FI115146B - Menetelmä ja sovitelma leveän paperi- tai kartonkirainan käsittelemiseksi - Google Patents

Description

115146

Menetelmä ja sovitelma leveän paperi- tai kartonkirainan käsittelemiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä paperi- tai kartonkirainan käsittelemiseksi, sekä so-5 vitelma menetelmän toteuttamiseksi esimerkiksi patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisesti.

Paperin ja kartongin valmistus on erittäin pääomavaltaista prosessiteollisuutta, jossa valmistuskoneiden hankintahinta suhteessa niiden tuotantotehokkuuteen vaikuttaa voi-10 makkaasti lopputuotteen hintaan. Tuotantotehokkuusvaatimukset on perinteisesti ratkaistu kasvattamalla tuotantoa lisäämällä paperikoneen ja jälkikäsittelylaitteiden ajonopeutta ja tuotantoleveyttä. Nämä molemmat toimet aiheuttavat lukuisia ongelmia jälki-käsittelylaitteilla. Laitteiden poikkirakenteet kuten telat, kaavarit, kannatinpalkit, höy-rylaatikot, hoitosillat, putkistot jne. joudutaan mitoittamaan siten että niiden puolikriitti-15 nen tai kriittinen ominaistaajuus on suurempi kuin koneen suunnittelunopeudella esiintyvät herätteet. Tämä johtaa hyvin raskaisiin ja kalliisiin rakenteisiin. Painavista teloista johtuen myös käytöistä, vaihteista, virtalähteistä ja muista toimilaitteista tulee suuria ja kalliita, jotta päästään kohtuullisiin kiihdytysaikoihin. Täydet tampuurit, joille valmis paperi rullataan, ovat erittäin painavia ja vaativat hyvin järeät tampuuriraudat ja auki-ja 20 kiinnirullaimet sekä nosturit ja siirtolaitteet. Suurten telojen valmistus on suhteellisesti *. vaativampaa ja kalliimpaa kuin esimerkiksi puolta pienempien telojen. Poikkirakentei- den omasta massasta johtuva taipuma kasvaa nopeasti leveyden lisääntyessä ja aiheuttaa . · ·. moninaisia ongelmia.

. ". 25 Rainan kireyden hallinta ja käsittelyaineiden jakaminen rainan leveydelle on sekin sitä vaikeampaa mitä leveämmäksi raina tulee. Erityisesti applikointi-ja kaavinlaitteissa tar-: ' ’: vitaan rainan leveyden lisääntyessä aina tehokkaampia kompensointivälineitä palkkien ' *: suoruuden, käsittelyaineprofiilin ja muiden vastaavien ominaisuuksien varmistamiseksi.

• .·. Päällystyksen, kalanteroinnin tai muun jälkikäsittelyprosessin hallintaan tarvitaan tar- , · · *. 30 kempia ja nopeampia säätö- ja mittausmenetelmiä, jolloin prosessinhallintaohjelmiston sekä mittaus- ja säätölaitteiden vaatimukset kasvavat.

• · · 2 115146

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jonka avulla leveitä rainoja voidaan käsitellä aikaisempaa edullisemmilla laitteilla kokonaisprosessin tehokkuudesta tinkimättä.

5 Keksintö perustuu siihen, että raina jaetaan ainakin kahteen osaan ainakin kerran ennen viimeistä jälkikäsittelyvaihetta ja kiinnirullausta, jolloin osarainat voidaan käsitellä kapeammilla laitteilla.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista esi-10 merkiksi se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 19 tunnusmerkkiosassa.

15 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Kaksi leveydeltään kapeampaa jälkikäsittelykonetta tulee yhteiskustannuksiltaan halvemmaksi kuin yksi huomattavan leveä kone, koska niiden valmistus ja suunnittelu on helpompaa. Erityisesti taipumien ja värähtelyjen hallinta on yksinkertaisempaa ka-20 peammissa koneissa. Kaikki koneen poikkirakenteet, kuten telat, kaavarit, kannatinpal-kit, höyrylaatikot, hoitosillat, putkistot jne. joudutaan mitoittamaan siten että niiden vä-;. rähtely- ja lujuusominaisuudet ovat suuremmat kuin koneen suunnittelunopeus muuten .···. vaatisi. Tämä johtaa hyvin raskaisiin ja kalliisiin rakenteisiin. Painavista teloista johtuen . · ·. myös käytöistä, vaihteista, virtalähteistä ym. tulee suuria ja kalliita, jotta päästään koh- . * ’: 25 tuullisiin kiihdytysaikoihin. Täydet tampuuriraudat ovat erittäin painavia ja ne vaativat hyvin järeät tampuuriraudat ja auki-ja kiinnirullaimet. Joissain tapauksissa esimerkiksi ; ’ ‘: softkalanterin termotela on koko tehtaan painavin komponentti ja määrää siten esimer- : ": kiksi nosturien, telahiomakoneiden ym. mitoituksen aiheuttaen siten välillisiä kustan- . ·. ·. nuksia. Nykyisin käytettävien suurimpien telojen valmistus on suhteellisesti vaativam- * • ·*; 30 paa ja kalliimpaa kuin esimerkiksi puolta pienempien ja telojen ja muiden poikkiraken- ,.'. teiden omasta massasta j ohtuva taipuma kasvaa leveyden lisääntyessä j a aiheuttaa mo- ’.. · _ ninaisia ongelmia. Jos koneen leveys puolitetaan, edellä mainittujen ongelmien vaikutus vähenee nopeammin kuin koneen leveys pienenee. Kapeat koneet voidaan mitoittaa dy- 3 115146 naamisesti nopeammaksi ja koeajoissa on todettu, että laatu ei kärsi nopeuden nostosta. Niinpä kokonaistuotantoa voidaan lisätä konetta leventämättä.

