FI107784B - Menetelmä ja laite liikkuvan radan päällystämiseksi - Google Patents

Description

107784

Menetelmä ja laite liikkuvan radan päällystämiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukainen menetelmä liikkuvan kartonki- tai paperiradan päällystämiseksi kahteen kertaan ilman täydellistä välikui-vatusta siten, että toinen päällystekerros levitetään ainakin osittain kuivaamattoman ensimmäisen päällystekerroksen päälle.

10

Keksinnön kohteena ovat myös laite menetelmän toteuttamiseksi.

Paperin ja kartongin painettavuuden parantamiseksi ne voi-15 daan päällystää yhdellä tai useammalla päällystekerroksel-la. Mitä useampia päällystekerroksia käytetään, sitä parempaan paperilaatuun voidaan päästä ja samalla voidaan käyttää ominaisuuksiltaan erilaisia päällysteaineita. Kahden päällystekerroksen käyttäminen lisää valmistuskustannuksia 20 huomattavasti, koska päällystys tehdään yleensä eri vaiheissa ja päällystekerros on kuivattu ennen seuraavan kerroksen applikointia.

. Päällystys voidaan tehdä joko suoraan paperin pintaan esim.

• · · * .* 25 terä- tai sauvapäällystimillä tai filminsiirtopäällystimel- ···* lä, jossa filmitelalle esiannosteltu filmi siirretään te- • t « *·'·' lanipissä paperin pintaan. Terä- ja sauvapäällystyksille on ominaista, että kaavin täyttää päällystysalustan karheusti- lavuuden ja tasoittaa pinnan, jolloin päällystekerroksen :T: 30 paksuus vaihtelee päällystysalustan karheustilavuusvaihte- luiden mukaisesti. Tuloksena on sileä päällyste, jonka . .*. vaaleuspeitto on epätasainen ja päällysteen tasaisten ab- ··· sorptio-ominaisuuksien hallinta on vaikeaa.

• · · « ·. · « *.**: 35 Filminsiirtopäällystyksessä saadaan olennaisesti tasapak- sumpi päällystekerros, jolloin absorptio-ominaisuuksien hallinta on helppoa, mutta riittävät sileysominaisuudet • · · · • · · • · « · • I· 2 107784 ovat ongelma varsinkin paksummilla papereilla ja kartongeilla. Päällysteellä on myös varsin tasainen peitto, jolloin esim. alhaisen vaaleuden omaavan päällystysalustan vaaleutta voidaan merkittävästi parantaa tällä päällystys-5 menetelmällä. Myös koska filminsiirtopäällystyksessä ei ole päällystysalustaa laahaavaa kaavinta, on menetelmän ajettavuus erinomainen päällystyskatkojen suhteen. Filminsiirto-päällystyksen ongelmana on kuitenkin päällysteen sumuaminen ja filminsiirtotelalta irtoavan radan pinnassa olevan pääl-10 lysteen ja telan pinnassa olevan päällysteen muodostaman filmin halkeamisesta johtuva ns. appelsiininkuorikuvio, joka näkyy pieninä kraatereina päällysteessä. Sumuaminen ja appelsiininkuorikuvio rajoittavat jonkin verran filmin-siirtopäällystimien suurinta mahdollista päällystysnopeut-15 ta.

Terä ja filminsiirtopäällystysmenetelmien erityisominaisuuksia on pyritty hyödyntämään kahdella eri tavalla.

20 Filmipäällystystä käytetään laajalti esipäällystyksessä, jolloin se parantaa jo kokonaispäällystemääränkin kautta päällystystulosta ja jo yhdenkin teräpäällysteen mukanaolo .*·.· takaa riittävän sileyden. Tavallisesti esipäällyste kuiva- • · .:. taan ennen seuraavaa pintapäällystystä, joka suoritetaan • · ·« 2 5 yleensä teräpäällystimellä. Tunnettua on myös US 2,937,955 t · · patentista tehdä teräpäällystys suoraan puolimärän fil- “*! miesipäällysteen päälle. Edellytyksenä tälle menetelmälle X · .

