FI115650B - Procedure for calendering paper or cardboard - Google Patents

Procedure for calendering paper or cardboard Download PDF

Info

Publication number
FI115650B
FI115650B FI20035029A FI20035029A FI115650B FI 115650 B FI115650 B FI 115650B FI 20035029 A FI20035029 A FI 20035029A FI 20035029 A FI20035029 A FI 20035029A FI 115650 B FI115650 B FI 115650B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
web
calendering
temperature
paper
glass transition
Prior art date
Application number
FI20035029A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20035029A0 (en
FI20035029A (en
Inventor
Mika Viljanmaa
Original Assignee
Metso Paper Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8566363&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI115650(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Metso Paper Inc filed Critical Metso Paper Inc
Priority to FI20035029A priority Critical patent/FI115650B/en
Publication of FI20035029A0 publication Critical patent/FI20035029A0/en
Priority to PCT/FI2004/050014 priority patent/WO2004079092A1/en
Priority to DE112004000190.0T priority patent/DE112004000190B4/en
Publication of FI20035029A publication Critical patent/FI20035029A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI115650B publication Critical patent/FI115650B/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/006Calenders; Smoothing apparatus with extended nips

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

115650115650

Menetelmä paperin tai kartongin kalanteroimiseksiMethod for calendering paper or paperboard

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä paperin tai kartongin kalan-5 teroimiseksi.The present invention relates to a method for sharpening fish or paperboard.

Kalanterointi on prosessi, jossa kuiturainaa puristetaan tavallisesti kahden tai useamman telan välissä, jolloin paperi mekaanisesta työstä ja lämmöstä johtuen muuttaa muotoaan sekä tason suunnassa että paksuussuunnassa. On 10 myös olemassa erilaisia hihnakalanteriratkaisuja, kuten esitetty esim. FI hakemuksessa 20020159, jossa on pituudeltaan säädettävä kalanterointialue. Kalanterointialueen pituus hihnakalanterissa voi olla esim. alueessa 10 mm -15000 mm.Calendering is a process in which a fibrous web is usually pressed between two or more rolls, whereby, due to mechanical work and heat, the paper deforms both in the plane direction and in the thickness direction. There are also various belt calender solutions as disclosed, e.g., in FI application 20020159, which has a length adjustable calendering area. The length of the calendering area in the belt calender may be e.g. in the range 10 mm to 15000 mm.

15 Nykyisissä kalanterointiprosesseissa kalanterointiparametrejä ovat: - telojen pintalämpötila - paperin lämpötila - telojen halkaisija -ajonopeus < * 20 - nipissä vaikuttava viivakuorma - telojen pinnoitteen kovuus - paperin kosteus (- jakauma) ·, - telojen pinnan topografia - nipin pituus 25 - nippien lukumäärä15 In current calendering processes, calendering parameters include: - roll surface temperature - paper temperature - roll diameter run speed <* 20 - line loading on rolls - roll coating hardness - paper moisture (- distribution) ·, - roll surface topography - nip length 25 -

Osa yllä mainituista parametreista on keskenään kytkeytyneitä. Nykyisissä kalanterointimenetelmissä eri parametreja säädetään kutakin erikseen halutun lopputuotteen aikaansaamiseksi. Osa parametreista on kiinnitetty proses-30 sista ja koneen layoutista johtuen.Some of the above parameters are interconnected. In the present calendering methods, different parameters are individually adjusted to obtain the desired end product. Some parameters are fixed due to the process-30 and machine layout.

2 1156502, 115650

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada kalanterointimenetelmä, jolla saavutetaan tehokas kalanterointitulos suhteellisen yksinkertaisten säätötoimenpiteiden avulla.It is an object of the present invention to provide a calendering method which achieves an effective calendering result by relatively simple adjustment procedures.

5 Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että menetelmässä saatetaan raina kalanterointinipissä tai - alueessa rainan sisältämien polymeerien lasisiirtymälämpötilaa ylempään lämpötilaan niin korkean paineen alaisena, että rainassa oleva neste ei höyrysty vaan pysyy olennaisesti nesteenä, jolloin rainaa puristetaan olennaisesti 10 plastisessa tilassa kunnes haluttu kalanterointivaikutus on saavutettu, jonka jälkeen lasketaan rainaan vaikuttava paine hallitusti kyseistä lämpötilaa vastaavaa höyryn painetta alemmaksi, jolloin rainassa oleva neste höyrystyy ja raina kuivuu hallitusti, jolloin rainan sisältämät polymeerit siirtyvät plastisesta tilasta lasitilaan ja polymeerien muodonmuutos jää pysyväksi. Mainittuna kui-15 turainassa olevana nesteenä voi olla vesi tai vesiseos.To achieve this object, the process of the invention is characterized in that the process comprises subjecting the web in a calendering nip or region to a temperature above the glass transition temperature of the polymers contained in the web under such high pressure that the liquid in the web is not vaporized; the calendering effect is achieved, after which the pressure acting on the web is controlled lowered below the vapor pressure corresponding to that temperature, whereby the liquid in the web is evaporated and the web dries in a controlled manner, whereby the polymers contained in the web Said liquid in the form of said 15 may be water or an aqueous mixture.

