FI122113B - Menetelmä ja perälaatikko kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin parantamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja perälaatikko kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin parantamiseksi 5 Keksinnön kohteena on menetelmä kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin parantamiseksi, jossa menetelmässä käytetään laimennusperälaatikkoa, joka käsittää massajakotukin perusmassan jakamiseksi perälaatikon koko leveydelle, laimennusvesitukin laimennusveden jakamiseksi perusmassan joukkoon siten, että laimennusveden syöttöä paikallisesti säätelemällä vaikutetaan kuiturainan poik-10 kisuuntaiseen neliömassaprofiiliin, ja lisämassatukin lisämassan jakamiseksi perusmassan joukkoon ainakin osalla perälaatikon leveydestä siten, että lisämassan syöttöä paikallisesti säätelemällä vaikutetaan optimoinnin kohteena olevaan kuiturainan poikkisuuntaiseen ominaisuusprofiiliin.

15 Keksinnön kohteena on myös kuiturainakoneen perälaatikko, joka käsittää massajakotukin, jonka kautta perusmassa jaetaan perälaatikon koko leveydelle, laimennusvesitukin, jonka kautta laimennusvettä jaetaan perusmassan joukkoon kuiturainan neliömassaprofiilin säätämiseksi, ja lisämassatukin, jonka kautta lisämas-saa syötetään ainakin osalle perälaatikon leveydestä kuiturainan poikkisuuntaisen 20 ominaisuusprofiilin parantamiseksi.

Lisäksi keksinnön kohteena on syöttöjärjestelmä laimennusprofiloinnilla ja lisä-T- massan syötöllä varustettua kuiturainakoneen perälaatikkoa varten.

δ

(M

i o 25 Reunakutistuman seurauksena perinteisellä sylinterikuivatuksella valmistetun kui- turainan (paperi, kartonki) poikkisuuntaiset lujuudet ovat merkittävästi alhaisem-£ mat rainan reunoilla kuin rainan keskiosan alueella, minkä vuoksi kuitu- o rainakonetta joudutaan käytännössä ajamaan reunojen ehdoilla. Tällä tavalla reu- g nalujuudet saadaan täyttämään laatuspeksien mukaiset minimiarvot, kun taas rai- o 30 nan keskellä lujuudet ovat jopa 15 - 20 % vaadittua korkeampia.

2

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-5 den tasonsuuntaisista mekaanisista ominaisuuksista on puristuslujuus yleensä tärkeämpi kuin vetolujuus. Esimerkiksi lainerilla tärkeimpiä lujuusominaisuuksia ovat puhkaisulujuus ja poikkisuuntainen puristuslujuus, jota voidaan mitata esimerkiksi Short Span Compression Testillä (SCT CD) tai Ring Crush Testillä (RCT CD). Flutingilla tärkeä ominaisuus poikkisuuntaisen puristuslujuuden ohella 10 on litistyslujuus, jota voidaan mitata Concora Medium Testillä (CMT).

Yleisimmin kuituraina valmistetaan yhdestä homogeenisesta massasuspensiosuih-kusta, joka ulotetaan tasalaatuisena kuiturainakoneen koko leveydelle. Julkaisusta FI 72550 C tunnetaan menetelmä paperirainan päänviennin varmentamiseksi ja 15 katkoalttiuden vähentämiseksi, jossa paperirainan reuna-alueille syötetään erityis-tai lisämassaa, jonka raaka-ainekoostumus, sakeus tai syöttömäärä on siten säädetty tai valittu, että reuna-alueet saavat olennaisesti suuremman lujuuden kuin keskialue, josta raina pääasiallisesti muodostuu. Julkaisusta DE 3715551 AI tunnetaan menetelmä rainan reunojen lepatuksen vähentämiseksi, jossa menetelmässä 20 rainan reuna-alueille syötetään massasuspensiota, jolla on suurempi lujuuspotenti-aali kuin rainan muulla leveydellä käytetyllä massasuspensiolla. Suurempi lujuus-potentiaali saadaan aikaan esimerkiksi lisäämällä lujuutta parantavia kemikaaleja i- ja sideaineita, kuitumateriaalin jauhatuksella tai lisäämällä kuituja, joilla on olen- ° naisesti suurempi lujuus. Näissä kummassakin julkaisussa rainan lujuutta paranta-

LO

cp 25 vaa lisämassaa tuodaan vain rainan reunoille.

