FI120885B - Reunaohjain - Google Patents

Description

Reunaohjain

Keksinnön kohteena on reunaohjain verhopäällystyksessä muodostettavan päällystysaineverhon ohjaamiseksi päällystettävän radan iskupisteeseen, jo-5 hon reunaohjaimeen kuuluu sen jättöreunan alueelle järjestetty imurako, jonka alareuna muodostaa alahuulen, jossa on päällystysaineverhon sisään ulottuva nokkaosa, joka aikaansaa päällystysaineverhon reunaosan leikkaan-tumisen siten, että leikattu osuus poistuu yhdessä reunaohjainta pitkin valuvan reunanesteen kanssa imurakoon, ja jonka alahuulen alapuolelle on jär-10 jestetty lisäimurako.

Päällystettyjen paperilajien ja päällystyksen yleistyessä asetetaan päällystys-prosesseille ja -laitteille kasvavia vaatimuksia. Päällystyksessä, tarkemmin sanoen pigmenttipäällystyksessä paperin pinnalle muodostetaan päällys-15 teseoskerros päällystysasemalla, jonka jälkeen suoritetaan ylimääräisen veden kuivaus. Päällysteseoskerroksen muodostaminen voidaan jakaa päällys-teseoksen vientiin paperin pinnalle eli applikointiin sekä lopullisen päällyste-määrän säätöön. Tärkein pigmenttipäällystysmenetelmä on niin sanottu terä-päällystys, jossa päällystemäärä säädetään niin sanotun kaavinterän avulla. 20 Yleisimmät teräpäällystysasematyypit ovat sivelytelalla varustettu teräpäällys-tin ja suutinapplikoinnilla varustettu teräpäällystin. Lisäksi päällystyksessä käytetään niin sanottua f i I m i nsi i rtopää I lysti n tä, jotka ovat yleistyneet viime aikoina. Samoin uutena tekniikkana käyttöön on tulossa verhopäällystimet.

25 Verhopäällystimet voidaan jaotella raosta syöttäviin (slot-fed) tai tasolta syöttäviin (slide-fed) päällystimiin. Tasolta syöttävässä verhopäällystimessä päällystettä syötetään suutinyksikön avulla kaltevalle tasolle, jota pitkin päällyste valuu kohti syöttöhuulen muodostavaa tason reunaa, jolloin verho muodostuu päällysteen tippuessa syöttöhuulelta. Raosta syöttävissä appli-30 kointipalkeissa päällyste pumpataan jakokammion kautta kapeaan pystysuoraan rakoon, jonka huulella verho muodostuu ja tippuu radalle. Päällystettä voidaan levittää yhdessä tai useammassa kerroksessa.

2

Syntynyttä verhoa pidetään täysleveänä iskupisteeseen asti reunaohjaimella, joka sijaitsee nimensä mukaisesti syöttöraon/syöttöhuulen reunalla.

5 Erilaisia paperi- ja kartonkilajeja on olemassa lukuisia erilaisia ja ne voidaan jakaa neliöpainon mukaan kahteen luokkaan: papereihin, jotka ovat yksikerroksisia ja neliöpaino 25-300 g/m2 ja kartonkeihin, jotka on valmistettu mo-nikerrostekniikalla tai ovat yksikerroksisia, ja joiden neliöpaino on 100-600 g/m2. Kuten huomataan, on paperin ja kartongin välinen raja liukuva 10 sillä neliöpainoltaan kevyimmät kartongit ovat kevyempiä kuin painavimmat paperit. Yleensä paperia käytetään painamiseen ja kartonkia pakkaamiseen. Paperit ja kartongit voivat olla päällystettyjä tai päällystämättömiä.

Seuraavana esitetyt kuvaukset ovat esimerkkejä nykyisin käytössä olevista 15 päällystettävien kuiturainojen arvoista ja niissä saattaa esiintyä huomattavia vaihteluja annetuista arvoista. Kuvaukset perustuvat pääosin lähdejulkaisuun Papermaking Science and Technology osa Papermaking Part 3, Finishing, toim. Jokio, M., julk. Fapet Oy, Jyväskylä 1999, 361 s.