Kutakin lämpötilaa vastaava tarvittava paine voidaan riittävällä tarkkuudella katsoa veden faasidiagrammista tai höyrynpainetaulukosta, esimerkiksi jul- :·. kaisusta Kari I. Keskinen, Kemian laitetekniikan taulukoita ja piirroksia, s. s.The required pressure for each temperature can be read with sufficient accuracy from the water phase diagram or the vapor pressure table, for example jul. on Kari I. Keskinen, Tables and Drawings in Chemical Engineering, p.

20 24-35. Näihin arvoihin voidaan tehdä muutoksia riippuen kuiturainassa ole- van vesiseoksen koostumuksesta, esimerkiksi koeajojen perusteella.20 24-35. These values may be varied depending on the composition of the aqueous mixture in the fibrous web, for example on the basis of test runs.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä rainaa puristetaan plastisessa tilassa - t .halutun kalanterointituloksen aikaansaamiseksi, jonka jälkeen voidaan laskea 25 rainaan vaikuttava paine hallitusti kyseistä lämpötilaa vastaavaa höyryn-:painetta alemmaksi, jolloin rainassa oleva neste höyrystyy ja raina kuivuu, jolloin rainan sisältämät polymeerit siirtyvät plastisesta tilasta lasitilaan ja muodonmuutos jää pysyväksi.In the process of the invention, the web is compressed in a plastic state - i.e. to achieve the desired calendering result, after which the pressure acting on the web can be lowered in a controlled manner below the vapor pressure corresponding to that temperature. the deformation remains permanent.

: 30 Seuraavassa kuvataan lyhyesti kuiturainan sisältämiä polymeerejä ja niiden lasisiirtymälämpötilaa perustuen julkaisuun: Mikko Tani, Diplomityö: "Rainan 3 115650 plastisoitumistekijöiden vaikutukset sofkalanteroinnissa", 1.2.1994, TKK, Helsinki.: 30 The following describes briefly the polymers contained in the fibrous web and their glass transition temperature based on the publication: Mikko Tani, M.Sc.

Kuituraina sisältää tyypillisesti kolmea erityyppistä luonnonpolymeeriä: sellu-5 loosaa, amorfista hemiselluloosaa ja amorfista ligniiniä, joiden osuus vaihte-lee massatyypistä ja massan valmistukseen käytetyistä puulajeista riippuen. Päällystetyissä lajeissa tulee kysymykseen lisäksi päällystepastassa olevat synteettiset amorfiset polymeerit tai luonnonpolymeerit tai molempia yhdessä. Paperin sisältämissä polymeereissä tapahtuvat muodonmuutokset ovat 10 ajasta riippuvia ja osittain palautumattomia (viskoelastisia). Polymeerien vis-koelastinen käyttäytyminen riippuu leikkausnopeudesta, moolimassasta, po-lymeeerien rakenteesta, lisäaineiden määrästä ja lämpötilasta. Tietyn kullekin polymeerille ominaisen lämpötilan alapuolella amorfinen faasi on lasitilassa.The fibrous web typically contains three different types of natural polymers: cellulose-5, amorphous hemicellulose and amorphous lignin, the proportion of which varies depending on the type of pulp and the species of wood used to make the pulp. Coated species also include synthetic amorphous polymers or natural polymers in the coating paste, or both. The deformation of the polymers contained in the paper is 10 time dependent and partially irreversible (viscoelastic). The viscoelastic behavior of the polymers depends on the shear rate, molecular weight, structure of the polymers, amount of additives and temperature. Below a certain temperature characteristic of each polymer, the amorphous phase is in the glass space.