I'-- £ Tekniikan tasosta tunnetaan myös laimennusperälaatikoita, joissa rainan neliö- o massaprofiilin säätämiseksi perälaatikon massajakotukista lähtevään massasus- g pensiovirtaukseen sekoitetaan useassa kohdassa perälaatikon leveydellä laimenee 30 nusvesitukista lähtevä laimennusvesivirtaus. Laimennusvesivirtauksen osuutta kussakin kohdassa perälaatikon leveydellä säädetään venttiilien avulla, joita on 3 useita rinnakkain perälaatikon poikkisuunnassa. Laimennusvetenä voidaan käyttää joko puhdasta vettä tai lyhyestä kierrosta peräisin olevaa kuitupitoista viiravettä.

Julkaisusta FI 100345 B tunnetaan menetelmä paperirainan poikkisuuntaisen omi-5 naisuusprofiilin säätämiseksi, jossa perälaatikkoon syötetään ainakin kahta syöt-tövirtausta, jotka sisältävät valmistettavan paperin raaka-aineita vesisuspensiona. Perälaatikko on jaettu poikkisuunnassa syöttövyöhykkeisiin, joista kuhunkin syötetään syöttö virtauksien yhdistelmävirtaus. Paperirainan ominaisuuspro tiiliä mitataan ja mittaussignaali syötetään perälaatikon säätöjärjestelmään. Syöttövir-10 tauksien yhden tai useamman raaka-aineen ominaisuus, kuten konsentraatio, sa-keus, kirkkaus, väri tai vastaava mitataan ja näin aikaansaatu mittaussignaali syötetään säätöjärjestelmään. Paperirainan ominaisuuspro tiilin, syöttövirtauksen ominaisuuden ja asetusarvojen perusteella muodostetaan säätösignaalit, joilla säädetään perälaatikon kullakin syöttövyöhykkeellä olevaa toimilaitetta, jolla vaiku-15 tetaan kyseiselle syöttövyöhykkeelle syötettävien eri syöttövirtausten yhdistelmä-osuuksiin tavoitellun rainan ominaisuusprofiilin saavuttamiseksi.

Julkaisusta EP 992625 B1 tunnetaan menetelmä kuiturainan konsistenssin poikit-taispro tiilin parantamiseksi. Neliömassaprofiiliin vaikutetaan sekoittamalla aina-20 kin osalla koneen leveydestä paikallisesti muuttuvasti ensimmäistä, toista ja kolmatta suspensiota, joista kullakin on erilainen kiintoainepitoisuus ja erilainen kiin-toaineosuuksien prosentuaalinen koostumus. Vaikka kokonaiskiintoainepitoisuus i- muuttuu paikallisesti, yksittäisten kiintoainekomponenttien prosentuaalinen koos- cm tumus paikallisessa kokonaistilavuusvirrassa pidetään vakiona.

8 25 r^.

>- Julkaisusta EP 995834 B1 tunnetaan menetelmä kuiturainan ominaisuusprofiilin £ tasoittamiseksi, jossa menetelmässä materiaalirainan kutistuman poikittaisprofiilia o tasoitetaan rainan syntyprosessin aikana vaikuttamalla paikallisesti rainan levey- g dellä massasuspension paikalliseen koostumukseen muuttamalla komponenttien g 30 osuuksia, joilla on erilainen kutistumiskäyttäytyminen. Eräässä sovelluksessa kui tuina, joilla on lisääntynyt kutistumistaipumus, käytetään pitkiä kuituja, ja kuitui- 4 na, 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.

5

Kun tekniikan tasosta tunnetuissa ratkaisuissa samaan perälaatikkoon syötetään kolme erilaista syöttövirtausta, tarvitaan kutakin syöttövirtausta varten oma syöt-tökierto pumppuineen ja paluukiertoineen. Osa kuhunkin jakotukkiin tuodusta virtauksesta palautetaan yleensä takaisin syöttökierron alkuun niin kutsuttuna pa-10 luukiertona. Paluukierrolla pyritään tasaamaan virtauksen paine koko jakotukin alueella, jotta virtausprofnli saadaan tasaiseksi.