*** on, että esipäällyste on siinä määrin asettanut tai jähmet- • * * *·* * tynyt, että se kestää terällä tapahtuvan pintapäällystyk- 30 sen. Jähmettymistä voidaan edistää esim. osittaisella esi-päällysteen kuivatuksella, jos päällyste ei ole päällys- • · · ί#ϊ : tysnipissä tapahtuneen painepenetraatiosta aiheutuneen X : suotautumisen ja vapaassa välissä esi- ja pintapäällystimi- • · · en välillä tapahtuneen veden imeytymisen vaikutuksista • · . 35 vedetöntynyt riittävästi.

• · · ♦ · · · • · · • · ♦ · • · · 3 107784

Filxniesipäällystyksen ja teräpintapäällystyksen välillä , olevaa viive- ja asettumisaikaa voidaan pidentää esimer kiksi lisäämällä radan kulkumatkaa päällystyslaitteiden välillä, jolloin esipäällyste saadaan rataan tapahtuvan 5 imeytysajan pidentyessä riittävän asettuneeksi ja kuivaksi seuraavaa teräpäällystystä varten. Yhdysvaltalaisissa patentissa 5,340,611 on esitetty menetelmä, jossa filmipääl-lysteen määrä pidetään niin pienenä, että teräpäällystys-laitteen kaavinterä ei kaavi esikerrosta pois. Tällä taval-10 la ei kuitenkaan saada käytettyä hyväksi filminsiirtopääl-lystimen mahdollistamaa suurta applikointimäärää ja ensimmäisen päällystekerroksen paksuus jää hyvin pieneksi. Toisen vaiheen päällystyksessä voidaan käyttää terän sijasta myös sauvakaavinta.

15

Toinen tapa hyödyntää filmi- ja teräpäällysteiden erityispiirteitä on esitetty hakijan patenttihakemuksessa F1 941803, jossa päällystysyksikkö on rakennettu siten, että lopputuotteen vaatimusten ja/tai ajettavuusnäkökohtien 20 perusteella voidaan käyttää joko filmipäällystystä tai teräpäällystystä vaihtoehtoisina menetelminä käyttäen kuitenkin samaa päällysteen kuivatuslaitteistoa molemmille /..j päällystystavoille. Tällä laitteella ei voida hyödyntää • · kaksikerrospäällystyksen etuja, joten se lisää lähinnä [·’·. 25 tuotannon joustavuutta, mutta ei paranna lopputuotteen * · · ' laatua vastaavanlaisiin yksikerrospäällystysmenetelmiin • ♦ · *·*; verrattuna.

t : : • · « • · · l.* : Varsinkin paksuilla papereilla ja kartongeilla on tarpeen 30 yhdistää filmipäällystyksen ja teräpäällystyksen edut.

• Tilantarpeen ja investointikustannusten perusteella esi- :T: päällysteen välikuivatus ei ole kuitenkaan aina mahdollis- - .* . ta. Tässä tapauksessa ainoaksi mahdollisuudeksi jää edellä « · * * l kuvatun kaltainen wet-on-wet päällystys, mutta nykyisillä 35 menetelmillä ei päästä riittävän suuriin kokonaispäällys- _·:· tysmääriin, jotta filminsiirtopäällystyksen hyvä peittävyys ··· • » • · • · · ja teräpäällystyksen antama hyvä sileys voitaisiin hyödyn tää parhaalla mahdollisella tavalla.

4 107784 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan päällystys-5 menetelmä, jonka avulla radalle voidaan levittää ainakin kaksi päällystekerrosta filminsiirtopäällystimellä ja terä-päällystimellä.