Tällöin amorfiset polymeerit ja osittain kiteisten polymeerien amorfiset osat 15 ovat jähmettyneet koviksi ja hauraiksi lasimaisiksi aineiksi. Ulkoisen voiman vaikutuksesta voi lasitilassa tapahtua palautuvan muodonmuutoksen lisäksi pysyvää muodonmuutosta. Ulkoisen voiman aiheuttamaa lasitilassa tapahtuvaa pysyvää muodonmuutosta nimitetään plastiseksi muodonmuutokseksi. Amorfisen faasin fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet muuttuvat voimak-20 kaasti lasisiirtymäalueella, jonka alueen keskikohta on märitetty lasisiirtymä-lämpötilaksi Tg. Paperin sisältämät polymeerit ovat lasitilassa huoneenlämpö-tilassa. Selluloosan lasisiirtymälämpötilat absoluuttisen kuivissa oloissa vaih-televat kiteisyysasteesta riippuen 200 °C:sta 250 °C:een. Hemiselluloosalle vastaavat arvot ovat 150 -220 °C ja ligniinille 130-205 °C. Kosteuspitoisuus 25 vaikuttaa näihin lämpötiloihin. Lasisiirtymälämpötila on riippuvainen veden : plastisoivasta vaikutuksesta, jolloin vesipitoisuuden kasvu alentaa lasisiirty- mälämpötilaa. Kuiturainan kosteuspitoisuuden noustessa yli 5 % on mekaanisella massalla havaittu kaksi eri lasisiirtymälämpötilaa, joista alempi on sel-luloosafraktion lasisiirtymälämpötila ja ylempi ligniinifraktion. Ligniini pystyy 30 absorboimaan vain rajallisen määrän kosteutta, joten sen lasisiirtymälämpötila pysyy vakiona kosteuspitoisuuden ylittäessä 2,5 %. Tästä johtuen ligniinin 4 115650 plastisoimiseksi tarvitaan pääasiassa lämpöä, kun taas selluloosa plastisoituu vedellä ja lämmöllä.Thereby, the amorphous polymers and the amorphous portions of the partially crystalline polymers are solidified into hard and brittle glassy substances. In addition to the reversible deformation, a permanent deformation can occur under the influence of external force in the glass space. Permanent deformation in the glass space due to external force is called plastic deformation. The physical and mechanical properties of the amorphous phase undergo a significant change in the glass transition region, whose center is defined as the glass transition temperature Tg. The polymers contained in the paper are in the glass space at room temperature. The glass transition temperatures of cellulose under absolutely dry conditions vary from 200 ° C to 250 ° C depending on the degree of crystallinity. Corresponding values for hemicellulose are 150-220 ° C and for lignin 130-205 ° C. Humidity 25 influences these temperatures. The glass transition temperature is dependent on the plasticizing effect of water, whereby the increase in water content decreases the glass transition temperature. As the moisture content of the fiber web rises above 5%, two different glass transition temperatures have been observed with the mechanical pulp, the lower one being the glass transition temperature of the cellulose fraction and the higher one the lignin fraction. Lignin is able to absorb only a limited amount of moisture, so its glass transition temperature remains constant at a moisture content above 2.5%. As a result, heat is required for the plasticization of lignin 4 115650, whereas cellulose is plasticized with water and heat.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä saavutetaan rainan kalanterointi siten, 5 että rainan kukin kerros on kullakin ajanhetkellä rainan plastisuuden kannalta optimaalisessa lämpötila-kosteus-paine -toimintapisteessä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä yksi tai useampi parametreista voi olla kiinteä ja loput säädettäviä tai ideaalisessa prosessissa kaikki riippumattomat parametrit ovat vapaasti säädettävissä. Ideaalisessa kalanterointiprosessissa toisistaan riip-10 pumattomia parametreja voidaan katsoa olevan seuraavat: - rainan kanssa kontaktissa olevien pintojen lämpötila - paperin sisääntulolämpötila - paperin kosteus (-jakauma) - rainaan kohdistuva paineimpulssi (jakauman muotoja ajallinen kesto).In the method according to the invention, the calendering of the web is achieved so that each layer of the web is at each point of time an optimum temperature-humidity-pressure operating point for the plasticity of the web. In the method of the invention, one or more of the parameters may be fixed and the remainder adjustable or, in an ideal process, all independent parameters may be freely adjustable. In an ideal calendering process, independent parameters can be considered as: - the temperature of the surfaces in contact with the web - the paper inlet temperature - the moisture (distribution) of the paper - the pressure pulse (duration of the distribution) over the web.

1515

Muita parametreja voidaan pitää tapauskohtaisina vakioina.Other parameters can be considered as case-specific constants.

Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu käytettäväksi sekä tavanomaisissa kalantereissa, joissa kuiturainaa puristetaan kahden tai useamman telan vä-, : 20 Iissä, että hihnakalantereissa, erityisesti metallihihnakalanterissa, kuten esi merkiksi hakemuksen FI20020159 mukaisessa metallihihnakalanterissa.The method according to the invention is suitable for use in both conventional calenders in which the fibrous web is pressed between two or more rolls, and in belt calendars, in particular in a metal belt calender such as the metal belt calender of application FI20020159.

