FI117679B - Menetelmä ja järjestely paperin valmistamiseksi - Google Patents

Description

117679

Menetelmä ja järjestely paperin valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää useiden eri paperilajien valmistamiseksi samalla paperikoneella, jossa muodostettu ja ainakin osittain kuivattu raina käsitellään pääl-5 lystysyksikössä (20) ruiskuttamalla rainan pintaan nestemäistä käsittelyainetta, minkä jälkeen rainaan vaikutetaan kalanterointiyksikössä (40) lämmön ja puristuksen avulla ainakin rainan sileyttä ja haluttaessa kiiltoa lisäävästi. Keksintö koskee myös järjestelyä useiden eri paperilajien valmistamiseksi samalla paperikoneella, jossa on välineet rainan muodostamiseksi ja ainakin osittain kuivaamiseksi ja jos-10 sa on rainan käsittelemiseksi päällystysyksikkö (20), jossa on välineet nestemäisen käsittelyaineen ruiskuttamiseksi rainan pintaan, minkä jälkeen rainan kulkusuunnassa on kalanterointiyksikkö (40) ainakin rainan sileyden ja haluttaessa kiillon lisäämiseksi lämmön ja puristuksen avulla.

SC-paperilaji on perinteisesti puupitoisesta massasta valmistettua paperia, jonka 15 yhtenä valmistuksellisena erityispiirteenä on voimakas kalanteroiminen superka-lanterilla. Aiemmin näissä superkalantereissa käytettiin lähes yksinomaan kuitute-loja ja kokilliteloja, joiden välisestä nipistä raina johdettiin läpi. Jotta rainan molemmat puolet saataisiin ominaisuuksiltaan samanlaisiksi, keskellä telojen muodostamaa pinoa käytetään ns. kääntönippiä, jossa kokillitelojen ja kuitutelojen puo-20 leisuus rainaan nähden vaihtuu. Nykyään superkalanterin tilalla käytetään enim- ·;· mäkseen erilaisia monitelakalantereita, joissa toimintaperiaate on jokseenkin sa- • · · · ; .·. ma, mutta kuitutelojen tilalla on kestävämmät polymeeripintaiset telat. Rainaa kä- .···. sittelevien nippien määrässä on myös tapahtunut muutosta, aiemman 8 - 12 te- • t ;*)·. lanipin tilalla voi olla sama määrä telanippejä tai vaihtoehtoisesti erilaisia useista • · · 25 telastoista koostuvia kalantereja, kuten 3+5 nippisiä, 2+4, 4+5, 3+3 ja niin edel-***** leen. Periaatteeltaan paperilajin ominaisuudet ovat pysyneet kuitenkin sikäli sa manlaisina, että uusilla kalentereilla voidaan tuottaa myös ominaisuuksiltaan sa-’ manlaista paperia kuin aiemminkin.

• · · • · • · • ♦ · ^ \ SC-paperi voidaan jakaa erilaisiin alalajeihin SC-A+, SC-A, SC-B+, SC-B, SC-C, 30 joissa erottavina tekijöinä ovat mm. kiilto ja sileys; raaka-aine ja täyteainepitoisuus.

* * '·"* SC-A :n kiilto on luokkaa 46-55 % ja karheus luokkaa 1,0-1,3 pm, kun puolestaan : SC-C:llä vastaavat arvot ovat luokkaa kiilto 18-27 % ja karheus 1,8-2,4 pm. Pelkäl- ;··· lä kalanterointiparametrien muutoksella ei näin suuria eroja pystytä saamaan ai kaan, vaan luonnollisestikin näiden arvojen saavuttamiseksi kuiturainan sisältämät 35 ainesosat poikkeavat toisistaan, yhtenä erottavana ainesosana on tuhka. Erittäin 117679 2 hienojakoisena ainesosana tuhka vaikuttaa voimakkaasti kalanterointitulokseen. Sen pitoisuuden lisääntyessä saavutetaan periaatteessa kalanteroinnilla kiiltä-vämpi ja sileämpi paperi.

LWC-paperi (Light Weight Coated) on SC-lajin tapaan valmistettu pääasiassa 5 puupitoisesta eli mekaanisesta massasta. Tähän valmistusprosessiin kuuluu vielä SC-lajien valmistukseen kuuluvien osaprosessien lisäksi päällystys, joka suoritetaan ennen kalanterointia. Tyypillinen LWC-paperin päällystysmäärä on 10 g/mz per puoli, yleensä yhteensä 16...25 g/m2, jolla saadaan aikaan vaalea, sileä ja hyvin painojälkeä toistava pinta. Päällystysmenetelmiä on olemassa lukuisia erilaisia 10 kuten teräpäällystys, liimapuristinpäällystys, spray-päällystys, liimapuristinpäällys-tys, verhopäällystys, jne. Parempien lajien aikaan saamiseksi näitä voidaan myös yhdistellä, mutta hyvälaatuisen perus-LWC:n valmistuksessa rainan kumpikin puoli päällystetään vain yhteen kertaan. Julkaisu WO 02/103109 esittää erittäin monipuolisesti LWC-lajin valmistukseen liittyviä tekijöitä.

