FI120412B - Menetelmä ja järjestely päällystysaineen käyttäytymisen hallitsemiseksi kuiturainan monikerrosverhopäällystyksen yhteydessä - Google Patents

Description

Menetelmä ja järjestely päällystysaineen käyttäytymisen hallitsemiseksi kuiturainan monikerrosverhopäällystyksen yhteydessä

Keksinnön kohteena on menetelmä päällystysaineen käyttäytymisen hallitsemiseksi 5 kuiturainan monikerrosverhopäällystyksen yhteydessä. Keksinnön kohteena on myös järjestely menetelmän toteuttamiseksi.

Päällystettäessä kuiturainaa verhopäällystysmenetelmällä on eräänä ongelmana saada useammasta päällysteainekerroksesta muodostuva päällysteverho pysymään 10 kiinni reunaohjaimissa. Verhon pysymiseen kiinni reunaohjaimissa on pyritty aiemmin vaikuttamaan muun muassa reunaohjaimen muodolla sekä käytetyllä materiaalilla, joilla molemmilla on suuri vaikutus verhon kiinni pysymiseen. Reunaohjaimien tehtävänä on säätää verhon leveyttä sekä estää verhon kuroutuminen ennen pääl-lysteverhon applikoitumista kuiturainan pintaan. Päällysteverhon reunan irtoaminen 15 reunaohjaimista aiheuttaa tarpeetonta hylkyä, päällystyskoneen mahdollista likaantumista sekä ennen kaikkea päällystystapahtuman keskeytymisen ja siten ylimääräisiä kustannuksia menetettynä tuotantoaikana ja työtoimintoina.

Reunaohjain ei toisaalta saa vetää päällysteverhoa liikaa puoleensa. Tällöin päällys-20 teverhon materiaali pyrkii levittäytymään reunaohjaimen pinnalle ja samalla aiheuttaa verhon ohentumista erityisesti päällysteverhon reuna-alueilla. Pahimmillaan tämä aiheuttaa verhon repeämisen ja samalla irtoamisen reunaohjaimelta. Lisäksi haittana on rainalle applikoituneen päällysteen liian paksu reuna eli ns. reunavalli, jos päällysteaine pyrkii liikaa kohti reunaohjainta. Jos taas reunaohjain ei vedä pääl-25 lysteverhomateriaalia puoleensa tarpeeksi, verho pyrkii irtoamaan reunaohjaimen pinnalta ja kuroutuu leveyssuunnassa kokoon mahdollisesti jo hyvinkin varhaisessa vaiheessa applikointipalkin huuliosan jälkeen. Jälkimmäisessä tapauksessa kuitu-rainalle applikoitu päällysteverho jättää rainan reuna-alueelle suuret päällystämättömät alueet ja muodostuu samalla haluttua paksummaksi ja poikkiprofiililtaan vir-30 heelliseksi. Tämä johtaa sekä suureen päällystämättömän rainan hylkymäärään että pahimmillaan koko päällystetyn tuotteen hylkyyn. Lisäkustannuksia syntyy siitä, että erityisesti monikerrospäällystetyn tuotteen tapauksessa tällaista tuotetta ei voi enää käyttää uudelleen päällystysprosessissa vaan se voidaan korkeintaan kierrättää johonkin muuhun soveltuvaan käyttökohteeseen.

35 2

Sama reunaohjaimeen ja päällysteverhoon liittyvä ongelma saattaa ilmetä jo appli-kointipalkin valutustasolla, kun käytetään tasolta syöttävää applikointipalkkia. Myös valutustasolla on tarkoituksena, että päällysteverhon muodostavista päällys-tysainekerroksista kukin pysyy valutustasoa pitkin alas huulelle valuessaan kiinni 5 ohjauspinnassa, tarkemmin sanoen reunalistassa. Päällystysaineen ohjaamiseen käytetään siis valutustason kyseessä ollessa reunalistaa, jolla rajoitetaan ja säädetään valutustasolle muodostuvan päällystysainekerroksen tai -kerrosten leveyttä. Vastaavasti päällysteverhon muodostumisen jälkeen eli sen irrottua päällystyslait-teen huuliosalta puhutaan ohjaimien osalta reunaohjaimista, joilla sekä tuetaan ja 10 ohjataan päällysteverhoa applikointipalkin huuliosalta edullisimmin aina applikointu-miseen asti. Tässä hakemuksessa puhutaan yleisesti reunaohjaimen ja reunalistan muodostamista ohjauspinnoista, jotka on järjestetty reunalistoihin ja vastaavasti reunaohjaimiin olemaan kosketuksissa valutustasolla päällystysainekerrosten kanssa ja vastaavasti verhovaiheessa varsinaisen päällysteverhon kanssa. Sekä reunalistat 15 että reunaohjaimet muodostetaan yleensä sekä valutustason osalta että päällyste-verhon osalta niiden molemmille reunoille.

Monikerrosverhopäällystyksessä on vielä lisäongelmana se, että eri päällystysainekerrosten erilaisten ominaisuuksien johdosta niiden käyttäytyminen valutus-20 tasolla reunalistan materiaalin kanssa on toisiinsa nähden erilaista. Tällöin on vaarana, että yksi tai useampi päällystysainekerros joko kuroutuu ja irtoaa reunalistan pinnalta tai vastaavasti leviää listan pinnalle muita kerroksia enemmän. Tällöin siis yksi tai useampi kerros syrjäyttää muita kerroksia valutustasolle muodostettavana olevan päällysteverhon reuna-alueella. Tai vastaavasti yhden tai useamman päällys-25 tysainekerroksen vetäytyessä ohjaimen pinnalta irti muilla kerroksilla on taipumus korvata näin syntynyt vapaa tila. Tämän seurauksena päällysteen poikittaisprofiiliin syntyy erityisesti sen reuna-alueella vakavia virheitä. Tämä johtaa edelleen päällysteen reuna-alueella suureen hylkymäärään. Lisäksi ongelmana ovat edellä mainitut päällysteverhon kuroutuminen, laitteiden sotkeentuminen ja muut seisokkeja aiheut-30 tavat ongelmat ja kustannukset.