♦ : · t♦: · t

Claims (2)

5 115650 Patenttivaatimus5 115650 Claim
FI20035029A 2003-03-07 2003-03-07 Procedure for calendering paper or cardboard FI115650B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20035029A FI115650B (en) 2003-03-07 2003-03-07 Procedure for calendering paper or cardboard
PCT/FI2004/050014 WO2004079092A1 (en) 2003-03-07 2004-02-13 A method for calandering paper on board
DE112004000190.0T DE112004000190B4 (en) 2003-03-07 2004-02-13 Method for calendering paper or cardboard

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20035029 2003-03-07
FI20035029A FI115650B (en) 2003-03-07 2003-03-07 Procedure for calendering paper or cardboard

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20035029A0 FI20035029A0 (en) 2003-03-07
FI20035029A FI20035029A (en) 2004-09-08
FI115650B true FI115650B (en) 2005-06-15

Family

ID=8566363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20035029A FI115650B (en) 2003-03-07 2003-03-07 Procedure for calendering paper or cardboard

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112004000190B4 (en)
FI (1) FI115650B (en)
WO (1) WO2004079092A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008056500A1 (en) 2008-11-08 2010-05-12 Innova-Paper-Form Gmbh Material sheet e.g. web material, structuring method for calender, involves bringing material sheet into horizontal shape by breaker rollers after leaving structured roller gap, which is formed by stamping and counter-pressure rollers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3577894D1 (en) * 1985-11-06 1990-06-28 Scott Paper Co FINISHING PROCESS FOR PAPER WITH THERMOFORMING OF THE SUPPORT LAYERS.
FI95061C (en) * 1993-03-08 1995-12-11 Valmet Paper Machinery Inc Method of calendering paper web and calender for application of the method
FI102305B (en) * 1997-04-02 1998-11-13 Valmet Corp Calendaring process and calendar for application of the process
FI108801B (en) 2000-08-24 2002-03-28 Metso Paper Inc A method of adjusting the quality of one or more fiber web surfaces in a shoe calender
FI20020159A (en) * 2002-01-29 2003-07-30 Metso Paper Inc Surface shaping apparatus and method using the apparatus for finishing coated or uncoated fibrous web

Also Published As

Publication number Publication date
FI20035029A0 (en) 2003-03-07
WO2004079092A1 (en) 2004-09-16
DE112004000190T5 (en) 2006-01-19
DE112004000190B4 (en) 2019-06-06
FI20035029A (en) 2004-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3350371B1 (en) Surface sizing of dense films
JP7009485B2 (en) Method for Producing Film Containing Microfibrillated Cellulose
BR112019023763A2 (en) A METHOD OF MANUFACTURING A FILM HAVING LOW OXYGEN TRANSMISSION RATE VALUES
CN109715883A (en) Method, film and the Paper or cardboard product of film of the preparation comprising microfibril cellulose
EP3177408B1 (en) Method for the continuous coating of a cellulose-based fibrous substrate web with fatty acid chloride
BR112021008924B1 (en) A METHOD FOR DEHYDRATING A NET COMPRISING MICROFIBRILLATED CELLULOSE AND A FILM PRODUCED FROM THE DEHYDRATED NET
JP7060597B2 (en) Method for manufacturing a film containing MFC
Kamel et al. Mechanical properties of the paper sheets treated with different polymers
FI115650B (en) Procedure for calendering paper or cardboard
WO2003018638A1 (en) Method for modification of starch, starch and its use
EP3818122A1 (en) Microfibrillated cellulose for controlling viscosity and gel temperature in starch-based adhesives
RU2276214C2 (en) Method for manufacture of sized paper or board
CN107109791B (en) With the method for the high quality low weight paper for manufacturing the supporting layer as release lining with component
CN111699051A (en) Coated wood veneer and method for treating a wood veneer
Oksanen et al. Improving wet web runnability and paper quality by an uncharged polysaccharide
BRPI0815496B1 (en) process for treating a substrate
SE545868C2 (en) Method and device for producing a microfibrillated cellulose film
FI113658B (en) Modification of starch for surface sizing, involves degrading starch by hypochlorite oxidation or acid treatment, and stabilization
US20040181053A1 (en) Method for modification of starch, starch and its use
FI85399B (en) VAERMEBEHANDLING AV PAPPERSPRODUKTER OCH STAERKELSE INNEHAOLLANDE PAPPERSPRODUKTER.

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 115650

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed