FI109926B - Menetelmä ja järjestelmä päällystereseptin hallinnassa - Google Patents

Description

109926

Menetelmä ja järjestelmä päällystereseptin hallinnassa - Förfarande och an-ordning för behandling av bestrykningsrecept 5 Keksinnön kohteena on jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osissa esitetty menetelmä ja järjestelmä päällystereseptin hallinnassa.

Päällystepastan kemiallinen koostumus valmistuksessa eli esimerkiksi sen pigmentti-, sideaine- ja paksuntajakoostumus sekä muiden lisäaineiden määrä määräytyy 10 päällystereseptin perusteella. Päällysteresepti määrittää päällystepastan eri komponenttien määrät ja/tai suhteet. Päällystepasta voi päällystereseptin mukaan sisältää esimerkiksi 50 osaa kalsiumkarbonaattia, 50 osaa kaoliinia, 10 osaa lateksia ja lipeää 0,1 osaa eli komponenttien suhdeluvun summa voi olla suurempi kuin 100. Päällystereseptin hallinnalla tarkoitetaan tässä yhteydessä toimenpiteitä, joiden tarkoi-15 tuksena on aikaansaada uutta päällystereseptin mukaista päällystepastaa tai saattaa osittain kierrätetty päällystepasta vastaamaan mahdollisimman hyvin päällyste-reseptin mukaista päällystepastaa.

’; Päällystepastan valmistuksessa käytetään kierrätettyä, eli esimerkiksi konekierrosta 20 kerättyä päällystepastaa eli talteen otettua pastaa yhtenä komponenttina valmistuskustannusten pienentämiseksi. Myös konsentraattia, eli kerätyistä päällystepitoisista ... vesistä suodattamalla (esimerkiksi ultra- tai nanosuodattimella) talteen otettua pas- ♦ · taa, käytetään usein päällystepastanvalmistuksessa. Lisäksi päällysteenvaihdon eli ·;··: päällystereseptin vaihdon yhteydessä vanha päällyste pyritään ottamaan talteen. Tal- • ’": 25 teenotto tapahtuu osittain pumppaamalla päällystepasta konekierrosta talteenottosäi- ·. liöön. Päällystepastaa kulkeutuu talteenottosäiliöön osittain myös pesuvesien muka- na. Näillä kahdella eri tavalla talteen ottamalla aikaansaadun jakeen kuiva-ainepitoisuus voi vaihdella huomattavasti ollen tyypillisesti välillä 0,5 -65 %. Ke-räilytavat ja jakeiden eri käsittelytapa aiheuttavat myös kemiallisia muutoksia pääl-30 lysteen ominaisuuksiin. Esimerkiksi ultrasuodatuksessa pienimolekyyliset kom- 2 109926 ponentit, kuten esimerkiksi päällystepastan sisältämän tärkkelyksen hajoamistuotteet, kulkevat suodattimen läpi veden mukana, jolloin päällystepastan rakenne muuttuu pienimolekyylisten komponenttien määrän muuttuessa.

5 Päällystysprosessin yhteydessä pastan ominaisuudet konekierrossa tunnetusti muuttuvat. Muutokset aiheutuvat mm. sideaineen, veden, optisen kirkasteen ja muiden komponenttien migraatiosta pohjapaperiin. Osa muutoksista aiheutuu myös veden haihtumisesta, kun päällyste on kontaktissa ilman kanssa esimerkiksi paluukauka-lossa ja konesäiliön pinnalla. Konekierron vesitase voi muuttua myös ulkoisten teki-10 joiden, kuten esimerkiksi reunasuihkujen ja tiivistevesien vaikutuksesta.

Muun muassa edellä kuvattujen muutosten ja epävarmuustekijöiden vaikutuksesta konsentraatti käsitellään laskennallisesti tunnetuissa ratkaisuissa tyypillisesti lähes aina pigmenttinä. Konsentraatti sisältää kuitenkin pigmentin lisäksi myös paljon 15 muitakin komponentteja, kuten esimerkiksi lateksia. Jos konsentraatin kemiallinen koostumus eli sen sisältämien komponenttien määrä tai niiden suhde tunnettaisiin, voitaisiin esimerkiksi päällystepastan valmistuksessa lisättävän lateksin määrää vä-. V: hentää, jolloin saavutettaisiin huomattavat kustannussäästöt.