Varsinkin reunaohjaimissa eräänä ratkaisuna on käytetty myös keraamisia materiaaleja, jossa keraamisen materiaalin läpi on pakotettu vettä ohjaimen läpi verhoon päin. Veden tarkoituksena on lähinnä ollut voidella verhon ja ohjaimen välistä aluet-35 ta. Veden määrän säätö eri kohdassa on säädetty yksinomaan keraamisen osan 3 paksuuden avulla. Ongelmana on kuitenkin ollut, että keraaminen ohjain on herkkä rikkoontumaan ja sitä on myös vaikea vaihtaa. Jälkimmäinen johtuu lähinnä siitä, että keraamiseen ohjaimeen on vaikea tehdä kunnollisia kiinnikkeitä. Toisaalta ke-raamin muokkaaminen perinteisin keinoin, esimerkiksi hiomalla tai hitsaamalla on 5 vaikeaa tai monesti mahdotonta.

Esillä olevan keksinnön tehtävän on ratkaista edellä mainittuja ongelmia ja saada aikaan menetelmä päällystysaineen hallinnan helpottamiseksi monikerroksisessa verhopäällystyksessä. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, 10 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen järjestelyn tunnusmerkit on puolestaan esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusosassa. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja ilmenee epäitsenäisistä vaatimuksista.

Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu siis siihen, että kulloinkin ohjauspintana toils mivien reunaohjaimien tai reunalistan päällystysainekerrosten kanssa kontaktissa olevan pinnan pintaenergia ja vastaavasti päällystysainekerrosten pintajännitys järjestetään toistensa suhteen kulloinkin tietyssä suhteessa siten, että saadaan aikaan päällysteverhon päällystemateriaalin halutunlainen käyttäytyminen reunaohjaimen pinnalla. Sovittamalla kulloisenkin ohjauspinnan ja päällystysaineen ominaisuudet 20 keksinnön mukaisella tavalla toisiinsa, ne pyrkivät kosketukseen toistensa kanssa juuri halutulla voimalla. Päällystemateriaali ei siis pyri liikaa levittymään ohjaimen pinnalle eikä toisaalta ohjaimen pinta pyri liikaa hylkimään päällystemateriaalia. Sekä päällystysainekerrokset valutustasolla että varsinainen päällysteverho pysyvät tällöin hallitulla tavalla kiinni reunalistan ja vastaavasti reunaohjaimen muodostaman 25 ohjaimen pinnassa aina valutustasolta applikointipisteeseen asti ja samalla kuitenkin niin, ettei päällysteen poikittaisprofiiliin sen reuna-alueilla vaikuteta haitallisesti.

Keksinnössä on lisäksi järjestetty, että reunalistan pinta sovitetaan ominaisuuksiltaan päällysteverhon kulloisellekin päällystysainekerrokselle erikseen. Reunalistan 30 ohjauspinta muodostuu tällöin paksuussuunnassa päällysteverhoon nähden vyöhykkeistä, jotka ulottuvat päällystysaineen virtaussuunnassa ja joissa kussakin päällys-tysainekerrosta vastaavassa vyöhykkeessä on pyritty sovittamaan päällysaineen ja pinnan ominaisuudet siten, etteivät vierekkäiset päällystysainekerrokset vaikuta haitallisesti yksittäisen kerroksen kontaktiin reunalistan kanssa. Näin varmistetaan sa-35 maila, että monikerroksisen päällysteen eri kerrosten keskinäiset paksuussuhteen 4 pysyvät mahdollisimman vakioina ja päällysteen poikittaisprofiili siten mahdollisimman virheettömänä.

Keksintöä on selostettu seuraavassa lähemmin viitaten piirustukseen, jossa: 5

Kuvio la esittää poikkileikkauksena reunaohjainta tilanteessa, jossa reunaoh-jaimen ohjauspinnan materiaali imee päällysteverhon materiaaleja liikaa, 10 Kuvio Ib esittää poikkileikkauksena reunaohjainta tilanteessa, jossa reunaoh-jaimen ohjauspinnan materiaali pyrkii liikaa hylkimään päällysteverhon materiaalia,

Kuvio le esittää poikkileikkauksena reunaohjainta, jossa ohjauspinnan ominai-15 suudet ovat tasapainossa päällysteverhon päällystysaineiden kanssa ja päällysteverho tarttuu sopivalla tavalla reunaohjaimen pintaan,

Kuvio 2a esittää osaa päällystyslaitteen applikointipalkista CD-suuntaisena poikkileikkauksena, jossa reunalista pyrkii vetämään erityisesti ylintä pääl-20 lystysainekerrosta liikaa puoleensa,

Kuvio 2b esittää kuvion 2a mukaista poikkileikkausta tilanteessa, jossa reunalista hylkii alimpia päällystysainekerroksia ja ylin päällystysainekerros pyrkii syrjäyttämään muut kerrokset, 25

Kuvio 2c esittää kuvion 2a mukaista poikkileikkausta tilanteessa, jossa reunalis-tan ominaisuudet ja paksuudet on vyöhykkeittäin sovitettu yksittäisten päällystysainekerrosten mukaisiksi, 30 Kuvio 3 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista reunalistaa, jossa pinnan ominaisuudet on järjestetty kullekin päällystysainekerrokselle erikseen aina suutinrakoihin asti.