20 Päällystetty aikakausilehtipaperi (LWC=Light weight coated) sisältää mekaanista massaa 40-60%, valkaistua havupuusellua 25-40% ja täyte- ja päällys-tysaineita 20-35%. Yleisinä arvoina LWC-paperille voidaan pitää seuraavia: neliöpaino 40-70 g/m2, Hunter-kiilto 50-65%, PPS S10-karheus 0.8-1.5 pm (offset) ja 0.6-1.0 pm (roto), tiheys 1100-1250 kg/m3, vaaleus 70-75% ja 25 opasiteetti 89-94%.

Yleisinä arvoina MFC-paperille (machine finished coated) voidaan pitää seuraavia: neliöpaino 50-70 g/m2, Hunter-kiilto 25-70%, PPS S10-karheus 1.8-2.8 pm, tiheys 900-950 kg/m3, vaaleus 70-75% ja opasiteetti 91-95%. 30 3

Yleisinä arvoina FCO-paperille (film coated offset) voidaan pitää seuraavia: neliöpaino 40-70 g/m2, Hunter-kiilto 45-55%, PPS S10-karheus 1.5-2.0 pm, tiheys 1000-1050 kg/m3, vaaleus 70-75% ja opasiteetti 91-95%.

5 Yleisinä arvoina MWC-paperille (medium weight coated) voidaan pitää seuraavia: neliöpaino 70-90 g/m2, Hunter-kiilto 65-75%, PPS S10-karheus 0.6-1.0 pm, tiheys 1150-1250 kg/m3, vaaleus 70-75% ja opasiteetti 89-94%.

10 HWC:lla (heavy weight coated) on neliöpaino 100-135 g/m2 ja se voidaan päällystää jopa useammin kuin kaksi kertaa.

Päällystetyissä sellu pohja isissä puuvapaissa painopapereissa eli hienopapereissa (WFC) päällystemäärät vaihtelevat suuresti vaatimusten ja käyttötar-15 koituksen mukaan. Seuraavassa tyypillisiä arvoja yhteen ja kahteen kertaan päällystetylle sellupohjaiselle painopaperille: yhteen kertaan päällystetty neliöpaino 90 g/m2, Hunter-kiilto 25-80%, PPS S10-karheus 0.75-2.2 pm, vaaleus 80-88% ja opasiteetti 91-94% ja kahteen kertaan päällystetylle neliö-paino 130 g/m2, Hunter-kiilto 25-80%, PPS S10-karheus 0.65-0.95 pm, vaa-20 leus 83-90% ja opasiteetti 95-97%.

Lämpöherkissä papereissa on lämpöherkkä päällystekerros, joka voi sisältää esim. lämpöherkkää vahaa, joka erottaa värin muodostaja-aineen ja vastaanottavan reaktiivisen aineen. Kuumennettaessa paperin pintaa vaha sulaa 25 sallien mainittujen aineiden pääsevän kosketuksiin keskenään, jolloin muodostuu haluttu kuva. Pohjapaperina on yleisesti neliöpainoltaan alueessa 40-60g/m2 oleva paperi, joka on tavallisesti esipäällystetty tai pintaliimattu. Lämpöherkkä päällystekerros voi olla lisäksi suojattu suojapäällystekerroksen avulla.

Kartongit muodostavat varsin heterogeenisen ryhmän sisältäen neliöpainoltaan korkeat lajit, joiden neliöpaino voi olla jopa 600 g/m2 ja neliöpainoltaan 30 4 alhaiset lajit, joiden neliöpaino on noin 160 g/m2, lajit voivat olla primaarikui-tupohjaisesta jopa 100 % kierrätyskuitupohjaiseen ja päällystämättömästä moninkertaisesti päällystettyihin.

5 Päällystettyjä kartonkeja ovat seuraavat: - primäärikuitupohjainen (taivekartonki (FBB=folding boxboard), valkaistu sellukartonki (SBS=solid bleached board), nestepakkauskartonki (LPB=liquid packaging board), päällystetty valkopintainen pintakerros (coated white top liner, carrier board) 10 - kierrätyskuitupohjainen (valkopintainen harmaapahvi (WLC=white lined chipboard), päällystetty kierrätyskartonki).

Verhopäällystys soveltuu periaatteessa kaikkien edellä mainittujen päällystettävien lajien valmistamiseen. Verhopäällystyksellä ei päästä samanlaiseen 15 sileyteen kuin teräpäällystyksellä, mutta sillä saavutettu peittävyys on terä-päällystystä parempi.