Rainan jako voidaan tehdä missä vaiheessa tahansa paperi- tai kartonkikoneessa, jos 5 rainan kestävyys tai tuenta on riittävä sen ohjaamiseen. Mitä aikaisemmassa vaiheessa jako tehdään, sitä edullisempaa on viedä osaraina takaisin tuotantoon katkon sattuessa. Erityisen edullista on rainan vienti pulpperiin ennen päällystystä, jolloin päällys-tysainetta ei tarvitse poistaa kierrätettävästä materiaalista. Rinnakkaisella linjal-la/linjoilla voidaan tällöin jatkaa tuotantoa normaalisti. Menetelmä mahdollistaa eri-10 laisten paperilaatujen valmistamisen yhdestä pohjapaperirainasta on-line-tekniikalla. Tällöin on ajateltavissa vaikka, että yksi osa rainaa päällystetään ja kalanteroidaan ja yksi osa johdetaan päällystämättämänä suoraan sanomalehtipainokoneeseen, jolloin ei tarvita kiinni-ja aukirullausta. Tämä ratkaisu sopii erityisesti asutuskeskusten lähistölle suunniteltaviin kierrätyskuitua käyttäviin tehtaisiin.

15

Kapeammat rainat kestävät valmistuksen ja jälkikäsittelyn aikaisia rasituksia kosteanakin paremmin, jolloin pohjapaperin valmistuksessa voidaan optimoida prosessi muiden haluttujen ominaisuuksien kuin lujuuden mukaan. On jopa ajateltavissa, että käytetään käsittelylaitteita, joiden yhteinen leveys on suurempi kuin rainan suurin leveys. Tällöin 20 voidaan osarainojen leikkauskohtaa j a niiden leveyttä muuttaa ja leikata esimerkiksi rainan kireyden ja paksuusprofiilin mukaan haluttu osa rainasta tietyntyyppiseen jatkokä-’ , sittelyyn ja toinen osa muunlaiseen käyttöön. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi '; ; spraypäällystyksen avulla ja kalanterilla, jolla voidaan säätää käsittelyleveyttä. Koska ; pohjarainasta on mahdollista valmistaa kahta erilaista paperilaatua, paperikoneen lajin- 25 vaihtoja jää pois. Tämä lisää huomattavasti laitoksen tuottavuutta, koska seisonta-ajat vähenevät. Edelleen yksi mahdollisuus hyödyntää keksinnön avulla saavutettavaa pa-, - ·. rempaa tuotannon joustavuutta on jalostaa osa rainasta suoraan arkeiksi ja rullata loput t · . ··. asiakasrulliksi.

I · * '..! 30 Yksi mahdollisuus hyödyntää keksintöä on käyttää yhtä kapeampaa kalanteria, jossa j · käsitellään molemmat osarainat. Tässä kalanteriratkaisussa yhdistetään periaatteessa ' kaksi erillistä pienempää, kahtia jaettua paperirataa samanaikaisesti kalanteroivaa ka- ’ · · · ’ lanteria yhdeksi kalanterikokonaisuudeksi, joka kalanteroi kahta kapeaa paperirataa sa- , 115146 manaikaisesti ja on puolet kapeampi kuin nykyratkaisun kalanterit tai paperikone, jossa kalanteroitava paperi valmistetaan. Esimerkiksi kaksi rinnakkaista kuusitelaista on-line-Optiload-kalanteria, jotka käsittelevät kahtia jaettua rataa, voidaan yhdistää yhdeksi 12-telaiseksi on-line-koneeksi. Tällöin toinen raina kalanteroidaan viidessä ylim-5 mässä nipissä ja toinen raina vastaavasti viidessä alimmassa nipissä. Luonnollisesti alun perin rinnakkain olleet rainat täytyy ohjata sivusuunnassa siten, että ne tulevat kalante-rille päällekkäin. Helpoiten tämä käynee sijoittamalla kalanteri paperikoneen keskilinjalle, jolloin osarainojen sivuttaissiirron tarve on mahdollisimman pieni.

10 Eräänä mahdollisuutena on johtaa paperiradasta leikatut osarainat kalanteriin vastakkaisilta puolilta. Tällöin kalanteri kannattaa sijoittaa paperikonelinjalle poikittain, jolloin paperiratavienti joudutaan suunnittelemaan niin että rataa voidaan kääntää 90°. Tällaisen ratkaisun etuna on että kalanterin nipit voidaan hyödyntää tarkemmin.

15 Erityisesti tämän ratkaisun etuja ovat edellä mainittujen leveiden koneiden ongelmien ratkaisun lisäksi, että verrattuna kahteen kapeaan rinnakkaisesti toimivaan on-line-koneeseen, tarvitaan vain yhden koneen runko sekä oheislaitteet, kuten hydrauliikka ja telojen kuumennuslaitteet ja ratkaisu vaatii huomattavasti vähemmän hallitilaa. Verrattuna kahteen kapeaan koneeseen tarvitaan ainoastaan kaksi taipumakom- 20 pensoitua telaa, kun kahdessa koneessa tarvitaan neljä. Molempia rainoja voidaan pro-*, , filoida lähes toisistaan riippumatta, toista ylätelalla ja toista alatelalla, edellyttäen että * . toispuoleinen profilointikäsittely riittää. Ylä- tai alatelalla profilointi ei juurikaan yllä '! ! monitelakalanteritelaston läpi toiseen rainaan asti. Kahteen erilliseen rainaan jaettu pa- _ periraina kaventaa koko tuotantolinjan loppupään puoleen, jolloin periaatteessa kaikki ·. 25 laitteet, mm. leikkurit ja rullaimet, ovat puolet pienempiä, mistä seuraa huomattavat kustannussäästöt. Nykyisiä suurimpia kalantereita selvästi kapeammissa koneissa on . · ·. mitoitus värähtelyjen suhteen huomattavasti helpompaa. Mikäli molemmat rainat halu- ·*. taan kalanteroida samalla tavoin, on kalanteria ajettava täysin kevennetyn Optilo- ad-kalanterin tavoin, jossa nippikuormat voidaan asettaa toisistaan riippumattomasti.