Kuviossa la on esitetty poikkileikkauksena reunaohjain 4, jonka avulla sekä ohja-35 taan päällysteverhon 6 sijaintia että pyritään estämään päällysteverhon kuroutumi- 5 nen. Tällä pyritään pitämään päällysteverhon 6 sekä leveys että poikittaisprofiili 9 halutunlaisena aina applikointitapahtumaan asti. Kuvion la mukaisessa tilanteessa on kuitenkin ongelmana ylisuuri kontakti. Tämä johtuu siitä, että reunaohjaimen 4 ohjauspinnan 2 ja päällystysaineen pintaominaisuudet ovat epätasapainossa. Ohja-5 uspinta 2 ikään kuin imee päällysteverhon materiaalia puoleensa liiallisesti tai vastaavasti päällystysaine pyrkii liikaa levittymään reunaohjaimen pinnalle 2. Tällöin itse applikoitu päällyste muodostuu rainan pinnalla reuna-alueeltaan ja varsinkin reuna-valliltaan liian paksuksi. Lisäksi on vaarana, että verhon 6 ohentuessa liikaa sen reuna-alueella 8 se pääsee repeämään ohentuneilta alueiltaan 7 alkaen ja samalla ko-10 konaan irtoamaan reunaohjaimesta.

Nämä ilmiöt aiheuttavat myöhemmin ongelmia päällysteen kuivauksen, kalanteroin-nin tai valmiin päällystetyn tuotteen kiinnirullauksen aikana. Virheet päällysteen poikkiprofiilissa aiheuttavat herkästi hylkymäärän kasvua.

15

Kuviossa Ib on samoin esitetty reunaohjaimen ja päällysteverhon kontakti, jossa tilanne on kuvion la tilanteeseen nähden päinvastainen. Siinä reunaohjaimen pinta-ominaisuudet suhteessa päällystemateriaalin ominaisuuksiin aiheuttavat sen, ettei päällysteverho tartu kunnolla reunaohjaimeen. Reunaohjain siis ikään kuin hylkii 20 päällysteverhoa. Samalla päällysteverhon paksuus pyrkii kasvamaan verhon reuna-alueella 8 aiheuttaen jälleen virheitä myös poikittaisprofiiliin 9. Pahimmillaan tapahtuu tässäkin se, että verho irtoaa reunaohjaimen pinnasta kokonaan.

Keksinnön mukaisesti on havaittu, että sovittamalla sekä reunaohjaimen pintaener-25 gia että päällystysainekerrosten pintajännitys vastaamaan toisiaan tietyssä suhteessa, pystytään päällystemateriaalin käyttäytymistä reunaohjaimen pinnalla hallitsemaan huomattavasti aiempaa paremmin. Siinä missä kuvion la mukaisessa tilanteessa reunaohjaimen pintaenergia on päällystysaineeseen nähden selkeästi liian suuri, on puolestaan kuvion Ib mukaisessa tilanteessa reunaohjaimen pintaenergia 30 liian pieni suhteessa vastaavasti päällystysaineen pintajännitykseen. Tällöin päällysteverho irtoaa helposti reunaohjaimesta ja päällysteverho pääsee kuroutumaan.

Keksinnön mukaisesti on siis esitetty säätää reunaohjaimen pintaenergia ja vastaavasti päällysteverhon päällystysainekerrosten pintajännitys edullisimmin vastaamaan 35 toistensa arvoja tietyssä suhteessa niin, että saavutetaan halutulla intensiteetillä 6 tapahtuva päällystemateriaalin pyrkimys kohti reunaohjaimen pintaa. Kuviossa le on esitetty tilanne, jossa reunaohjaimen ja päällysteverhon pintaenergia ja vastaavasti pintajännitys on keksinnön mukaisella tavalla sovitettu toisiinsa nähden siten, että reunaohjaimen vapaa pintaenergia pitää päällysteverhon reunan riittävän hyvin kiin-5 ni itsessään ilman, että verhon reuna kuitenkaan pääsisi leviämään liikaa ohjaimen pinnalle. Tuloksena on varma, mutta päällysteen poikkiprofiilia häiritsemätön kontakti. Luonnollisesti edellä esitetty pätee myös reunalistan muodostaman ohjaipin-nan materiaalin ja päällysteainekerrosten ominaisuuksien keskinäiseen sovittamiseen.

10

Edellä mainittu pintajännitys johtuu nestemäisen tai fluidimaisen aineen molekyylien välisistä vetovoimista. Fysikaalisesti pintajännitys on siis nestemäisen pinnan ilmiö, joka saa pinnan käyttäytymään kuin joustava kalvo. Siinä missä nesteessä molekyyliin vaikuttavat ympäröivät molekyylit joka suunnasta yhtä suurella voimalla, jolloin 15 näiden voimien summa on nolla, vaikuttaa nesteen pinnalla oleviin molekyyleihin ainoastaan alapuolella olevien molekyylien vetovoimat. Nesteen ulkopuolella ei sensijaan ole molekyylejä tasaamassa näitä voimia, jolloin nesteen pinnassa on ikään kuin tiukasti toisiinsa sitoutuneiden molekyylien kerros, jonka tiheys on suurempi pinnan alapuolella oleviin molekyyleihin verrattuna. Nesteen pinta muodostuu siis 20 eräänlaiseksi kalvoksi. Kiinteiden materiaalien osalta puhutaan sen sijaan pintaener-giasta, jonka yksikkö on kuitenkin yhtäpitävä pintajännityksen kanssa. Toisin sanoen pintaenergian yksikkö J/m2 on muutettavissa muotoon J/m2 = Nm/m2 = N/m. Nämä suureet ovat siis verrattavissa toisiinsa ja siten myös vastaavat pintaenergian ja pintajännityksen aiheuttamat ominaisuudet ovat periaatteessa säädettävissä toistensa 25 suhteen.

