FI57144B - Foerfarande foer framstaellning av ytbehandlat papper - Google Patents

Description

RSF^l [B] (11)KuuLUTusjULKAisu 57144 IQTa l J '*' utlAggninqsskrift C m F-tc-r. iti nyönr.r t ty 10 06 1900 Patent ir-eddelit ^ ^ (51) K».ik.'/>nt.a.* D 21 H 1/10

SUOMI —FINLAND (21) P**nttH»k*mu» — PttmttmBknliii 602/7U

(22) H*ktmJ*p4lvt — AraSkniopdaf 28.02.7U

' ' (23) Alkupllvi—GlMglMCadag 28.02.7¾ (41) Tulkit lulklMksi — Blhrlt affantlif qq

Patentti· ]· rekisterihallitut (44) Nihtivlkiipanon μ kuuLjullutoun pvm. — latent- och registerstyrelsen ' AraMtm whgd och utUkriftan puMk^ 29.02.80 (32)(33)(31) Pyydetty etuolk«i»-«^Srd priori»^ 02.03.73 Ruot a i-Sveri ge(SE) 7302960-5 (71) Svenska Cellulosa Aktiebolaget, Sundsvall, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bengt Axel Wennerblom, Piteä, Gustav Robert Svensson, Sundsvall,

Ruotsi-Sverige(SE) (7U) Berggren Oy Ab (5U) Menetelmä pintakasitellyn paperin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av ytbehandlat papper

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään valmistaa jat-kuvatoimisesti pintakäsiteltyä paperia, jolloin rainaan tuodaan eri tarkoituksia varten sopivia aineita, jotka on liuotettu tai disper-goitu veteen.

Esimerkkejä tällaisista eri tarkoituksiin sopivista aineista on lyhykäisesti esitetty alla olevassa taulukossa. Yksityiskohtaisempia tietoja annetaan myöhemmin selityksessä.

Tarkoitus Aine Pintakäsittelyn erikoistermi

Kuitujen välisen sitou- Vesiliukoiset side- Pintaliimaus tumisen lisääminen aineet, esim. tärkke lys

Valonheijastuvuuden lisääminen Valkoinen pigmentti, Päällystys ja painettavuuden parantaminen esim. kaoliini ja sideaine, esim. tärkkelys ja synteettiset polymeerit

Vaaleuden Valkaisuaineet, Pintavalkaisu lisääminen esim.vetyperoksidi Värjäys Väriaineet Pintavärjäys

Suojaominaisuuksien lisäämi- Synteettiset polymee-(Muovi) disper-nen ja kuumasaumautuvuuden rit, esim. polyviny- siopäällystys aikaansaaminen lideenikloridi vesi- dispersiona 2 57144

Niissä pintakäsittelyissä, missä vesi muodostaa nestefaasin käsitte-lynesteessä, on mitä suurimmassa määrin toivottavaa, että se vesimäärä, joka välttämättä täytyy tuoda paperirataan, jotta haluttu määrä käsittelyainetta tulisi sille, on mahdollisimman pieni.

Käsittelyaineen konsentraation tulee toisin sanoen olla mahdollisimman suuri. Tämä on toivottavaa osaksi siksi, että myöhemmin tulevan ; kuivauksen kustannukset jäävät tällöin mahdollisimman alhaisiksi, osaksi siksi, että käsittelyneste ei tällöin tunkeudu niin syvälle paperiin. Käsittelyneste konsentroituu silloin paperin pintakerrokseen, jolloin haluttu teho voidaan saavuttaa pienemmällä käsittelyainemäärällä, so. halvemmalla kuin jos käsittelyneste tunkeutuu syvälle paperiin.

Nykyisin käytössä olevat vesipohjaiset paperinpäällystys-menetelmät eivät yleensä tyydytä yllämainittuja päämääriä riittävässä määrin.

Eräs hyvin tunnettu päällystysyksikkö on liimapuristin, joka koostuu kahdesta telasta, joiden välistä paperi saa kulkea samalla, kun telojen kitaan tuodaan nestettä. Tässä menetelmässä, joka on tavallinen pintaliimauksessa, päällystyksessä ja pintavärjäyksessä, tulee paperin pintaan tuodUn päällystysnesteen määrä tavallisesti suuremmaksi kuin 20 cm^/m^ paperin puolta kohti. Määrä suurenee suurenevalla päällystysnopeudella siinäkin tapauksessa, jos raakapaperi on liimattu, so. hydrofobinen. Jos raakapaperi on liimaamaton ja imukykyinen, voi tuodun nesteen määrä nousta niin suureksi kuin 40 cmVm^ paperin puolta kohti ja sen ylikin, ja määrä nousee paperin pintapainon suuretessa.

Eräs päällystyksessä ja dispersiopäällystyksessä hyvin tavallinen menetelmä on nk. ilmaharjamenetelmä, missä paperirataan tuodaan ensiksi suhteellisen paljon käsittelynestettä, esimerkiksi telalla, joka uppoaa nesteeseen, jonka jälkeen ylimäärä puhalletaan pois ilmavirralla, joka suunnataan suurin piirtein tangentiaalisesti paperirataa vasten, kun se viedään telan ympäri. Tämä antaa hyvin tasaisen peittävän päällystyksen, mutta tuodun nesteen määrä jää käytännössä tavallisesti suureksi ollen vähintään 20 cm^/m^.

Nykyisin tunnetulla tekniikalla ei tule kysymykseen liima-puristin- eikä ilmaharjamenetelmä pyrittäessä erittäin korkeisiin yli 800 minuuttimetrin päällystysnopeuksiin.

Päällystysmenetelmä, joka mahdollistaa tällaiset nopeudet, on päällystyksessä käytettävä terämenetelmä. Myös tällöin tuodaan paperiradalle ensin ylimäärä päällystysnestettä, joka sen jälkeen 3 57144 kaavitaan pois paperia kulmassa laahaavalla terällä samalla, kun paperi kiertää telaa. Tuodun käsittelynesteen määrä voidaan pienentää melko pitkälle, ehkä 7 cm3/m2:iin pienehköillä ratanopeuksilla (100-200 m/min), mutta vaikeudet tuoda niin pieni nestemäärä lisääntyvät suurenevalla konenopeudella. Sen johdosta, että paine suurenee nestekerroksesta terää vasten, puristuu terä paperin pinnasta ulospäin ja tuodun nesteen määrä suurenee. Suurella ratanopeudella (yli 500 m/min) lienee siksi käytännössä vaikeata päästä alle 10 cm-Vm2:n. Terämenetelmästä on edelleen se haitta, että päällystysyksikkö on suhteellisen kallis sekä se, että päällyste konsentroituu etupäässä paperin pinnan syvennyksiin, kun taas korkeammat kohdat eivät tule niin hyvin peitetyiksi.