. ·* _ 30 Mikäli kuitenkin halutaan tuottaa samasta tuotantoerästä eri tavoin kalanteroitua paperia voidaan osittaisella kevennyksellä tuottaa kahta eri kalanterointilaatua.

» · * 5 115146

Esimerkiksi toteutuneiden kauppojen perusteella voidaan laskea arvio saavutettavalle kustannussäästölle. Seuraavassa laskelmassa softkalanteri 1 on täysleveä kalanteri ja softkalanteri 2 on sitä puolta kapeampi kalanteri. Esitetyt luvut ovat vertailulukuja ja kuvaavat vain kalantereiden suhteellista hintaa.

5 softkalanteri 1 softkalanteri 2 2x2 täydellisenä 10 peruskoneen hinta (yks.) 57,4 varusteet, 20,9 koko koneen hinta 71,3 37,9 75,8 varatelat, starttivaraosat ym. 28,7 10,9 21,8

Yhteensä 100 48,8 97,6 15

Taulukosta nähdään, että kaksi erillistä softkalanteria täydellisenä kaikkine varateloi-neen ja starttivaraosineen maksaa 2,4% vähemmän kuin yksi vastaava täysleveä. Edelleen, jos kahden täydellisen kapeamman koneen mukaan toimitetaan ainoastaan yhdet starttivaraosat, varatelat ym. kaksi konetta tulee maksamaan 13,3% täysleveää vähem-. 20 män. Huomattavia lisäsäästöjä, joita tässä ei ole arvioitu, ovat projektikohtaiset suun- ’... > nittelukustannukset, jotka lähes puolittuvat konetta kohti valmistettaessa yhden sijasta ,;. kaksi identtistä konetta, sekä valmistuksesta aiheutuvat kustannukset. Tässä yhteydessä . · · ·, ei myöskään ole otettu huomioon säästöjä, jotka syntyvät kun on mahdollista käyttää » » .· ·. molemmilla kahdella koneella yhteisiä jäijestelmiä, kuten lämmitysjäijestelmää, valvo- ." *. 25 moa laitteineen jne. Koko linjan kannalta kaksi kapeampaa kalanteria yhden täysleveän sijasta takaa sen, että koko linja ei seisahdu esimerkiksi telavaurion sattuessa, vaan toinen kalanteri voi jatkaa tuotantoa, jolloin puolet tulevasta radasta joudutaan ajamaan katkoksen ajan pulpperiin, mutta puolet tuotannosta saadaan asiakasrulliksi. Toisaalta kahdella koneella yhteinen vauriotiheys on suurempi. Toisaalta massa- ja nestekierto-• * ·. 30 järjestelmiä voidaan pitää yllä ajettaessa 2/3 tai 3/4 koneella, jolloin osa rainasta menee suoraan pulpperiin riippuen sen käsittelyvaiheesta. Jos raina jaetaan jo perälaatikolla, .. I # voidaan lopettaa kokonaan syöttö käytöstä poissaolevalle linjan osalle.

6 115146

Kaiken kaikkiaan edellisen perusteella voidaan sanoa, että rainan jakaminen kahteen tai useampaan osarainaan alentaa jälkikäsittely laitteiden investointikustannuksia merkittävästi.

5 Keksintöä tarkastellaan seuraavassa esimerkkien avulla ja oheisiin piirustuksiin viitaten.

Seuraavassa selityksessä mainitaan yksinkertaisuuden vuoksi ainoastaan paperikone, mutta keksintöä voidaan soveltaa täysin vastaavalla tavalla kartonkikoneiden yhteydessä. Kartonkikoneilla jakaminen voi olla jopa edullisempaa, koska tuotetyyppien kirjo on 10 suurempi aina paino- ja pakkauskartongeista erilaisiin nestettä tai jopa kaasua läpäisemättömiin kartonkilaatuihin saakka, joiden valmistamiseen tarvitaan eri tyyppisiä ja-lostuslaitteita.

Osarainalla tarkoitetaan rainasta leikattua osuutta, joka voi olla joko lopputuote tai lop-15 putuotteen pohjaksi tarkoitettu rainan osa. Osarainalla ei tarkoiteta reunanauhoja tai muuta rainasta poistettavaa osaa.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti yhtä tyypillistä paperinvalmistuslinjaa, johon kuuluu paperikone ja siihen suoraan liitetyt jälkikäsittelylaitteet.

20

Kuvio 2 esittää kaaviokuvana yhtä keksinnön soveltamiseen sopivaa kalanterointitapaa

, I

' . sivulta.

• - · t ·

Kuvio 3 esittää kaaviokuvana kuvion 2 kalanterointitapaa ylhäältä.

25

Kuvio 4 esittää kaaviokuvana yhtä keksinnön soveltamiseen sopivaa kalanterointitapaa , ·, sivulta.

I « • · • · t ·

Kuvio 5 esittää kaaviokuvana kuvion 4 kalanterointitapaa ylhäältä.