Verhopäällystystä käytettäessä on eräänä ongelmana reunaohjaimien aiheuttama rajoitus päällystysprosessin kestoon. Reunaohjaimien muodot ja pinta-20 materiaalit vaihtelevat huomattavasti samoin kuin reunaohjaimen ala- tai jättöreunan muodot ja mahdolliset imujärjestelyt. Yleisesti käytössä oleva ratkaisu on järjestää jättöreunaan imu, jolla imetään reunaohjainta pitkin valuva suurempi päällystysainekertymä ja verhon kiinnipysymisen parantamiseksi käytetty reunaneste pois. Tunnetut ratkaisut toimivat yleisesti ottaen 25 hyvin koekoneilla ja välttävästi tuotantokoneilla, joissa yhtämittaiset ajojaksot ovat korkeintaan joitakin tunteja. Pitempikestoisessa yhtämittaisessa päällystyksessä ongelmaksi muodostuu imuraon alahuuleen kuivuva päällystysaine. Tämä kuivunut päällystysaine häiritsee verhon irtoamista reunaohjaimesta aiheuttaen ongelmia mahdollisten reunavallin poistoelimien toiminnalle. Kui-30 vuvan päällystysainemäärän tullessa riittävän suureksi se tukkii imuraon, jolloin reunaohjainta pitkin valuva suurempi päällystysainemäärä ja reunavoite-luneste ohjautuvat suoraan rainalle aiheuttaen päällysteen reunaan monin- 5 kertaisen päällystemäärän. Tämä ylijää mä päällyste ei kuivu päällystyskoneen kuivatuksessa vaan tarttuu kosteana päällystettyyn rainaan kosketuksissa olevien telojen pintaan.

5 Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada reunaohjainratkaisu, jolla eliminoidaan tai ainakin olennaisesti vähennetään päällysteaineen kuivumista alahuuleen.

Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle reunaohjaimelle on 10 tunnusomaista se, että nokkaosassa on alaspäin suuntautuva reunapinta, jota pitkin leikatun päällystysaineverhon reuna liikkuu alaspäin, että alahuuleen on järjestetty sisäpuolinen huuhtelunestevirtaus, joka on ohjattu mainittuun reunapintaan siten, että se pitää reunapinnan olennaisesti kosteana päällystysaineverhon reunan kanssa kosketuksissa olevan alueen kohdalla 15 ja/tai muuttaa päällystysaineen pintaenergiaa siten, että se pysyy kiinni reu-napinnassa lisäimurakoon asti. Reunapinta sijaitsee olennaisesti pystytasossa tai pystytasoon nähden kulmassa, joka on alueella -45 - +80°, edullisesti alueella -15 - +45°.

20

Reunaohjaimen alareunaan on edullisesti järjestetty ohjainosa, joka ohjaa reunaohjainta pitkin valuvan reunanesteen vasten alahuulen nokkaosan sisäpintaa ennen reunanesteen viemistä imurakoon siten, että sisäpinta on olennaisesti kokonaan reunanesteen kostuttama alahuulen reunapintaan asti.

25

Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:

Kuvio 1 esittää erästä tunnetun tekniikan mukaista reunaohjainta, ja 30 kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista reunaohjainta kaaviollisena periaatekuvana.

6

Eräs tunnetun tekniikan mukainen reunaohjainratkaisu on kuvattu kaavallisesti kuviossa 1, jossa päällystysaineverhon 11 reunaohjainta on merkitty viitenumerolla 4. Reunaohjaimen alapäähän tai jättöreunaan on järjestetty 5 imukammioon 6 liittyvä imurako 5 verhon reuna-alueen imemiseksi siten, että rataan muodostuu kuiva reuna 2. Imettävä reuna-alue on tavallisesti leveydeltään alueessa n. 0,5-4 mm. Reunaohjainta 4 pitkin valuvaksi järjestetty reunaneste 12 imetään samoin imurakoon 5. Imuraon 5 alareuna muodostaa alahuulen 7. Viitenumerolla 1 on merkitty radan päällystettyä osaa ja 10 viitenumerolla 3 tukipintaa, esim. telaa. Imurakoon on usein järjestetty li-sänesteen syöttö raon pitämiseksi puhtaana ja estämään päällystysaineen kuivuminen rakoon.