Keksinnön päämääränä on helpottaa kuiturainan ominaisuuksien poikkisuuntaista profilointia ja samalla alentaa kuiturainan valmistuskustannuksia. Lisäksi keksin-15 nön eräänä päämääränä on tuottaa yhdestä ja samasta kuituraaka-aineesta kuitu-rainaa, jolla on mahdollisimman tasainen ominaisuuksien poikkiprofiili.

Keksinnön päämääränä on myös aiempaa yksinkertaisempi laiterakenne kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin säätämiseksi laimennusperälaatikossa.

20

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

cm Keksinnön mukaiselle perälaatikolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patent- i o 25 tivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.

i h-· g Keksinnön mukaiselle syöttöjärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty o patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

LO

o o 30 Perälaatikko on sinänsä tunnettuun tapaan jaettu leveyssuunnassa syöttövyöhyk- keisiin, joista kuhunkin syötetään massajakotukin kautta perusmassaa ja laimen- 5 nusvesitukin kautta laimennusvettä, jonka syöttöä paikallisesti säätelemällä vaikutetaan kuiturainan poikkisuuntaiseen neliömassaprofiiliin. Ainakin osalla perälaa-tikon leveydestä syöttövyöhykkeisiin syötetään lisämassatukin kautta lisämassaa, jonka syöttöä paikallisesti säätelemällä vaikutetaan kuiturainan poikkisuuntaiseen 5 ominaisuusprofiiliin. Laimennusveden ja lisämassan syöttöä kussakin syöttö-vyöhykkeessä säädetään toimilaitteiden avulla, jotka voivat olla esimerkiksi venttiilejä. Näin kuituraina valmistetaan perusmassasta ja lisämassasta, joita seostetaan eri suhteissa perälaatikon leveydellä eri kohdissa siten, että kuiturainan ominaisuuksille saadaan haluttu poikkisuuntainen profiili. Tällä tavalla esimerkiksi 10 kuivumiskutistuman takia matalampia reunalujuuksia voidaan kompensoida syöttämällä rainan reunoille paremman lujuuspotentiaalin omaavaa massaa kuin rai-nan keskelle, jolloin riittävän lujuuden omaavaa rainaa on mahdollista tehdä nykyistä pienemmillä kustannuksilla.

15 Keksinnön mukaisessa menetelmässä lisämassa laimennetaan laimennusvesitukis-ta paluukiertona lähtevällä laimennusvesivirtauksella ennen lisämassan johtamista lisämassatukin kautta perusmassan joukkoon.

Kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofulin parantamiseen käytettävä lisä-20 massa voi olla paremman lujuuspotentiaalin omaavaa massaa kuin perusmassa, kuten perusmassasta fraktioimalla erotettua pitkäkuitujaetta, tai se voi olla samaa massaa, jota syötetään perälaatikon massaj ako tukkiin. Lisämassa voi myös olla -i- täysin eri massaa kuin perusmassa. Lisämassa voi olla myös huonomman lujuus- cv potentiaalin omaavaa massaa kuin perusmassa, jolloin sitä syötetään enemmän o 25 rainan keskialueelle kuin reunoille.

g Kun lisämassa sekoitetaan laimennusvesitukista lähtevään laimennusveteen, vir- o tauksen paine lisämassatukissa on olennaisesti sama kuin laimennusvesitukin pai- lÖ ne. Tästä seuraa, että lisämassavirtaukset on mahdollista syöttää perälaatikkoon o 30 yhdessä laimennusprofilointiin käytettävien laimennusvesivirtauksien kanssa.

6

Vaihtoehtoisesti lisämassavirtaukset voidaan syöttää perälaatikkoon erillään lai-mennusvesivirtauksista.

Laitteisto lisämassan syöttämiseksi perusmassan joukkoon voi periaatteessa olla 5 samantyyppinen kuin mitä käytetään nykyisissä laimennussäädetyissä perälaati-koissa, mutta virtauskanavien ja venttiilien mitoituksessa joudutaan ottamaan huomioon lisämassan suuremman sakeuden asettamat vaatimukset. Lisämassan syöttöä varten ei välttämättä tarvita lisämassaventtiilien jatkuvaa automaattista säätöä, vaan venttiilien säätö voidaan toteuttaa myös manuaalisesti.

10

Jos lisämassana käytetään perusmassasta fraktioimalla erotettua pitkäkuitujaetta, massan fraktiointi tehdään edullisesti massaosaston puolella ja fraktiot johdetaan erillään kuiturainakoneen lyhyeen kiertoon. Fraktiointi voidaan toteuttaa pai-nesihdillä tai jollakin muulla tarkoitukseen soveltuvalla fraktiointilaitteella. Riit-15 tävä lajittelutarkkuus voidaan saavuttaa suorittamalla fraktiointi vain yhdessä vaiheessa. Koska fraktiointi yleensä kasvattaa rejektin sakeutta, pitkäkuitujaetta on yleensä hyvä laimentaa ennen sen syöttöä perusmassan joukkoon. Pitkäkuituja-keen lujuuspotentiaalia voidaan tarvittaessa vielä lisätä jauhatuksen ja dispergoin-nin avulla.

20

Kuitumassa voidaan fraktioida esimerkiksi niin, että lyhytkuitujakccn osuudeksi tulee 60 - 70 % ja pitkäkuitujakeen osuudeksi tulee 30 - 40 % alkuperäisestä kui-1—— tumassasta. Valmistettava kuituraina sisältää olennaisesti vastaavat osuudet lyhyttä kuitujaetta ja pitkäkuitujaetta, mutta nämä jakeet on sijoitettu rainassa niin, että o 25 pitkäkuitujakeen osuus on rainan reunojen alueella erilainen kuin sen osuus rainan ^ keskiosan alueella.

X

cc

CL

o Keksinnön mukainen perälaatikko käsittää massajakotukin, jonka kautta perus- g massa levitetään perälaatikon koko leveydelle, laimennusvesitukin, jonka kautta o 30 laimennusvettä jaetaan paikallisesti säädellysti perusmassan joukkoon kuiturainan neliömassaprofiilin säätämiseksi, ja lisämassatukin, jonka kautta lisämassaa jae- 7 taan paikallisesti säädellysti ainakin osalle perälaatikon leveydestä kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin parantamiseksi. Lisämassatukki on sovitettu laimennusvesitukin perään ja laimennusvesitukin ja lisämassatukin väliin on järjestetty sekoituskohta, jossa lisämassa sekoitetaan laimennusvesitukin paluuvirta-5 ukseen.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa lisämassan jakokanavat on yhdistetty laimennusveden jakokanaviin, jolloin ainakin osalla perälaatikon leveydestä laimennusvesi ja lisämassa johdetaan perälaatikkoon yhdistettynä virtaukse-10 na laimennusveden jakokanavien kautta.

Vaihtoehtoisesti lisämassan jakokanavat voidaan yhdistää perälaatikkoon erillään laimennusveden j akokanavista.

15 Edullisesti laimennusveden ja lisämassan sekoituskohta on varustettu putkisekoit-timella, joka käsittää syöttöputken, joka on johdettu aksiaalisesti keskelle laimen-nusvesiputkea laimennusvesitukin ja lisämassatukin välisellä putkiosuudella, jolloin lisämassa johdetaan syöttöputken kautta laimennusvesiputkessa virtaavan laimennusveden keskelle. Eräs tällainen patentinhakijan valmistama putkisekoitin 20 tunnetaan nimellä LobeMix Stock Mixer.

Keksinnön avulla on saavutettavissa monia etuja. Raaka-ainekustannuksissa on mahdollista saada säästöjä, koska rainan koko leveydelle ei tarvitse syöttää yhtä cm hyvää massaa, jotta rainan reunoille saadaan riittävä lujuus. Rainan neliö massaa i

LO

o 25 voidaan alentaa, kun reunat saadaan riittävän lujiksi pienemmällä massamäärällä.

|N« .....

>- Tasainen poikkisuuntainen lujuusprofiili voidaan saavuttaa syöttämällä rainan £ reunoille keskimäärin lujempaa massaa kuin rainan keskiosan alueelle.

o o g Lujuuden sijasta voidaan optimoida myös muita kuiturainan ominaisuuksia. Jos o 30 esimerkiksi halutaan optimoida rainan pintakarheutta, reunoille voidaan syöttää keskimäärin lyhytkuituisempaa massaa kuin keskiosan alueelle, jolloin reuna- 8 alueiden karheus vähenee. Tämä vähentää kalanteroinnin tarvetta pyrittäessä tiettyyn sileyteen.

Koska kuiturainan ominaisuusprofiilin säätöön käytettävä lisämassa syötetään 5 perälaatikkoon olennaisesti laimennusvesitukin paineessa, lisämassavirtaukset on mahdollista liittää suoraan laimennuslevyyn laimennusveden syöttökanavien rinnalle. Kyseessä on suhteellisen yksinkertainen rakenne, joka ei aiheuta muutoksia varsinaiseen perälaatikkorakenteeseen. Erillistä lisämassan syöttökiertoa viira-kaivolta perälaatikolle ei tarvita, kun lisämassan syöttökierto on yhdistetty lai-10 mennusveden paluukiertoon. Koska lisämassan syöttökierto seuraa orjallisesti laimennusvesikiertoa ja lisämassan jakokanavien säätö venttiileissä riittää manuaalinen ohjaus, ei automaatiota ole tarpeen merkittävästi lisätä systeemin hallitsemiseksi.

15 Keksinnön mukaista ratkaisua kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin parantamiseksi voidaan käyttää uusissa laimennusperälaatikoissa ja se on myös jälkiasennettavissa jo olemassa oleviin laimennusperälaatikoihin.

Seuraavaksi keksintöä selostetaan viittaamalla piirustusten kuvioissa esitettyihin 20 esimerkkeihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus ahtaasti rajoittaa.

Kuvio 1 on graafinen esitys kuiturainan konesuuntaisen vetojäykkyysindeksin r- poikkisuuntaisesta profiilista.

δ

CM

o 25 Kuvio 2 on graafinen esitys kuiturainan poikkisuuntaisen vetojäykkyysindeksin ^ poikkisuuntaisesta profiilista.

x cc

CL

o Kuvio 3 on periaatepiirros paperikoneen lyhyestä kierrosta, jossa perälaatikko on g varustettu neliömassaprofiilin säädöllä ja rainan poikkisuuntaisen ominaisuuspro- o 30 tiilin optimoinnilla.

9

Kuvio 4 on periaatepiirros kuvion 3 perälaatikosta koneen poikkisuunnassa katsottuna.

Kuviossa 1 on esitetty kuiturainan konesuuntainen vetojäykkyysindeksi (Tensile 5 Stiffness Index eli TSI MD) mitattuna eri kohdista koneen poikkisuunnassa. Ko-nesuuntaisen vetojäykkyysindeksin profiili näyttäisi olevan suhteellisen tasainen rainan koko leveydellä. On yleisesti tunnettua, että puhkaisulujuuden ja CMT :n poikkisuuntaiset profiilit korreloivat konesuuntaisen vetojäykkyysindeksin kanssa.

10 Kuviossa 2 on vastaavasti esitetty kuiturainan poikkisuuntainen vetojäykkyysindeksi (TSI CD) mitattuna eri kohdista koneen poikkisuunnassa. Poikkisuuntainen vetojäykkyysindeksi on rainan reunoilla noin 18 % matalampi kuin rainan keskellä. On yleisesti tunnettua, että puristuslujuuden (SCT CD tai RCT CD) poikkisuuntainen profiili on poikkisuuntaisen vetojäykkyysindeksin kaltainen.

15

Kuvioissa 1 ja 2 on yhtenäisellä viivalla T kuvattu eräs tavoite, johon keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan pyrkiä. Tavoitteena on nostaa CD-suuntainen vetojäykkyysindeksi rainan reunoilla samalla tasolle, jolla se on rainan keskiosan alueella (kuvio 2). Tästä on seurauksena, että MD-suuntainen vetojäykkyysindeksi 20 rainan reunoilla kasvaa suuremmaksi kuin rainan keskiosan alueella (kuvio 1).

Keksinnön mukaista menetelmää käyttämällä on mahdollista syöttää perälaatikon ·>- reunaosien alueelle ominaislujuudeltaan keskimäärin parempaa massaa kuin perä- cm laatikon keskiosan alueelle, mistä seuraa, että sekä konesuuntaiset että poik-

LO

o 25 kisuuntaiset lujuudet reunojen alueella kasvavat. Kun poikkisuuntaisen puristuslu- rs, *- juuden profiili saadaan entistä tasaisemmaksi, puristus lujuutta rainan keskiosan £ alueella on mahdollista alentaa. Tästä seuraa säästöjä kuituraaka- o ainekustannuksissa ja/tai rainan lujuutta parantavan tärkkelyksen käytössä. Myös g rainan neliömassaa voidaan alentaa.

S 30

CM

10

Perälaatikon reunaosien alueelle syötettävä suuremman lujuuspotentiaalin omaava massa voi olla kuituraaka-aineesta fraktioimalla tuotettua pitkäkuitujaetta ja vastaavasti pienemmän lujuuspotentiaalin omaava perusmassa voi olla kuituraaka-aineesta fraktioimalla tuotettua lyhytkuitujaetta. Näin koko kuituraina voidaan 5 valmistetaan samasta kuituraaka-aineesta, joka jaetaan halutussa suhteessa eri kohtiin perälaatikon leveydellä. Kuituraaka-aineena voidaan käyttää kierrätyskui-tua, mekaanista massaa, kemiallista massaa tai niiden seosta.

Kuviot 3 ja 4 yhdessä havainnollistavat erästä keksinnön suoritusmuotoa. Kuitu-10 rainan valmistukseen käytettävä kuitumassa Mo laimennetaan viirakaivon 1 yhteydessä viiravedellä haluttuun sakeuteen. Laimennettu massa syötetään pumpun 2 avulla pyörrepuhdistuslaitokseen 3 ja edelleen ilmanpoistimeen 4, josta massa syötetään pumpun 5 avulla sihtiin 6. Sihdin 6 aksepti muodostaa perusmassan Mi, joka syötetään perälaatikon 7 massajakotukkiin 10. Massajakotukista 10 perus-15 massa Mi jaetaan olennaisesti tasaisesti jakokanavien kautta perälaatikon 7 koko leveydelle. Osa massajakotukin 10 läpi kulkeneesta kuitususpensiovirtauksesta palautetaan paluukiertona Ri takaisin viirakaivoon 1.

Kuiturainan neliömassaprofiilin säätöön käytettävä laimennusvesi D johdetaan 20 viirakaivosta 1 pumpun 8 avulla ja sihdin 9 kautta laimennusvesitukkiin 20. Lai-mennusvesitukkiin 20 liittyy useita rinnakkaisia jakokanavia 22, joiden kautta laimennusvettä jaetaan massajakotukista 10 purkautuvan perusmassan joukkoon -t- eri kohdissa perälaatikon 7 leveydellä. Laimennusvesitukki 20 on lisäksi varustet- cv tu paluukierrolla, mikä tarkoittaa sitä, että osa laimennusvesivirtauksesta poistuu i cp 25 laimennusvesitukin 20 päästä ns. paluuvirtauksena Dr, joka normaalisti palaute- taan viirakaivoon. Paluukierrolla pyritään tasaamaan virtauksen paine koko lai- £ mennusvesitukin 20 pituudella, jotta virtausprofiili saadaan tasaiseksi.

o o g Laimennusveden jakokanavat 22 on sovitettu sopivien välimatkojen päähän toisis- o 30 taan perälaatikon 7 koko leveydelle ja kukin jakokanava 22 on varustettu erikseen tai ryhminä säädettävällä laimennusvesiventtiilillä 24. Laimennusvesiventtiilien 11 24 avulla säädetään laimennusveden syöttöä useisiin eri kohtiin perälaatikon 7 leveyssuunnassa ja sen myötä valmistettavan kuiturainan poikkisuuntaista neliö-massaprofiilia.

5 Laimennusvesitukin 20 perään sen yläpuolelle on sijoitettu lisämassatukki 30. Lisämassatukkiin 30 liittyy useita lisämassan jakokanavia 32, joiden kautta lisä-massaa jaetaan perälaatikkoon 7 ainakin osalle perälaatikon leveydestä. Osa lisä-massavirtauksesta johdetaan paluuvirtauksena R2 ulos lisämassatukista 30 virtauksen paineen tasaamiseksi koko lisämassatukin 30 alueella.

10

Laimennusvesitukin 20 ulostulon ja lisämassatukin 30 sisäänmenon välisellä put-kiosuudella 26 on sekoituskohta 28, jossa lisämassatukista 30 paluuvirtauksena Dr poistuvaan laimennusveteen sekoitetaan lisämassaa M2. Lisämassa M2 voidaan sekoittaa laimennusveden joukkoon sopivan sekoittimen, esimerkiksi ns. Lobe-15 Mix -massasekoittimen avulla. LobeMix on putken sisään sovitettava staattinen sekoitin, joka sekoittaa tehokkaasti toisiinsa kaksi erilaista virtausta, joilla voi olla erilaiset sakeudet. Sitä käytetään yleisesti muun muassa sakean massan laimennukseen paperikoneen lyhyessä kierrossa ja se soveltuu hyvin myös lisämassan laimennukseen ennen lisämassan syöttöä perälaatikkoon.

20

Lisämassatukista 30 lähtee useita jakokanavia 32, joista kukin on varustettu säädettävällä venttiilillä 34. Tässä tapauksessa kukin lisämassan jakokanava 32 on ί- yhdistetty vastaavalla kohdalla perälaatikon 7 leveyssuunnassa olevaan laimenet nusveden jakokanavaan 22. Tällainen laimennusveden ja lisämassan syöttöjen o 25 yhdistäminen on mahdollista etenkin silloin, kun laimennusvesitukki 20 ja lisä- massatukki 30 ovat samassa paineessa.

X

cc

CL

o Lisämassan syöttöjä voi olla koko perälaatikon 7 leveydellä tai vaihtoehtoisesti g niitä voi olla vain perälaatikon reunojen alueilla. Edullisesti kuhunkin lisämassan o 30 jakokanavaan 32 liittyvät lisämassan syöttöventtiilit 34 asetetaan manuaalisesti haluttuun asentoon ennen ajon aloittamista. Ajon aikana ei useimmissa tapauksis- 12 sa ole tarpeen suorittaa niiden automaatista säätöä. Sen sijaan laimennusvesivent-tiilejä 24 voidaan joutua säätämään myös ajon aikana ja niiden säätö on yleensä automatisoitu.

5 Edullisesti kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin optimointiin käytettävä lisämassa M2 on massaa, joka omaa paremman lujuuspotentiaalin kuin perä-laatikon koko leveydelle syötettävä perusmassa Mi. Kyseessä voi olla kuitumas-sasta Mo fraktioimalla erotettu pitkäkuitujae tai täysin erilainen massa. Vaihtoehtoisesti ominaisuusprofiilin optimointiin voidaan käyttää samaa perusmassaa Mi, 10 jota syötetään perälaatikon massajakotukkiin 10.

Kuiturainan jonkin ominaisuuden poikkisuuntaista profiilia voidaan optimoida esimerkiksi fraktioimalla kuituraaka-aineena käytettävä kuitumassa kahdeksi kui-tuominaisuuksiltaan erilaiseksi massakomponentiksi ja sekoittamalla näitä kuitu-15 massan komponentteja keskenään eri tavoin eri kohdissa perälaatikon leveyssuunnassa. Optimoitava ominaisuus voi kartongilla olla esimerkiksi poikkisuuntainen puristuslujuus (laineri, fluting) tai poikkisuuntainen taivutusjäykkyys (muut kartongit). Keksinnön mukaisella menetelmällä on myös mahdollista vaikuttaa esimerkiksi kuiturainan karheusprofiiliin. Syöttämällä rainan reunoille keskimääräis-20 tä lyhytkuituisempaa massaa on mahdollista kompensoida kuivumiskutistuman aiheuttamaa reuna-alueiden karhentumista ja siten saavuttaa tasaisempi karheus-tai sileysprofiili vähemmällä kalanteroinnilla. Lisäksi keksinnön mukaisella mene-1- telmällä voidaan säätää täyteaineprofiilia kuiturainan poikittaissuunnassa tai min- cu kä tahansa massakomponentin mukana paperiin tai kartonkiin annosteltavan ke- o 25 mikaalin tai lisäaineen kuten tärkkelyksen lisäystä.

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

o § 30 13

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

δ

(M

i tn o i h-· x en

CL

O

o δ o δ

(M

Claims (9)

14

1. Menetelmä kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofiilin parantamiseksi, jossa menetelmässä käytetään laimennusperälaatikkoa (7), joka käsittää massaja- 5 kotukin (10) perusmassan (Mi) jakamiseksi perälaatikon koko leveydelle, laimen-nusvesitukin (20) laimennusveden (D) jakamiseksi perusmassan joukkoon siten, että laimennusveden syöttöä paikallisesti säätelemällä vaikutetaan kuiturainan poikkisuuntaiseen neliömassaprotiiliin, ja lisämassatukin (30) lisämassan (M2) jakamiseksi perusmassan joukkoon ainakin osalla perälaatikon (7) leveydestä si-10 ten, että lisämassan syöttöä paikallisesti säätelemällä vaikutetaan optimoinnin kohteena olevaan kuiturainan poikkisuuntaiseen ominaisuusproAiliin, tunnettu siitä, että lisämassa (M2) laimennetaan laimennusvesitukista (20) paluukiertona (Dr) lähtevällä laimennusvesivirtauksella ennen lisämassan (M2) johtamista lisämassatukin (30) kautta perusmassan (Mi) joukkoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämassa (M2) on paremman lujuuspotentiaalin omaavaa massaa kuin perusmassa (Mi).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämassa (M2) 20 on kuitumassasta fraktioimalla tuotettua pitkäkuitujaetta ja perusmassa (Mi) on samasta kuitumassasta fraktioimalla tuotettua lyhytkuitujaetta. 1-

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisämassa on ° samaa massaa kuin perusmassa. o 25 1^.

>- 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että £ lisämassavirtaukset syötetään perälaatikkoon yhdessä laimennusprofilointiin käy- o tettävien laimennusvesivirtauksien kanssa tai erillään niistä, o LO o o 30

6. Kuiturainakoneen perälaatikko (7), joka käsittää massajakotukin (10), jonka kautta perusmassa (Mi) jaetaan perälaatikon (7) koko leveydelle, laimennus- 15 vesitukin (20), jonka kautta laimennusvettä (D) jaetaan paikallisesti säädellysti perusmassan joukkoon kuiturainan neliömassaprofiilin säätämiseksi, ja lisämassa-tukin (30), jonka kautta lisämassaa (M2) jaetaan paikallisesti säädellysti ainakin osalle perälaatikon leveydestä kuiturainan poikkisuuntaisen ominaisuusprofulin 5 parantamiseksi, tunnettu siitä, että lisämassatukki (30) on sovitettu laimennus-vesitukin (20) perään ja että laimennusvesitukin (20) ja lisämassatukin (30) väliselle putkiosuudelle (26) on järjestetty sekoituskohta (28), jossa lisämassa (M2) sekoitetaan laimennusveden paluuvirtaukseen (Dr).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen perälaatikko, tunnettu siitä, että lisämassan jakokanavat (32) on yhdistetty laimennusveden jakokanaviin (22), jolloin ainakin osalla perälaatikon (7) leveydestä laimennusvesi ja lisämassa johdetaan perälaa-tikkoon yhdistettynä virtauksena laimennusveden jakokanavien (22) kautta.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen perälaatikko, tunnettu siitä, että lisämassan jakokanavat (32) on johdettu perälaatikkoon erillään laimennusveden jakokana-vista (22).

9. Syöttöjärjestelmä laimennusprofiloinnilla ja lisämassan syötöllä varustettua 20 kuiturainakoneen perälaatikkoa (7) varten, tunnettu siitä, että laimennusveden (D) syöttökierto ja lisämassan (M2) syöttökierto yhdistetään toisiinsa johtamalla laimennusvesikierron paluuvirtaus (Dr) lisämassan (M2) laimennukseen, jolloin T— yhdistetystä laimennusveden ja lisämassan syöttökierrosta johdetaan vain yksi cm paluuvirtaus (R2) viirakaivoon (1) tai vastaavaan. o 25 i^. X tr CL o o LO o δ CM 16