Keksintö perustuu siihen, että ensimmäinen päällystekerros 10 levitetään f ilminsiirtopäällystimellä ja tämän kerroksen päälle levitetään toinen päällystekerros pienkulmapatoterän ja kaavinterän käsittävällä päällystimellä.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle 15 on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerk-20 kiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

• · • · • · · • ·

Patoterän avulla voidaan tehokkaasti estää toisen kerroksen ‘V’·' 25 päällysteen sekoittuminen ensimmäiseen kerrokseen. Kerros- • · · * ten sekoittumista aiheuttaa erityisesti itse päällysteen • · » ·**· levittämisestä aiheutuva painevaikutus sekä päällystemassan li* ♦j·* pyörteily applikointikammiosta. Pyörteily johtuu liikkuvan J.’ * radan vaikutuksesta päällysteeseen ja saattaa olla suurilla 30 nopeuksilla voimakasta. Patoterän vaikutus perustuu kahteen * seikkaan, eli siihen, että terä suojaa tehokkaasti jo osit-tain jähmettynyttä ensimmäistä kerrosta ja terän aukkojen . läpi vastasuuntaan rataa kulkeva ohivirtaus voitelee ensim- • · · • · · * * mäisen ja toisen päällystekerroksen välin. Patoterän ja 35 kaavinterän välinen etäisyys on pieni, jolloin pyörteilyä syntyy vähemmän ja se vaikuttaa lyhyellä matkalla vähemmän • · · • · • ·

• M

5 107784 rataan. Lyhyen applikointimatkan ansiosta myös applikoinnin painevaikutus on lyhytaikaisempi.

Keksinnön avulla voidaan toteuttaa erittäin laajalla pääl-5 lystemääräalueella toimiva päällystyslaitteisto. Jos käytetään väin toista päällystintä, päästään jopa 1 g/m2 pääl-lystemääriin ja jos käytetään molempien laitteiden suurinta päällystemäärää, radalle voidaan levittää jopa 20 g/m2 tai otollisissa olosuhteissa jopa enemmänkin päällystettä.

10 Siten laitteistolla voidaan valmistaa erilaisia paperi- ja kartonkilaatuja aina kevyesti pintaliimatuista laaduista runsaan päällystemäärän sisältäviin laatuihin saakka. Fil-minsiirtopäällystimen teloille voidaan suihkuttaa höyryä, joka lämmittää ja hieman kostuttaa teloja. Radan päällystä-15 mättömän puolen kostuttamisella voidaan vähentää toispuoli sesta kostumisesta johtuvaa käyristymistä ja lämmitys nopeuttaa hieman radan kuivumista ja vähentää sumuamista. Rataa voidaan kuivata ensimmäisen ja toisen päällystysvai-heen välissä jollain kosketuksettomalla kuivaimella, jol-20 loin päällystekerrosten sekoittumisvaara vähenee.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirus- *. : tusten avulla.

• · · « · ]·]·, 25 Kuvio 1 esittää kaaviokuvana yhtä keksinnön mukaista kak- • · · ! soispäällystysmenetelmää.

1··« t * * ·** Kuvio 2 esittää kaaviokuvana toista keksinnön mukaista kak- • · · f * * *·* * soispäällystysmenetelmää.

30 * Kuvio 3 esittää kaaviokuvana yhtä kuivainvaihtoehtoa, jota voidaan käyttää keksinnön yhteydessä.

• I • · · • · · • Kuviossa 1 on esitetty kompakti kaksoispäällystyslaite, * 35 jossa rata 1 päällystetään kahdella päällystekerroksella *:* samaa vastatelaa 3 vasten. Rata 1 kiertää vastatelaa 3 ja • · · • · • · ·· · 6 107784 peittää lähes puolet sen ulkopinnasta. Radan 1 ja vastate-lan kosketuskohtaan on sijoitettu filminsiirtotela 2, joka muodostaa nipin 10 vastatelan 3 kanssa. Nipin 10 kanssa vastakkaiselle puolelle vastatelaa 3 lähelle sitä kohtaa, 5 jossa rata 1 eroaa vastatelalta 3, on sijoitettu patoteräl-lä 8 varustettu applikointilaite 5. Applikointitelan 2 yhteyteen on sijoitettu samanlainen applikointilaite 4. Ap-plikointilaitteet 4, 5 käsittävät päällystettävää pintaa 1, 2 vasten sovitetun applikointikammion 7, jota rajaavat pin-10 nan tulosuunnassa oleva patoterä 8 ja pinnan poistumissuun-nassa kaavinterä 9. Applikointikammion 7 rataa 1 kohti oleva patoterän 8 ja kaavinterän 9 välinen alue on päällys-timen applikointialue 14. Kun päällystettävä pinta, esimerkiksi päällystettävä rata 1 tuodaan applikointilaitteelle, 15 päällystettä pumpataan applikointikammioon 7, josta se siirtyy kaavinterän 9 ja radan 1 välisestä raosta radan 1 pintaan. Kaavinterä 9 tasoittaa päällysteen pinnan ja annostelee radalle oikean määrän päällystettä. Tavallisesti kaavinterä 9 on suurkulmaterä sellaisissa päällystimissä, 20 jolla levitetään päällystettä radan 1 pinnalle, mutta pien-kulmakaavinterällä varustettujakin applikointilaitteita voidaan käyttää erityisesti filminsiirtotelalle applikoita- /·,· essa. Kaavinterän sijasta voidaan myös käyttää sauvaa.

• ·

Toisessa päällystysvaiheessa on kuitenkin edullisinta käyt- · · · 25 tää suurkulmaterällä varustettua lyhytviipymäpäällystintä, « · · koska sen rakenne on yksinkertainen, sen säädettävyys on *‘*I hyvä ja käytettävissä oleva päällystemäärän säätöalue on S * · ”* laa]a. Keksinnön mukaisesti suoraan radalle 1 applikoiva lii * laite on aina varustettu patoterällä. Filminsiirtotelan 30 yhteydessä voidaan ajatella käytettävän jopa päällysteen levitystä altaasta, mutta telan pinnalle levittävillä eri- • · · J.J : tyisillä applikointilaitteilla päästään huomattavasti pa- ♦ .·. · rempaan päällysteen laatuun, säädettävyyteen ja suurempiin • · · ajonopeuksiin. Suurkulmaterän ja patoterän käsittäviä ap- • · . 35 plikointilaitteita on kuvattu yksityiskohtaisemmin esimer- ..*·* kiksi suomalaisessa patenttihakemuksessa 954450 ja yhdys- «»» • ♦ • · ·♦· 7 107784 valtalaisessa patentissa 4,839,201.

Applikointitelan 2 ja patoteräapplikointilaitteen 5 väliin on sijoitettu höyrylaatikko 6, jolla radan 1 pinnalle voi-5 daan puhaltaa höyryä radan 1 pinnan käsittelemiseksi. Höyryn sijasta radalle voidaan puhaltaa myös jotain sopivaa kemikaalia radan kuivaamiseksi tai käsittelemiseksi muulla tavalla.

10 Kun‘päällystettävä rata 1 tulee kuvion 1 päällystimelle, se joutuu applikointitelan 2 ja vastatelan väliseen nippiin 10. Tällöin applikointitelan 2 pinnasta siirtyy radan 1 pintaa telalle 2 levitettyä päällystettä, joka muodostaa ensimmäisen päällystekerroksen. Ensimmäinen päällystysvaihe 15 tapahtuu filminsiirtopäällystimistä tuttuun tapaan. Seuraa-vassa päällystysvaiheessa rata 1 tulee patoterällä 8 varustetulle lyhytviipymäpäällystimelle 5, jossa rata kulkee ensin vastatelan 3 ja patoterän 8 välistä. Patoterän 8 rei'istä terän eteen syötetty päällyste muodostaa suojaker-20 roksen, joka erottaa patoterän 8 suorasta kosketuksesta ensimmäiseen päällystekerrokseen niin että patoterä 8 ei kaavi päällystettä irti radan 1 pinnasta. Samalla patoterä 8 suojaa ensimmäistä päällystekerrosta applikointikammion 7 4 · pyörteiltä. Kun rata 1 kulkee applikointikammion 7 ohi, sen 4· 1« 25 pintaan siirtyy toinen päällystekerros, , joka tasoitetaan • · · l kaavinterällä 9. Päällystyksen jälkeen rata kuivataan ja • 4« ’*·* haluttaessa kalanteroidaan tavalliseen tapaan.

♦ · · • · · ··· ·«· • · · V * Kuviossa 2 on esitetty keksinnön toinen suoritusmuoto, 30 jossa päällystystapahtumat on erotettu eri vastateloille * ·#·#Σ 11, 12. Tässä suoritusmuodossa applikointitapahtumien väli- ϊΤ: nen viiveaika on suurempi, koska filminsiirtopäällystimen . ,·* ; applikointinipin 10 ja patoteräpäällystimen 5 applikointi- * 4 4 alueen 14 välistä matkaa on kasvatettu. Kasvaneen viiveajan 35 takia rataan 1 imeytyy ensimmäisen päällystekerroksen le-vittämisen jälkeen enemmän vettä, jolloin päällystekerros »•4 « » ♦ * ··* 8 107784 kuivuu ja kerrosten sekoittumisen vaara vähenee. Jompi kumpi päällystämistä sijoitetaan edullisesti johteille tai vastaaville, jolloin päällystinten välistä etäisyyttä voidaan muuttaa. Etäisyyssäädön avulla voidaan sovittaa kul-5 loisellekin päällysteelle ja päällystepaksuudelle sopiva viiveaika päällystyskerrosten levittämisen välille ja saada siten sopivasti jähmettynyt ensimmäinen päällystekerros toiseen päällystysvaiheeseen.

10 Usein kuitenkin on edullista, että ensimmäistä päällyste- kerrosta kuivataan ennen toisen päällystekerroksen levittämistä. Kuvion 2 ratkaisussa kuivain 13 voidaan sijoittaa helposti päällystinten väliin. Jos rataa 1 ei tueta takaa, on edullisinta käyttää infrapuankuivainta, koska siinä ei 15 rataa 1 kohti ole puhallusta. Jos käytetään esimerkiksi päällepuhaltavaa kuivatuslatikkoa 15, on rata 1 tavallisesti tuettava esimerkiksi kuvion 3 tapaan telalla 16. Puhallusleijukuivain 15 voidaan sovittaa myös kuvion 1 ratkaisuun, mutta koska filminsiirtolaitteen 2, 4 ja lyhytvii-20 pymäpäällystimen 5 välillä on varsin vähän tilaa, kuivatus-teho jää vähäiseksi. Näiden kuivainten lisäksi voidaan käyttää leijukuivaimia.

# * t « « ··

Kuivatuksen tarkoituksena ei ole kuivata rataa kosketus- » *"* 25 kuivaksi kuten tavanomaisessa kaksikerrospäällystyksessä, 5 * · * * vaan poistaa päällysteestä ainoastaan osa sen sisältämästä ·· * vedestä niin, että ensimmäinen päällystekerros kestää pa- *·:·* remmin toisen kerroksen applikoinnin ja kaavinnan. On sei- • «« V : vää, että päällystystapahtumien välissä käytettävä kuiva- 30 tusteho ei voi olla missään tämän keksinnön suoritusmuodos-sa kovin suuri, koska päällystimet on tarkoitus sijoittaa iT: lähelle toisiaan, jolloin niiden välimatka on liian lyhyt

A

»' . tehokkaaseen kuivatukseen. Edelleen, koska keksinnön tar- i t · ** j koituksena on saada aikaan järjestelmä, jossa eri kerrosten 35 applikoinnin välillä ei tarvita täydellistä välikuivatusta, *:* suuren välikuivatustehon käyttäminen heikentää keksinnön ·>«· * » « • · ««· 9 107784 mukaisen menetelmän taloudellisuutta ja mitä lähemmäs väli-kuivatustehon määrää nostetaan täydellistä kuivatusta, sitä lähemmäs normaalia kaksikerrospäällystysjärjestelmää laitteiston käyttö- ja investointikustannukset nousevat.