Kuvion 2 mukaisesti keksinnön mukaiseen päällystysaineverhon 11 reunaoh-15 jaimeen 4 kuuluu imuraon 5 alahuuleen 7 jäljestetty huuhtelunesteen kanava 26, jonka ulostuloaukko 25 sijaitsee alahuulen nokkaosan 23 reunapinnassa 24 niin lähellä reunapinnan yläreunaa, että reunapinta saadaan pysymään olennaisesti kosteana nokkaosan yläreunasta alahuuleen järjestettyyn li-säimurakoon 21 asti päällystysaineverhon reunan kanssa kosketuksissa ole-20 van alueen kohdalla. Ulostuloaukon 25 radan suuntainen leveys voi vastata olennaisesti koko nokkaosan 23 reunapinnan 24 leveyttä radan suunnassa tai vain osaa siitä ja se on edullisesti pienempi kuin lisäimuraon 21 radan suuntainen leveys, jotta varmistetaan kostutusnesteen syöttöä suurempi imuka-pasiteetti. Ulostuloaukko 25 voidaan korvata myös huokoisella nestettä läpäi-25 sevällä materiaalilla. Reunapinta 24 on edullisesti olennaisesti pystytasossa 30. Se voidaan muodostaa myös siten, että ulkoreuna on pystytasoon nähden kulmassa -a, + a, joka on alueella -45 - +80°, edullisesti alueella -15 -+45°. Miinusmerkkinen kulma-arvo merkitsee tässä yhteydessä sitä, että reunapinta on lähempänä reunaohjainta alaspäin mentäessä ja plusmerkki-30 nen kulma-arvo puolestaan sitä, että reunapinta on enemmän verhoon päin alaspäin mentäessä. Kuviossa 2 on merkitty esimerkkinä katkoviivoin 31 reunapinnan 24 sijainnin eräitä edullisia vaihtoehtoja. Negatiivinen kulma on 7 merkitty - a ja positiivinen on merkitty + a. Reunapinnan 24 ei tarvitse olla suora, vaan se voi olla myös kaareva. Lisäimuraon 21 suuaukko on järjestetty edullisesti lähelle reunapinnan 24 alareunaa, kuviossa 2 suuaukko on esitetty lähempänä reunaohjainta olevan reunapinnan sijaintikohdan 31 lähellä.

5

Huuhtelunesteen ominaisuuksia voidaan säätää siten, että se aikaansaa pääl-lystysaineverhon pintaenergian muuttumisen edesauttaen päällystysainever-hon pysymistä kiinni. Huuhteluneste voi olla esim. vettä tai muuta nestettä tai liuosta, esim. saippualiuosta. Alahuulen nokkaosa 23 on muotoiltu siten, 10 että päällystysaineverho irtoaa alahuulesta mahdollisimman lähellä päällystettävää kuiturainaa W, jolloin rataan muodostuva reunapatti 28 on mahdollisimman pieni tai lähes olematon. Muodostunutta reunapattia on joissakin tapauksissa erittäin vaikea tai jopa mahdotonta levittää, esim. päällystysai-neen kuiva-ainepitoisuuden ollessa korkea ja pohjarainan ollessa kuuma, jol-15 loin reunapatti pääsee kuivumaan lujasti kiinni pohjarainaan. Tällainen voimakas reunapatti voi aiheuttaa suuria ongelmia telojen likaantumisena sekä ääritapauksessa rullan räjähtämisenä kiinnirullaimella reunapatin estäessä ilman poispääsyn rullan reunoilta.

20 Huuhteluneste voi toimia myös jäähdytysnesteenä alahuulen jäähdyttämiseksi, mikä estää osaltaan päällystysaineen kuivumista alahuulen pinnoille. Jäähdytys voidaan toteuttaa myös huuhtelunesteestä erillisen jäähdytysvä-liainekierron avulla.