:.v 20 Lisäksi päällystepastan ominaisuuksien muuttuminen vaikuttaa lopullisen päällys-’···' teen laatuun ja päällystysprosessin ajettavuuteen. Näin ollen esimerkiksi paksunta- ... jän ja lateksin määrän väheneminen kasvattaa päällystepastan viskositeettia, joka vaikuttaa merkittävästi päällysteprosessin ajettavuuteen. Edelleen lisäksi tunnettua .,,,: on, että konsentraatin käyttö päällystepastan valmistuksessa laskee valmiin päällys- • ’ ’ ‘: 25 tepastan viskositeettia.

» :" ’: Näin ollen on syntynyt tarve mitata päällystepastan ominaisuuksia konekierrossa ja : \ ·. päällystepastan talteenoton aikana. Lisäksi on syntynyt tarve ohjata valmistettavan

• I

:| päällystepastan ominaisuuksia valmiin ja päällystykseen käytettävän päällystepastan * » 30 ominaisuuksien perusteella.

109926 3

Eurooppapatenttihakemusjulkaisussa EP 0 962 769 on esitetty menetelmä ja laite paperin tai kartongin valmistuksessa käytettävän koostumuksen tai komponentin ominaisuuksien mittaamiseksi. Julkaisussa esitetyn mukaisesti koostumuksesta ote-5 tusta näytteestä mitataan kuiva-ainepitoisuus, viskositeetti ja pH. Julkaisussa esitetyn ratkaisun ongelmana on se, että sillä ei saada selville koostumuksen kemiallista koostumusta. Näin ollen esimerkiksi koostumuksen viskositeetin muuttumisen todellista aiheuttajaa ei saada selvitettyä, jolloin ongelman korjaamisen tehokkuus ja toimivuus on huono.

10

Lisäksi esimerkiksi patenttihakemusjulkaisusta WO 99/14579 tunnetaan menetelmä ja laite paperin ominaisuuksien mittaamiseksi kohdistamalla liikkuvan paperirainan pintaan infrapunasäde. Rainan läpi kulkeutunut tai siitä heijastunut säde jaetaan aal-lonpituuskomponentteihin spektrografilla ja signaalit eri aallonpituuskomponen-15 teillä mitataan, joiden signaalien perusteella paperin ominaisuudet määritetään. Julkaisussa ei kuitenkaan ole esitetty mittaustulosten käyttöä päällystepastan valmistuksen ohjauksessa ja/tai säädössä.

‘: Patenttihakemusjulkaisussa WO 99/41590 on esitetty menetelmä ja laite päällysteen '·'· 20 määrän mittaamiseksi liikkuvalla alustalla perustuen heijastusmittaukseen. Julkai-’···’ sussa esitetyn mukaisesti kalsiumkarbonaatin määrä mitataan mittaamalla kalsium- ... karbonaatin absorptiopiikki aallonpituusalueella, joka on noin 3,95 mikrometriä ja/tai kaoliinin määrä mitataan mittaamalla kaoliinin absorptiopiikki aallonpituus--;..: alueella, joka on noin 2,7 mikrometriä. Julkaisussa esitetyn mukaisesti mittaustu- • ’ ”: 25 loksia käytetään päällysteen paksuuden määrittämiseen eikä päällysteen valmistuk- .:. sen ohjaamiseen tai säätämiseen.

* » » · > · 1 · : .·. Lisäksi Pentti Niemelä ja Janne Suhonen ovat artikkelissa ”An Industrial Raman ; ‘ ·. * Spectrometer for Process Measurement Applications” esittäneet Raman-spektosko- 30 piaan perustuvan mittalaitteen aineen kemiallisten ominaisuuksien mittaamiseksi.

109926 4

Nyt esillä olevassa keksinnössä onkin oivallettu, että mittaamalla päällystepastan ja/tai päällystepastan valmistuksessa käytettävän kierrätettävän pastan ominaisuuksia, voidaan päällystepastaa ja sen valmistusta, erityisesti päällystepastanreseptiä, 5 hallita ja ohjata tehokkaasti.

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän tarkoituksena onkin poistaa tai ainakin merkittävästi vähentää edellä mainitusta tekniikan tasosta johtuvia ongelmia ja esittää menetelmä ja järjestelmä päällystepastan hallinnassa, jonka 10 avulla päällystepastan kemiallinen koostumus voidaan luotettavasti selvittää, ja jota koostumustietoa käytetään päällystepastan valmistuksessa.

Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän tarkoituksena on mahdollistaa uuden päällystepastan valmistaminen hyödyntäen kierrätettyä pääl-15 lystepastaa mahdollisimman tehokkaasti.

Edelleen lisäksi esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pyrkiä ennakoimaan pääl-. t t - lystepastassa tapahtuvia muutoksia, kuten viskositeetin tai vesiretention muutosta.

t i * 20 Mm. edellä mainittujen tarkoituksien toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle mene-*··, telmälle ja järjestelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisten itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.

Tyypillisessä keksinnön mukaisessa menetelmässä mittaus suoritetaan valmiista • ” ]: 25 päällystepastasta ja/tai uuden päällystepastan valmistuksessa käytettävästä kierrätet- tävästä päällystepastasta. Valmiilla päällystepastalla tarkoitetaan tässä yhteydessä * · * » sekä päällystepastan valmistuksessa komponenttien sekoittamiseen käytettävästä mikseristä ulos tulevaa ja sen jälkeen päällystyslaitteelle suoraan tai yhden tai use-ämmän säiliön kautta johdettavaa päällystepastaa että jo materiaalin pintaan saatet-30 tua päällystepastaa. Näin suoritetun mittauksen tuloksen perusteella ohjataan vai- 109926 niistettävään ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteita ja/tai määrää. Edullisessa keksinnön mukaisessa menetelmässä mittauksen tuloksena saatuja komponenttien määriä ja/tai suhteita verrataan valmistettavan pääl-lystepastan reseptin mukaisiin määriin ja/tai suhteisiin, ja valmistettavaan ja/tai 5 kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteiden ja/tai määrän [ ohjaus suoritetaan edellä mainitun vertauksen perusteella. Tässä yhteydessä valmis tettavan päällystepastan reseptillä tarkoitetaan päällystepastan komponenttien määrää ja/tai suhdetta päällystepastaa kokonaan uusista komponenteista valmistettaessa.

10 Eräässä edullisessa keksinnön mukaisessa menetelmässä mittaus suoritetaan kone-kierrosta. Menetelmässä käytettävä mittalaite on tällöin kytketty joko suoraan päällystepastan siirtolinjaan tai erilliseen näytelinjaan, johon päällystepasta konekierros-ta johdetaan. Lisäksi erittäin edullisesti mittaus suoritetaan olennaisesti jatkuvatoi-misesti. Kun mittaus suoritetaan konekierrosta ei tarvita erillistä näytteenottoa ja ! 15 näytteensiirtoa esimerkiksi laboratorioon, jolloin mittauksesta saadaan nopeampi ja luotettavampi. Lisäksi tällöin voidaan toteuttaa on-line -tyyppinen mittausmenetelmä, joka mittaa päällystepastan ominaisuuksia jatkuvasti tai halutuin määräajoin.

Eräässä erittäin edullisessa keksinnön mukaisessa menetelmässä päällystepastasta 20 mitataan päällystepastan sisältämän sideaineen ja/tai paksuntajan määrää. Tällöin pystytään ennakoimaan erityisen hyvin päällystepastan ominaisuuksien muutoksia

t I ' M

..... ja tarvittaessa lisäämään tai vähentämään sideaineen tai paksuntajan määrää. Erit- • » * täin edullisesti sideaineen ja/tai paksuntajan määrää mitataan vertaamalla näiden •. · j suhdetta esimerkiksi pigmenttiin.

• ‘ : 25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan mittausmenetelmänä käyttää esimer- ... kiksi NIR-, MIR-, IR tai Raman-spektroskopiaa tai jotakin muuta menetelmää, jon- * » * * : ]' ’: ka avulla voidaan aineen kemialliset ominaisuudet mitata ja/tai määrittää.

j t · t » I I · • > :‘ ·.! Tyypillinen esillä olevan keksinnön mukainen järjestelmä käsittää ainakin välineet 30 mittauksen suorittamiseksi valmiista päällystepastasta ja/tai uuden päällystepastan 109926 valmistuksessa käytettävästä kierrätettävästä päällystepastasta, ja välineet valmistettavaan ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteiden ja/tai määrän ohjaamiseksi mittauksen tuloksen perusteella. Edullinen keksinnön mukainen järjestelmä käsittää lisäksi välineet mittauksen tuloksena saatujen kom-5 ponenttien määrien ja/tai suhteiden vertaamiseksi valmistettavan päällystepastan reseptin mukaisiin määriin ja/tai suhteisiin, ja välineet valmistettavaan ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteiden ja/tai määrän ohjaamiseksi edellä mainitun vertauksen perusteella.

10 Järjestelmä voidaan toteuttaa edullisesti myös siten, että välineet ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepastasta on sovitettu päällystepastan siirtolinjaan. Eräässä toisessa edullisessa keksinnön mukaisessa järjestelmässä välineet ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepas-15 tästä on sovitettu päällystepastaa sisältävään säiliöön. Kun edellä mainitut välineet sijoitetaan suoraan päällystepastan siirtolinjaan ja/tai päällystepastaa sisältävään säiliöön varmistetaan, että mittauksen kohteena on päällystepastan todellista tilaa edustava näyte.

; 20 Esillä olevan keksinnön mukainen järjestelmä voidaan toteuttaa edullisesti myös : *: siten, että välineet ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman ';": komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepastasta on yhdistetty päällystepastan '··' siirtolinjaan ja/tai päällystepastaa sisältävään säiliöön yhdellä tai useammalla näyt- teenottolinjalla. Näytteenottolinjojen avulla voidaan järjestelmä siirtää järjestelmän ... 25 käytettävyyden, kuten asentamisen tai huollon, kannalta edulliseen paikkaan. Lisäk- •f si tuomalla mitattava päällystepasta useista eri pisteistä yhteen paikkaan, voidaan yhtä esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän mittalaitetta käyttää mittaami-• ‘ seen useasta eri mittauspisteestä.

7 109926

Tyypillisesti keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan tietokoneohjelmistotuot-teella, joka on suoraan ladattavissa tietokoneen keskusmuistiin tai tietokoneohjel-j mistotuotteella, joka on tallennettu tietokoneen luettavissa olevaan välineeseen, joka tietokoneohjelmistotuote sisältää ohjelmakoodielementit keksinnön mukaisen 5 menetelmän suorittamiseksi, kun sanottua tietokoneohjelmistotuotetta ajetaan tietokoneessa. Tietokoneohjelmistotuotteella tarkoitetaan tässä yhteydessä itsenäistä tietokoneohjelmistoa tai tietokoneohjelmiston osaa, joka voi käsittää yhden tai useamman ohjelmakoodielementin. Ohjelmakoodielementillä tarkoitetaan yhdestä tai useammasta tietokoneen luettavassa muodossa olevasta käskystä tai komennosta 10 koostuvaa elementtiä. Tietokoneen luettavissa olevalla välineellä tarkoitetaan tässä yhteydessä kaikkia sellaisia välineitä, joihin voidaan tallentaa pysyvästi tai väliaikaisesti tietoa, käskyjä, komentoja, käsky- tai komentosarjoja tai muuta vastaavaa, joka on tietokoneen luettavissa. Tällaisia välineitä ovat esimerkiksi kiintolevyt, massamuistit, välimuistit, levykkeet ja cd-rom-levyt.

15

Eräs tyypillinen edellä mainittu tietokoneohjelmistotuote, joka on tallennettu tietokoneen luettavissa olevaan välineeseen käsittää ainakin seuraavat ohjelmakoodielementit: ....: - ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi vastaanottamaan mittaustietoa :'; : 20 yhdeltä tai useammalta päällystepastan ominaisuuksien mittalaitteelta, : -ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi vertaamaan mittaustiedon pe- ’ ·' *: rusteella saatuja päällystepastan ominaisuuksia tavoiteominaisuuksiin, ja '···’ -ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi ohjaamaan päällystepastan komponenttien syöttöä päällystepastan valmistuksessa, 25 kun tietokoneohjelmistotuotetta ajetaan tietokoneessa.

Tietokoneohjelmistotuotteen avulla keksinnön mukaista menetelmää päällystepastan hallinnassa voidaan käyttää tietokoneessa tai osana jotakin muuta laitetta, joka sisältää välineet tietokoneohjelmistotuotteen ajamiseksi, siten että sen avulla kek-30 sinnön mukainen menetelmä voidaan automatisoida.