Kuvio 6 on kaaviokuva erilaisista paperinvalmistuslinjan toteutusmahdollisuuksista yl- • * häältä.

30 7 115146

Kuvio 7 esittää yhtä rainojen ohjaustapaa jaettaessa raina kahteen osaan.

Kuvio 8 esittää toista rainojen ohjaustapaa jaettaessa raina kahteen osaan 5 Kuvio 9 rainojen jakamista heti perälaatikon jälkeen.

Kuvio 10 esittää rainojen jakamista puristinosan jälkeen.

Kuviossa 1 esitetty paperinvalmistuslinja on tyypillinen moderni valmistuslinja, jolla 10 valmistetaan molemmilta puolilta kertaalleen päällystettyä, moninippikalanterissa ka- lanteroitua paperia. Kuviossa ei ole esitetty paperikoneen rainanmuodostusosaa ja kuvio alkaakin koneen puristusosan 1 kohdalta. Puristusosassa 1 on kaksi pitkänippipuristinta 2. Niissä muodostusosalla tehty runsaasti vettä sisältävä raina 14 kulkee huopien tai viirojen tukemana puristinkengän ja joustavan telapinnan tai hihnan muodostaman nipin 15 läpi. Nipissä rainasta 14 poistuu puristuksen vaikutuksesta runsaasti vettä ja sen lujuus kasvaa voimakkaasti kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa ja rainan käsittely helpottuu. Pu-ristinosalta 1 raina 14 ohjataan jatkuvasti tuettuna kuivainosalle 3, joka koostuu useista kuivainsylinteriryhmistä 4. Kuivainsylinteriryhmillä 4 raina 14 kulkee edelleen viirojen tai huopien tukemana kuumennettavien sylinterien kautta ja rainasta 14 haihtuu edel-20 leen vettä. Tavallisesti kuivainosalla 3 pyritään kuivaamana pohjaraina 14 lopulliseen kuivuuteensa, jolloin se myös saavuttaa lopullisen lujuutensa. Puristuksen ja kuivauksen ohjaus- ja säätötapoja on kuitenkin useita ja veden poistaminen rainasta 14 säädetäänkin tuotettavan paperilaadun mukaan siten että pohjapaperin toivotut ominaisuudet korostu- * >, vat. Ajettavuuden kannalta tärkeintä on rainan lujuus ja tasalaatuisuus, jolloin se kestää • * . , 25 hyvin rasituksia ja jännitykset rainassa ovat mahdollisimman tasaiset.

. '1. Kuviossa 1 on esitetty on-line paperikone, jossa jälkikäsittelylaitteet on sijoitettu suo- ; : raan paperikoneen jatkoksi ja raina jatkaa suoraan jälkikäsittelyvaiheisiin. Esimerkkita- . ‘ · t pauksessamme raina 14 päällystetään samanaikaisesti molemmilta puolilta kaksipuoli- ·. 30 sessa filminsiirtopäällystimessä 5. Tällaisessa päällystimessä 5 raina kulkee kahden ap- plikointitelan muodostaman nipin välistä ja molemmille teloille levitetään päällystettä * · ,, I applikointilaitteella. Nipissä käsittelyaine siirtyy telojen pinnoilta pohjapaperin pintaan.

Molemminpuolisen päällystyksen jälkeen rainan 14 molemmat puolet ovat märkiä, jo- g 115146 ten rainaa 14 ei voida tukea kosketuksellisilla tukielimillä. Niinpä raina ohjataankin lei-jukuivaimeen 6, johon on integroitu ilmakääntölaite, jonka kautta rainan 14 kulkusuuntaa muutetaan. Leijukuivaimen jälkeen raina 14 on kuivanut sen verran, että se voidaan johtaa kääntösylinterille 7, jonka avulla sen suunta muutetaan toiselle leijukuivaimelle 5 8. Kääntösylinteri voidaan korvata ilmakääntölaitteella puhallussylinterillä, jolla rainan ja sylinterin väliin puhalletaan ilmaa, jos halutaan kosketukseton tuenta tässäkin vaiheessa. Toiselta leijukuivaimelta 8 raina johdetaan kuivainsylineriryhmälle 9 ja edelleen kalanterille 10. Tässä kalanteri 10 on moninippikalanteri, jollaisia ovat esimerkiksi pitkään käytössä olleet superkalanterit ja uudemmat Optiload-ja Janus-Concept-kalanterit, 10 joissa on paremmat mahdollisuudet hallita ja säätää nippikuormia kuin superkalantereis-sa. Kalanterilta 10 raina 14 ohjataan kiinnirullaimelle Ujolla raina rullataan tampuuri-rulliksi 16. Tampuurirullat 16 kuljetetaan edelleen vierintäkiskoilla 15 pituusleikkurille 13, jolla tampuurirullat leikataan kapeammiksi asiakasrulliksi.

15 Paperikonelinjan ja jälkikäsittelylaitteiden alapuolella on useissa paikoissa pulppereita 12, joihin valmistettava raina voidaan ohjata ratakatkon sattuessa pulpperin 12 jälkeen olevassa linjassa.

Kuviossa 1 on esitetty vain yksi mahdollinen paperikoneen ja jälkikäsittelylaitteiden · 20 muodostama tuotantolinja. Tätä keksintöä voidaan soveltaa kaikkien jälkikäsittelylait- teita käsittävien paperi-ja kartonkituotantolinjojen yhteydessä ja myös off-line- . * jälkikäsittelylinjoissa. Tuotantolinjat voivat käsittää erilaisia kalantereita, kuten soft-, ' kone- ja moninippikalantereita, erilaisia päällystysasemia, kuten jet-, spray-, filminsiir- to-, lyhytviipymä- tai teräpäällystysasemia ja raina voidaan päällystää useaan kertaan.