15 Näillä erilaisilla tavoilla muuttaa paperin pintaominaisuuksia haetaan paperitehtaan asiakkaan eli painotalon kulloinkin tarvitsemia ominaisuuksia. Tyypilliset käyttökohteet näille paperilajeille ovat erilaiset lehdet, mainokset, insertit ja katalogit. Skaalan huokeammassa päässä on karkeimman painojäljen aikaansaava alhaisen tuhkapitoisuuden pigmentoitu sanomalehtipaperi eli improved news grade ja skaa-20 lan kalliimmassa päässä ovat parhaimman painojäljen mahdollistavat SC-A syvä- ···: painopaperi sekä LWC-offset-paperi.

• · · • · · * ; Painomenetelmät asettavat erilaisia vaatimuksia paperilajeille. Syväpainossa mus- • •l .···. te siirretään painokoneen painotelan pinnassa olevista kupeista painettavan pape- rin pintaan. Tässä menetelmässä hyvän painojäljen aikaansaamiseksi painettavan • * · 25 pinnan sileydellä on suuri merkitys. Pinnan ollessa epätasainen muste siirtyy ku-pistä epätasaisesti, painovärin alle jää ilmakuplia eikä painettava kuvio toistu samanlaisena kuin se on painotelan pinnassa. Offset-painossa eri painovärit ja kuvi- • · · ·’” : ot aikaansaadaan kemiallisen tarttuvuuden avulla ensin painotelan pintaan, josta sitten painoväri repeää tartuttuaan puristuksessa paperin pintaan. Tämä painome- : :*: 30 netelmä vaatii painettavalta pinnalta erityisesti pintalujuutta, koska pinnan täytyy * · · .··*. kestää tahmean painovärin repiminen irti painotelan pinnalta. Painovärin kuuluu siis irrota painovärin ja painotelan kumipäällysteen välisestä rajapinnasta. Painet- • · · *·:·* tavan paperin ollessa tarkoitukseen sopimatonta paperi palstautuu puristuksen jäl- keen paperin pinnalta eli paperin pintakerros siirtyykin painotelan pintaan aiheut-35 taen painamisen epäonnistumisen.

117679 3 US 2003/0056920A1 esittää menetelmän ja laitteiston SC-A:n on-line kalanteroi-miseksi paperin valmistuslinjassa. Julkaisussa esitetään, että sijoittamalla kostu-tuslaite kostuttamaan rainan pintaa 0,6 - 1,2 s ennen ensimmäistä monitelakalan-terin nippiä saadaan valmistettua halutut pintaominasuudet omaavaa paperia. 5 Kostutuslaite tuottaa hienojakoista pisaraa, jonka keskimääräinen pisarakoko on alle 50 tai alle 20 pm. Rainan kosteuden kostutuksen jälkeen esitetään olevan 7 -11 % eli kuiva-ainepitoisuus on 89 - 93 %.

WO 02/103109 esittää menetelmän, paperikoneen ja pohjapaperin kertaalleen päällystetyn LWC:n valmistamiseksi. Julkaisussa esitetään, miten eri rakenneryh-10 miin valitaan sopivat komponenti ja mahdollistetaan tiettyjen parametrien hyväksikäyttö, jotta valmistettavan lopputuotteen laatu saadaan parhaaksi mahdolliseksi. Julkaisussa selostetaan myös kostutuksessa ja päällystyksessä käytettävien parametrien vaikutusta valmistettavan tuotteen ominaisuuksiin.

Keksinnön tavoite on saada aikaan valmistusmenetelmä ja paperikone, jolla voi-15 daan tuottaa erilaisiin käyttötarkoituksiin sopivia huippuluokan painopapereita aina tilanteen mukaan helposti valittavissa olevalla tavalla. Paperimarkkinoilla eri paperilajien kysyntä vaihtelee voimakkaasti eri suhdanteiden yms. tekijöiden mukaan ja keksinnön tavoitteena on saada aikaan järjestely, jolla paperikoneinvestointia voidaan käyttää täyspainoisesti erilaisten suhdanteiden vallitessa. Tavoitteena on 20 myös laajentaa yhdellä paperikoneella aikaansaatavaa mahdollista lajivalikoimaa •**j kattamaan sekä eri SC-lajit SC-A+:sta SC-C:hen että erilaiset LWC-lajit kuten off- ··· j set- ja roto-lajit.

• · · .

* · ♦ .

··♦ :***: Menetelmän tavoitteena on myös aikaansaada monipuolisesti käytettävissä oleva ·*» : järjestely laajalle paperivalikoimalle paperin niin sanotuksi gradienttikalanteroimi- ,···! 25 seksi, jossa kunkin tuotettavan paperilajin paksuussuuntainen eli Z-suuntainen 4 · kosteusprofiili on yksilöllisesti ja optimaalisella tavalla säädettävissä ennen kalan-. . terointia pohjapaperin kalanterointiominaisuuksien täyspainoiseksi hyödyntämi- seksi.