Näitten probleemien taustaa vasten on suoritettu joukko kokeita, joiden tarkoituksena on ollut selvittää, onko mahdollista tuoda paremmalla tavalla suurella nopeudella liikkuvaan paperirataan jatkuvasti erilaisia aineita, jotka parantaisivat tai muuttaisivat paperin pintaominaisuuksia. Probleemina on siten ollut löytää jokin yleismenetelmä, jossa yksinkertaisella ja halvalla pääl-lystysyksiköllä olisi mahdollista tuoda paperirataan käsittelyainetta siten, että tuotua nestemäärää voidaan pienentää, jotta mm. mahdollisesti seuraavassa kuivausvaiheessa kustannukset alenisivat.

Esillä olevan keksinnön mukaan ratkaistaan tämä probleema patenttivaatimuksissa annettujen tunnusmerkkien avulla. Periaatteessa tapahtuu tämä siten, että käsiteltävä paperirata saatetaan ensin käsittelyyn sopivaan tasaisuuteen ja sitten se tuodaan yli suorassa kosketuksessa olevan poikittaisen rakomaisen aukon, johon syötetään jatkuvasti käsittelynestettä tasaisella virralla ja että koko nestemäärä tuodaan paperirataan.

Keksintöä kuvataan lähemmin esimerkeillä piirustuksessa, missä kuvio 1 esittää periaateluonnosta keksinnöstä, kuvio 2 esittää alinta tasaisesti tuotavan päällysfcysnesteen määrää pintakarkeuden funktiona, kuviot 3 ja 4 esittävät raolla varustettua säiliötä, jota käytetään keksinnön mukaisessa tavassa, kahtena erilaisena suoritusmuotona ja kuvio 5 esittää periaatetta säätää paperiradan jännitystä paineilman avulla.

Kuviossa 1 esitetään periaateluonnos itse pintakäsittelystä päällystysyksikön avulla, jossa on säiliö 1 rakomaisine aukkoineen 2, jonka yli paperirata 3 tuodaan ja johon syötetään käsittelynestettä 4 pumpulla 5.

Koska keksinnön mukaan koko nestevirtaus tulee tuoda paperirataan, on ilmeistä, että seuraava perusyhtälö on voimassa: * 57144 P = b (I) missä P = tuodun päällystysnesteen määrä, cm^/m^ q = tuotu päällystysnestevirtaus, cm^/min v = paperiradan nopeus, m/min b = rakoaukon pituus, m = päällystetty rataleveys, m

Annetussa konkreettisessa päällystystapauksessa voidaan b katsoa vakioksi ja q ja v muuttuviksi suureiksi, joiden avulla voidaan saada haluttu arvo P:lle.

Säätämällä q hyvin pieneksi ja/tai v hyvin suureksi voidaan periaatteessa saavuttaa kuinka alhaisia P-arvoja tahansa. Käytännössä syntyy kuitenkin raja sen vaatimuksen perusteella, että päällysteen tulee olla tasainen. Tämän P:n raja-arvon alapuolella tulee päällystysnestettä vain laikuttain paperin pinnalle. Merkitsemme tätä raja-arvoa Pm^n = pienin tasaisesti tuotavan päällystysnesteen määrä, cm^/m2. Että P^^-arvo tässä ilmaistaan yksikössä cm^/m2 eikä yksikössä g/m2 johtuu siitä, että P . -määritykset tietylle pa~ perille käytettäessä nesteitä, joilla on eri tiheys, d g/cm , antavat saman arvon, jos Pm^n ilmaistaa yksikössä cm^/m2 ja siis eri arvon, pmin*d, ilmaistuna yksikössä g/m2.

arvon määrittämiseksi annetussa konkreettisessa pääl- mm lystystapauksessa voidaan esimerkiksi menetellä siten, että pidetään virtaus q vakiona ja mitataan suurin ratanopeus, jolla päällyste juuri ja juuri on jatkuvasti tasainen. Jos tätä ratanopeutta merkitään laics’’*lla> saadaan siis P,"in = (II)

Pmin voidaan määrätä myös siten, etät ratanopeus v pidetään vakiona ja mitataan pienin nestevirtaus, jolla päällyste juuri ja juuri on jatkuvasti tasainen. Jos tätä virtausta merkitään qm^n:lla, saadaan siis p . = qrc-in__. {III) min v · b v ' Näissä kokeissa osoittautui, että paperin pinnan tasaisuus on määräävä tekijä pienemmälle tasaisesti tuotavalle nestemäärälle P„. ja että riittävän suurella pinnan tasaisuudella oli mahdollista tuoda hyvin tasaisesti yllättävän pieniä määriä nestettä, jotka olivat pienempiä kuin tavanomaisissa päällystysmenetelmissä, kuten esimerkiksi liimapuristin-, ilmaharja- tai terämenetelmissä. Sitäpaitsi osoittautui tämä olevan mahdollista suorittaa yllättävän 5 57144 suurilla nopeuksilla, jolloin menetelmä jatkuvasti antoi ällistyttävän tasaisen päällysteen niin kauan kuin P· -arvoa ei alitettu.

min

Paperin pinnan tasaisuus voidaan mitata useitten tunnettujen menetelmien mukaan. Tavallisin menetelmä, joka valittiin tässä, on nimeltään Bendtsen-menetelmä. Se on lähemmin kuvattu standardissa SCAN P 21 ja lyhyesti sanottuna siinä mittauselin, joka on toisesta sivustaan avoin metallisylinteri, jossa on äärimmäisen pintasileä reuna, asetetaan paperin pinnalle, jonka jälkeen tietyn ylipaineinen ilma saa virrata sylinteriin ja ulos ympäri kosketuspintaa paperi-sylinteri. Ilmavirtaus mitataan. Koska se tulee suuremmaksi mitä karkeampaa paperin pinta on, saadaan mitta-arvo pintakarkäudelle ja se on siis käänteismitta pinnan sileydelle. Mitattaessa voi sylinterin standardireunapaineena paperin pintaa vasten olla joko 1 kp/cm2 tai 5 kp/cm2. Esillä olevassa hakemuksessa annettavat pin-takarkeusarvot on mitattu arvossa 1 kp/cm^.

Seuraava koe valaisee pinnan karkeuden vaikutusta arvoon P · .

min

Raakapaperina käytettiin sanomalehtipaperia, jonka pinta-paino oli 52 g/m^ ja jonka kosteus oli 7 %· Se oli valmistettu 80 %: sta mekaanista massaa ja 20 £:sta kemiallista massaa. Pinnan karkeus paperin yläpuolella, joka myöhemmin päällystettäisiin, oli 905 ml/min Bendtsenin mukaan. Tästä raakapaperista valmistettiin paperinäyt-teitä, joilla oli erilainen pintakarkeus kalanteroimalla 1, 2, 4 tai 8-kertaisesti. Pintakarkeus arvot näitten näyitteitten yläpuolella olivat tällöin 605, 370, 170 ja vastaavasti 40 ml/min.

Nämä neljä kalanteroitua näytettä sekä kalanteroimaton raakapaperi asetettiin nyt rakomenetelmällä toimivaan koekoneeseen. Päällystysnesteenä käytettiin 2 £:sta selluloosaderivaatan (karboksi-metyyliselluloosan (CMC) natriumsuola, Cellufix FP 100, Svenska Cellulosa AB) vesiliuosta.

Pienin tasaisesti tuotava määrä liuosta, PTT|.|1, määritettiin pitämällä päällystysnesteen virtaus vakiona ja mittaamalla se nopeus, millä neste juuri ja juuri tuli jatkuvasti tasaisesti paperin pinnalle. Määritystä helpotti se, että liuos oli heikosti värjätty pienellä vesiliukoisen väriaineen lisäyksellä.

Seuraavat pmin~arvot mitattiin 6 57144

Paperinäyte Pintakarkeus ml/min P .

min - crn^/nr

Raakapaperi 905 11,2

Kalanteroitu näyte 1 605 7,9

Kalanteroitu näyte 2 370 5,6

Kalanteroitu näyte 3 170 3,1

Kalanteroitu näyte 4 40 1,8

Pintakarkeuden ja P^·n:n välinen yhteys havainnollistetaan kuviossa 2. Kuten näkyy se on virherajojen sisällä suoraviivainen ja voidaan ilmaista yhtälöllä

Pmin s 1>U + 0,0107 · B IV

missä B = pintakarkeus Bendtsenin mukaan, ml/min

Tulokset osoittivat voitavan tuoda odottamattoman pieniä määriä nestettä tasaisesti myös suhteellisen pintakarkeilie papereille .

T O

Koska on vaikeata tuoda pienempiä määriä kuin 10 cm-vm nyt käytössä olevilla päällystysmenetelmillä, on keksinnön eräs päämäärä ollut yksinkertaisella tavalla kyetä tuomaan pienempiä määriä kuin 10 cm3/m2. Tulokset kuviossa 2 osoittavat, että se on mahdollista rakomenetelmällä, jos paperin pintakarkeus putoaa alle 800 ml/min.

Keksinnön eräs päämäärä on ollut kyetä tuomaan niin pieni vesimäärä, että paperia ei tarvitse kuivata pintakäsittelyn jälkeen, vaan se voidaan rullata suoraan. Koska käytännössä tuskin on realistista kuivata paperi ennen pintakäsittelyä pienempään kosteuspitoisuuteen kuin n. 5 % ja koska pintakäsitelty paperi ottaen huomioon jatkokäytön ei saa sisältää kosteutta enempää kuin n. 15 %, useimmiten mieluummin n. 10 %, on selvää, että pintakäsittely ei saa tuoda paperiin enempää kuin 10, mieluummin 5 % vettä, jos halutaan saavuttaa tämä ennalta-asetettu päämäärä.

Laskettaessa suureesta P = tuotu määrä käsittelynestettä, x o ilmaistu yksikössä cnr/m , suure F = tuotu vesimäärä, ilmaistu £:na absoluuttisen kuivasta paperista voidaan käyttää seuraavaa yhtälöä:

p = F ' V

missä d _ pääiiyStysnesteen tiheys, g/cm^, a = päällystysnesteen vesipitoisuus, % (painosta), Y = paperin pintapaino, ilmaistuna grammoina absoluuttisen kuivaa paperia neliömetriä kohti.

7 57144

Vaikein tapaus syntyy kun päällystysneste käytännöllisesti katsoen koostuu vain vedestä, esimerkiksi pintavärjäyksestä. Tässä tapauksessa voidaan asettaa d = 1 ja a = 100 ja saadaan

p = * -.,1- VI

100

Alla oleva taulukko osoittaa, mitkä arvot P voi saada, jotta F olisi 5 tai 10 % riippuen raakapaperin pintapainosta.

Pintapaino g/m^ P-arvo F = 5 P-arvo F = 10 50 2,5 5,0 100 5,0 10,0 150 7,5 15,0 2

Pienemmät pintapainot kuin 50 g/m tulevat harvoin kysymykseen, jolloin vaikein tapaus on tuoda niin vähän kuin 2,5 cm-Vm^. Kuvion 2 mukaan on kuitenkin jopa tämä mahdollista rakomenetelmällä nimittäin silloin, jos pintakarkeus on pienempi kuin 100 ml/min.

Yhdistämällä yhtälö IV ja VI voidaan yleisesti saada esiin, että pintakarkeuden tulee olla pienempi kuin (9,1 Y - 127), jos F täytyy olla alle 10 % ja (4,5 Y - 127), jos F täytyy olla alle 5%»

Tunnetaan useita tapoja aikaansaada paperille tietynsuuruinen alhainen pintakarkeus. Näin ollen voidaan jo itse paperikoneessa vaikuttaa voimakkaasti paperin pintakarkeuteen valitsemalla sopivat kuitu- ja täyteainekomponentit tai ajo-olosuhteilla, kuten kuitujen jauhatusasteella, kuitukonsentraatiolla, konenopeudella ym. Tavallinen tapa aikaansaada toiselta puolelta sileätä paperia, nk. MG-pape-ria, on kuivata paperi lopullisesti suurta erittäin sileätä kui-vaussylinteriä, nk. Yankee-sylinteriä vasten. Se pinta, joka tällöin on ollut sylinteriä vasten, saa alhaisen pintakarkeuden, usein alle 100 ml/min Bendtsenin mukaan.

Erikoistoimenpiteitä kuitenkin tarvitaan, kun halutaan erittäin pieni pintakarkeus molemmille puolille. Näihin kuuluu ennen kaikkea menetelmät, jotka perustuvat paperin puristamiseen kahden tai useamman telan välisessä kidassa. Tällöin puhutaan kiilloittamisesta tai kalanteroinnista. Jäkimmäisessä tapauksessa aikaansaadaan puristamisen lisäksi myös paperin liukumista toista telapintaa vasten sen johdosta, että toinen tela puristuskohdassa on terästä ja toinen tela on kokoonpuristuvampaa ainetta, kuten paperia. Tällä menetelmällä ja käyttäen useita puristuskohtia voidaan paperiin saada erittäin suuri pintasileys. Tällaisella nk. superkalanteroinnilla on täysin mahdollista pienentää paperin pintakarkeus ainakin alle 20 ml/min Bendtsenin mukaan.

8 57144

Itse pintakäsittely suoritetaan keksinnön mukaan päällys-tyslaitteella, jota lyhyesti voidaan nimittää rakoyksiköksi. Ominaista tälle laitteelle on nimittäin se, että siinä on rakomainen aukko 2 pitkin pitkänomaisia säiliöitä 1, joka sijoitetaan poikittain paperiradan 3 kulkusuuntaan ja jchcn syötetään päällystysnestettä.

Säiliön 1 muoto saattaa vaihdella, mutta olennaista on se, että tasainen virtaus koko säiliön pituudelle, sp. yli paperiradan leveyden tulee säilyä.

Yksinkertaisimmassa muodossaan säiliö 1 on suora putki. Päällystysnesteen syöttö voi tapahtua joko putken toisesta tai yhdestä tai useammasta yhteestä pitkin putkea (ei esitetty). Jälkimmäisessä tapauksessa saadaan aikaan tietty nestepaineen tasoittuminen pitkin putkea.

On tärkeätä, että säiliö nojaa paperirataa 3 vasten tasaisella paineella. Jos on vyöhykkeitä, joissa on erilainen paine, saa se aikaan sen, että päällystysneste tulee epätasaisesti paperiradan leveydelle.

Vaikka putki on suhteellisen jäykkä rakenteeltaan, voi olla välttämätöntä ryhtyä erikoistoimenpiteisiin säiliön taipumisen estämiseksi, jos on päällystettävänä leveä paperirata, esimerkiksi joitakin metrejä leveä. Putki voidaan silloin esimerkiksi kiinnittää palkkiin tms. Säiliö voidaan tehdä myös jäykemmäksi rakenteeksi kuin putki ja se saattaa esimerkiksi saada suuntaissärmiön muodon. Rakomainen aukko 2 säiliössä 1 ulottuu pitkin sen pituussuuntaa. Aukon 2 pituus vastaa päällystettävän paperiradan leveyttä. Koska nestettä ei saa vuotaa paperiradan reunojen ulkopuolelle, tulee rako-aukon 2 olla vähintään n. 1 cm lyhyempi kuin rataleveys. Päällystämättömät neunakaistaleet radasta voidaan tällöin leikata pois rullauksen yhteydessä.

Rakoaukon leveys tulee olla 0,05 - 5 mm, etupäässä 0,1-2 mm. 0,05 mm:ä kapeampi rako asettaa suuria vaatimuksia raon valmistustarkkuudelle. Liian leveä ratko tuo toisaalta mukanaan riskin, että nestettä absorboituu paperiin sen kulkiessa aukon ohi. Lisäksi tulee virtausvastus liian leveässä raossa vain merkityksettömän vähän suuremmaksi kuin vastus siinä säiliössä, missä rako sijaitsee. Tämä puolestaan merkitsee sitä, että säiliössä mahdollisesti oleva epätasainen nestepaine koneleveydellä vaikuttaa rakoaukon läpi ja lisää nesteen epätasaisen jakautumisen riskiä radan poikkisuunnassa. Sen vuoksi tulee rakoaukon olla niin pieni, että paineputous raon läpi on vähintään 3, edullisesti vähintään 10 kertaa niin suuri kuin 9 57144 säiliön pituussuunnassa, päällystettävän radan poikkisunnassa.

Niiden pintojen valmistus, jotka rajoittavat rakoaukkoa pitkin rakoaukon ulkosivua, on erittäin tärkeä päällystysyksikön toiminnalle. Koska paperi viedään näiden pintojen yli ja kosketuksissa niiden kanssa, on ensisijaisesti toivottavaa, että pinnat ovat kulutuksenkestävää ainetta, varsinkin jos laitetta käytetään päällystykseen, jolloin käsittelynesteessä on pigmenttiä. Haluttaessa pientä kitkavastusta ja suurta tasaisuutta päällystykseen on edelleen tärkeätä, että pinnat ovat hyvin sileitä ja tasaisia.

Kulmat o ja β, esitetty kuviossa 3, jotka paperirata muodostaa rakoaukkoa 2 rajoittavien ulkopintojen kanssa, ovat merkityksellisiä prosessille. Niitten tulee sopivasti olla 0 - 45°> etupäässä 5° ja 30°:een välillä.

Erikoiskokeissa on sen lisäksi osoittautunut yllättäen, että päällystyksen kannalta on olennaista, ettei paperirata muodosta liian pientä päästökulmaa raon taemman pinnan kanssa katsottuna kulkusuuntaan. Tämä esitetään myös kuviossa 3· Kulman γ tulee olla vähintään 30°, mieluimmin vähintään 90° ja edullisimmin vähintään 120°, mikä on voimassa varsinkin päällystyksessä, jollainen suoritusmuoto esitetään kuviossa 4, missä päästöreuna la ulkonee paperin kulkusuuntaan.

Sopiva radanvienti paperille raon yli ilmenee kuviosta 3 ja siinä se taso, jonka muodostavat rakoaukkoa rajoittavat ulkopinnat, on pääasiallisesti vaakasuora. Rakolaitteen kiertymistä suhteellisen voimakkaasti pituusakselinsa ympäri aina 90°:seen saakka voidaan sallia ja joskus se on jopa toivottavaa.

Paperirataa tulee venyttää hyvin johdettaessa raon yli-Kokeet ovat osoittaneet, että ratajännityksen tulee olla suurempi kuin 50 N per rataleveyden metri, edullisesti suurempi kuin 100 N per rataleveyden metri. Ylärajan muodostaa tietenkin radan vetolu-j uus.

Paperirata on kuitenkin usein paperikoneen epätäydellisen toiminnan ansiosta epätasainen ominaisuuksiltaan sekä radan poikki - että pituussuunnassa. Jännitys radassa ei siksi ole täysin tasainen radan poikkisuunnassa ja se saattaa myös vaihdella ajan mukana tietyssä kohdassa. Jotta tällaisessa tapauksessa varmistettaisiin raon tasainen nojautuminen rataa vasten voi olla välttämätöntä järjestää rakoputki siten, että se on helposti taivutettavissa ja sitä voidaan painaa paperirataa vasten vakio- tai lähes vakiopaineella. Elastinen putki saa tällöin rakenteeltaan taipumajäykän kannatuksen ja sitä puristetaan paperirataa vasten esimerkiksi säädettävillä 10 5 71 4 4 ruuveilla, jousilla tai hydraulisella paineella.

Sama teho voidaan saada aikaan taipumajäykällä rakosäiliöl-lä, jos paperiradan jännitystä säädetään laahaavalla tai rullaavalla laitteella, jonka painetta rataa vasten voidaan säätää leveyssuunnassa. Tämä paine voidaan aikaansaada myös ilmalla, esimerkiksi kiinteästä putkesta 6, joka esitetään kuviossa 5· Putki 6 kulkee paperiradan 3 poikki ja pitkin sen pituutta sillä kohtaa, missä sen ympärys on paperiradan 3 ympäröimä, on aukkoja 7, jotka ovat reikiä tai rakoja, joista ilma putken 6 sisältä painetaan putken ja paperi-radan 3 väliin. Alemman jännityksen omaavat radan osat painetaan tällöin ilman vaikutuksesta pitemmälle putkesta, jolloin jännitys-ero radan pääosien välillä tasoittuu. Tämä paineilmalaite voidaan sijoittaa välittömästi ennen rakoa tai välittömästi sen jälkeen paperiradan kulkusuunnassa.

Keksinnön yhteydessä käytetty käsittelyneste koostuu etupäässä vedestä, joka on pääasiallinen liuotin sekä veteen liuotetusta tai dispergoidusta käsittelynesteestä.

Mitä tulee toivomukseen mahdollisimman alhaisesta P„j„-ar- min vosta, on osoittautunut toivottavaksi, että käsittelyneste ei ole liian viskoottista. Näin ollen tulee käsittelynesteen viskositeetti olla korkeintaan 300 cP, sopivasti korkeintaan 100 cP ja edullisimmin korkeintaan 50 cP mitattuna Brookfield-viskosimetrillä kierros-luvulla 50 r/min.

Keksinnön mukaisen menetelmän kannalta on erittäin oleellista, että käsittelyneste syötetään tasaisena virtana päällystys-laitteeseen. Muussa tapauksessa päällysteestä ei tule tasainen. Tähän päämäärään pääsemiseksi tulee neste syöttää pumpulla 5, joka antaa tykyttämättömän virtauksen. Sopivia pumppuja ovat esimerkiksi ruuvi-pumput tai hammaspyöfcäpumput. Tällaisia pumppuja voidaan käyttää myös hyväksi säätiminä sen tähden, että niitä voidaan säätää hyvin yksinkertaisesti kierrosluvun avulla tunnettuun ja vakioon virtaus-arvoon, mikä samoin on oleellista keksinnön mukaiselle menetelmälle. Ruuvi- tai hammaspyöräpumpun antama virtaus on sen lisäksi suhteellisen riippumaton nesteen vastapaineesta, mikä on suuri etu.

Se viiJtaus, q cm^/min, jolle pumppu säädetään, määräytyy halutusta käsittely leveydestä b m, halutusta päällystysnes temäärästä P cm^/m^ ja paperiradan nopeudesta v m/min. Kirjoittamalla yhtälö I uudestaan saadaan

q = P · v · b VII

Koska annetussa päällystystapauksessa P ja b ovat vakiot, 11 57144 tulee q riippumaan v:stä

q = vakio · v VIII

Tämä johtaa johtopäätökseen, että on hyvin soveliasta kytkeä pumppu samaan käyttölaitteeseen kuin päällystyskonekin, niin että konenopeuden muutos saa suoraan aikaan vastaavan muutoksen pumpun .kierrosluvussa ja siten virtauksessa. Tällä tavoin voidaan P pitää vakiona riippumatta konenopeudesta. Sama voidaan tietenkin saada aikaan myös ei-volymetrisellä pumpulla, esim. keskipakopumpulla, jonka virtausta säädetään säätölaitteella, joka ottaa impulssin koneennopeudesta.

Eräs keksinnön tärkeimpiä tunnusmerkkejä on se, että koko nestevirtaus rakoaukosta tuodaan paperirataan ja että näin ollen mitään ylivirtausta tai kierrätystä käsittelynesteelle ei tapahdu. Keksinnössä ei myöskään tarkoiteta sellaista rakolaitteen käyttöä, että siitä tulisi enemmän kuin haluttu lopullinen käsittelynestemää-rä, jonka jälkeen ylimäärä kaavitaan pois esim. terällä tai sauvalla.

Vain tuomalla koko nestevirtaus paperirataan ilman yli- tai takaisinvirtausta on mahdollista saavuttaa ne oleelliset edut, että tuotua nestemäärää voidaan ohjata ja säätää yksinkertaisesti ja varmasti yhtälön VII ja VIII mukaisesti.

Keksintö on sovellettavissa useisiin erilaisiin pintakä-sittelytapauksiin, joista muutamia kuvataan tässä lähemmin sekä valaistaan esimerkein.

Pintaliimaus

Pintaliimauksella tarkoitetaan prosessia, missä sideaineen vesiliuos tuodaan paperin pinnalle.

Pintaliimauksen tarkoituksena on tavallisesti parantaa kuitujen välistä sitoutumista paperin pintakerroksessa, mutta usein saattaa olla myös muita päämääriä kuten esimerkiksi pienentää pinnan huokoisuutta. Kummallakin ominaisuudella on merkitystä paperin käytössä, erikoisesti painamisessa. Parempi kuitujen sitoutuminen johtaa siten pienempään riskiin, että väri repeytyisi tai paperi pölyäisi. Pienempi huokoisuus johtaa värin nestefaasin pienempään tunkeutumiseen, mikä puolestaan antaa useisiin tarkoituksiin paremman painojäljen.

Värin repeytymis- ja paperin pölyämisriski painettaessa on erikoisen suuri offsetmenetelmässä, missä työskennellään osaksi pai-notelalla olevan veden läsnäollessa, ja osaksi käytetään viskootti-sia värejä. Varsinkin pölyämisprobleema on tullut aktuelliksi, kun 12 571 44 on siirrytty kohopainosta offsetpainoon sanomalehtien teossa.

Ne sideaineet, jotka tulevat kysymykseen liimattaessa, ovat tavallisesti halpoja vesiliukoisia polymeerejä, kuten tärkkelys, selluloosaeetterit, esim. karboksimetyyliselluloosan (CMC) natrium-suola sekä polyvinyylialkoholi.

Ylivoimaisesti tavallisin tapa pintaliimata on käyttää paperikoneen kuivausosaan asennettua liimapuristinta. Menetelmä on yksinkertainen, mutta sillä on useita haittoja. Suurin haitta on se, että tuodun sideaineliuoksen (pintaliiman) määrä on suuri, jonka takia tarvitaan voimakas jälkikuivaus. Sitäpaitsi on vaikeata säätää tuodun pintaliiman määrää, joka tulee voimakkaasti riippumaan paperin absorptio-ominaisuuksista, pintaliiman viskositeetista ja koneen nopeudesta. Jotta saavutettaisiin taloudelliselta kannalta toivottava pieni tuodun sideaineen määrä, ollaan pakotettuja käyttämään pientä s i de ainek ons en t raat iö t a

Jos sen sijaan pintaliimataan keksinnön mukaisella rakome-netelmällä, voidaan nostaa sideainekonsentraatiota sen takia, että voidaan tuoda niin paljon pienempi pintaliimamäärä. Tällöin jää myös paljon vähemmän vettä kuivattavaksi.

Esimerkki la

Kokeessa käytettiin sanomalehtipaperia nykyaikaiselta no-peakäyntiseltä koneelta. Paperin pintapaino oli 52 g/m2 ja se oli valmistettu 80 Ji:sta mekaanista massaa ja 20 £:sta kemiallista massaa. Se näyte, joka pintaliimattiin, otettiin kiillottamattomana koneelta. Pintakarkeus oli 560 ml/min paperin yläpinnalla ja 595 ml/-min viirapuolella määritetty*ä Bendtsenin mukaan. Bulkki oli 2,29 cm-Vg. Kosteuspitoisuus oli 7,0 %.

Pintaliimauksen sideaineena käytettiin pieniviskoottista CMC-laatua Cellufix FF-100 konsentraatiossa.1,4 %. Tämän liuoksen viskositeetti oli 44 cP mitattuna Brodkfield-viskosimetrillä kierrosluvulla 50 r/min ja lämpötilassa 20°C.

Pintaliimaus suoritettiin koekoneessa, missä paperi ensin päällystettiin viirapuolelta ja sitten yläpuolelta. Päällystetty paperi kuivattiin kuumailmalla, minkä jälkeen vastakkainen sivu päällystettiin ja kuivattiin samalla tavalla.

Liios,joka oli huoneen lämpötilassa, tuotiin rakoon jatkuvasti kapasiteetilla 60 cm^/min. Koneen nopeus säädettiin siten, että koko paperiradalle saatiin tasainen päällystys. Nopeus oli 27 - 28,5 m/min. Päällysteen määräksi yläpuolelle tuli 7,5 cm3/m2 ja viira-puolelle 8,0 cm^/m2, koska rataleveys oli 28 cm. Tämä vastaa 0,105 15 571 44 ja vastaavasti 0,112 g kuivaa sideainetta neliömetriä kohti.

Sekä pintaliimattu näyte että käsittelemätön paperi kiillotettiin ennen eri ominaisuuksien määrittämistä. Tämä suoritettiin koekiilloittimessa, jolloin paperi sai kulkea 2 telakidan kautta 20°C:ssa. Puristuspaine säädettiin siten, että bulkki kiillotuksen jälkeen oli 1,^40 cm^/g, mikä on normaali arvo huikille kiillotetun sanomalehtipaperin kohdalla kaupallisessa tuotannossa.

Kiillotetut näytteet testattiin eri ominaisuuksien suhteen käyttäen alalla esiintyviä standardimenetelmiä. Kun oli kysymys tässä yhteydessä erikoisen tärkeästä pölyämistaipumuksesta käytettiin seuraavaa koemenetelmää:

Offsetpaperin pölyämisen määrittämiseen tarkoitettu koemenetelmä Tässä menetelmässä käytettiin Multilith 1250 arkkioffset-painokonetta. Testattava paperi leikataan A4-arkeiksi. Kuhunkin näytteeseen kuluu 100 arkkia. Kaksoiskokeeseen ylä- ja viirapuolelta vaaditaan siis vähintään 400 A4-arkkia. Teippirevinnällä todetaan missä suunnassa paperi on ajettu valmistettaessa.

Arkkinippua ravistellaan ja selaillaan läpikotaisin, niin että mahdollinen leikkuupöly poistuu.

Multilith-painossa on kostutuslaite ja värilaite jatkokyt-ketty, niin että joukko arkkeja näytettä kohti voidaan pitää sileinä. Puristuspaine pidetään niin korkeana kuin mahdollista arkkien vaivattoman syötön kannalta ja painonopeus säädetään n. 70 arkkiin/min.

Puhdistetusta kumikankaasta mitataan Elrepho FMY/C-suodat-timella 10 remissioarvoa tasaisesti kankaan yli, jonka jälkeen kangas asetetaan paikoilleen ja 100 arkkia ajetaan painon puristuskoh-dan läpi. Kumikangas otetaan pois ja remissio mitataan uudestaan tällä kerralla 20 kohdasta, jotka ovat tasaisesti kankaan yli.

Kankaan remissioarvojen välinen ero ennen ja jälkeen kokeen merkitään AR. Pölyämisarvo ARy saadaan siten, että AR kerrotaan korjauskertöimella, joka johtuu kankaan kulumisesta, mikä todetaan standardipaperilla tapahtuvassa kokeessa.

Seuraavassa taulukossa olevat tulokset osoittavat, että pölyämistaipumusta on voitu pienentää kolmanteen osaan pintaliimauksella ilman, että muita painoteknisiä ominaisuuksia on huomattavasti muutettu.

Mitään negatiivisia vaikutuksia pintakäsittelystä ei siis ole ilmennyt. Tämä on yllättävä tulos, koska ammattimiehet katsovat olevan hyvin vaikeata parantaa pölyämiseminaisuuksia ilman, että samanaikaisesti painotekniset ominaisuudet huonontuisivat.

57144 14

TAULUKKO I

Käsittele- Pintalii-mätön mattu paperi paperi

Tuotu määrä märkänä cm-*/m2 yläpuoli 7,5 " " " " " viirapuoli 8,0

Tuotu määrä kuivana g/m yläpuoli 0,105 " " " " viirapuoli 0,112

Pintakarkeus, Parker Print μιη yläpuoli 2,91 2,69 viirapuoli 2,85 2,61 Läpilyönti mustumis- kontrastissa Sk* 0,85 yläpuoli 4,4 4,5 viirapuoli 4,2 4,7 Värintarve mustumis- kontrastissa Sk 0,86 g/m2 yläpuoli 1,64 1,52 viirapuoli 1,53 1,57 Värin määrä % yläpuoli 55,7 52,6 viirapuoli 56,3 56,3

Peittokyky s"W yläpuoli 3,07 2,90 viirapuoli 3,05 2,93

Paino-opasiteetti 0,953 0,949

Set off yläpuoli 27,0 26,3 viirapuoli 27,0 28,9

Rub off yläpuoli 9,6 viirapuoli 11,1 Pölyämiskoe Δ Ry yläpuoli 0,33 0,10 viirapuoli 0,44 0,14 *Sk = mustumisvastakohta (Eng. Blackness contrast)

Esimerkki Ib

Pintaliimauskoe suoritettiin suuremmalla konenopeudella. Tässä käytettiin aikakausilehtipaperia, jonka neliömetripaino oli 60 g/m2. Paperi oli valmistettu 22 %:sta kemiallista massaa ja 78 Ji:sta hioketta, ja pintakarkeus oli yläpuolella 185 ml/min Bentsenin mukaan. Kosteuspitoisuus oli 7,6 %. Sideaineena oli pintaliimauksessa pieniviskoottista CMC-laatua Cellufix FF-100, jonka konsentraatio oli 1,4 %. Tämän liuoksen viskositeetti oli 44 cP mitattuna Brbäkfield-viskosimetrillä kierrosluvulla 50 r/min. Pintaliimaan pantiin pieni määrä väriainetta (0,04 Rhodamin B 200) niin että voitaisiin arvostella päällysteen tasaisuutta.

Pintaliimaus suoritettiin nopeakäyntisellä koneella, missä paperi päällystettiin yläpuoleltaan. Huoneen lämpötilassa oleva liuos tuotiin rakoon jatkuvasti sellaisella virtauksella, että paperiradan tasainen päällystys aikaansaatiin konenopeudella 450 m/min. Päällysteen määräksi tuli 4,0 cm^/m2.

Päällysteen tasaisuus oli erittäin hyvä.

15 571 44 Päällystys Päällystämisellä tarkoitetaan prosessia, missä valkoinen pigmentti dispergoituna veteen tuodaan paperin pinnalle. Pigmentin sitomiseksi, vaaditaan sen lisäksi sideainetta. Pigmenttinä tulevat kysymykseen esimerkiksi kaoliini, liitu, totaanidioksidi, kiiltoval-koinen ja sideaineina tärkkelys, kaseiini, CMC, polyvinyylialkoholi, synteettiset polymeerit dispersiomuodossa.

Päällystyksen tarkoitus on lisätä paperin valon heijastu-vuutta sekä parantaa koko joukkoa ominaisuuksia, joilla on merkitystä paperin käyttöön, erikoisesti painatuksen kannalta.

Tavallisimmat menetelmät päällystyksessä ovat liimapuris-tin-, ilmaharja- ja terämenetelmät. Päällystys suoritetaan usein erillisessä koneessa paperikoneen ulkopuolella. Nämä menetelmät voi-' daan edullisesti korvata keksinnön mukaisella tavalla.

Esimerkki 2

Kokeessa käytettiin valkaisematonta voimapaperia, jonka pintapaino oli 110 g/m^. Kosteuspitoisuus paperissa oli 6,2 % ja pintakarkeus yläpuolella oli 755 ml/min Bentsenin mukaan.

Päällystysseoksena oli Dinkie A-pigmentti, eräs English China Clay-yhtiön kaoliinilaatu. Sideaineena käytettiin 12 osaa Dow Latex 680:ä ja 2 osaa Cellufix PF-20:tä laskettuna 100 osaa kohti pigmenttiä. Sideainetta, joka on styreeni-butadieenilateksi ja vastaavasti karboksimetyyliselluloosan natriumsuola, toimittavat Dow Chemical ja vastaavasti SCA. Seoksessa oli lisäksi 0,3 osaa glyoksaalia märkälujuuden antajana. Päällystysseoksen kuiva-ainepitoisuus oli 47,5 % ja viskositeetti 390 cP mitattuna Brookfield-viskosimetrillä kierrosluvulla 50 r/min ja 23°C:ssa.

Päällystäminen suoritettiin koekoneessa, missä paperi päällystettiin yläpuoleltaan. Huoneen lämpötilassa oleva päällystys-seos tuotiin rakoon jatkuvasti. Konenopeus säädettiin siten, että tuotu määrä vastasi Pmin:ä. Tuotu määrä seosta oli 9 >4 em^/nr tai 7,7 g/m2, mikä vzstasi n. 3,7 g/m2 kuivaa ainetta.

Päällystetty paperi kuivattiin kuumalla ilmalla.

Päällystys oli hyvin tasainen ja valon heijastuvuus suureni paperilla päällystyksen ansiosta 26,4:stä 50,6 #:in. Märkähan-kausvastus määritettynä TAPPI RC 184-menetelmän mukaan oli 93 % ja pintalujuus päällystekerroksessa oli 105 cm/s määriteltynä IGT:llä.

Pintavalkaisu

Pintavalkaisu on tunnettu prosessi, jota ei kuitenkaan käytetä nykyään teollisuudessa. Vaikeus piilee ennen kaikkea siinä, 16 57144 että valkaisureaktiot ovat suhteellisen hitaita, niin ettei nopea-käyntisellä koneella ehditä valkaista ennenkuin paperi täytyy kuivata. Jos valkaisun kuitenkin annettaisiin jatkua valmiissa paperirullassa, olisi aika riittävä. Jotta tämä olisi taloudellisesti kannattavaa, ei ole tarpeen rullata paperia uudestaan sen kuivaamiseksi. Toisin sanoen täytyy tuoda hyvin vähän vettä. Tämä on mahdollista esillä olevan keksinnön mukaisella rakomenetelmällä.

Esimerkki 3

Kokeessa käytettiin superkalanteroitua aikakausilehtipaperia, jonka pintapaino oli 60 g/m2, joka oli valmistettu 2k 5?:sta kemiallista massaa ja 76 5S:sta hioketta. Tuhkapitoisuus paperissa oli 22,5 % ja kosteuspitoisuus 6,0 %. Pintakarkeus oli 35 ml/min Bendtsenin mukaan.

Valkaisuneste käsitti 5 % natriumditioniittiliuosta, joka oli puskuroitu kaliumvetyfosfaatilla pH-arvoon 5,2.

Valkaisu suoritettiin koekoneessa, missä paperi päällystettiin yläpuoleltaan. Huoneen lämpötilassa oleva valkaisuneste tuotiin hakoon jatkuvasti. Konenopeus säädettiin siten, että tuotu määrä oli juuri P- -arvon yläpuolella. Tuodun valkaisunesteen määrä oli *7 p “ϋίΐ p 2,8 cm /m tai 0,14 g natriumditioniittia/m , mikä vastasi 2,3 kg natriumditioniittia/tonni paperia. Paperin vaaleus nousi 67,9:sta 69,7 %:in.

Menetelmää voidaan esimerkiksi käyttää paperin loppuvaa-leuden säätämis-een.

Pintavärjäys Värjättyä paperia valmistetaan jatkuvatoimisesti useimmiten lisäämällä väriaine massasulppuun, mutta pintavärjäys tulee yhä tavallisemmaksi. Pintavärjäyksellä on useita etuja verrattuna massa-värjäykseen. Pintavärjäys ei vaadi niin paljon väriainetta kuin massa-värjäys halutun väriefektin aikaansaamiseksi samalla kun vältetään joukko probleemoita, joita syntyy massavärjäyksessä. Massavärjäykses-sä väriaine ei pysy 100 $:sesti paperissa, vaan osaksi se joutuu kiertoveteen, mikä toisaalta tuo mukanaan vaikeuksia siirryttäessä tuotannossa värjätystä paperista värjäämättömään paperiin ja toisaalta voi johtaa vakaviin ympäristöongelmiin.