* · < * 25 Koska keksintö perustuu siihen, että raina jaetaan vähintään kahteen osaan, rainan eri osat voidaan käsitellä eri tavoin, osasta rainaa voidaan valmistaa esimerkiksi päällystä- •; ·; mätöntä kalanteroitua paperia ja osasta päällystettyä paperia.

» * :, i Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty yksi tapa jakaa raina 14 kahteen osarainaan 17, 18. Raina 14 30 valmistetaan paperikoneessa 1,3, minkä jälkeen se johdetaan leikkaukseen 19. Leikkaus . ,. voidaan tehdä edullisimmin kiekkoleikkurilla, jolla saadaan paras reunan laatu, tai muil- ; j la leikkaustavoilla, kuten vesisuihkulla tai laserilla, joiden etuna on se, että leikkaava elin, vesisuihku tai lasersäde, ei vaadi huoltoa tai vaihtoa. Leikkauksen 19 jälkeen 9 115146 raina on jaettu kahteen osarainaan 17 ja 18. Näistä osaraina 17 ohjataan kohti koneen keskilinjaa ja ylöspäin ja osaraina 18 samoin kohti keskilinjaa, mutta alaspäin. Kalanteri 10 on sijoitettu koneen keskilinjalle siten, että kalanterin telat ovat poikittain keskilinjaan nähden. Kuviosta 2 nähdään, kuinka osarainat 17, 18 tuodaan kalanterille ja kuinka 5 niitä ohjataan siinä. Ylöspäin ohjattava osaraina 17 johdetaan kalanterin ylimmän pehmeän telan 20 ja kovan telan 21 väliseen nippiin ja ohjaintelojen 22 kuljettamana yhteensä neljän kalanterointinipin läpi. Kuvassa esitetyn kahden pehmeän telan 20 välissä ei ole nippiä, vaan osaraina 17 kulkee vapaana näiden telojen välistä.

10 Vastaavasti osaraina 18 viedään kalanterin 10 telastolle telaston keskeltä ja ohjataan vastaavalla tavalla kuin ylempi osaraina telaston läpi. Tässä rainojen ohjaustavan määrää telojen 20, 21 pyörimissuunta, joka täytyy olla sellainen, että nippikosketuksessa olevien telojen pintojen liikesuunta nipeissä on sama. Tässä ratkaisussa on kaksi vii-sinippistä on-line Optiload-kalanteria yhdistetty yhdeksi 12-nippiseksi kalanteriksi, jol- 15 loin kalanterin rakenne ja varustelu saadaan yksinkertaisemmaksi kuin kahden erillisen kalanterin. Luonnollisesti alun perin rinnakkain olleet rainat täytyy tässä tapauksessa ohjata sivusuunnassa edellä kuvatulla tavalla siten, että ne tulevat kalanterille päällekkäin. Helpoiten tämä käynee sijoittamalla kalanteri paperikoneen keskilinjalle, jolloin osarainojen sivuttaissiirron tarve on mahdollisimman pieni.

20

Eräänä mahdollisuutena on johtaa paperiradasta leikatut osarainat kalanteriin vastakkaisilta puolilta. Tällöin kalanteri kannattaa sijoittaa paperikoneen keskilinjalle poikittain, _ , jolloin paperiratavienti jäljestetään siten, että rataa voidaan kääntää 90°. Tällaisen rat- , · , kaisun etuna on että nipit voidaan hyödyntää tarkemmin, eli telapinossa ei ole turhia * i ,· *, 25 nippejä. Edelliseen suoritusmuotoon verrattuna säästetään yksi pehmeä tela telapinon t · keskellä.

* ‘ ‘: Edellä kuvatun Optiload-kalanterin toiminta ja rakenne on alan ammattimiehelle tun- , ·, nettua eikö sinänsä liity keksinnön soveltamiseen. Tätä keksintöä voidaan soveltaa yhtä ", 30 hyvin esimerkiksi yllä olevien osarainojen ohjaustapojen mukaisesti muihinkinkalante- ’, reihin, esimerkiksi softkalantereihin. Toisaalta raina voidaan ohjata erillisiinkin kalante- I · . I f reihin, jotka voivat sijaita vaikkapa tehdasrakennuksen eri kerroksissa tai osaraina tai rainat voidaan ohjata sivuun koneen keskilinjalta paikkaan, jossa tehdasrakennuksessa 115146 ίο on tilaa kalantereille. Rainan ohjaaminen voidaan tehdä tunnettujen kääntörautojen, il-makääntölaitteiden, ohjaintelojen tai muiden tunnettujen kääntölaitteiden avulla. Rainan ohjaaminen on sinänsä hyvin tunnettua erilaisista paperi- ja painokoneista, joten itse kääntölaitteita ei kuvata tässä lähemmin.

5

Jos raina jaetaan ennen päällystysasemaa, on usein edullisempaa käyttää kummallekin osarainalle omaa päällystysasemaa, jotka voivat olla samanlaisia tai tyypiltään erilaisia, jolloin voidaan valmistaa kahta erilaista paperilaatua. On selvää, että jos raina jaetaan ennen päällystystä, kummallakin osarainalla on oltava vastaavasti ovat kuivainlaitteensa 10 ja tarvittaessa kalanterinsa.