Nyt siis ohjauspintojen osalta puhutaan kiinteän materiaalin kyseessä ollen pinta-energiasta Yi (mN/m), kun taas fluidimaisten päällystysaineiden osalta puhutaan pintajännityksestä γ2 (mN/m). Ohjaimen pinnan pintaenergia ja vastaavasti päällys-30 temateriaalin pintajännitys säädetään edullisesti alueelle 30 - 60 mN/m, edullisimmin välille 35 - 45 mN/m. Toisaalta mainittu ohjauspintojen ja päällystemateriaalien pintaenergian ja pintajännityksen suhde järjestetään siten, että niiden välinen ero on korkeintaan 30 %, edullisemmin luokassa alle 20 %.

7 Tässä tulee kuitenkin huomata, että vaikka ohjauspintojen ominaisuuksien osalta puhutaan nimenomaan pintaenergiasta, on tässä pintaenergia tarkoitettu järjestettäväksi kulloisenkin päällystysaineen pintajännitykseen nähden siten, että pinta-energia yhdessä ohjauspinnan sekä mikro- että makrotason pinnanmuodon, kar-5 heuden tai kuvioinnin käytännön vaikutusten osalta aikaansaavat yhdessä halutunlaisen käyttäytymisen päällystysaineeseen nähden. Toisin sanoen pintanenergia ja pinnan muodot niin karheuden kuin mahdollisen kuvioinninkin osalta sekä ohjaus-pintaan mahdollisesti ulkoisilla keinoilla suoritettavat toimenpiteet pintaenergiaan järjestetään siten, että aikaansaadaan puhtaasti teoreettista pintaenergiasta riippu-10 vaa vaikutusta käytännössä vastaava ominaisuus suhteessa kulloinkin käytettävään päällystysaineeseen ja sen pintajännitykseen nähden.

Koska kiinteän aineen osalta pintaenergian suuruuteen vaikuttaa suuresti juuri pinnan sileyteen rinnastettavat ominaisuudet kuten karheus, mahdollinen pintakuviointi 15 ja vastaavat niin mikro- kuin makrotasollakin, on tässä hakemuksessa käytetty pin-taenergiaa kuvaamaan pinnan ominaisuuksia suhteessa päällystysaineen pintajännitykseen kokonaisuuden kannalta. Kuten jäljempänä tullaan esittämään, kiinteän materiaalin pinnan pintaenergian ominaisarvoon voidaan vaikuttaa myös ulkoisesti eri tavoin kuten soveltuvan nesteen applikoinnilla tai vastaavalla. Siten järjestettäes-20 sä ohjauspinnan pintaenergiaa määrättyyn arvoon kyse on siis pintaenergian koko-naiskäsitteestä, johon kuuluu sekä ohjauspinnan pintaenergia sellaisenaan, että ohjauspinnan pinnanmuodosta johtuvat erot teoreettiseen pintaenergiaan nähden että vielä lisäksi pintaenergiaominaisuuksien säätelemiseksi halutulla tavalla vaikuttavista lähinnä ulkoisista toimenpiteistä johtuvat lisäykset tai vähennykset. Näin tuloksena 25 saadaan ohjauspinnan kulloinenkin käytännössä todettava 'kokonaispintaenergia' joka suhteutetaan sitten päällystysaineen pintajännitykseen halutulla tavalla.

Keksinnön mukainen menetelmä on sovellettavissa niin sanottuun kuivareunapääl-lystykseen, jossa päällystettä ei applikoida aivan kuiturainan reunoille asti vaan mo-30 lempiin reunoihin jätetään halutun suuruinen reunakaistale kokonaan ilman päällystettä. Tällöin on erityisen tärkeää, että päällysteverhon reuna pysyy mahdollisimman vakioisella etäisyydellä kuiturainan pinnasta ja että päällysteen poikittaisprofiili on mahdollisimman virheetön aivan päällysteen reunaan asti. Toisaalta menetelmää voidaan käyttää myös niin sanotussa ylireunan päällystyksessä, jossa päällysteverho 35 mitoitetaan leveämmäksi kuin itse päällystettävä kuituraina. Tällöin osa päällyste- 8 verhosta ulottuu rainan reunan yli. Ylimääräinen päällystysaine korjataan talteen applikointitapahtuman yhteydessä tätä varten tarkoitetuilla välineillä.

Reunaohjaimen ja reunalistan ohjauspinnan materiaalina voidaan käyttää keksinnön 5 mukaisessa ratkaisussa hyvinkin erilaisia ratkaisuja eikä keksinnön mukainen menetelmä rajoitu millään tavoin juuri tietyn materiaalin käyttöön. Esimerkiksi suuri osa muoveista on jo suoraan valmistuslinjalta valssilta tullessaan pintaenergialtaan pääl-lystysaineille yleisesti sopivaa luokkaa, tyypillisesti 40 ± 5 mN/m. Valinta tapahtuu siis päällystysaineen ominaisuuksien perusteella. Samoin teflon ja silikoni ovat osoit-10 tautuneet sopiviksi materiaaleiksi. Muovien osalta koostumus valitaan edullisesti lisäksi edullisesti siten, etteivät päällystysaineen erilaiset ainesosat pääse kemiallisesti vaikuttamaan reunaohjaimen ominaisuuksiin.

