FI120596B - Menetelmä paperin tai kartongin muokkaamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä paperin tai kartongin muokkaamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan 5 mukainen menetelmä kuiturainan muokkaamiseksi hihnakalanterilla, johon kuuluu ainakin yhden ohjainelimen ympäri kiertäväksi järjestetty hihna, jonka hihnan ulkopuolelle on järjestetty ainakin yksi hihnan kanssa kontaktipinnan muodostava vastinelin siten, että hihnan ja vastinelimen väliin muodostuu rainan kalanterointialue, jonka läpi käsiteltävä raina viedään.

10

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada hihnakalanterointipro-sessi, jossa huikkia voidaan parantaa tai vakiobulkilla voidaan saavuttaa paremmat pintaominaisuudet kuin aiemmin.

15 Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

Keksinnön edullisessa toteutuksessa puristavien pintojen lämpötila säädetään arvoon yli noin 200 °C. Suoritetuissa koeajoissa on havaittu, että säädettäes-20 sä hihnankireyden aiheuttama paine arvoon n. 0,2 MPa puristavien pintojen lämpötilan ollessa n. 200 °C saavutettiin 1-2 % parempi bulkki kuin hihnankireyden aiheuttamalla paineella 0,5 MPa puristavien pintojen lämpötilan ollessa sama ja pintaominaisuuksien pysyessä olennaisesti samoina. Vastaavasti kalanteroitaessa hihnankireyden aiheuttamalla paineella 0,2 MPa bulkin olles-25 sa vakio saavutettiin paremmat pintaominaisuudet kuin hihnankireyden aiheuttamalla paineella 0,5 MPa. Tämän hakemuksen yhteydessä hihnankireyden aiheuttamalla paineella tarkoitetaan hihnankireyden ja ilmanpaineen yhdessä rainaan kohdistamaa kokonaispainetta.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän etuina voidaan mainita seuraavat: 2 - pienemmällä hihnankireyden aiheuttamalla paineella saadaan rainaan suurempi lämpögradientti, jolloin rainan sisäosat muokkautuvat vähemmän kuin pinnat, tästä seuraa edellä mainittu huikin paraneminen - metallihihnakalanterissa, jossa pitoaika on riittävä, eikä kosteus pääse rai-5 nasta pois olennaisesti muuten kuin puristavan pinnan ja rainan välistä, prosessi on itsekorjaava, eli rainan ja pintojen välinen kontakti heikkenee, koska hihnalla on vakiokireys. Tällöin paine ei voi nousta yli asetetun vaan höyryn-paine vapautuu rainan ja puristavan pinnan välistä.

10 Kutakin hihnankireydellä aiheutettua painetta vastaava lämpötila, jonka yläpuolella pintojen kuuluu olla, voidaan valita esimerkiksi veden kiehumispistettä paineen funktiona kuvaavasta taulukosta, esimerkiksi julkaisusta Kari I. Keskinen, Kemian laitetekniikan taulukoita ja piirroksia, s. 30-35. Näihin arvoihin voidaan tehdä muutoksia riippuen kuiturainassa olevan vesiseoksen 15 koostumuksesta, esimerkiksi koeajojen perusteella.

Seuraavassa keksintöä kuvataan lisää oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:

Kuviossa 1 on kuvattu kaaviomaisesti erästä perinteistä soft-20 kalanterijärjestelyä, kuvioissa 2-3 on esitetty kaaviomaisesti kuvion 1 mukaisen kalanterin eräitä muunnoksia, 25 kuviossa 4 on kuvattu kaaviomaisesti tunnetun tekniikan mukaisen kone kalanterin erästä muunnosta, ja kuvio 5 kuvaa kaaviomaisesti rainan lämpötilaa sen paksuuden eri kohdissa kahdella eri hihnankireydestä aiheutuvalla painearvol-30 la.

3

Keksinnön mukaisessa prosessissa voidaan käyttää esim. hakemuksessa FI 20020159 kuvattua hihnakalanterilaitteistoa lisäkuormitustelan kanssa tai ilman.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäväksi soveltuvaa hihnakalante-ria voidaan käyttää uusien koneiden lisäksi myös paperi-/kartonki koneen ka-lanterien modernisoinnissa korvaamaan aiemmin käytetyt kalanteriratkaisut.

Kuviossa 1 on kuvattu erästä perinteistä soft-kalanterijärjestelyä, johon kuulo luu runkorakenne, jossa on pohjaosa 2, johon on kiinnitetty pystyrungot 3-5, joista keskimmäiset 4 ja 5 on yhdistetty yläpäästään poikkituella 6. Runkorakenteeseen on kiinnitetty sinänsä tunnetulla tavalla termotela 8 ja joustava-pintainen tela 7, jotka muodostavat kalanterointinipin väliinsä. Kuvion 1 esimerkissä soft-nippejä on kaksi kuiturainan kummankin puolen käsittelemisek-15 si olennaisesti samalla tavalla. Laitteeseen 1 kuuluu lisäksi erilaisia ohjauste-loja 9, 10, joiden toiminta on alan ammattilaiselle ilmeistä. Viitemerkintä W esittää kuiturainan kulkua kalanterin läpi.

Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukaisen kaksinippisen soft-kalanterin 20 muunnos, jossa on lisätty metallihihnakierrot 11a ja 11b, joiden sisälle on järjestetty ohjaustelat 12, jotka ovat edullisesti säädettävissä sijainnil-taan/asennoltaan hihnan 11a, 11b kireyden ja/tai aseman säätämiseksi halutuksi. Kuviossa 2 (samoin kuin kuviossa 3) on vastaaville osille käytetty samoja viitenumerolta kuin kuviossa 1. Tällainen soft-kalanterin modernisointi 25 mahdollistaa esillä olevan keksinnön toteutuksen riittävän pitkän käsittelyajan ansiosta. Kuviossa 3 on esitetty kuvion 1 mukaisen soft-kalanterin muunnos, jossa on lisätty yksi hihnakierto 11 ja toinen soft-nippi on poistettu kokonaan.

Kuviossa 4 on kuvattu konekalanteria, jossa on runko-osaan 20 liitettynä 30 useita tavanomaisia metalliteloja 22 ja yksi taipumakompensoitu metallitela 21. Normaalissa konekalanterissa kuituraina W kulkee metallitelojen 22 väli- 4 sistä nipeistä sekä taipumakompensoidun metallitelan 21 ja sen vastatelana olevan metallitelan 22 välisestä nipistä. Kuvion 4 mukaisessa konekalanterin modernisoinnissa siihen on lisätty metallihihnakierto 11, joka kulkee lisättyjen ohjaustelojen 12 ympäri. Ohjaustelat 12 ovat edullisesti säädettävissä sijain-5 niltaan/asennoltaan hihnan 11 kireyden ja/tai aseman säätämiseksi halutuksi. Kuituraina kulkee tällöin edullisesti alimman metallitelan 22 ja hihnakierron 11 välisen pitkän kalanterointialueen läpi. Taipumakompensoitua metallitelaa 21 voidaan haluttaessa käyttää muodostamaan korkeamman painevaikutuk-sen kohdan telaa 22 vasten.

10

Oheisen piirustuksen kuviossa 5 on kuvattu kaaviomaisesti rainan lämpötilaa sen paksuuden eri kohdissa kahdella eri hihnankireydestä aiheutuvalla pai-nearvolla kontaktipintojen lämpötilan ollessa n. 200 °C. Kuvion mukaisesti pienemmällä 0.2 MPa paineella rainan keskiosa saavuttaa arvon n. 120 °C 15 kun suuremmalla paineella 0,5 MPa rainan keskiosan lämpötila on noin.

150 °C.

Mitä pienempi hihnankireydellä aiheutettu paine, sitä viileämpi rainan sisäosa ja jyrkemmät lämpögradientit.

20

Mitä pienempi hihnankireydellä aiheutettu paine, sitä vähemmän muokkausta tapahtuu rainan sisäosissa.

Mitä kosteampi raina, sitä jyrkemmät lämpögradientit (höyrystyminen tapah-25 tuu ohuemmassa pintakerroksessa).

Laitteiston rakennuksen kannalta kyseinen prosessi tarkoittaa pieniä hihnan kireydestä aiheutuvia kuormia ja jännityksiä ja kevyitä ja halpoja rakenteita.

30

Claims (2)

1. Menetelmä kuiturainan muokkaamiseksi hihnakalanterilla, johon kuuluu ainakin yhden ohjainelimen ympäri kiertäväksi järjestetty hihna, jonka hihnan 5 ulkopuolelle on järjestetty ainakin yksi hihnan kanssa kontaktipinnan muodostava vastinelin siten, että hihnan ja vastinelimen väliin muodostuu rainan kalanterointialue, jonka läpi käsiteltävä raina viedään, jossa menetelmässä puristavien pintojen lämpötila säädetään arvoon, joka on yli hihnankireydestä aiheutuvaa painetta vastaavan kuiturainassa olevan nesteen kiehumispisteen, 10 että kalanteroitava kuituraina viedään kalanterointialueen läpi, jolloin kalan-terointialueen pinnat johtavat rainaan lämpöä, joka höyrystää nestettä ja höyrynpaine nousee vastaamaan pintojen aiheuttamaa ulkoista painetta, tunnettu siitä, että menetelmässä säädetään hihnankireyden aiheuttama paine arvoon alueessa n. 0,1 MPa - 1,5 MPa, jota vastaava kuiturainassa 15 olevan nesteen kiehumispisteen arvo on vastaavasti alueessa n. 100 °C - n. 200 °C, ja että puristavien pintojen lämpötila säädetään vastaavaa kiehumispisteen arvoa ylempään arvoon, jossa menetelmässä lämmönjohtumisen jatkuessa edelleen höyrystyminen jatkuu, jolloin höyrynpaine aiheuttaa kontaktin huononemisen pinnan ja rainan välillä aikaansaaden prosessiin tilan, jossa 20 rainan pinnat saavuttavat lähes puristavien pintojen lämpötilan, rainan sisäosan ollessa kyseistä hihnankireydestä aiheutuvaa painetta vastaavassa lämpötilassa, jolloin rainaan muodostuu jyrkät sisäiset lämpö- ja kosteusgradien-tit.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että purista vien pintojen lämpötila säädetään arvoon yli noin 200 °C.