FI121888B - Menetelmä kuiturainan ominaisuuksien optimoimiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä kuiturainan ominaisuuksien optimoimiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä kuiturainan ominaisuuksien optimoimiseksi 5 kuiturainan valmistuksessa, jossa menetelmässä perälaatikko jaetaan useisiin rinnakkaisiin syöttövyöhykkeisiin, joista kuhunkin syötetään ainakin kahta eri mas-sasuspensiota.

Reunakutistuman seurauksena perinteisellä sylinterikuivatuksella valmistetun kui-10 turainan (paperi, kartonki) poikkisuuntaiset lujuudet ovat merkittävästi alhaisemmat rainan reunoilla kuin rainan keskiosan alueella, minkä vuoksi kuitu-rainakonetta joudutaan käytännössä ajamaan reunojen ehdoilla. Tällä tavalla reu-nalujuudet saadaan täyttämään laatuvaatimusten mukainen minimiarvo, kun taas rainan keskellä lujuudet ovat jopa 15 - 20 % vaadittua korkeampia.

15

Kustannussyistä esimerkiksi kartonki pyritään yleensä valmistamaan halvimmasta mahdollisesta raaka-aineesta, jolla saadaan aikaan vaadittavat lujuus- ja muut ominaisuudet. Suuresta neliömassasta johtuen esimerkiksi vetolujuus ei kartongeilla ole niin kriittinen kuin useilla ohuemmilla paperilaaduilla. Kartonkituottei-20 den tasonsuuntaisista mekaanisista ominaisuuksista on puristuslujuus yleensä tärkeämpi kuin vetolujuus. Esimerkiksi lainerilla tärkeimpiä lujuusominaisuuksia ovat puhkaisulujuus ja poikkisuuntainen puristuslujuus, jota voidaan mitata esi-merkiksi Short Span Compression Testillä (SCT CD) tai Ring Crush Testillä cm (RCT CD). Flutingilla tärkeä ominaisuus poikkisuuntaisen puristuslujuuden ohella o 25 on litistyslujuus, jota voidaan mitata Concora Medium Testillä (CMT).

cö £ Yleisimmin kuituraina valmistetaan yhdestä homogeenisesta massasuihkusta, joka

g ulotetaan tasalaatuisena kuiturainakoneen koko leveydelle. Julkaisusta FI 72550 C

g tunnetaan menetelmä paperirainan päänviennin varmentamiseksi ja katko alttiuden o o 30 vähentämiseksi, jossa paperirainan reuna-alueille syötetään erityis- tai lisämassaa, jonka raaka-ainekoostumus, sakeus tai syöttömäärä on siten säädetty tai valittu, 2 että reuna-alueet saavat olennaisesti suuremman lujuuden kuin keskialue, josta raina pääasiallisesti muodostuu. Julkaisusta DE 3715551 AI tunnetaan menetelmä rainan reunojen lepatuksen vähentämiseksi, jossa rainan reuna-alueille syötetään massasuspensiota, jolla on suurempi lujuuspotentiaali kuin rainan muulla levey-5 dellä käytetyllä massasuspensiolla. Suurempi lujuuspotentiaali saadaan aikaan esimerkiksi lisäämällä lujuutta parantavia kemikaaleja ja sideaineita, kuitumateriaalin jauhatuksella tai lisäämällä kuituja, joilla on olennaisesti suurempi lujuus. Näissä kummassakin julkaisussa rainan lujuutta parantavaa lisämassaa tuodaan vain rainan reunoille.

10

Tekniikan tasosta tunnetaan laimennusperälaatikoita, joissa perälaatikon jakotu-kista tulevaan massasuspensiovirtaukseen sekoitetaan laimennusvesitukista tuleva laimennusvesivirtaus perälaatikon koko leveydellä rainan neliömassaprofiilin säätämiseksi. Laimennusvesivirtauksen osuutta kussakin kohdassa säädetään venttii-15 lien avulla, joita on useita rinnakkain perälaatikon poikkisuunnassa. Laimennus-väliaineena voidaan käyttää puhdasta vettä tai viiraosalta johdettua kuitupitoista viiravettä.

Julkaisusta FI 100345 C tunnetaan menetelmä paperirainan poikkisuuntaisen omi-20 naisuusprofiilin säätämiseksi, jossa perälaatikkoon syötetään ainakin kahta syöt-tövirtausta, jotka sisältävät valmistettavan paperin raaka-aineita vesisuspensiona. Perälaatikko on jaettu poikkisuunnassa syöttövyöhykkeisiin, joista kuhunkin syö-i- tetään syöttö virtauksien yhdistelmävirtaus. Paperirainan ominaisuuspro tiiliä mita- cm taan ja mittaussignaali syötetään perälaatikon säätöjärjestelmään. Syöttövir- i o 25 tauksien yhden tai useamman raaka-aineen ominaisuus, kuten konsentraatio, sa- co keus, kirkkaus, väri tai vastaava mitataan ja näin aikaansaatu mittaussignaali syö- £ tetään säätöjärjestelmään. Paperirainan ominaisuusprofiilin, syöttövirtauksen g ominaisuuden ja asetusarvojen perusteella muodostetaan säätösignaalit, joilla sää- i^.

g detään perälaatikon kullakin syöttövyöhykkeellä olevaa toimilaitetta, jolla vaiku- o o 30 tetaan kyseiselle syöttövyöhykkeelle syötettävien eri syöttövirtausten yhdistelmä- osuuksiin tavoitellun rainan ominaisuusprofiilin saavuttamiseksi.

3

Julkaisusta EP 992625 B1 tunnetaan menetelmä kuiturainan poikittaisprotiilin tasaisuuden parantamiseksi. Neliömassaprofiiliin vaikutetaan sekoittamalla paikallisesti muuttuvasti ainakin osalla koneen leveydestä ensimmäistä, toista ja 5 kolmatta suspensiota, joista kullakin on erilainen kiintoainepitoisuus ja erilainen kiintoaineosuuksien prosentuaalinen osuus. Vaikka kokonaiskiintoainepitoisuus muuttuu paikallisesti, yksittäisten kiintoainekomponenttien prosentuaalinen koostumus paikallisessa kokonaistilavuusvirrassa pidetään vakiona.

10 Julkaisusta EP 995834 B1 tunnetaan menetelmä kuiturainan ominaisuusprofiilin tasoittamiseksi, jossa menetelmässä materiaalirainan kutistuman poikittaisprofiilia tasoitetaan rainan syntyprosessin aikana vaikuttamalla paikallisesti rainan leveydellä massasuspension paikalliseen koostumukseen muuttamalla komponenttien osuuksia, joilla on erilainen kutistumiskäyttäytyminen. Eräässä sovelluksessa kui- 15 tuina, joilla on lisääntynyt kutistumistaipumus, käytetään pitkiä kuituja, ja kuituina, joilla on vähentynyt kutistumiskäyttäytyminen, käytetään lyhyitä kuituja. Tämä johtaa helposti siihen, että reunakutistuman vähentämiseksi reunoille joudutaan syöttämään enemmän lyhyitä kuituja ja keskelle vastaavasti enemmän pitkiä kuituja.

20

Keksinnön päämääränä on alentaa kuiturainan valmistuskustannuksia. Päämääränä on myös tehostaa kuituraaka-aineen käyttöä niin, että kuiturainalle saadaan i- halutut ominaisuudet entistä pienemmin kustannuksin. Lisäksi päämääränä on cv tuottaa yhdestä ja samasta kuituraaka-aineesta kuiturainaa, jolla on mahdollisim- o 25 man tasainen ominaisuuksien poikittaispro tiili, n £ Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenter» tivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

(O

N·

LO

oo o o 30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä perälaatikko jaetaan useisiin rinnakkaisiin syöttövyöhykkeisiin, joista kuhunkin syötetään ainakin kahta eri massasuspensio- 4 ta, jotka massasuspensiot tuotetaan fraktioimalla kuiturainan raaka-aineena käytettävää massasuspensiota lyhytkuitujakeeksi ja pitkäkuitujakeeksi, joista pitkäkuitu-jae sisältää keskimäärin pitempiä ja jäykempiä kuituja kuin lyhytkuitujae, ja kuiturainan ominaisuuksien poikittaisprofiilia optimoidaan säätämällä lyhytkuituja-5 keen j a pitkäkuituj akeen syöttösuhdetta kussakin rinnakkaisista syöttö vyöhykkeis tä.

Perälaatikko siis jaetaan leveyssuunnassa syöttö vyöhykkeisiin, joihin syötetään ensimmäisen jakotukin kautta lyhytkuitujaetta ja toisen jakotukin kautta pitkäkui-10 tujaetta, ja kuitujakeiden syöttösuhdetta kussakin syöttö vyöhykkeessä säädetään toimilaitteen avulla, joka voi olla esimerkiksi venttiili. Näin kuituraina valmistetaan yhdestä lähtömassasta, jonka kuitujakeita seostetaan eri suhteissa perälaati-kon eri kohdissa siten, että rainan ominaisuuksille saadaan haluttu poikkisuuntai-nen profiili. Tällä tavalla mm. kuivumiskutistuman takia matalampia reunalujuuk-15 siä voidaan kompensoida syöttämällä reunoille paremman lujuuspotentiaalin omaavaa massaa kuin keskelle, jolloin riittävän lujuuden omaavaa rainaa on mahdollista tehdä nykyistä pienemmillä kustannuksilla.

Laitteisto pitkäkuitujakeen syöttämiseksi lyhytkuitujakeen joukkoon ja massaja-20 keiden syöttösuhteen säätämiseksi voi periaatteessa olla samantyyppinen kuin mitä käytetään nykyisissä laimennussäädetyissä perälaatikoissa, mutta laitteiden mitoituksessa joudutaan ottamaan huomioon pitkäkuitujakeen asettamat vaati-i- mukset.

δ

CM

o 25 Massan ffaktiointi tehdään edullisesti massaosaston puolella ja fraktiot johdetaan co erillään kuiturainakoneen lyhyeen kiertoon. Fraktiointi voidaan toteuttaa pai- £ nesihdillä tai jollakin muulla tarkoitukseen soveltuvalla fraktiointilaitteella. Riit- 05 tävä lajittelutarkkuus voidaan saavuttaa suorittamalla fraktiointi vain yhdessä vai- i^.

g heessa. Koska fraktiointi yleensä kasvattaa rejektin sakeutta, voi olla tarpeen lai cs o 30 mentaa pitkäkuituj aetta ennen sen syöttöä lyhytkuituj akeen joukkoon. Pitkäkuitu jakeen lujuuspotentiaalia voidaan lisätä jauhatuksen ja dispergoinnin avulla.

5

Kuitumassa voidaan fraktioida esimerkiksi niin, että lyhytkuitujakeen osuudeksi tulee 60 - 70 % ja pitkäkuitujakeen osuudeksi tulee 30 - 40 % alkuperäisestä kui-tumassasta. Valmistettava kuituraina sisältää olennaisesti vastaavat osuudet lyhyt-5 kuitujaetta ja pitkäkuitujaetta, mutta nämä jakeet on sijoitettu rainassa niin, että pitkäkuitujakeen osuus on rainan reunojen alueella erilainen kuin sen osuus rainan keskiosan alueella.

Monikerroskartonkien valmistuksesta on tunnettua fraktioida massa ja syöttää 10 fraktioimalla tuotetut jakeet monikerrosperälaatikon eri kerroksiin. Eräs tällainen ratkaisu tunnetaan US-patentista 5746889. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa massa fraktioidaan sinänsä tunnettuun tapaan, mutta uutta on massan jakaminen halutulla tavalla perälaatikon leveyssuunnassa esimerkiksi niin, että perälaatikon reunoilla on lujemman massakomponentin osuus suurempi kuin keskiosan alueel-15 la.

Perälaatikko voidaan sinänsä tunnettuun tapaan varustaa laimennusprofiloinnilla, jota käytetään neliömassaprofulin säätämiseen. Tällöin perälaatikko käsittää vielä kolmannen jakotukin ja välineet laimennusveden annostelemiseksi massasuspen-20 sion joukkoon.

Keksinnön avulla on saavutettavissa monia etuja. Raaka-ainekustannuksissa on mahdollista saada säästöjä, koska rainan koko leveydelle ei tarvitse syöttää yhtä w hyvää massaa, jotta rainan reunoille saadaan riittävä lujuus. Tasainen poikkisuun- o 25 täinen lujuusprofiili voidaan saavuttaa syöttämällä rainan reunoille keskimäärin co lujempaa massaa kuin rainan keskiosan alueelle.

X

cc

CL

g Lujuuden sijasta voidaan optimoida myös muita kuiturainan ominaisuuksia. Jos N- g esimerkiksi halutaan optimoida rainan pintakarheutta, reunoille voidaan syöttää o ^ 30 keskimäärin lyhytkuituisempaa massaa kuin keskiosan alueelle, jolloin reuna- 6 alueiden karheus vähenee. Tämä vähentää kalanteroinnin tarvetta pyrittäessä tiettyyn sileyteen.

Seuraavaksi keksintöä selostetaan viittaamalla piirustusten kuvioissa esitettyihin 5 esimerkkeihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus ahtaasti rajoittaa.

Kuvio 1 on graafinen esitys kuiturainan konesuuntaisen vetojäykkyysindeksin poikkisuuntaisesta profiilista.

10 Kuvio 2 on graafinen esitys kuiturainan poikkisuuntaisen vetojäykkyysindeksin poikkisuuntaisesta profiilista.

Kuvio 3 on sivupoikkileikkauskuva perälaatikosta, joka soveltuu keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen.

15

Kuvio 4 on sivupoikkileikkauskuva perälaatikosta, jossa on yhdistetty keksinnön mukainen ominaisuusprofiilin optimointi ja neliömassaprofiilin säätö.

Kuvio 5 on sivupoikkileikkauskuva kaksikerrosperälaatikosta, jonka kerroksista 20 toinen on varustettu ominaisuusprofiilin optimoinnilla ja neliömassaprofiilin säädöllä.

i- Kuviossa 1 on esitetty kuiturainan konesuuntainen vetojäykkyysindeksi (Tensile cm Stiffness Index eli TSI MD) mitattuna eri kohdista koneen poikkisuunnassa. Ko- i cp 25 nesuuntaisen vetojäykkyysindeksin profiili näyttäisi olevan suhteellisen tasainen co rainan koko leveydellä. On yleisesti tunnettua, että puhkaisulujuuden ja CMT:n g poikkisuuntaiset profiilit korreloivat konesuuntaisen vetoj äykkyysindeksin kanssa.

05

CO

LO Kuviossa 2 on vastaavasti esitetty kuiturainan poikkisuuntainen vctojäykkyysin- o o 30 deksi (TSI CD) mitattuna eri kohdista koneen poikkisuunnassa. Poikkisuuntainen vetojäykkyysindeksi on rainan reunoilla noin 18 % matalampi kuin rainan keskel- 7 lä. On yleisesti tunnettua, että puristuslujuuden (SCT CD tai RCT CD) poik-kisuuntainen profiili on poikkisuuntaisen vetojäykkyysindeksin kaltainen.

Kuvioissa 1 ja 2 on yhtenäisellä viivalla T kuvattu eräs tavoite, johon keksinnön 5 mukaisella ratkaisulla voidaan pyrkiä. Tavoitteena on nostaa CD-suuntainen veto-jäykkyysindeksi rainan reunoilla samalla tasolle, jolla se on rainan keskiosan alueella (kuvio 2). Tästä on seurauksena, että MD-suuntainen vetojäykkyysindeksi rainan reunoilla kasvaa suuremmaksi kuin rainan keskiosan alueella (kuvio 1).

10 Keksinnön mukaisessa menetelmässä reunaosien alueelle syötetään ominaislujuu-deltaan keskimäärin parempaa massaa kuin keskiosan alueelle, mistä seuraa, että sekä konesuuntaiset että poikkisuuntaiset lujuudet reunojen alueella kasvavat. Kun poikkisuuntaisen puristuslujuuden profiili saadaan entistä tasaisemmaksi, puristuslujuutta rainan keskiosan alueella on mahdollista alentaa. Tästä seuraa 15 säästöjä kuituraaka-ainekustannuksissa ja/tai rainan lujuutta parantavan tärkkelyk sen käytössä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä suuremman lujuuspotentiaalin omaava massa on kuituraaka-aineesta fraktioimalla tuotettua pitkäkuitujaetta ja vastaavasti 20 pienemmän lujuuspotentiaalin omaava massa on kuituraaka-aineesta fraktioimalla tuotettua lyhytkuitujaetta. Näin koko kuituraina valmistetaan samasta kuituraaka-aineesta, joka jaetaan halutussa suhteessa eri kohtiin perälaatikon leveydellä. Kui-turaaka-aineena voidaan käyttää kierrätyskuitua, mekaanista massaa, kemiallista cu massaa tai niiden seosta, o 25 co Kuvio 3 havainnollistaa keksinnön mukaisen menetelmän toteutusta. Kuiturainan g valmistukseen käytettävä kuituraaka-aine M johdetaan massaosastolla olevaan g fraktiointilaitteeseen 40, jossa se fraktioidaan kahteen jakeeseen Mi ja M2, joista g ensimmäinen on lyhytkuitujae Mi, joka sisältää runsaasti hienoaineita ja lyhyitä o .....

o 30 kuituja, ja toinen on pitkäkuitujae M2, joka sisältää keskimääräisesti pitempiä ja karkeampia kuituja kuin lyhytkuitujae Mj. Fraktiointilaitteena 40 voidaan käyttää 8 painesihtiä tai jotain muuta sinänsä tunnettua fraktiointilaitetta. Massaosastolta kuitujakeet Mi ja M2 johdetaan paperikoneen lyhyeen kiertoon.

Perälaatikko 10 käsittää ensimmäisen jakotukin 11, johon johdetaan putkilinjan 41 5 kautta lyhytkuitujaetta Mi, ja toisen jakotukin 12, johon johdetaan putkilinjan 42 kautta pitkäkuitujaetta M2. Ensimmäistä jakotukkia 11 seuraa jakoputkisto 13, joka käsittää suuren joukon yhdensuuntaisia ja rinnakkaisia virtauskanavia. Toisesta jakotukista 12 lähtee joukko virtauskanavia 14, jotka yhtyvät jakoputkiston 13 virtauskanaviin. Kukin virtauskanava 14 on varustettu venttiilillä 15 pitkäkui-10 tujakeen M2 syötön säätämiseksi. Virtauskanavia 14 on rajallinen määrä ja ne on sijoitettu määrävälein, jotka määrävälit voivat olla eri mittaisia perälaatikon 10 reunoilla ja keskiosan alueella.

Jakoputkistosta 13 massasuspensio virtaa tasauskammioon 16, jossa on virtauksen 15 painevaihteluita tasaava ilmakammio. Tasauskammiosta 16 massasuspensio virtaus etenee turbulenssigeneraattorin 17 kautta huulikanavaan 18, josta massasuspensio purkautuu huuliaukon kautta viiralle 19.

Pitkäkuitujakeen M2 syöttöä lyhytkuitujakeen Mi joukkoon säädetään venttiilien 20 15 avulla, jotta kuiturainalle saadaan haluttu ominaisuuksien poikittaisprofiili.

Kun esimerkiksi halutaan lisätä rainan reuna-alueiden CD-suuntaista jäykkyyttä, lisätään pitkäkuitujakeen M2 syöttöä reunojen alueelle, koska pitkäkuitujae M2 1- sisältää keskimäärin pitempiä ja jäykempiä kuituja kuin lyhytkuitujae Mi. Venttii- ° lien 15 ohjaus voi olla manuaalinen tai automaattinen, o 25 co Edullisesti ensimmäisen jakotukin 11 kautta tuotavan lyhytkuitujakeen Mi osuus g perälaatikon kokonaisvirtaamasta on 60 - 70 % ja toisen jakotukin 12 kautta tuo- cd tavan pitkäkuitujakeen M2 osuus on vastaavasti 30 - 40 %.