Ohjaimen materiaalina voidaan käyttää myös metalleja ja muita soveltuvia aineita.

15 Olennaista on järjestää juuri materiaalin pinta ja sen ominaisuudet pintaenergialtaan kulloinkin halutulle tasolle. Tähän voidaan vaikuttaa esimerkiksi hiomalla materiaalin pinta sopivaan karheuteen, pinnoittamalla materiaali soveltuvalla pinnoitteella, et-saamalla tai muulla vastaavalla.

20 Ohjaimen pintaenergiaan voidaan vaikuttaa myös applikoimalla sille valuttamalla, ruiskuttamalla tai muutoin soveltuvaa fluidimaista ainetta esimerkiksi vesikalvon tai vastaavan nesteen muodossa. Vettä käytettäessä voidaan lisätä mahdollisesti soveltuvia pintajännitykseen vaikuttavia aineita kuten saippuamaiset aineet. Käytettävä neste tuodaan joka tapauksessa reunaohjaimen pinnalle edullisimmin juuri ennen 25 päällysteaineen tuontia reunaohjaimeen kiinni. Aineen applikointi ohjaimen pintaan voidaan aloittaa jo päällystyslaitteen applikointipalkin valutustasolla reunalistan osalta ja jatkaa applikointia reunalistan osalta tarvittaessa aina päällysteen applikointi-pisteeseen asti reunaohjaimen alapäässä.

30 Keksinnössä ohjaimen pintaenergia ja päällystysainekerroksen pintajännitys on sovitettu toisiinsa yhden tai useamman päällystysainekerroksen osalta kulloinkin erikseen. Monikerrosverhopäällystyksessä on siis erityisesti ongelmana, että eri päällys-tysainekerroksilla saattaa olla erilaiset pintajännitykset ja siten erilainen käyttäytyminen reunalistan pinnalla. Näitä ongelmia on havainnollistettu kuvioissa 2a ja 2b 35 CD-suuntaisena eli kuiturainan valmistuslinjan poikittaissuuntaisena esityksenä valu- 9 tustason 28 suunnassa. Kuvassa näkyy samalla siis päällystysainekerrosten poikki-profiili sen reuna-alueella 66. Vaarana on usein, että yksittäinen päällystysainekerros tarttuu joko muita kerroksia voimakkaammin reunalistan ohjauspintaan 26 tai tarttuu siihen vastaavasti muita kerroksia heikommin reunalistan pintaan. Tämä mah-5 dollinen ilmiö korostuu erityisesti verhopäällystyksessä käytettävän applikointipalkin valutustasolla, jolla päällysteverho muodostetaan useammasta yksittäisestä päällys-tysainekerroksesta.

Kuvion 2a tapauksessa erityisesti ylin päällystysainekerros 23 pyrkii liikaa kohti reu-10 nalistan ohjauspintaa 26. Toisin sanoen ohjauspinnan 26 pintaenergia on liian pieni suhteessa päällystysainekerroksen 23 vastaavaan pintajännitykseen. Sen sijaan kerrokset 21 ja 22 ovat ominaisuuksiltaan sopivia ohjauspinnan 26 ominaisuuksiin nähden. Kuvion 2b tilanteessa päällystysainekerroksen 21 osalta ohjauspinnan 26 pinta-energia on liian suuri, jolloin kerroksen 21 päällystysaine pyrkii irtoamaan reunalis-15 tästä. Sama koskee kerrosta 22. Sen sijaan ylimmän kerroksen 23 pintaenergia on suhteessa alempiin kerroksiin sopivampi ja tämä kerros on nyt korvannut reunalistan ohjauspinnasta irronneet alimmat kerrokset. Havainnollisuuden vuoksi on haluttu poikittaisprofiili eri kerroksille merkitty molemmissa kuvioissa katkoviivoilla 29. Kuvioissa 2a ja 2b ilmenee myös kerrosten taipumus ohentua reuna-alueella pyrki-20 essään liikaa reunalistaan päin. Vastaavasti kuroutumisen tapauksessa kerroksen paksuus pyrkii kasvamaan reuna-alueella.

Kun reunalistan ohjauspinnan pintaenergia sovitetaan päällystysaineeseen kunkin yksittäisen päällystysainekerroksen osalta erikseen, saadaan kukin päällystekerros 25 pysymään siinä sopivalla ja muihin kerroksiin nähden olennaisen samansuuruisella intensiteetillä kiinni. Näin ne eivät myöskään pääse vaikuttamaan haitallisesti muiden kerrosten käyttäytymiseen ja päällysteen poikittaisprofiili pysyy reuna-alueelle asti mahdollisimman virheettömänä. Kuviossa 2c on esitetty keksinnön mukainen tilanne, jossa reunalistan 24 ohjauspinnan 26 ominaisuudet on sovitettu vastaamaan 30 kunkin päällystysainekerroksen ominaisuuksia vyöhykkeittäin 331, 332, 333. Samalla on järjestetty siten, että yksittäiset päällystysainekerrokset eivät poikkea tässä suhteessa liikaa toisistaan eli toisin sanoen yksikään päällystysainekerros ei pyri syrjäyttämään muita kerroksia. Kunkin päällystysainekerroksen pintajännityksen suhde juuri sitä varten järjestettyyn reunalistaan 24 vyöhykkeen 331, 332, 333 vastaavaan 35 pintaenergiaan nähden on siis olennaisen sama.

10

Kuviossa 2c on lisäksi järjestetty reunalistan yläosan sille ohjauspinnan 26 alueelle 34, jonka ei ole tarkoitus olla kontaktissa päällystysainekerrosten kanssa, ominaisuudet siten, että se erityisesti hylkii päällystysainetta, varsinkin juuri ylimmäisen päällystysainekerroksen 23 osalta. Pintaenergia järjestetään siis selkeästi päällystys-5 aineen pintajännitystä pienemmäksi. Näin estetään päällystysaineen "nousu" kohden reunalistan yläosaa. Reunalistan ylimpänä osana 334 tai siis ylimmän osan ohjaus-pinnan 26 muodostavan sisäpinnan 34 pinnoitteena voidaan käyttää esimerkiksi silikonia.

10 Luonnollisesti reunalistan ohjauspinnan 26 ominaisuudet on samalla järjestettävissä vastaamaan myös jokaisen päällystysainekerroksen paksuutta. Samoin tämä reuna-listan materiaalin ominaisuuksien sovitus on edullisesti järjestettävissä ulottumaan applikointipalkin kulloiseenkin suutinrakoon. Tällä varmistetaan päällystysaineen tarttuminen entistä paremmin kiinni reunalistaan edullisimmin jo ennen päällystysai-15 neen tuloa itse valutustasolle. Tämä käy ilmi erityisesti kuviossa 3, jossa jokaista päällystysainekerroksesta varten on reunalistaan 34 järjestetty sen ohjauspinnan 26 osaksi kerroskohtainen lista 31-33, joista kukin on sovitettu pintaominaisuuksiltaan kyseisen päällystysainekerroksen sijainnin, paksuuden ja pintajännityksen mukaisesti.

20

Erityisesti tapauksessa, että keskimmäiset päällystysainekerrokset eivät olennaisella tavalla poikkea toisistaan varsinkaan pintajännityksen osalta, on mahdollista järjestää näiden kerrosten osalta reunalistan sisäpinta 26 ominaisuuksiltaan samanlaisesta vyöhykkeestä. Tällöin siis reunalistan ohjauspinnan ominaisuudet järjestetään ker-25 roskohtaisesti nimenomaan sellaisille päällysteainekerroksille, jotka poikkeavat muista kerroksista. Erityisesti tämä pätee sekä alimmaisen että päällystysainekerrokseen silloinkin, kun niiden pintajännityksen eivät olennaisesti poikkea muista kerroksista.

Kokemusperäisesti on lisäksi huomattu, että on edullista sovittaa reunalistan ohja-30 uspinnan ja päällystysaineen ominaisuudet toisiinsa nähden sopiviksi erityisesti alimmaisen sekä päällimmäisen päällystysainekerroksen osalta. Varsinkin alimmaisen päällystysainekerroksen eli toisin sanoen valutustasolle alimmasta raosta viimeisenä tuotavan päällystysainekerroksen ja joka samalla muodostaa aikanaan kontaktin itse kuiturainan kanssa, osalta on tärkeää sovittaa reunalistan materiaalin pintaominai-35 suudet ja päällystysaineen ominaisuudet keskenään sopiviksi.

11

Edellä selostettu ohjaimen ominaisuuksien sovittaminen kerroskohtaisesti pätee siis erityisesti reunalistan osalta. Vapaasti putoavan verhon ja siis reunaohjaimen osalta tällainen sovittaminen toteutetaan sen sijaan edullisimmin siten, että pintaenergia sovitetaan esimerkiksi jonkin tietyn kerroksen osalta tai että pintaenergia pyritään 5 sovittamaan ottaen kaikki yksittäiset kerrokset huomioon kokonaisuutena eli pyritään löytämään pintaenergialle sopiva kompromissiarvo. Samoin on mahdollista muodostaa pintaenergia verhon paksuusuunnassa ainakin jossain määrin profiloituna. Pintaenergia järjestetään siis esimerkiksi kasvamaan halutussa määrin jompaankumpaan suuntaan verhon paksuussuunnassa. Tai vastaavasti pintaenergia järjeste-10 tään keskikohdaltaan aavistuksen ohjaimen reuna-alueita suuremmaksi tai pienemmäksi.

Vaikka keksinnön mukaisessa ratkaisussa onkin monikerrosverhopäällystyksen osalta tarve muodostaa reunalistaan ominaisuuksiltaan useita kulloistakin pääIlystysaine-15 kerrosta vastaavia vyöhykkeitä, on kuitenkin mahdollista muodostaa reunalista jopa yhdestä yksittäisestä materiaalista. Tähän päästään sopivilla pintakäsittelyillä. Ohja-uspinnan päällystysainekerroskohtaiset vyöhykkeet voidaan siis valmistaa käyttämällä joko erilaisia materiaaleja tai suorittamalla saman materiaalin pintaan erilaisia käsittelyltä soveltuvalla tavalla. Samoin on mahdollista muodostaa koko ohjauspinta 20 alkaen valutustason reunalistasta reunaohjaimen loppuun aina applikointipisteeseen asti yhdestä kappaleesta.

Pinta voidaan esimerkiksi hioa sopivaan karheuteen, käsitellä pinnoitteella tai vastaavalla, vaikuttaa pinnan ominaisuuksiin sopivalla kemiallisella menetelmällä tai 25 muulla pintaenergiaan vaikuttavalla tavalla. Lisäksi voidaan järjestää materiaalin ominaisuudet muutettavaksi itse ajon aikana. Tähän voidaan käyttää esimerkiksi soveltuvan nesteen applikointia reunalistan kuin myös reunaohjaimen pintaan. Tähän voidaan käyttää esimerkiksi vettä joko sellaisenaan tai varustettuna sopivilla lisäaineilla.