Yksi mielenkiintoinen valmistustapa on pohjapaperin päällystäminen ensin täysleveänä yhteen kertaan molemmilta puolilta ja jakaminen kahteen osarainaan, joista toinen esimerkiksi kalanteroidaan ja toinen päällystetään toisen kertaan ja vaikkapa kalanteroi-15 daan. Kalanterit voivat tietenkin olla erityyppiset eri osarainoille. Osarainoja voi tietenkin olla useampiakin, mikäli pohjaraina on riittävän leveä. Keksinnön soveltaminen ei riipu käytettävästä päällystin- tai kalanterityypistä, vaan ajatusta voidaan käyttää kaikkien paperin tai kartongin valmistuksessa käytettävien laitteiden yhteydessä.

20 Kuviossa 1 esitetty paperinvalmistuslinja on suhteellisen yksinkertainen jälkikäsittely- laitteiden osalta, koska siinä paperin molemmat puolet päällystetään yhdessä vaiheessa, ‘^ minkä jälkeen seuraa yksi kalanterointivaihe. Jos paperi päällystetään useampaan ker- :. taan ja sen molemmat puolet erikseen ja käytetään esikalanterointia ennen päällystystä, • * · · . " ·. linjasta tulee huomattavasti pitempi ja monimutkaisempi. Keksinnön soveltamisen kan- . · * ·. 25 naita monimutkaisempi linja antaa enemmän toteutusmahdollisuuksia, koska rainan ja- . * ·. kaminen osarainoiksi voidaan toteuttaa useammassa kohdassa. Periaatteessa luonnolli sia paikkoja rainan jakamiselle ovat kuvion 1 linjan pulppereiden kohdat, koska niiden ' “: kohdalla raina siirtyy käsittelyvaiheelta toiselle. Siten kuvion 1 tapauksessa edullisia • t » “ *: paikkoja jakaa raina ovat puristinosan 1 ja kuivainosan 3 välissä, kuivainosan 3 ja » ♦ » .·*·. 30 päällystysaseman 5 välissä sekä päällystysaseman kuivainten 6 - 9 jakalanterin 10 vä- , · * ·. Iissä. Kuten edellä j o mainittiin, useampia käsittelyvaiheita käsittävässä linj assa mah dollisia rainan j akopaikkoja on useampia. Yhden tärkeän keksinnön suoritusmuodon 115146 11 mukaan ainakin yksi osaraina johdetaan kiinnirullaukseen ja ainakin yksi arkkileikkuril-le.

Erilaisia keksinnön toteutustapoja on esitetty kuvioissa 6-10. Kuviossa 6 raina valmis-5 tettaan syöttämällä perälaatikosta 23 veden ja kuitumassan seosta rainanmuodostimelle 24, jolla kuitumassasta muodostetaan koossa pysyvä raina. Tässä vaiheessa raina sisältää erittäin paljon vettä, joten sitä ei voida ohjata tukemattomana. Raina voidaan kuitenkin jakaa jo heti perälaatikolla 23, jolloin osarainoja on tuettava esimerkiksi erillisillä muodostusosan viiroilla. Tällöin voitaisiin käyttää jaettavaa perälaatikkoa 23, josta voi-10 täisiin sulkea tarvittaessa jonkin osarainan massansyöttö huollon, lajinvaihdon tai rata-katkon ajaksi, jolloin tältä osin massaa ei tarvitsisi kierrättää ollenkaan takaisin. Jokainen jaettu osaraina, jota on kuvattu nuolella 25voidaan ohjata valmistuslinjan mukana eteenpäin muiden osarainojen kanssa, tai se voidaan ohjata sivuun omalle käsittelylin-jalleen. Seuraava paikka, jossa raina voidaan jakaa on rainanmuodostimen 24 ja puris-15 tinosan 1 välissä. Vielä tässäkin vaiheessa rainan koossapysyvyys on heikko, joten rai-naa on tuettava viiran, huovan tai muun tukielimen avulla. Puristinosan 1 jälkeen rainas-ta on poistunut jo niin paljon vettä, että sitä voidaan kuljettaa tukemattomanakin, jolloin rainan jakaminen on helpompaa. Kuivauksen 3 ja kalanteroinnin 10 tai päällystyksen 5 jälkeen tapahtuvan kuivauksen jälkeen rainan jakaminen on yksinkertaisinta, koska täl-20 löin raina on kaikkein kuivin ja kestää parhaiten käsittelyä. Heti päällystyksen 5 jälkeen • tapahtuvassa jakamisessa täytyy ottaa huomioon se, että rainaan 14 ei voida koskettaa tavallisesti sen märältä, päällystetyltä puolelta. Raina voidaan jakaa vielä kiinnirul-. · laimellakin 11, mutta se ei välttämättä ole edullista, jos tampuurilla olevat rullat viedään 1 ,* heti pituusleikkurille 13. Pituusleikkurin sijasta jokin osaraina tai kaikki osarainat voi- 25 daan viedä arkkileikkurille.

> ·

Kuten kuvion 6 avulla voidaan todeta, pohjarainasta tai päärainasta voidaan erottaa kek-·’ sinnön mukaisesti osarainoja 25 missä tahansa valmistuksen vaiheessa. Tärkeintä on ; I kuitenkin, että ainakin yksi osaraina erotetaan pohjarainasta sen liikesuunnan kanssa • 30 samansuuntaisella leikkauksella ennen tuotteen erottamista valmistuslinjalla liikkuvasta .. rainasta tai Tainoista poikittaisella leikkauksella ja ennen poikittaista leikkausta tapahtu- : .: vaa viimeistä käsittelyä.