h-· tn 00 o o 30 Keksinnön mukaisesti kuiturainan jonkin ominaisuuden poikkisuuntaista profiilia optimoidaan fraktioimalla massa kahdeksi kuituominaisuuksiltaan erilaiseksi mas- 9 sakomponentiksi ja sekoittamalla näitä massakomponentteja keskenään eri tavoin eri kohdissa perälaatikon leveyssuunnassa. Optimoitava ominaisuus voi kartongilla olla esimerkiksi poikkisuuntainen puristuslujuus (laineri, fluting) tai poik-kisuuntainen taivutusjäykkyys (muut kartongit). Keksinnön mukaisella menetel-5 mällä on myös mahdollista vaikuttaa esimerkiksi kuiturainan karheusprofiiliin. Syöttämällä rainan reunoille keskimääräistä lyhytkuituisempaa massaa on mahdollista kompensoida kuivumiskutistuman aiheuttamaa reuna-alueiden karhentu-mista ja siten saavuttaa tasaisempi karheus- tai sileysprofiili vähemmällä kalante-roinnilla. Lisäksi keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan säätää täyteainepro-10 fiilia kuiturainan poikittaissuunnassa tai minkä tahansa massakomponentin mukana paperiin tai kartonkiin annosteltavan kemikaalin tai lisäaineen kuten tärkkelyksen lisäystä.

Kuviossa 4 on esimerkki perälaatikosta 20, jossa on yhdistetty massajakeiden Mi 15 ja M2 sekoitussuhteen säätö ja perinteinen neliömassaprofiilin laimennussäätö. Perälaatikko 20 käsittää ensimmäisen jakotukin 11, johon tuodaan massaosastolla fraktiointilaitteen 40 avulla kuituraaka-aineesta M tuotettu lyhytkuitujae Mi, toisen jakotukin 12, johon tuodaan massaosastolla fraktio intilaitteen 40 avulla kuituraaka-aineesta M tuotettu pitkäkuitujae M2, ja kolmannen jakotukin 21, johon 20 tuodaan neliömassaprofiilin optimointiin tarkoitettu laimennusvesi D. Laimen-nusvesi D syötetään kolmannesta jakotukista 21 virtauskanavia 23 pitkin mas-sasuspension joukkoon siinä vaiheessa, kun massakomponentit Mi ja M2 ovat jo T- sekoittuneet toisiinsa tasauskammiossa 24. Virtauskanavat 23 on varustettu vented tilleillä 22 laimennusvesivirtauksen säätämiseksi kussakin virtauskanavassa 23.

o 25 Edullisesti kolmannesta jakotukista 21 haarautuvat virtauskanavat 23 on toteutettu co pienemmällä j aolla kuin toisesta j akotukista 12 haarautuvat virtauskanavat 14.

X

en

CL

g Lyhytkuitujakcen Mi ja pitkäkuitujakeen M2 seossuhdetta perälaatikon leveyskö suunnassa ei välttämättä tarvitse ajon aikana aktiivisesti säätää. Toisin sanoen o o 30 pitkäkuitujakeen M2 annostelu perälaatikon poikittaissuunnassa voidaan ajon alussa asettaa venttiilien 15 avulla halutun suuruiseksi ja sitten pitää halutussa 10 arvossa ilman jatkuvaa lyhytkuitujakeen Mi ja pitkäkuitujakeen M2 seossuhteen säätöä. Sen sijaan laimennusveden D syöttöä säädetään jatkuvasti venttiilien 22 avulla, jotta neliömassaprofiili saadaan pysymään tasaisena. Pitkäkuitujaetta M2 syöttävien virtauskanavien 14 keskinäiset etäisyydet perälaatikon 20 poikittais-5 suunnassa voivat olla suurempia kuin laimennusvettä D syöttävien virtauskanavien 23 keskinäiset etäisyydet. Pitkäkuitujakeen virtauskanavien 14 jako väli voi olla esimerkiksi kaksin- tai kolminkertainen verrattuna laimennusveden virtauskanavien 23 jakoväliin.

10 Keksinnön eräs potentiaalinen sovellus on kaksikerrosperälaatikko esimerkiksi testlineria tai flutingia valmistavassa kartonkikoneessa. Näillä lajeilla kuituraaka-aineena käytetään usein fraktioitua kierrätyskuitua, jolloin pitkäkuitujae yleisimmin syötetään pintakerrokseen ja lyhytkuitujae taustakerrokseen. Kuviossa 5 on esimerkki kaksikerrosperälaatikosta 30, jossa kartongin pintakerros valmistetaan 15 pitkäkuitujakeesta Mi ja taustakerros valmistetaan lyhytkuitujaetta Mi ja pitkäkuitujaetta M2 keksinnön mukaisesti kombinoimalla.

Kuitumassa M on massaosastolla fraktioitu fraktiointilaitteen 40 avulla lyhytkui-tujakeeksi Mi ja pitkäkuitujakeeksi M2, joista pitkäkuitujae M2 sisältää keskimää-20 rin pitempiä ja karkeampia kuituja kuin lyhytkuitujae Mi. Taustakerroksen muodostamiseksi johdetaan ensimmäiseen jakotukkiin 11 putkilinjan 41 kautta lyhytkuitujaetta Mi ja toiseen jakotukkiin 12 putkilinjan 42 kautta pitkäkuitujaetta M2. 1- Toisesta jakotukista 12 johdetaan pitkäkuitujaetta M2 virtauskanavien 14 kautta cm ensimmäisestä jakotukista 11 poistuvan massasuspension joukkoon. Kukin vir- 0 25 tauskanava 14 on varustettu venttiilillä 15, jonka avulla säädetään ensimmäisen ja cö toisen massajakeen Mi, M2 suhdetta. Massasuspensiovirtauksen joukkoon lisätään g laimennusvettä D kolmannen jakotukin 18 kautta kartongin taustakerroksen poi- σ> kittaisen neliömassaprofiilin säätämiseksi, minkä jälkeen massasuspensiovirtaus ίο johdetaan virtauskanavien 31 kautta perälaatikon 30 ensimmäiseen kerrokseen 32.

1 30 11

Kuvion 5 kaksikerrosperälaatikko 30 käsittää vielä neljännen jakotukin 33, jota käytetään kartongin pintakerroksen muodostamiseen. Neljänteen jakotukkiin 33 tuodaan pitkäkuitujaetta Mi, joka johdetaan jakotukista 33 virtauskanavan 34 kautta perälaatikon 30 toiseen kerrokseen 35. Edullisesti pintakerroksen osuus 5 kartongin kokonaisneliömassasta on 30 - 40 % ja taustakerroksen osuus on 60 - 70 %. Luonnollisesti myös kartongin pintakerroksen muodostamisessa voidaan käyttää laimennusvesitukin avulla toteutettavaa neliömassaprofilointia, vaikka sitä ei kuviossa ole erikseen esitetty.

10 Edellä kuvatun ratkaisun etuna on, että reuna-alueen lujuus ja jäykkyys paranevat taustakerroksessa, joka muodostaa pääosan kartongin paksuudesta. Lujuuden paraneminen saadaan aikaan syöttämällä taustakerroksen reunojen alueelle enemmän pitkäkuitujaetta kuin keskiosan alueelle. Säästöä syntyy siitä, että rainan koko leveydellä ei tarvitse käyttää yhtä paljon pitkäkuitujaetta. Vastaavasti voidaan 15 vähentää tärkkelyksen ja muiden lujuutta lisäävien aineiden syöttöä taustakerrok-seen.

Keksinnön monet erilaiset muunnokset ovat mahdollisia seuraavaksi esitettävien patenttivaatimuksien määrittelemissä puitteissa.

20

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää kartongin (esimerkiksi laineri, fluting, nestepakkauskartonki) tai paperin (esimerkiksi sanomalehtipaperi) valmis->- tuksessa.

δ

CM

O

δ

X

cc

CL

σ>

CD

n·

LO

oo o o

CM

Claims (11)

1. Menetelmä kuiturainan ominaisuuksien optimoimiseksi kuiturainan valmistuksessa, jossa menetelmässä perälaatikko (10; 20; 30) jaetaan useisiin rinnakkaisiin 5 syöttö vyöhykkeisiin, joista kuhunkin syötetään ainakin kahta eri massasuspensiota (Mi, M2), tunnettu siitä, että massasuspensiot (Mi, M2) tuotetaan fraktioimalla kuiturainan raaka-aineena käytettävää massasuspensiota (M) lyhytkuitujakeen (Mi) ja pitkäkuitujakeen (M2) aikaansaamiseksi, joista pitkäkuitujae (M2) sisältää keskimäärin pitempiä ja jäykempiä kuituja kuin lyhytkuitujae (Mi), ja kuiturainan 10 ominaisuuksien poikittaisprofiilia optimoidaan säätämällä lyhytkuitujakeen (Mj) ja pitkäkuitujakeen (M2) syöttösuhdetta kussakin mainituista syöttövyöhykkeistä siten, että pitkäkuitujakeen (M2) osuus massan kokonaissyöttömäärästä on perä-laatikon reunojen lähellä erilainen kuin perälaatikon keskiosan alueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että optimoitava ominaisuus on kuiturainan poikkisuuntainen puristuslujuus, poikkisuuntainen li-tistyslujuus, poikkisuuntainen taivutusjäykkyys, karheus tai jokin muu vastaava ominaisuus.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiturai nan lujuusominaisuuksien poikittaisprofiilin tasoittamiseksi säädetään pitkäkuitujakeen (M2) osuus massan kokonaissyöttömäärästä perälaatikon reunojen lähellä T— suuremmaksi kuin perälaatikon keskiosan alueella. δ (M δ 25

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiturai- δ nan karheuden poikittaisprofiilin tasoittamiseksi säädetään lyhytkuitujakeen (Mi) g osuus massan kokonaissyöttömäärästä perälaatikon reunojen lähellä suuremmaksi oi kuin perälaatikon keskiosan alueella. I'-- m oo o o (M

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pitkäkuitujae (M2) laimennetaan olennaisesti lyhytkuitujakeen (Mi) sakeuteen ennen sen syöttöä lyhytkuitujakeen (Mi) joukkoon.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perälaatikkoon (20) syötetään laimennusvettä (D), jonka syöttömäärää säädellään koneen poikkisuunnassa kuiturainan neliömassaprofnlin säätämiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään mo-10 nikerrosperälaatikkoa (30), jonka ensimmäiseen kerrokseen (32) syötetään lyhytkuitujakeen (Mi) ja pitkäkuitujakeen (M2) seosta siten, että kuitujakeiden (Mj, M2) syöttösuhdetta säädetään kussakin syöttövyöhykkeessä kuiturainan ominaisuuksien poikittaisprofiilin optimoimiseksi, ja perälaatikon (30) toiseen kerrokseen (35) syötetään pelkkää pitkäkuitujaetta (M2) tai lyhytkuitujakeen (Mj) ja pit- 15 käkuitujakeen seosta (M2).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitumassa (M) fraktioidaan niin, että lyhytkuitujakeen (Mi) osuudeksi tulee 60 -70 % ja pitkäkuitujakeen (M2) osuudeksi tulee 30 - 40 % alkuperäisestä kuitumas- 20 sasta (M).

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 1- kuiturainan raaka-aineena käytettävä kuitumassa (M) fraktioidaan paperikoneen cm massaosastolla ennen sen tuontia perälaatikon lyhyeen kiertoon. δ 25 i co

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, g että kuiturainan raaka-aineena (M) käytetään kierrätyskuitua. σ> CD LO

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, o o 30 että ajon alussa pitkäkuitujakeen (M2) annostelu perälaatikon poikittaissuunnassa asetetaan toimilaitteiden (15) avulla halutun suuruiseksi ja ajon aikana se pidetään halutussa arvossa ilman pitkäkuitujakeen (M2) ja lyhytkuitujakeen (Mi) seossuh-teen jatkuvaa säätöä. δ (M δ i δ X en CL σ> CD h-· m 00 o o (M