109926

Eräs edullinen keksinnön mukainen tietokoneohjelmistotuote käsittää lisäksi ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi tallentamaan, edullisesti tietokantaan, yhden tai useamman päällystepastan tavoiteominaisuustiedot. Edellä mai-5 nittu ohjelmakoodielementti mahdollistaa siten menetelmän käyttämisen useiden eri päällystepastalaatujen mittaukseen.

Eräs edullinen keksinnön mukainen tietokoneohjelmisto käsittää ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi tallentamaan tietokantaan ainakin vastaanotta-10 mansa mittaustiedot ja/tai vertaustiedot mittaustiedon perusteella saaduista päällystepastan ominaisuuksista verrattuna tavoiteominaisuuksiin. Edellä mainitun ohjelmakoodielementin ansiosta saadaan aikaan tietokanta, josta esimerkiksi päällyste-pastan käyttäytymistä ajan funktiona voidaan helposti seurata.

15 Esillä olevan keksinnön suurimpana etuna on se, että mittaamalla kierrätettävän päällysteen sisältämä paksuntaja ja sideainemäärä voidaan tuoreen päällystepastan valmistusreseptiä muuttaa niin, että valmiin päällystepastan sideaine- ja paksunta-jamäärät pysyvät vakiona riippumatta siitä käytetäänkö reseptissä konsentraattia vai .,..: ei. Tällöin saavutetaan suuret kustannussäästöt, kun suurimmat kustannukset aiheut- • · ; 20 tavien komponenttien määrää valmistuksessa voidaan vähentää hyödyntämällä kier- : ’ ”: rätettävän päällystepastan sisältämät komponentit mahdollisimman tehokkaasti.

Lisäksi esillä olevan keksinnön etuna on se, että kun kierrätettävän päällystepastan ominaisuudet, kuten sideainepitoisuus yms. ovat tiedossa, on päällystepastan val-... 25 mistuksessa helppo ennakoida tuoreeseen päällysteeseen tarvittava sideainemäärä.

Lopullinen sideainemäärä voidaan edullisessa tapauksessa tarkistaa samalla mene-';;; telmällä, jota käytetään kierrätettävän päällysteen ominaisuuksien mittaamiseen.

» · · • ♦ 109926

Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän avulla kyetään päällystepastan ominaisuudet pitämään aiempaa stabiilimpina, jolloin päällys-tysaseman ajettavuus paranee ja päällystyksestä aiheutuvat katkot vähenevät.

| 5 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaista järjestelmää konekierron osana, 10 Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti toista esimerkkiä järjestelmässä käytettävän mittalaitteen sijoittamisesta osaksi konekiertoa,

Kuvio 3 esittää vuokaaviona yhtä sovellutusesimerkkiä keksinnön mukaisen menetelmän soveltamisesta,

Kuvio 4 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetelmän mittaustu- 15 losta,

Kuvio 5 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetelmän mittaustu losta perustasolla, ja

Kuvio 6 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen menetelmän perus- ....: tasokorjattua mittaustulosta.

20 : : Kuviossa 1 on kaaviomaisesti ja esimerkinomaisesti esitetty esillä olevan keksinnön ‘: : mukainen järjestelmä sovitettuna osaksi konekiertoa. Konekierrosta on kuviossa 1 ’···’ esitetty esimerkiksi päällystysasemalta talteen otettujen pesuvesien talteenottosäiliö 1. Pesuvesien talteenottosäiliöstä 1 päällystepastaa sisältävä pesuvesi johdetaan ult-25 rasuodattimelle 2, josta rejekti eli konsentraatti johdetaan konsentraattisäiliöön 3. Permeaatti eli pesuveden sisältämä vesi voidaan johtaa kanaaliin ja siitä edelleen puhdistamolle tai sitä voidaan hyödyntää muualla paperinvalmistusprosessissa. Li-: * säksi konekierrosta on esitetty jäännöspastan eli esimerkiksi päällystyskoneelta tai ’. *. pastakeittiöistä talteen otetun päällystepastan jäännöspastasäiliö 4, mikseri 5 ja 30 asemasäiliö 6. Siirtolinjoina toimivat putket on merkitty viitenumerolla 7. Kone- 10 109926 kierto käsittää myös monia muita laitteita ja osia, kuten erilaisia pumppuja ja vent-tiileitä, joita kuviossa 1 ei ole kuvion yksinkertaistamiseksi esitetty. Esimerkiksi : mikseriin 5 johdetaan tyypillisesti myös monia muita aineita, kuten esimerkiksi karbonaattia, kaoliinia, lateksia, CMC:tä (karboksimetyyliselluloosaa), paksuntajaa 5 ja optista kirkastetta.