• · • « • · ·

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että menetelmässä: • · · 30 - valitaan tuotettava paperilaji, jonka paperilajin mukaan valitaan nestemäinen kä- T* sittelyaine, joka vaikuttaa rainaan mahdollistaen mainitun tuotettavan paperilajin ominaispiirteet, *"*: - mainittu nestemäinen käsittelyaine on valittavissa ryhmästä: vesi, lisäaineistettu vesi, pintaliima ja pigmenttipitoinen päällystysaine sekä näiden seokset, 35 - valitaan haluttu rainan kuiva-ainepitoisuus ennen kalanterointiyksikköä 40, 117679 4 - valitaan kuivausprosessi 30 mainitun halutun kuiva-ainepitoisuuden saavuttamiseksi, jossa mainitussa kuivausprosessissa 30 päällystysyksikön 20 ja kalanteroin-tiyksikön 40 välillä on valittavissa toisistaan poikkeavia kuivaustapoja ja kuivauste-hoja, 5 - jolloin kuivausteho on valittavissa vapaan välin aiheuttamasta luonnollisesta kui vumisesta useiden kuivaimien 30, 321, 361 muodostaman yhdistelmän avulla aikaansaatuun kuivaustehoon, - jolloin mainittu haluttu rainan kuiva-ainepitoisuus on 85 - 92 % nestemäisen käsittelyaineen ollessa vettä ja 90 - 95 %, edullisesti 92 % nestemäisen käsittelyai- 10 neen ollessa pigmenttipitoista päällystysainetta.

Keksinnön mukaiselle järjestelylle on puolestaan tunnusomaista, että järjestelyssä on: - ohjausyksikkö, joka mahdollistaa tuotettavan paperilajin valinnan, jonka paperilajin mukaan on valittavissa nestemäinen käsittelyaine, jonka nestemäisen käsittely- 15 aineen avulla on aikaansaatavissa kyseisen paperilajin ominaispiirteet, jotka on tallennettavissa ohjausyksikön muistiin; - päällystysyksikkö 20, jossa on välineet erilaisten nestemäisten käsittelyaineiden ruiskuttamiseksi, joka mainittu nestemäinen käsittelyaine on valittavissa ryhmästä: vesi, lisäaineistettu vesi, pintaliima ja pigmenttipitoinen päällystysaine sekä näiden 20 seokset, - kuivausyksikkö 30, jolla voidaan toteuttaa erilaisia kuivausprosesseja halutun kuiva-ainepitoisuuden saavuttamiseksi ennen kalanterointiyksikköä, jossa maini- * tussa kuivausyksikössä on valittavissa toisistaan poikkeavia kuivaustapoja ja kui- • · · !.*.* vaustehoja, .*;* 25 - joka kuivausteho on valittavissa vapaan välin aiheuttamasta luonnollisesta kui- * · * vumisesta useiden kuivaimien 30, 321, 361 muodostaman yhdistelmän avulla ai-kaansaatuun kuivaustehoon siten, että mainituksi halutuksi rainan kuiva-ainepitoisuudeksi saadaan 85 - 92 % nestemäisen käsittelyaineen ollessa vettä ja 90 - • · :.· · 95 %, edullisesti 92 % nestemäisen käsittelyaineen ollessa pigmenttipitoista pääl- .·***: 30 lystysainetta.

*·:·: Keksinnön mukaisen menetelmän ja paperikoneen avulla saadaan laajennettua * · · samalla paperikoneella tuotettavissa olevaa lajivalikoimaa perinteisestä suhteeni-sen kapeasta lajivalikoimasta huomattavasti laajempaan lajivalikoimaan. Tällä ta-valla voidaan vastata helposti erilaisiin markkinatilanteisiin ja niiden edellyttämiin • t 35 vaatimuksiin helposti ilman aikaavieviä muutoksia ja muutosten edellyttämiä käyn-tiinajoja, jotka muutokset lähes väistämättä aiheuttavat paperikoneen käyttöasteen 117679 5 ja usein hyötysuhteen tilapäisen huonontumisen. Keksinnön avulla on siis kätevästi tuotettavissa erilaisia paperilajeja, jotka ovat kuitenkin omassa paperilajissaan laadultaan huippuluokkaa. Tarvittavat muutokset on jo sisäänrakennettu paperikoneeseen eikä niitä tarvitse näin ollen perinteiseen tapaan käyntiinajaa. Näin ai-5 kaansaadan myös monipuolisesti käytettävissä oleva järjestely laajalle paperivali-koimalle paperin gradienttikalanteroimiseksi, jossa kunkin tuotettavan paperilajin paksuussuuntainen eli Z-suuntainen kosteusprofiili on yksilöllisesti ja optimaalisella tavalla säädettävissä ennen kalanterointia pohjapaperin kalanterointiominai-suuksien täyspainoiseksi hyödyntämiseksi. Tämä tavoite toteutuu valitsemalla käy-10 tännöllisellä tavalla nestemäisen käsittelyaineen, kuivatuksen ja viipymäajan muodostama yhdistelmä, jolloin rainan ominaisuudet ovat kalanterointiyksiköön saavuttaessa kalanteroinnin lopputuloksen kannalta optimaaliset.

Keksinnön eräälle edulliselle piirteelle on tunnusomaista, että rainan käsittely nestemäisellä käsittelyaineella suoritetaan yhdellä päällystysyksiköllä, jossa on väli-15 neet ainakin viskositeetiltaan toisistaan poikkeavien nestemäisten käsittelyaineiden ruiskuttamiseksi. Keksinnön tavoitteena oli valmistaa varsin laaja paperilajiva-likoima, joka käytännössä edellyttää erilaisten nestemäisten käsittelyaineiden käyttöä. Perinteisesti SC-paperilajeja varten käytetään erilaisia vesisumutusjärjestel-miä. LWC-paperilajien valmistamiseksi käytetään pigmenttipitoisia päällystysainei-20 ta, joita voidaan ruiskuttaa rainan pintaan spray-päällystysyksikköllä. Nesteinä SC-paperilajeissa käytetty vesi ja LWC-paperilajeissa käytetty pigmenttipitoinen pääl-lystysaine poikkeavat toisistaan huomattavasti, varsinkin viskositeetiltaan, mutta » [‘"m myös monilta muilta ominaisuuksiltaan kuten pintajännitykseltään, abrasiivisyydel- :if tään, jähmettymis- ja kuivumisominaisuuksiltaan. On edullista järjestää vähintään /“* 25 vaihdettavissa olevat suuttimet näille erityyppisille nestemäisille käsittelyaineille, * · · jotta ohikulkevaan rainaan saadaan ruiskutettua oikealla tavalla peittävä ja kuviol-taan tasainen kerros nestemäistä käsittelyainetta.

: .·. Prosessin käyttämän energian vähentämiseksi, rainan katkeamisten vähentämi- !···] seksi ja tuotettavan paperin laadun saamiseksi mahdollisimman hyväksi on edul- * · 30 lista, että rainan käsittelyssä nestemäisellä käsittelyaineella rainan kokonaiskuiva-ainepitoisuuden lasku minimoidaan, kuitenkin siten, että ainakin kalanterointiyksi- • · · kön jälkeinen rainan kiilto ja sileys ovat valitulle paperilajille ominaisia arvoja. Yh-. |\ tenä keinona tämän toteuttamiseksi on, että rainan kokonaiskuiva-ainepitoisuuteen päällystysyksikön jälkeen vaikutetaan syötetyn nestemäisen käsittelyaineen mää- * ♦ 35 rään ja nestemäisen käsittelyaineen kuiva-ainepitoisuuteen vaikuttamalla.

117679 6

Seuraavaksi selostetaan keksintöä oheisiin kuvioihin viittaamalla, joissa: kuviossa 1 on esitetty kaavio yhdestä keksintöä havainnollistavasta mahdollisesta toimintatavasta, kuviossa 2 on esitetty kaavio toisesta keksintöä havainnollistavasta mahdollisesta 5 toimintatavasta, kuviossa 3 on esitetty kaaviona päällystysyksikön 20 vaihtoehtoinen suoritusmuotoja kuviossa 4 on esitetty eri paperilajien tai alalajien ominaisuuksia kiillon ja karheuden suhteen tarkasteltuna.

10 Kuviossa 1 on esitetty kaaviomuodossa keksinnön mukainen toimintatapa, jossa rainan prosessointi etenee nuolen esittämään kulkusuuntaan. Prosessissa raina eli valmistettava SC- tai LWC-pohjapaperi muodostetaan ja kuivataan riittävään kuiva-ainepitoisuuteen paperikoneella 10, joka käsittää kaikki tarvittavat prosessi- välineet pohjapaperin aikaansaamiseksi. Päällystysyksikkö 20 käsittää kaikki tar- 15 vittavat välineet nestemäisen käsittelyaineen ruiskuttamiseksi tuotannon aikana liikkuvan rainan pintaan. Kuivausyksikkö 30 hoitaa rainan kuivaamisen sopivaan kuiva-ainepitoisuuteen eli kääntäen sopivaan kosteuteen ennen kalanterointiyksik- köä 40. Kalanterointiyksikössä 40 rainaan vaikutetaan muokkaavasti lämmön ja puristuksen avulla ainakin rainan sileyttä ja haluttaessa kiiltoa lisäävästi. Rainan 20 rullausyksikkö 50 kelaa rainan rullalle, joka voidaan sitten kuljettaa edelleenkäsitel- täväksi esimerkiksi pituusleikkurille. Mittausyksiköillä 60 valvotaan sopivissa vai- heissä rainan mm. laatuominaisuuksia. Yksi toteutustapa on, että rainan kuiva- "'1' ainepitoisuus mitataan, edullisesti ennen päällystysyksikköä 20, heti päällystysyk- *”;* sikön 20 jälkeen ja kalanterointiyksikön 40 jälkeen, mittaus suoritetaan edullisesti • · ]·"' 25 rainan kummaltakin pinnalta ja rainan läpi, jolloin saadaan eroteltua rainan pinnan ϊ kuiva-ainepitoisuus kummallakin puolella ja rainan kokonaiskuiva-ainepitoisuus.

• · ·

Pitopiste tai pitoelementti 70 varmistaa laitteiston hyvän ajettavuuden ylläpitämällä kussakin kohdassa sopivaa rainan kireyttä. Pitopiste 70 on edullisesti rainanvienti-jj*: reitillä päällystysyksikön 20 ja kalanterointiyksikön 40 välissä rainan kireyden hal- 30 litsemiseksi päällystysyksikössä 20 ja ennen kalanterointiyksikköä 40. Rainan ja *·· # \m pitoelementin välisen kosketuskohdan eri puolilla rainan kireys voi olla erilainen tuotannon ollessa käynnissä, ja tavanomaisen tuotannon ollessa käynnissä pi- * « *···* toelementti ja raina ovat oleellisesti luistamattomassa kosketuksessa toisiinsa.

• · · • · ·

Kuviossa 1 on myös esitetty tarkemmin kuivausyksikkö 30, jossa yhtenä mahdolli-35 sena suoritusmuotona on esitetty ratkaisu, jossa on kolme erilaista rainanvientireittiä 32, 34 ja 36. Tässä siis päällystysyksikön 20 ja kalanterointiyksikön 40 välinen 117679 7 rainan viipymäaika on valittavissa ainakin kahden rainanvientireitiltään 32, 34, 36 erilaisen vaihtoehdon avulla. Viipymäajan valinnalla osaltaan vaikutetaan aikaansaatuun rainan paksuussuuntaisen kosteusprofiiliin siten, että lyhyemmällä viipy-mäajalla aikaansaadaan suurempi ero ja pidemmällä viipymäajalla pienempi ero 5 rainan paksuussuunnassa olevan suurimman ja pienimmän kosteuden välille. Näistä rainanvientireiteistä yksi eli viitenumerolla 34 esitetty vaihtoehto on oikopolku, jonka varrella ei ole erillisiä kuivausvälineitä vaan rainan kuivuminen on kohtuullisen vähäistä ja perustuu vapaan välin aiheuttamaan kuivumiseen. Tässä reit-tivaihtoehdossa viipymäaika päällystysyksikön ja kalanterointiyksikön välillä on 10 saatu mahdollisimman lyhyeksi, jolloin rainan paksuussuunnassa on olemassa tasaisesta poikkeava kosteusjakauma. Rainan pinnan kuiva-ainepitoisuuteen päällystysyksikön jälkeen voidaan vaikuttaa syötettävän nestemäisen käsittelyaineen ja rainan välisellä hydrofobisuudella. Tällä kemiallisella tavalla voidaan helposti säätää nesteen imeytymistä rainaan. Rainanvientireitit 32 ja 36 ovat toisistaan 15 poikkeavia kuivatusratkaisuja sisältäviä vaihtoehtoja. Tähän kuivatusprosessiin 30 voi kuulua teholtaan säädettäviä leijukuivaimia tai muita puhalluskuivaimia, infra-punakuivaimia, vapaita välejä sekä näistä muodostettuja kuivainyhdistelmiä, joka kuivainyhdistelmä voi sisältää yhden tai useamman mainituista kuivaimista 30, 321, 361. Myös sylinteri- tai vastavia kontaktiin perustuvia kuivaimia voidaan käyt-20 tää. Rainanvientireittien 32 ja 36 pituus voi olla erilainen, halutusta ajoparametri-alueesta riippuen. Kuviossa 2 on esitetty vastaavassa kohdassa kuivausyksikkö 30, jossa on yksi rainanvientireitti, mutta erilaisten nestemäisten käsittelyaineiden vaatimat erilaiset kuivaustavat ja -tehot toteutetaan kytkeämllä erilaisia kuivaimia : päälle/pois sekä säätämällä kuivaimien tehoja tarpeen mukaan. Tämä on edullinen 25 suoritusmuoto, mikäli rainanvientireitin pituus päällystys- ja kalanterointiyksikön • · · : .*. välillä pysyy riittävän lyhyenä SC-lajien tuotannon kannalta ja toisaalta saadaan .*···.* riittävä kuivausteho LWC-lajien raskaimman pään tuotannon kannalta.

• · * * *

Kuviossa 1 esitetty päällystysyksikkö 20 on esitetty samanlaiseksi kuin kuviossa 2, • · · jossa päällystysyksikössä 20 on kahdet ruiskutuspäät 22 ja 24. Nestemäinen käsit- :**]: 30 telyaine syötetään säiliöstä T paineentuottovälineen 26 avulla rainan pintaan ruis- . )·, kutettavaksi. Putkilinjassa on sulkuvälineet 25, joilla ohjataan nestemäinen käsitte- ♦ · · l"' lyaine haluttuun ruiskutuspäähän. Kuviossa 3 on esitetty vielä eräs mahdollinen suoritusmuoto, jossa on kahdet järjestelmät nestemäisille käsittelyaineille mukaan lukien kahdet säiliöt T ja kahdet paineentuottovälineet 26. Tämän ratkaisun erityi-*:*·: 35 senä etuna on se, että lajinvaihto voidaan suorittaa erittäin nopeasti ilman, että jär jestelmää tarvitsee välillä pestä, erityisesti siirryttäessä LWC:n tuotannosta SC:n tuotantoon. Toisena etuna voidaan mainita, että putkistojen ja pumppujen mitoitus 117679 θ on helpompi toteuttaa järkevästi, kun toimitaan lähempänä kunkin nestemäisen käsittelyaineen optimaalista virtaustilannetta paineiden ja tilavuusvirtojen suhteen. Haittapuolena on luonnollisesti suurempi alkuinvestointi.

Kalanterointiyksikkössä 40 rainaan vaikutetaan lämmön ja puristuksen avulla vä-5 hintään yhdessä nipissa, edullisesti usean nipin avulla, joka nippi voi olla muodostettu telojen, metallihihnojen tai elastisesta materiaalista valmistettujen hihnojen ja näiden yhdistelmien avulla.

Menetelmää ja järjestelyä ohjataan mallipohjaisen tai monimuuttujasäädön avulla, edullisesti oppivan mallipohjaisen monimuuttujasäädön avulla.

10 Menetelmän ja järjestelyn avulla aikaansaatu tuote voi käsittää SC- ja LWC-paperilajit, tarkemmin paperilajit SC-A+:stä SC-C:hen, sanomalehtilajeihin ja LWC-offset- ja LWC-roto-lajeihin, muuttamalla päällystysyksikön ruiskutuspäätä 22, 24 ja mahdollisesti rainanvientireittiä 32, 34, 36 päällystysyksikön 20 ja kalanteroin-tiyksikön 40 välillä sekä ohjausparametrejä kuten kuivausprosessia, jotka mainitut 15 muutokset ovat rakenteellisesti valmiina paperikoneessa ja otettavissa käyttöön ohjausjärjestelmän avulla.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukaisella menetelmällä ja paperikoneella tuotettavan SC-paperilajin eri alalajien tyypillisiä ominaisuuksia kiillon ja karheuden ··· suhteen jaoteltuna. Kuviosta voidaan huomata, että parhaimman painojäljen mah- 20 dollistavan SC-A+:n ja SC-C:n sekä sanomalehtilajien (News) välillä on varsin . [·. huomattava ero sileydessä (Roughness) ja kiillossa (Gloss). Näiden eri alalajien • · · välinen ero ei ole aivan yksiselitteisen tarkka, mutta esitettyjen alalajien osalta • · .**! suuruusluokka käy ilmi kuviosta 4.

* * i ··* · 4«· • · • 44 • · • · 4 4 4 · . ·*· 4 4» : : • 4 · • 4 • 4 « 4 · · 4·· ··· 4 · • 4 • · 4 4 4 4 4 « 4 4 4 • 44 4 n • · 4 4 · : 9 117679

Kuvioissa esitetyt viitenumerot: 10 paperikone 20 päällystysyksikkö 22 ruiskutuspää/-suuttimet : 5 24 ruiskutuspää/-suuttimet 25 sulkuvälineet 26 paineentuottoväline 30 kuivausyksikkö 32 rainanvientireitti 10 321 rainanvientireitin 32 kuivausvälineet 34 rainanvientireitti 36 rainanvientireitti 361 rainanvientireitin 36 kuivausvälineet 40 kalanterointiyksikkö 15 50 rainan rullausyksikkö 60 mittausyksikkö, laatumittaukset 70 pitopiste / pitoelementti T säiliö 20 ··· • 1 1 · * • · » • t « • · « ··1 • · 1 >, • 1 ♦ · ··· • · ··· * 1 · ··· · • · 1 • · • · • · • · · • · · ····.- • · • · • · • · · « • 1 1 *·· * · · • · • · ··1.

• · · • « « • · 1 · « · « • ·

Claims (23)

117679 10

1. Menetelmä useiden eri paperilajien valmistamiseksi samalla paperikoneella, jossa muodostettu ja ainakin osittain kuivattu raina käsitellään päällystysyksikössä (20) ruiskuttamalla rainan pintaan nestemäistä käsittelyainetta, minkä jälkeen rai-5 naan vaikutetaan kalanterointiyksikössä (40) lämmön ja puristuksen avulla ainakin rainan sileyttä ja haluttaessa kiiltoa lisäävästi, tunnettu siitä, että menetelmässä: - valitaan tuotettava paperilaji, jonka paperilajin mukaan valitaan nestemäinen käsittelyaine, joka vaikuttaa rainaan mahdollistaen mainitun tuotettavan paperilajin 10 ominaispiirteet, - mainittu nestemäinen käsittelyaine on valittavissa ryhmästä: vesi, lisäaineistettu vesi, pintaliima ja pigmenttipitoinen päällystysaine sekä näiden seokset, - valitaan haluttu rainan kuiva-ainepitoisuus ennen kalanterointiyksikköä (40), - valitaan kuivausprosessi (30) mainitun halutun kuiva-ainepitoisuuden saavutta-15 miseksi, jossa mainitussa kuivausprosessissa (30) päällystysyksikön (20) ja kalan- terointiyksikön (40) välillä on valittavissa toisistaan poikkeavia kuivaustapoja ja kui-vaustehoja, - jolloin kuivausteho on valittavissa vapaan välin aiheuttamasta luonnollisesta kuivumisesta useiden kuivaimien (30, 321, 361) muodostaman yhdistelmän avulla ai- 20 kaansaatuun kuivaustehoon, - jolloin mainittu haluttu rainan kuiva-ainepitoisuus on 85 - 92 % nestemäisen kä- * sittelyaineen ollessa vettä ja 90 - 95 %, edullisesti 92 % nestemäisen käsittelyai- **·,· neen ollessa pigmenttipitoista päällystysainetta.

• · • · · «·· :**,*: 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan käsit- i’:*: 25 tely nestemäisellä käsittelyaineella suoritetaan yhdellä päällystysyksiköllä (20), :*“· jossa on välineet ainakin viskositeetiltaan toisistaan poikkeavien nestemäisten kä- ··· sittelyaineiden ruiskuttamiseksi.

« · • · · ·'·: ! 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällystys- yksikön (20) ja kalanterointiyksikön (40) välinen rainan viipymäaika on valittavissa . 30 ainakin kahden rainanvientireitiltään (32, 34, 36) erilaisen vaihtoehdon avulla. ··· ··· • 9

*·;·' 4. Patenttivaatimusten 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viipytä: mäajan valinnalla osaltaan vaikutetaan aikaansaatuun rainan paksuussuuntaisen ·:··: kosteusprofiiliin siten, että lyhyemmällä viipymäajalla aikaansaadaan suurempi ero ja pidemmällä viipymäajalla pienempi ero rainan paksuussuunnassa olevan suu-35 rimman ja pienimmän kosteuden välille. 11 117679

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan käsittelyssä nestemäisellä käsittelyaineella rainan kokonaiskuiva-ainepitoisuuden lasku minimoidaan, kuitenkin siten, että ainakin kalanterointiyksikön (40) jälkeinen rainan kiilto ja sileys ovat valitulle paperilajille ominaisia arvoja.

6. Patenttivaatimuksen 1 ja 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan kokonaiskuiva-ainepitoisuuteen päällystysyksikön (20) jälkeen vaikutetaan syötetyn nestemäisen käsittelyaineen määrään ja nestemäisen käsittelyaineen kuiva-ainepitoisuuteen vaikuttamalla.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällys-10 tysyksikön (20) jälkeen rainan pinnan kuiva-ainepitoisuuteen voidaan vaikuttaa syötettävän nestemäisen käsittelyaineen ja rainan välisellä hydrofobisuudella.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivatuspro-sessiin (30) voi kuulua teholtaan säädettäviä leijukuivaimia tai muita puhallus-kuivaimia, infrapunakuivaimia, vapaita välejä sekä näistä muodostettuja kuivainyh- 15 distelmiä, jolloin kuivainyhdistelmä voi sisältää yhden tai useamman mainituista kuivaimista (30, 321,361).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan kui va-ainepitoisuus mitataan, edullisesti ennen päällystysyksikköä (20), heti päällysti, tysyksikön (20) jälkeen ja kalanterointiyksikön (40) jälkeen, mittaus suoritetaan 20 edullisesti rainan kummaltakin pinnalta ja rainan läpi, jolloin saadaan eroteltua rai- **“ nan pinnan kuiva-ainepitoisuus kummallakin puolella ja rainan kokonaiskuiva-aine- · « pitoisuus.

• · • · : 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainanvienti- ··· » reitille päällystysyksikön ja kalanterointiyksikön väliin on järjestetty rainaan koske- ··· 25 tuksissa oleva pitoelementti (70), jolloin rainan ja pitoelementin välisen kosketus- • .·. kohdan eri puolilla rainan kireys voi olla erilainen tuotannon ollessa käynnissä, ja t · ♦ \\Y tavanomaisen tuotannon ollessa käynnissä pitoelementti ja raina ovat oleellisesti ”* luistamattomassa kosketuksissa toisiinsa. t · · #t··4 .···.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalanteroin- • · '·[ 30 tiyksikkössä (40) rainaan vaikutetaan lämmön ja puristuksen avulla vähintään yh- dessä nipissa, edullisesti usean nipin avulla, jolloin nippi voi olla muodostettu telo-jen, metallihihnojen tai elastisesta materiaalista valmistettujen hihnojen ja näiden yhdistelmien avulla. 117679 12

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää ohjataan mallipohjaisen tai monimuuttujasäädön avulla, edullisesti oppivan mallipohjaisen monimuuttujasäädön avulla.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän avulla aikaansaatu tuote, tun-5 nettu siitä, että se voi käsittää SC- ja LWC-paperilajit, tarkemmin paperilajit SC- A+:sta SC-C:hen, sanomalehtilajeihin ja LWC-offset- ja LWC-roto-lajeihin, muuttamalla päällystysyksikön ruiskutuspäätä (22, 24) ja mahdollisesti rainanvientireit-tiä (32, 34, 36) päällystysyksikön (20) ja kalanterointiyksikön (40) välillä sekä ohja-usparametrejä, kuten kuivausprosessia, jolloin mainitut muutokset ovat rakenteel-10 lisesti valmiina paperikoneessa ja otettavissa käyttöön ohjausjärjestelmän avulla.

14. Järjestely useiden eri paperilajien valmistamiseksi samalla paperikoneella, jossa on välineet rainan muodostamiseksi ja ainakin osittain kuivaamiseksi ja jossa on rainan käsittelemiseksi päällystysyksikkö (20), jossa on välineet nestemäisen käsittelyaineen ruiskuttamiseksi rainan pintaan, minkä jälkeen rainan kulku- 15 suunnassa on kalanterointiyksikkö (40) ainakin rainan sileyden ja haluttaessa kiillon lisäämiseksi lämmön ja puristuksen avulla, tunnettu siitä, että järjestelyssä on: - ohjausyksikkö, joka mahdollistaa tuotettavan paperilajin valinnan, jolloin paperilajin mukaan on valittavissa nestemäinen käsittelyaine, jonka avulla kyseisen paperi- 20 lajin ominaispiirteet ovat aikaansaatavissa, jotka ominaispiirteet ovat tallennetta-..ΙΓ vissa ohjausyksikön muistiin; - päällystysyksikkö (20), jossa on välineet erilaisten nestemäisten käsittelyaineiden J.j]: ruiskuttamiseksi, jolloin mainittu nestemäinen käsittelyaine on valittavissa ryhmässä: tä: vesi, lisäaineistettu vesi, pintaliima ja pigmenttipitoinen päällystysaine sekä : 25 näiden seokset, *·· · - kuivausyksikkö (30), jolla voidaan toteuttaa erilaisia kuivausprosesseja halutun kuiva-ainepitoisuuden saavuttamiseksi ennen kalanterointiyksikköä, jossa maini- • t·, tussa kuivausyksikössä on valittavissa toisistaan poikkeavia kuivaustapoja ja kui- vaustehoja, **:·* 30 - jolloin kuivausteho on valittavissa vapaan välin aiheuttamasta luonnollisesta kui- i.j.J vumisesta useiden kuivaimien (30, 321, 361) muodostaman yhdistelmän avulla ai- :]**: kaansaatuun kuivaustehoon siten, että mainituksi halutuksi rainan kuiva-ainepitoi- . suudeksi saadaan 85 - 92 % nestemäisen käsittelyaineen ollessa vettä ja 90 - * · ♦ 95 %, edullisesti 92 % nestemäisen käsittelyaineen ollessa pigmenttipitoista pääl-35 lystysainetta. 13 11 7679

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että siinä on ainakin yksi pääliystysyksikkö (20) rainan käsittelemiseksi nestemäisellä käsittelyaineella, jossa päällystysyksikössä (20) on välineet ainakin viskositeetiltaan toisistaan poikkeavien nestemäisten käsittelyaineiden ruiskuttamiseksi.

16. Patenttivaatimuksen 14 ja 15 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että päällys- tysyksikköön on järjestetty vähintään vaihdettavissa olevat suuttimet (22, 24) mainituille erityyppisille nestemäisille käsittelyaineille.

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rainanvienti-reitin (32, 34, 36) pituus on sellainen, että matka-aika käytettävissä olevalla tuo- 10 tantonopeudella on valittavissa 0,3 sekunnista ylöspäin, edullisesti valittaessa seu-raava pidempi rainanvientireitti pituus kaksinkertaistuu tai yli kaksinkertaistuu lyhyempään rainanvientireittiin verrattuna.

18. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kuivaimet (30, 321, 361) voivat olla teholtaan säädettäviä leijukuivaimia tai muita puhallus- 15 kuivaimia, infrapunakuivaimia sekä vapaita välejä, näistä muodostettava kuivain-yhdistelmä, joka voi sisältää yhden tai useamman mainituista kuivaimista.

19. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että siinä on välineet rainan kuiva-ainepitoisuuden määrittämiseksi (60), jotka välineet sijaitsevat edullisesti ennen päällystysyksikköä (20), heti päällystysyksikön (20) jälkeen ja ka- **[!.

20 lanterointiyksikön (40) jälkeen, jolloin määritys on suoritettavissa edullisesti rainan kummaltakin pinnalta ja rainan läpi rainan paksuussuunnassa kolmen eri kerrok- “t* sen kuiva-ainepitoisuuden määrittämiseksi. : : ··· : 20. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rainanvienti- :***: reitillä päällystysyksikön (20) ja kalanterointiyksikön (40) välissä on pitopiste (70) ·*» 25 rainan kireyden hallitsemiseksi päällystysyksikössä (20) ja ennen kalanterointiyk- : ,·, sikköä (40). ♦ · ♦ ' ' ♦ · ♦ ♦ Σ...:

21. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kalanteroin- : ;’j tiyksikkössä (40) on vähintään yksi nippi, edullisesti useampi nippi, joka voi olla • « .*·*. muodostettu telojen, metallihihnojen tai elastisesta materiaalista valmistettujen ·’ 30 hihnojen ja näiden yhdistelmien avulla.

* · · • ♦ · ·*· ·:·*: 22. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että siinä on oh jausjärjestelmä, joka perustuu mallipohjaiseen tai monimuuttujasäätöön, edullisesti oppivaan mallipohjaiseen monimuuttujasäätöön. 14 1 1 7679

23. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että siinä on muutettavissa oleva päällystysyksikön ruiskutusyksikkö (22, 24), joka on rakenteellisesti valmiina paperikoneessa ja otettavissa käyttöön ohjausjärjestelmän avulla paperilajien SC- ja LWC valmistamiseksi, tarkemmin paperilajien SC-A+:sta 5 SC-C:hen ja LWC-offset-ja LWC-roto-lajien valmistamiseksi.