30

Edelleen eräs mahdollisuus on käyttää soveltuvia sähkövarauksia esimerkiksi reuna-listan sekä päällystysainekerrosten välillä. Samoin itse reunaohjaimen ja/tai reunalistan ominaisuuksiin yksinomaan tai lisäksi myös päällysteaineiden ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa sähköisesti. Samoin pintaenergiaan ja pintajännitykseen voidaan 12 vaikuttaa järjestämällä joko ohjauspinnat ja/tai päällystysainemateriaalit lämpötilaan reagoiviksi.

Reunalistan konstruktio voidaan lisäksi järjestää siten, että reunalista toimittaa sa-5 maila tiivisteen tehtävää applikointipalkin ja sen päätyosan välillä. Reunalistan konstruktio voidaan toteuttaa esimerkiksi siten, että peruskappaleeseen kiinnitetään kutakin päällystysainekerrosta vastaava reunalista, jonka paksuus sekä pintaenergia on järjestetty vastaamaan päällystysainekerroksen vastaavia arvoja. Applikointipalkin valutustason osalta on ajateltavissa erityisesti konstruktio, jossa reunalista on 10 kiinnitettävissä applikointipalkin päätyihin esimerkiksi valmiiksi puristusliitoksella, ruuvilla tai muulla soveltuvalla tavalla.

Samoin keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti reunaohjaimen ja reunalistan materiaali voidaan järjestää rakenteeltaan sellaiseksi, että edellä mainitut käsittely-15 aineet pintaenergian muuntelemiseksi voidaan tuoda päällysteverhoa kohti olevalle ohjauspinnalle ohjaimen läpi. Ohjain voidaan muodostaa esimerkiksi materiaaliltaan huokoiseksi niin, että neste on tuotavissa ohjaimen läpi esimerkiksi nesteen painetta säätämällä.

20 Keksinnön eräässä sovellutusmuodossa ohjaimet on muodostettu sintratusta metallista. Materiaali on tällöin saatu huokoiseksi ja mahdollistettu samalla veden tai vastaavan voitelevan aineen syöttö ohjaimen materiaalin läpi päällystysaineen tai pääl-lysteverhon ja ohjaimen väliselle alueelle päällystemateriaalin halutun suuruisen tarttumisen aikaansaamiseksi ohjaimen pintaan. Sintrattua metallia käyttämällä on 25 materiaalin perusrakenne säädettävissä erityisesti käytetyn jauheen raekoon avulla vastaamaan haluttua läpäisykykyä. Sintratun metallin valmistuksen aikana voidaan siis puristuspaineen avulla määrittää haluttu "veden tihkumisen virtausmäärä". Soveltuva huokoisuus voidaan mainita vastaavan veden läpäisykyvyn mukaisesti eli luokkaa 0,02 - 2 dm3/min/dm2, edullisesti 0,5 - 1,5 dm3/min/dm2. Syöttöpaineen 30 osalta voidaan valitusta materiaalista ja sen paksuudesta riippuen mainita esimerkiksi alue 0,1 - 1,5 bar, edullisesti 0,7 - 1,0 bar.

Mitä kovempaa painetta käytetään puristuksen aikana sitä ohuemmaksi levy saadaan ja sitä vähemmän se läpäisee vettä. Lisäksi käyttämällä puristusmuotin muo-35 toilua voidaan samalla vaikuttaa paikallisesti läpäisykykyyn ja siten saada aikaan 13 edellä mainitun tapaiset vyöhykkeet kutakin päällystysainekerrosta kohti. Tällainen sintratusta metallista valmistettu reunaohjain tai reunalista on kiinnitettävissä kiinni-tysrakenteeseen esimerkiksi yksinkertaisesti hitsaamalla.

5 Esimerkkinä soveltuvista materiaaleista voidan mainita ruostumaton sekä haponkes-tävä teräs, kuten muutkin ei-ruostuvat metallit ja -seokset. Myös tässä itse ohjaus-pinnan pinta-energia tulee materiaalista riippumatta sovittaa päällystysaineen pintajännityksen mukaisesti.

10 Keksinnön eräässä lisäsuoritusmuodossa on ohjauspintoihin lisäksi järjestetty soveltuvan suuruisia ja suuntaisia pintakuvioita tai vastaavia, joiden avulla on esimerkiksi portaittain mahdollista hallita päällystysaineen tai päällysteverhon käyttäytymistä ohjaimen pinnalla. Voidaan esimerkiksi järjestää päällystysaineen virtausuunnan kanssa linjassa olevia harjanteita tai vastaavia, jotka rajaavat tai ainakin halutussa 15 määrin rajoittavat päällystysaineen Tiyppäämistä' harjanteen yli ja siten liiallista leviämistä ohjauspinnalle. Lisäksi nämä muusta ohjauspinnan pinnan tasosta poikke-vat kuviot tai vastavat muodot voidaan järjestää pintaenergiansa osalta poikkemaan ympäröivän ohjauspinnan pintanergiasta eli esimerkiksi päällystysainetta voimakkaasti hylkiväksi. Näin voidaan esimerkiksi edistää päällysteverhon pysymistä kah-20 den harjanteen 103 välisellä alueella, kuten on esitetty kuviossa le. Vastaavalla tavalla voidaan myös järjestää ohjauspinnan kontaktipinnaksi eli päällystysaineen kanssa nimenomaan kontaktiin tarkoitettu hyvin kapea, edullisesti päällysteverhon paksuutta vastaavan levyinen kaistale 101 pintaenergialtaan päällystysaineen pintajännitystä selkeästi suuremmaksi ja kaistaleen molemmilla puolilla olevat alueet tai 25 kaistaleet 102 pintaenergialtaan päällystysaineen pintajännitystä olennaisesti pienemmiksi, kuten on myös esitetty kuviossa le. Tällöin päällysteverho pyrkii voimakkaasti kontaktiin kyseisen kapean kaistaleen kanssa mutta samalla kaistaleen viereiset alueet voimakkasti hylkivät päällystysainetta. Tällä, erityisesti reunaohjaimen ja päällysteverhon väliseen kontaktiin soveltuvalla järjestelyllä saadaan aikaan erityisen 30 varma kontakti kuitenkin niin, ettei päällysteverho pääse liikaa leviämään reunaohjaimen pinnalle. Samoin lisäsovellutuksena voidaan käyttää ohjauspintojen muotoilua esimerkiksi koverana eli ohjauspinta on aavistuksen kourumainen päällystysaineen virtaukseen nähden.