Vaihtoehtoisia ja esimerkinomaisia sijoituspaikkoja järjestelmässä käytettävälle mittalaitteelle on merkitty viitenumeroilla 8a-8d. Viitenumero 8a esittää mittalaitetta, joka on sovitettu siirtolinjaan konsentraattisäiliön 3 ja mikserin 5 välille. Viite-10 numerolla 8b on esitetty mittalaite, joka on sijoitettu jäännöspastasäiliön 4 ja mikserin 5 välille. Viitenumerolla 8c on esitetty mittalaite, joka on sijoitettu mikserin ja asemasäiliön väliin ja jolla näin ollen mitataan valmista päällystepastaa. Asemasäi-liöön 6 sijoitettu mittalaite on merkitty viitenumerolla 8d. Asemasäiliöön sijoitettu i mittalaite 8d voidaan korvata johtamalla päällystepastaa asemasäiliöstä erillisellä 15 näytelinjalla 9 esimerkiksi mittalaitteelle 8c, kuten kuviossa 1 on esitetty.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviomaisesti ja esimerkinomaisesti toinen vaihtoehtoinen ratkaisu esillä olevan keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävän mittalaitteen .sijoittamiselle. Kuvion 2 mukaisesti on mittalaite 10 yhdistetty siirtolinjoihin 7 näy-20 telinjojen 9 avulla, joita pitkin näyte konsentraatista, jäännöspastasta ja valmiista : [ : päällystepastasta johdetaan niitattavaksi. Mittalaite 10 on toteutettu siten, että siinä on välineet näytteenoton tahdistamiseksi, jolloin on mahdollista ottaa mittaukset '···’ halutusta siirtolinjasta halutuin väliajoin. Mitattu näyte voidaan palauttaa takaisin siirtolinjaan tai se voidaan siirtää esimerkiksi jäännöspastasäiliöön (mitatun näyt-... 25 teen käsittelyä ei ole esitetty kuvassa).

»»· ': 1! Keksinnön mukaisessa järjestelmässä ei välttämättä tarvita kaikkia kuvioissa 1 ja 2 esitettyjä mittalaitteita, vaan mittalaitteiden lukumäärä ja sijoituspaikat määräytyvät kulloisenkin mittaus- ja käyttötarpeen mukaisesti. Lisäksi järjestelmä voidaan to- 11 109926 teuttaa käyttäen suoraan siirtolinjaan tai säiliöön asennettuja mittalaitteita tai näyte-linjojen ja mahdollisesti käytettävien näytesäiliöiden avulla.

Kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen mittalaitteiden tyyppi ja rakenne riippuu mittauksessa 5 käytettävästä menetelmästä. Eräs järjestelmään soveltuva mittalaite on esitetty edellä mainitussa julkaisussa ”An Industrial Raman Spectrometer for Process Measurement Applications”.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetyn mukaisesti on mittalaitteet 8a-8d ja 10 yhdistetty sinänsä 10 tunnetulla tavalla päällystyspastan valmistusta ohjaavaan ohjausyksikköön 11 mittaustiedon siirtämiseksi mittalaitteilta mainittuun ohjausyksikköön. Mittaustietona voidaan siirtää lopullisia mittaustuloksia komponenttien määristä ja/tai suhteista. Mittaustulosten laskenta voidaan toteuttaa myös siten, että tulosten laskenta ja/tai analysointi suoritetaan kokonaan tai osittain ohjausyksikössä 11. Ohjausyksikkö 15 vertaa saatua mittaustulosta valmistettavan päällystepastan reseptin perustasoon ja määrittää eron näiden välillä. Valmistettavan päällystepastan komponenttien määrä tai keskinäinen suhde määritetään saadun eron tai erosta lasketun suhteen perusteella. Järjestelmä voi käsittää myös muita kuin edellä esitettyjä välineitä, kuten esi-,...: merkiksi tietokoneen, mittaustulosten laskemiseksi tai analysoimiseksi. Mittalaittei- : V: 20 den suorittamien mittausten perusteella ohjausyksikkö 11 ohjaa esimerkiksi kompo- ; nenttien syöttöä sinänsä tunnetulla tavalla mikseriin 5 huomioiden konsentraatin ‘: ‘: ja/tai jäännöspastan sisältämien komponenttien määrät ja/tai suhteet.

’ · · ·' Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä ja järjestelmä voidaan toteuttaa myös siten, että valmiin päällystepastan ominaisuuksia mitataan päällystepastalla päällys- « ! » f t 25 tetyn materiaalirainan pinnasta esimerkiksi heijastusmittausta käyttäen ja tätä tulosta käytetään yksin tai yhdessä muiden mittausten kanssa valmistettavan päällyste-pastan valmistuksen ohjauksessa ja/tai säädössä.

I t \ \ Kuviossa 3 on vuokaaviona esitetty yksi sovellutusesimerkki keksinnön mukaisen 30 menetelmän käytöstä. Konekierron yhteyteen sovitetulla mittalaitteella mitataan 12 109926 päällystepasta tai konsentraatti esimerkiksi Raman-spektroskopiaa käyttäen. Tämän jälkeen mittaussignaalista luodaan näytekäyrä. Näytekäyrää verrataan mitattavan päällystepastan reseptin mukaiseen perustasoon ja määritetään ero mitattavan pääl-lystepastan ja reseptin välillä. Tulokseksi saadun eron perusteella ohjataan valmis-5 tettavaan tai kierrätettävään syötettävien komponenttien määrää ja/tai suhteita esimerkiksi vähentämällä tai lisäämällä yhden tai useamman päällystepastan komponentin määrää. Jos esimerkiksi valmistettavan uuden päällystepastan yhtenä raaka-aineena käytetään konsentraattia, jonka lateksipitoisuus on suuri, voidaan valmistuksen aikana syötettävän lateksin määrää päällystepastan reseptin mukaisesta 10 määrästä vähentää konsentraatin sisältämän lateksimäärän verran. Tällöin saavutetaan kustannussäästöä lateksin kulutuksen pienentyessä. Edellä mainitun mukaisesti voidaan päällystepastan komponenttien määrien ja/tai suhteiden määrityksessä käyttää myös jotakin muuta kuin Raman-spektroskopiaan perustuvaa mittausta.

15 Kuvioissa 4-6 on esitetty esimerkinomaisesti mittaustulos kahdesta päällystepastas-ta, joista ensimmäinen sisältää kuusi osaa lateksia ja toinen yhdeksän osaa lateksia.

,Mittauksessa on käytetty Raman-spektroskopiaan perustuvaa mittauslaitetta ja - - I » menetelmää. Kuvioissa pystyakselilla on intensiteetti ja vaaka-akselilla on raman-: ” · siirtymä.

• i * 20 . . Kuviossa 4 on esitetty mittalaitteen antama mittaustulos eli Raman-spektrit edellä I I · ,···] mainituille päällystepastanäytteille. Kuviossa 5 on kuvion 4 spektreille suoritettu »»· ,. perustasokorjaukset. Perustasot on kuviossa 5 esitetty katkoviivoilla. Kuviossa 6 on • · » • 9 spektrit siirretty perustasolle. Kuvioista voidaan havaita eri aallonpituusalueilla nä-

• I

.. \ 25 kyvät piikit, jotka osoittavat eroa näytteiden sisältämien komponenttien määrissä ja » * f • » suhteissa. Vertaamalla näitä piikkejä ja/tai niiden pinta-aloja perustasoon, voidaan * · näytteen sisältämien komponenttien suhde ja/tai yhden tai useamman komponentin määrä laskea. Laskennan tulosta voidaan tämän jälkeen hyödyntää esillä olevan keksinnön mukaisesti päällystepastan valmistuksen ohjauksessa ja/tai säädössä.

