Aktivaattorin käyttö on erityisen edullista tapauksessa, jossa ympäristössä ei lainkaan ole metalli-ioneja tai mukana on runsaasti täyteainetta, jotka estävät UV-valon läpimenoa materiaalin läpi.

20 Keksinnön mukaista tiivistämistä ja paikkaamista voidaan soveltaa paperi- ja karton- « · ';1/ kikoneiden teloihin, vedenpoistolistoihin, kaavinteriin, keraamilistoihin sekä yleensä *; . kulumiskestäviin pintoihin, jotka ovat tekemisissä paperiradan tai massan kanssa.

« · · • 2

Edullisesti kohteena ovat keraami- tai metallikeraamipinnoitteiset telat. Keksintöä • · • · Γ.’.β voidaan soveltaa myös polymeeripintaisiin teloihin, erityisesti paikallisten pinnoite-

St· ’··, 25 vaurioiden korjaukseen. Keksinnön mukaisella menettelyllä voidaan parantaa • · pinnoite-alustaparin korroosionkestävyyttä sekä pinnoitteen mekaanisia ominaisuuk- ,···. siä. Lämpökatalysoituihin tiivistysaineisiin, kuten tavanomaisiin epoksitiivistysainei- • · • · · .··1. siin verrattuina UV-kovettuvan tiivistysaineen etuna ovat erityisesti matala kovetus- ft· lämpötila, nopea kovettuminen korkeaan ristisilloitusasteeseen, pieni kovetuseksoter- **.1.'.. 30 mi, pieni kovetuskutistuma, matala viskositeetti huoneenlämpötilassa, matala • · pintajännitys sekä pieni höyryn osapaine huoneenlämpötilassa.

ψ « · * ♦ · • · « « ♦ — v » « · 2 • · · 5 105351

Keksinnön mukaista menettelyä käyttäen saadaan aikaan haluttuun pintaan, kuten telan pintaan erittäin nopeasti korroosiolta suojaava pintakerros ja pystytään tiivistämään pinnan, erityisesti keraamisen pinnan huokoset tehokkaasti. Samalla pystytään vaikuttamaan telan pintaominaisuuksiin valitsemalla sopiva polymeeri ja valinnaisesti 5 sopiva täyteaine.

Tela ja vedenpoistolistojen tapauksessa erityinen etu on se, ettei koko kappaletta tarvitsee nostaa korkeaan lämpötilaan, mikä on usein hankalaa järjestää ja kallista.

10 Paikkaussovelluksissa menetelmän nopeus on erityinen etu, koska silloin korjaus voidaan tehdä nopeasti ja ottamatta telaa koneesta, jolloin saavutetaan suuri säästö seisokkikustannuksissa.

I < « • · « «· • · I»· • · • • 1 · • · · • · * * · · • · · • · * f f ·

V

• · · « · • · ··· * · · w c

• < I

< « • · · « < · • · • Il * • · · ( I l • · · « · · 0 t • · « · ·

Claims

105351

1. Menetelmä sellu/paperi/kartonki- tai jälkikäsittely koneen kuluvien pintojen, joilta vaaditaan kulumiskestävyyttä jotka ovat tekemisissä paperiradan tai massan tai 5 liikkuvan kudoksen kanssa, paikallisten vaurioiden korjaamiseksi ja/tai pinnan huokoisuuden tiivistämiseksi, tunnettu siitä, että pinnalle levitetään tiivisteainetta, joka käsittää elektromagneettisen säteilyn avulla kovettuvaa synteettistä polymeeriä, jonka jälkeen polymeeri kovetetaan säteilylähteen avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että synteettinen polymeeri käsittää epoksiakrylaatit, polyesteriakrylaatit, uretaaniakrylaatit, silikoniak-rylaatit, polyeetteriakrylaatit ja akrylaattiesterit ja niiden seokset.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että synteettiseen 15 polymeeriin on lisätty reaktiivista ohenninta, fotoinitiaattoria sekä sekundaarista kovetuskatalyy ttiä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1—3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että synteettiseen polymeeriin on lisätty täyteainetta, edullisesti piidioksidia, keraamista 20 täyteainetta, metallia, polymeeristä täyteainetta ja/tai kuitua, ja täyteaineen partikkeli-koko on 2—45 μΐη. « · * • · * · · • ··

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · '·'{·' polymeeriin on lisätty hydrofobista tai hydrofiilistä tiksotropia-ainetta, jonka partik- • · · 25 kelikoko on 10—2000 nm.

— · · · .··*. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1—5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ··· tiivisteaine käsittää synteettistä polymeeriä vähintään 15 til-%, täyteainetta enintään « · e 75 til-% ja tiksotropia-ainetta enintään 10 til-%. 30 * • * K « * ' « * f « 1 • < r 105351

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tiivistysaine kovetetaan elektromagneettisen säteilyn avulla, jonka intensiteetti on välillä 1 W/cm2 - 100 000 W/cm2.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1—7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkömagneettinen säteily on UV-valoa, jonka intensiteettimaksimit ovat aallonpituusalueilla 270 nm ja 365 nm ja UV-lampun teho on 1—10000 W/cm2.

9. Elektromagneettisen säteilyn avulla kovettuvan tiivistysaineen käyttö sellu/pape-10 ri/kartonki- tai jälkikäsittelykoneessa kulumiskestävien pintojen, jotka ovat tekemisissä paperiradan tai massan kanssa, paikallisten vaurioiden korjaamiseksi ja/tai huokoisuuden tiivistämiseksi, tunnettu siitä, että tiivistysaineessa käytetään synteettistä polymeeriä, edullisesti epoksiakrylaattia, polyesteriakrylaattia, uretaaniakrylaattia, silikoniakrylaattia, polyeetteriakrylaattia sekä akrylaattiesteriä ja polymeereihin on 15 lisätty reaktiivista ohenninta, fotoinitiaattoria ja sekundaarista kovetuskatalyttiä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että tiivistysaine käsittää lisäksi hydrofobista tai hydrofiilistä tiksotropia-ainetta, jonka partikkelikoko on 10—2000 nm. 20

'; 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että tiivistysainee- ; . seen on lisätty täyteainetta, edullisesti piidioksidia, keraamista täyteainetta, metallia, • · · • · · polymeeristä täyteainetta tai kuitua, joiden partikkelikoko on 2—45 /xm. • · • · ··· ··· • · · * t «

12. Sellupaperi- tai kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen pinnoitettu osa, joka • · * prosessissa on tekemisissä paperiradan tai massan kanssa, tunnettu siitä, että osa on V. keraami- tai meraamimetallipinnoitettu tela, jonka pinnoitteen tiivistys on tehty jonkin patenttivaatimuksen 1—8 mukaisella menetelmällä. » t’c *'

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen osa, tunnettu siitä, että osa on keraami- tai « * keraamimetalli- tai polymeeripinnoitettu tela, jonka pintavaurio on korjattu jonkin • · · patenttivaatimuksen 1—8 mukaisella menetelmällä. , « a · a a f 105351

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen osa, tunnettu siitä, että osa on keraami- tai keraamimetallipinnoitettu vedenpoistolista.

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen osa, tunnettu siitä, että osa on keräämillä tai 5 keraamimetallilla pinnoitettu kaavinterä. • · • · · • · · • · • · · • · • · • · · • · · « · · • · * «·# • · · • · · • · * • * • · ··· - * ¥ * tet « « « r • 'tl I 1 l < · * > • · * · « » » t * • · « • « · < t · 105351