25 Keksi n nonmukaisen reunaohjaimen 4 valutuspinnan alareunaan on muodos tettu reunanesteen ohjainosa 22, joka ohjaa reunanesteen 12 vasten nokka-osan 23 sisäpintaa 27 muodostaen reunanestelammikon, joka pitää sisäpinnan olennaisesti kokonaan kosteana reunapintaan 24 asti. Ohjainosan 22 ulkonema a on alueessa n. 0-5 mm, edullisesti alueessa n. 0,2-2 mm. Nok-30 kaosan 23 reunapinta 24 on etäisyyden b päässä ohjainosasta 22. Etäisyys b on edullisesti likimain sama kuin etäisyys a, eli esim. alueessa n. 0,2-2 mm. Ohjainosa voidaan muotoilla poikkileikkaukseltaan esim. puoliympyrän muo- 8 toon, kolmiomaiseksi tai ovaali maiseksi. Tarvittaessa ohjainosan 22 yhteyteen voi olla järjestettynä lisänesteen syöttö ohjainosan puhtaana pysymisen varmistamiseksi. Edullisesti lisänesteen syöttö on järjestetty siten, että ohjainosan yläpuolelle muodostuu lammikko, joka estää tai ainakin olennaisesti 5 vähentää päällystysaineen tarttumista ohjainosaan. Reunaohjain 4 voi olla olennaisesti pystysuuntainen, kuten esitetty piirustuksen kuvioissa, tai se voi olla kulmassa pystytasoon nähden, esim. alueessa n. 0-5°, siten, että reuna-ohjain ulottuu alareunassaan pidemmälle päällystysaineverhon sisälle kuin yläreunassaan. Tällöin päällystysaineverho kapenee vastakkaisten reunaoh-10 jaimien välissä alaspäin mentäessä.

Keksinnön mukainen ratkaisu tarjoaa käytettävyydeltään ja toimintavarmuudeltaan parannetun ratkaisun, joka sallii yhtäjaksoisen päällystysprosessin keston kasvattamisen moninkertaiseksi nykyisiin ratkaisuihin verrattuna eri-15 tyisesti kuivareunapäällystyksessä.

Claims (9)

9

1. Reunaohjain (4) verhopäällystyksessä muodostettavan päällystysainever-hon (11) ohjaamiseksi päällystettävän radan (W) iskupisteeseen, johon reu- 5 naohjaimeen (4) kuuluu sen jättöreunan alueelle järjestetty imurako (5), jonka alareuna muodostaa alahuulen (7), jossa on päällystysaineverhon sisään ulottuva nokkaosa (23), joka aikaansaa päällystysaineverhon reunaosan leik-kaantumisen siten, että leikattu osuus poistuu yhdessä reunaohjainta pitkin valuvan reunanesteen (12) kanssa imurakoon (5), ja jonka alahuulen alapuo li) lelle on järjestetty lisäimurako (21), tunnettu siitä, että nokkaosassa (23) on alaspäin suuntautuva reunapinta (24), jota pitkin leikatun päällystysaineverhon reuna liikkuu alaspäin, että alahuuleen on järjestetty sisäpuolinen huuhtelunestevirtaus, joka on ohjattu mainittuun reunapintaan siten, että se pitää reunapinnan olennaisesti kosteana päällystysaineverhon reunan 15 kanssa kosketuksissa olevan alueen kohdalla ja/tai muuttaa päällystysaineen pintaenergiaa siten, että se pysyy kiinni reunapinnassa lisäimurakoon asti.

2. Vaatimuksen 1 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että reunapinta (24) on pystytasoon (30) nähden kulmassa (-a, + a), joka on alueella 20 -45 - +80°.

3. Vaatimuksen 2 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että kulma (-a, + a) on alueella -15 - +45°.

4. Jonkin vaatimuksen 1-3 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että reu- naohjaimen (4) alareunaan on järjestetty ohjainosa (22), joka ohjaa reuna-ohjainta pitkin valuvan reunanesteen vasten alahuulen nokkaosan (23) sisäpintaa (27) ennen reunanesteen viemistä imurakoon (5) siten, että sisäpinta on olennaisesti kokonaan reunanesteen kostuttama alahuulen reunapintaan 30 (24) asti. 10

5. Jonkin vaatimuksen 1-4 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että oh-jainosa (22) on puoliympyrän muotoinen, kolmiomainen tai ovaalimainen.

6. Jonkin vaatimuksen 1-6 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että ala-5 huuli (7) on jäähdytetty.

7. Vaatimuksen 6 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että alahuulen (7) jäähdytys on toteutettu alahuulen sisäpuolisen jäähdytysnestekierron avulla.

8. Vaatimuksen 7 mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että jäähdytysnes teenä on huuhteluneste, joka kiertää alahuulen (7) sisältä nokkaosan (23) reunapintaa (24) alaspäin ja edelleen alahuulen alapuolelle järjestettyyn li-säimurakoon (21).

9. Jonkin edellä olevan vaatimuksen mukainen reunaohjain, tunnettu siitä, että reunaneste ja/tai huuhteluneste on valittu ryhmästä, johon kuuluu: vesi, muu neste, liuos tai niiden yhdistelmät. 11