30 13 109926

Keksintöä ei ole pyritty mitenkään rajoittamaan vain edellisessä selityksessä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan vaihdella patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

5

Claims (15)

109926

1. Menetelmä päällystepastan hallinnassa, jossa menetelmässä päällystepastan aina kin yhden komponentin määrää ja/tai kahden tai useamman komponentin suhteita 5 mitataan päällystepastan yhteyteen järjestetyllä mittalaitteella, tunnettu siitä, että mittaus suoritetaan valmiista päällystepastasta ja/tai uuden päällystepastan valmistuksessa käytettävästä kierrätettävästä päällystepastasta, ja että mittauksen tuloksen perusteella ohjataan valmistettavaan ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteita ja/tai määrää. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauksen tuloksena saatuja komponenttien määriä ja/tai suhteita verrataan valmistettavan päällystepastan reseptin mukaisiin määriin ja/tai suhteisiin, ja että valmistettavaan ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteiden ja/tai määrän 15 ohjaus suoritetaan edellä mainitun vertauksen perusteella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaus suoritetaan konekierrosta. : 20

4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaus suoritetaan olennaisesti jatkuvatoimisesti.

’··* 5. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, , että päällystepastasta mitataan paksuntajan määrää, edullisesti mittaamalla paksun- * * _... ^ 25 tajan suhdetta esimerkiksi pigmenttiin.

‘!! 6. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällystepastasta mitataan sideaineen määrää, edullisesti mittaamalla sideaineen » # · ‘‘. suhdetta esimerkiksi pigmenttiin. 30 109926

7. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauksessa käytetään mittausmenetelmänä NIR, MIR-, IR tai Raman spektroskopiaa. 5

8. Järjestelmä päällystepastan hallinnassa, mikä käsittää ainakin välineet päällyste- pastan kuljettamiseksi ainakin yhteen mittauspisteeseen, ja mittausjärjestelmän, joka käsittää välineet ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepastasta, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää ainakin välineet (8a, 8b, 8c, 8d, 10) mittauksen suorittamiseksi valmiis-10 ta päällystepastasta ja/tai uuden päällystepastan valmistuksessa käytettävästä kierrätettävästä päällystepastasta, ja välineet (11) valmistettavaan ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötettävien komponenttien suhteiden ja/tai määrän ohjaamiseksi j mittauksen tuloksen perusteella.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä kä sittää välineet (11) mittauksen tuloksena saatujen komponenttien määrien ja/tai suhteiden vertaamiseksi valmistettavan päällystepastan reseptin mukaisiin määriin ja/tai V. suhteisiin, ja välineet valmistettavaan ja/tai kierrätettävään päällystepastaan syötet- » « ; · ·: tävien komponenttien suhteiden ja/tai määrän ohjaamiseksi edellä mainitun vertauk- V: 20 sen perusteella. ' 1

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että välineet ' · ”" ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepastasta on sovitettu päällystepastan siirtolinjaan (7). 25 • i ♦

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vä-lineet ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepastasta on sovitettu päällystepastaa sisältävään säi-' . liöön (1, 3, 4, 5, 6). 30 109926

12. Jonkin patenttivaatimuksista 8-11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että välineet ainakin yhden komponentin määrän tai yhden tai useamman komponentin suhteen mittaamiseksi päällystepastasta on yhdistetty päällystepastan siirtolinjaan (7) ja/tai päällystepastaa sisältävään säiliöön (1, 3, 4, 5, 6) yhdellä tai useammalla 5 näytteenottolinjalla (9).

13. Tietokoneohjelmistotuote, joka on tallennettu tietokoneen luettavissa olevaan välineeseen, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin - ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi vastaanottamaan mittaustietoa 10 yhdeltä tai useammalta päällystepastan ominaisuuksien mittalaitteelta, - ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi vertaamaan mittaustiedon perusteella saatuja päällystepastan ominaisuuksia tavoiteominaisuuksiin, ja - ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi ohjaamaan päällystepastan komponenttien syöttöä päällystepastan valmistuksessa, 15 kun tietokoneohjelmistotuotetta ajetaan tietokoneessa.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen tietokoneohjelmistotuote, tunnettu siitä, että ·,·, se käsittää ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi tallentamaan, edulli- » I · | sesti tietokantaan, yhden tai useamman päällystepastan tavoiteominaisuustiedot. :Y: 20

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen tietokoneohjelmistotuote, tunnettu ': ’ ’: siitä, että se käsittää ohjelmakoodielementin tietokoneen saattamiseksi tallentamaan *···' tietokantaan ainakin vastaanottamansa mittaustiedot ja/tai vertaustiedot mittaustie- , don perusteella saaduista päällystepastan ominaisuuksista verrattuna tavoiteominai- > i ♦ « » * · ... 25 suuksiin. » » > = 1 t I i t I ,, 109926