• · • 1 • ·· • 1 • · · « · ·· • · • · · • · · • · • · · • ··· • · · ♦ · « ··· • ·· • · · • · ♦ m • 1 · • · « »· · < « · · ♦ · · • · « • · » • t» ' · · • · ··» • · · · • · · • · ♦ 1 • · ·

Claims (12)

107784

1. Menetelmä paperi- tai kartonkiradan kaksikerrospäällys-tämiseksi, jossa menetelmässä: 5 - radalle levitetään ensimmäisellä päällystinlait-teella ensimmäinen päällystekerros, ja - radalle levitetään seuraavaksi toisella päällys- 10 tinlaitteella jo päällystetylle pinnalle toinen pää1lystekerros, tunnettu siitä, että 15. päällyste levitetään ensimmäisessä päällystys- vaiheessa filminsiirtomenetelmällä, ja - toisessa päällystysvaiheessa päällyste levitetään kostean ensimmäisen päällystekerroksen päälle 20 patoterän (8) käsittävällä lyhytviipymäpäällysti- mellä (5).

• · « · '· ’· 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- • · · ···: t u siitä, että päällyste levitetään toisessa vaiheessa • · 2. kuivaamattoman ensimmäisen päällystekerroksen päälle. • ♦ · • · · · • i:

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - • t · n e t t u siitä, että ensimmäisessä vaiheessa levitettyä ♦ päällystekerrosta kuivataan ennen toisen kerroksen levittä- . .·. 30 mistä. • · · «· « I I ( • · · • · ·

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene- • · telmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen päällystekerros levitetään samaa vastatelaa (3) vasten. 35 #···.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-3 mukainen • · • · · 107784 menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen päällystekerros levitetään eri vastateloja (11, 12) vasten.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että filminsiirtopäällystimen nipin (12) ja lyhytviipymäpäällystimen (5) applikointialueen (14) välistä etäisyyttä muutetaan päällystystapahtumien välisen vii-veajan säätämiseksi. 10

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäiselle päällys-tekerrokselle puhalletaan höyryä tai käsittelykemikaalia.

8. Laite paperi- tai kartonkiradan kaksikerrospäällystämi- seksi, joka laite käsittää: - ensimmäisen päällystinlaitteen ensimmäinen pääl-lystekerroksen levittämiseksi radan pinnalle, ja 20 - toisen päällystinlaitteen toisen päällysteker- . . roksen levittämiseksi radan kostealle päällyste- • · · ' tylle pinnalle, • · · • · ·· • · * · · *·’.* 25 tunnettu ·· · • · k · ϊ.ί.ί - ainakin yhdestä filminsiirtopäällystimestä (3, 5. ensimmäisen päällystekerroksen levittämiseksi, ja 30 • · * < - patoterän (8) käsittävästä lyhytviipymäpäällys- • · # timestä (5) toisen päällystekerroksen levittämi-- seksi ensimmäisen kostean päällystekerroksen pääl- ***** le. 35 • · · —9

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu * · *·« 107784 kuivaimesta (13) ensimmäisessä vaiheessa levitetyn päällys-tekerroksen kuivaamiseksi ennen toisen kerroksen levittämistä.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 8-9 mukainen laite , tunnettu siitä, että laite käsittää yhden vastatelan (3), jota vasten sekä filminsiirtotela (1) että lyhytviipymäpäällystin (5) on sovitettu toimimaan.

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 8-10 mukai nen laite, tunnettu ensimmäisestä vastatelasta (11) jota vasten filminsiirtotela (2) on sovitettu toimimaan ja siitä välimatkan päähän sovitetusta toisesta vasta-telasta (12), jota vasten lyhytviipymäpäällystin (5) on 15 sovitettu toimimaan.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 8-11 mukai nen laite, tunnettu elimistä (6) höyryn tai käsit-telykemikaalin puhaltamiseksi ensimmäiselle päällysteker-20 rokselle. • · • · • M • · • · « * · · · • · • · · • · · • · • · · »f «t • · · • · · 000 • · · • · · • · · • · • · · • · 0 0 0 0 • • · · • I I • 0 0 0 •00 0 0 • 0 • 0 0 0 • 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 · 107784