115146 12

Kuviossa 7 on esitetty yksi rainan 14 jakamisen periaate, jossa osarainat 17, 18 ohjataan sivuun pohjarainan kulkusuunnasta. Kuvio esittää jakamista ylhäältä. Tässä periaatteessa raina 14 tulee ensimmäiselle käsittelylaitteelle 26, jonka jälkeen tai jolla se jaetaan kahdeksi (tai useammaksi) osarainaksi 17, 18. Osaraina 1 ohjataan toiselle käsittelylait-5 teelle 28, ja jaetaan käsittelyn jälkeen jällen kahdeksi (tai useammaksi) kapeammaksi osarainaksi 17a ja 17b. Osaraina 18 johdetaan kolmannelle käsittelylaitteelle 29. Kuviossa 8, joka kuvaa rainojen jakamista sivulta, jako toteutetaan samalla tavalla, mutta rainat ohjataan kulkemaan päällekkäin ja jakamista seuraavat käsittelylaitteetkin ovat päällekkäin. Valinta osarainojen ohjaustapojen välillä tehdään käytettävissä olevan tilan 10 mahdollisuuksien mukaisesti ja jakotapoja voidaan yhdistellä, jolloin esimerkiksi kaksi rainaa ohjataan päällekkäin ja yksi sivulle. Kuten kuviosta 6 havaittiin, tällainen jako voidaan tehdä missä tahansa paperinvalmistuksen vaiheessa. Tämän havainnollistamiseksi kuviossa 9 on esitetty rainan jakaminen heti perälaatikon jälkeen, jolloin käytetään kahta rainanmuodostinta 24a ja 24b ja muutenkin kahdennettuja käsittelylaitteita, kuten 15 kelantereita 10a ja 10b. Kuviossa 10 jakaminen tapahtuu ennen kuivausosaa, joten jaettavat osarainat, tässä tapauksessa kolme, ohjataan erillisille kuivainlinjoille 3a, 3b, Jc. Mainitut käsittelylaitteet ovat siten joko itse rainanmuodostukseen käytettäviä laitteita kuten rainanmuodostin, puristinosa tai kuivain, tai jälkikäsittelylaitteita, kuten kalante-rit, päällystimet tai pinnoituslaitteet. Käsittelylaitteilla tarkoitetaan tässä laitteita, jotka ·· 20 aktiivisesti vaikuttavat rainan ominaisuuksiin, mutta ei sen hallintaan käytettäviä laittei- » , : ta kuten teloja, kääntölaitteita ja mllaimia. Osarainoja voidaan ohjata rinnakkain ja/tai ., Γ päällekkäin yhtä aikaa ja jako voi tapahtua perälaatikolta, rainanmuodostimelta, puris- i > , . · timelta, kuivatusosalta, päällystysosalta tai kalanterilta. Osarainat voivat olla lopputuot- ’ , * teitä tai niitä voidaan käyttää edelleen jalostettavien tuotteiden pohjana.

25

Yksi edullinen tapa jakaa raina on valita osarainojen leveydet siten, että ne ovat opti- ' I · : maaliset tiettyyn käyttötarkoitukseen. Tavallisesti tasalaatuisin pohjarainan osa on sen * keskiosa, koska rainan reuna-alueet ovat ominaisuuksiltaan erilaiset, muun muassa rai- t • · · nan paksuus, kosteus ja kireys saattavat vaihdella. Yksi rainan kaliiperiin vaikuttava te- ’· 30 kijä on se, että erilaisten nippien aiheuttama paine on suurempi rainan reunaosilla. Jois- .. sakin tapauksissa rainan toinen reuna on paksumpi kuin toinen, jolloin tavoitelaadultaan .: paras osa rainaa on jommassa kummassa reunassa. Jos rainasta leikattavien osarainojen laatua pyritään optimoimaan tällä tavoin, on edullisesti käytettävä sellaisia jälkikäsitte- ,3 115146 lylaitteita, joiden käsittelyleveys on säädettävissä tai joiden toiminta ei riipu käsiteltävän rainan leveydestä. Tällaisia ovat esimerkiksi spraypäällystimet ja tietyntyyppiset kalan-terit. Kaikkein edullisimmin säätö onnistuu, jos raina jaetaan ainakin kolmeen osaan. Tämä on välttämätöntäkin, mikäli pyritään saamaan käyttöön yksi osaraina pohjarainan 5 keskeltä. Raina voidaan toki jakaa tarvittaessa jopa useampaankin kertaan peräkkäisissä vaiheissa. Rainasta valittava osa voidaan valita haluttujen parametrien mukaan, mutta optimointi edellyttää tietenkin määräävän ominaisuuden mittaamista ennen rainan jakamista. Yksi hyvin rainan osan laatua ilmaiseva suure on sen kireysprofiili, jonka mukaan jakaminen voidaan tehdä.

10

Keksintöä voidaan soveltaa myös off-line-jälkikäsittelyssä. Tällöin rainan jakaminen tapahtuu esimerkiksi ensimmäisen tai toisen päällystysvaiheen, mahdollisesti jopa kolmannen, ja edullisesti päällystystä seuraavan kuivatusvaiheen jälkeen. Tässä tapauksessa osarainat ohjataan joko seuraavaan päällystysvaiheeseen tai kalanterille. Raina on 15 toki mahdollista jakaa heti päällystyksen jälkeenkin ennen kuivatusta, mutta tällöin tu lee ongelmaksi se, että märkää rainaa ei voida ohjata tai tukea kosketuksellisesti. Siten kuivatun rainan ohjaaminen ja kääntäminen on helpompaa.

Edellä olevassa selityksessä on viitattu pääasiassa paperin valmistukseen. On selvää, 20 että samoja periaatteita voidaan soveltaa kartongin valmistukseenkin. Samoin edellä mainittu päällystys käsittää myös pintaliimauksen ja muut vastaavat menetelmät, joissa ',., pohjarainalle levitetään käsittelyainetta.

> » · « I I * « • · ·

Claims (19)

1. Menetelmä leveän paperi- tai kartonkirainan käsittelemiseksi sellaisen valmistusmenetelmän yhteydessä, jossa 5 - valmistetaan leveä pohjaraina (14) ja käsitellään pohjarainaa ainakin yhdessä käsittelyvaiheessa ennen valmiin tuotteen erottamista poikittain leikkaamalla tuotantolinjalla olevasta rainasta, 10 -jaetaan pohjaraina (14) ainakin yhden kerran ainakin kahdeksi osarainaksi (17,18) ennen valmiin tuotteen erottamista poikittain leikkaamalla tuotantolinjalla olevasta rainasta ja ennen erottamista edeltävää käsittelyvaihetta ja johdetaan ainakin yksi osaraina (17.18) ainakin yhteen jälkikäsittelyvaiheeseen 15 tunnettu siitä, että ennen valmiin tuotteen erottamista poikittain leikkaamalla tuotanto-linjalla olevasta rainasta, osarainat jaetaan ja ohjataan rinnakkain ja/tai päällekkäin paperi- tai kartonkikoneessa ainakin yhdeltä seuraavista laitteista: perälaatikolta, rainan-muodostimelta, puristimelta, kuivatusosalta, päällystysosaltatai kalenterilta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan osarainat (17.18) sivusuunnassa kohti koneen keskilinjaa toistensa päälle. ' * • ♦ · . · · · t

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan ainakin yk- . · · , si osarainoista sivuun poispäin koneen keskilinjalta. • » . 25 * ·

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan osarainat (17.18) koneen keskilinjaan nähden poikkeutettuun suuntaan sijoitetulle käsittelylait- . teelle.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan osarainat (17.18) kalanterille (10), jossa on päällekkäiset nipit kummankin osarainan (17,18) käsittelyä varten. > 115146

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan osarainat (17,18) koneen keskilinjaan nähden poikittain sijoitetulle käsittelylaitteelle.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan osarainat 5 (17,18) koneen keskilinjaan nähden poikittain sijoitetulle kalanterille (10), jossa on päällekkäiset nipit kummankin osarainan (17,18) käsittelyä varten.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan ainakin yksi valmistettavan tuotteen laatuun vaikuttava määre ja jaetaan pohjaraina (14) osarainoi- 10 hin mittaustuloksen perusteella siten, että yhteen osarainoista saadaan valittua rainan tältä laatuominaisuudelta paras osa.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa pohjarainaa (14) kuivataan ensin puristamalla (1) ja sitten lämmittävillä kuivaimilla (3) tunnettu siitä, että pohjaraina 15 (14) j aetaan rainan puristuskuivauksen j älkeen.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdetaan ainakin yksi pohjarainasta (14) jaettu osaraina (17,18) suoraan painokoneelle.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jaetaan pohjaraina » · . ’. (14) ennen päällystämistä.

:' ': 12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitellään ainakin : ’ ”; kahta osarainaa (17,18) jakamisen jälkeen eri tavalla erilaisten lopputuotteiden aikaan- 25 saamiseksi.

/ ' 13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan pohjarai- .: nan (14) kireysprofiili ja määrätään rainan jakotapa sen avulla.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdetaan ainakin yksi osaraina kiinnirullaimelle ja ainakin yksi arkkileikkurille. 115146

14 115146

15. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdetaan ainakin yksi osaraina ainakin yhdelle päällystysasemalle.

16. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdetaan ainakin 5 yksi osaraina ainakin yhdelle päällystysasemalle.

17. Jonkin patenttivaatimuksista 1-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jaetaan raina jonkin seuraavan käsittelylaitteen jälkeen: perälaatikko, rainanmuodostin, puristin, kuivausosa, päällystysosa tai kalanteri. 10

18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osarainoja ohjataan rinnakkain ja/tai päällekkäin yhtä aikaa ja jako tehdään ainakin yhdeltä seuraavista laitteista: perälaatikolta, rainanmuodostimelta, puristimelta, kuivatusosalta, päällystysosalta tai kalanterilta. 15

19. Sovitelma leveän paperi- tai kartonkirainan käsittelemiseksi sellaisella valmistuslinjalla, joka käsittää elimet (1, 3) leveän pohjarainan (14) valmistamiseksi ja ainakin yhden käsittelylaitteen pohjarainan (14) käsittelemiseksi ainakin yhdessä käsittelyvaiheessa ennen valmiin tuotteen erottamista poikittain leikkaamalla tuotantolinjalla ole- 20 vasta rainasta, elimet (19) pohjarainan (14) jakamiseksi ainakin kahdeksi osarainaksi : (17, 18) ennen valmiin tuotteen erottamista poikittain leikkaamalla tuotantolinjalla ole- * ’ vasta rainasta ja ennen erottamista edeltävää viimeistä käsittelyvaihetta ja elimistä aina- » . · kin toisen osarainan (17, 18) ohjaamiseksi ainakin yhteen käsittelyvaiheeseen, tunnettu , · elimistä osarainojen jakamiseksi ja ohjaamiseksi rinnakkain ja/tai päällekkäin paperi- tai » ,· 25 kartonkikoneessa ainakin yhdeltä seuraavista laitteista: perälaatikolta, rainanmuodosti melta, puristimelta, kuivatusosalta, päällystysosalta tai kalanterilta . t · • » • · • · t • · I B > · 115146