Claims (9)

14 Patentti vaati m u kset

1. Menetelmä päällystysaineen käyttäytymisen hallitsemiseksi kuiturainan (W) moni-kerrosverhopäällystyksen yhteydessä, jossa menetelmässä käytetään verhopäällys- 5 tyslaitetta, johon on järjestetty reunalistat (24), jotka muodostavat ohjauspinnat (26) päällystysaineen ohjaamiseksi pääIlystyslaitteen valutustasolla ja/tai johon ver-hopäällystyslaitteeseen on järjestetty reunaohjaimet (4), jotka muodostavat ohjaus-pinnat (2) kahdesta tai useammasta päällysteainekerroksesta (21, 22, 23) koostuvan päällysteverhon (6) ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että reunalistan (24) ohjaus-10 pinnan (26) ja/tai reunaohjaimen (4) ohjauspinnan (2) pintaenergian ji ja vastaavasti päällystysaineen pintajännityksen γ2 keskinäinen suhde γι/γ2 järjestetään ainakin osalle ohjauspintaa (2, 26) olemaan reunalistan (24) ohjauspinnan (26) ja kulloisenkin päällysteainekerroksen (21, 22, 23) osalta alueella 0,7 - 1,3 ja/tai reunaohjaimen (4) ohjauspinnan (2) ja kulloisenkin päällysteainekerroksen (21, 22, 23) osal-15 ta alueella 0,8 - 1,2 kulloinkin siten, että ohjauspinta (2, 26) ja päällysteainekerrok-set (21, 22, 23) pyrkivät kosketukseen toistensa kanssa juuri halutulla voimalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu suhde Y1/Y2 järjestetään mainitulle arvoalueelle reunalistan (24) ohjauspinnan (26) ja/tai 20 reunaohjaimen (4) ohjauspinnan (2) kontaktialueen koko pituudelta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjauspinnan (2, 26) pintaenergia γι ja/tai päällystysaineen pintajännitys γ2 järjestetään olemaan alueella 30 - 50 mN/m, edullisesti alueella 35 - 45 mN/m. 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reunalistan (24) ohjauspinnan (26) pintaenergia ja/tai päällystysaineen pintajännitys järjestetään kunkin päällystysainekerroksen (21, 22, 23) osalta erikseen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reu naohjaimen (24) ja/tai reunalistan (4) materiaalina ainakin osittain käytetään sint-rattua metallia.

6. Järjestely päällystysaineen käyttäytymisen hallitsemiseksi kuiturainan (W) moni-35 kerrosverhopäällystyksen yhteydessä, jossa järjestelyyn kuuluu verhopäällystyslaite, 15 johon on järjestetty reunalistat (24), jotka muodostavat ohjauspinnat (26) päällys-tysaineen ohjaamiseksi verhopäällystyslaitteen valutustasolla, ja/tai johon verho-päällystyslaitteeseen on järjestetty reunaohjaimet (4), jotka muodostavat ohjaus-pinnat (2) kahdesta tai useammasta päällysteainekerroksesta (21, 22, 23) koostu-5 van päällysteverhon (6) ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että reunalistan (24) ohjaus-pinnan (26) ja/tai reunaohjaimen (4) ohjauspinnan (2) pintaenergian ji ja vastaavasti päällystysaineen pintajännityksen γ2 keskinäinen suhde γι/γ2 on järjestetty ainakin osalle ohjauspintaa (2, 26) olemaan reunalistan (24) ohjauspinnan (26) ja kulloisenkin päällysteainekerroksen (21, 22, 23) osalta alueella 0,7 - 1,3 ja/tai reu-10 naohjaimen (4) ohjauspinnan (2) ja kulloisenkin päällysteainekerroksen (21, 22, 23) osalta alueella 0,8 - 1,2 kulloinkin siten, että ohjauspinta (2, 26) ja päällysteaineker-rokset (21, 22, 23) pyrkivät kosketukseen toistensa kanssa juuri halutulla voimalla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittu suhde 15 γι/γ2 on järjestetty mainitulle arvoalueelle reunalistan (24) ohjauspinnan (26) ja/tai reunaohjaimen (4) ohjauspinnan (2) kontaktialueen koko pituudelta.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että reunalistan (24) ohjauspinnan (26) pintaenergia ja/tai päällystysaineen pintajännitys on järjes- 20 tetty kunkin päällystysainekerroksen (21, 22, 23) osalta erikseen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6 - 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että reuna-ohjain (4) ja/tai reunalista (24) on ainakin osittain materiaaliltaan sintrattua metallia. 16