Usein riittää tai on jopa toivottavaa, että ainoastaan toinen puoli paperista on värjätty. Tällaisessa tapauksessa tulee kysymykseen vain pintavärjäys.

Useita tunnettuja menetelmiä voidaan tietysti käyttää myös pintavärjäykseen, mutta rakomenetelmä keksinnön mukaisesti sellaisena kuin se esitetään hakemuksessa omaa joukon suuria etuja.

17 571 44

Se mahdollistaa hyvin yksinkertaisen ja tasaisen väriaineen tuonnin myös suurilla nopeuksilla. Edelleen on mahdollista hyvin yksinkertaisesti ja tehokkaasti ohjata ja säätää tuodun väriaineen määrää. On myöskin hyvin helppoa aloittaa ja lopettaa värjäys kytkemällä väri-liuosta rakoon syöttävä pumppu päälle ja pois.

Oleellinen etu sovellettaessa keksinnön mukaista menetelmää pintavärjäykseen on edelleen siinä, että on mahdollista tuoda niin pieni määrä väriliuosta, että jälkikuivaus voidaan tehdä hyvin yksinkertaisesti esimerkiksi joillakin infrapunaelementeillä tai kuivaus voidaan jopa välttää. Jälkimmäinen pätee erikoisesti yksipuolisissa värjäyksissä.

Esimerkki 4a

Suoritettiin kaksi koetta kaksipuolisella pintavärjäyk-sellä. Kokeissa käytetyt pohjapaperit olivat kaksi aikakausilehtipaperia seuraavin ominaisuuksin.

Paperiominaisuudet Esim. 4A Esim. 4B

Pintapaino g/m^ 51 67

Kuitukoostumus: % hioke 85 87 % kemiallinen 13 massa 0

Tuhkapitoisuus % 7 12

Kosteuspitoisuus % 6,8 7,2

Pintakarkeus, Bendtsenin mukaan ml/min 230 500 Väriaineena käytettiin BASF:n juoksevia emäsväriaineita. Väriliuokset valmistettiin sekoittamalla juoksevat väriaineet veteen.

Tehtäessä erikoisesti keltainen ja erikoisesti vihreä värisävy käytettiin seuraavia väriainekokoomuksia:

Väriaine Esim. 4A Esim. MB

Auramin fltlssig kz % 0,05 0,0¾

Chry soidin % 0,10

Burmagriln % 0,0¾

Pintavärjäys suoritettiin koekokeessa, missä paperi ensin päällystettiin viirapuolelta ja sitten yläpuolelta. Huoneen lämpötilassa oleva liuos tuotiin rakoon jatkuvasti. Konenopeus säädettiin siten, että tuotu määrä ylitti suurella marginaalilla arvon Pm^n» jotta voitaisiin saada yhtä suuri päällystemäärä ylä- että viirapuo-lelle ja siten saada sama värjäysvoimakkuus molemmille puolille.

18 571 44

Tuotu määrä tässä kokeessa oli 10,0 cm^ kummallakin puolella. Päällystetty paperi kuivattiin kuumalla ilmalla. Kummassakin kokeessa tuli paperi värjättyä erittäin tasaisesti.

Esimerkki 4b

Yksipuolisessa pintavärjäyskokeessa ilman jälkeenpäin tapahtuvaa kuivausta käytettiin superkalanteroitua paperia, jonka pintapaino oli 55 g/m^ ja joka oli valmistettu 25 5S:sta kemiallista massaa ja 75 %:sta. hioketta. Paperin tuhkapitoisuus oli 10 % ja kosteuspitoisuus oli 6,3 ί. Pintakarkeus paperin yläpuolella oli 50 ml/ min Bendtsenin mukaan.

Väriaineena käytettiin BASF:n juoksevia emäsväriaineita. Väriliuos valmistettiin sekoittamalla 2,6 % Auramin flUssig kz ja 0,1 % Burmagrtln veteen.

Pintavärjäys suoritettiin rjopeakäyntisellä koneella. Paperi päällystettiin yläpuoleltaan. Huoneen lämpötilassa oleva liuos tuotiin rakoon jatkuvasti ja virtaus säädettiin siten, että tuotu määrä oli juuri yli Pmin:n. Konenopeus oli 170 m/min. Tuodun väri-liuoksen määrä oli 3,7 cm^/m^. Värjätty paperi rullattiin ilman kuivausta. Kosteuspitoisuus pohjapaperissa oli 6,3 % ja värjäyksen ja rullauksen jälkeen 10,1 %. Laskettu kosteuspitoisuus värjäyksen jälkeen on 13,0 %. Paperin kosteuspitoisuus laskee siis 2,9 % luonnollisen haihtumisen johdosta raon ja rullauksen välillä.

Paperi oli hyvin tasaisesti värjäytynyttä ja sitä voitiin käyttää sellaisenaan ilman edelleenkuivausta. Se oli esimerkiksi sopivaa jatkoseteleihin.

Keksinnöstä on samat periaatteelliset esitetyt edut sovellettaessa muihin käyttötapauksiin. Niihin kuuluu esimerkiksi päällystäminen vesidispersioilla tai emulsioilla käyttäen luonnon tai synteettisiä polymeerejä sellaisten erikoisominaisuuksien kuin hydrofo-bisuuden, kuumasaumautuvuuden, kaasuntiiviyden, vesitiiviyden, öljy-tiiviyden jne. aikaansaamiseksi. Käyttämällä hyväksi keksinnön mukaista mahdollisuutta tuoda haluttu polymeeri mahdollisimman pienen vesimäärän kanssa saadaan aikaan tietty haluttu efekti minimipoly-meerimäärällä ja siten mitä halvimmin kustannuksin.

Samanaikaisesti pienenevät kuivauskustannukset.

Rakomenetelmästä on edelleen se etu, että päällystyslaite on halpa ja vaatii vähän tilaa.

Claims (5)

19 57144

1. Menetelmä valmistaa pintakäsitelyä paperia jatkuvan rainan muodossa, jolloin raina johdetaan poikittain rainaan nähden sovitetun, säiliössä olevan rakomaisen aukon yli ja välittömässä kosketuksessa siihen, tunnettu siitä, että lähtömateriaalina käytettyyn pohjapaperiin on ennen varsinaista pintakäsittelyä aikaansaatu korkeintaan 800 ml/min:n Bendtsen-pintakarkeus käsiteltävälle pinnalle tai käsiteltäville pinnoille, että näin saatu paperi yksipuolisen tai kaksipuolisen pintakäsittelyn yhdessä tai kahdessa vaiheessa johdetaan mainitun rakomaisen aukon yli, että käsittelynes-tettä, joka koostuu vedestä sekä siihen liuotetusta tai dispergoi-dusta käsittelyaineesta, syötetään jatkuvasti tasaisella virtauksella säiliöön ja ulos rakomaisesta aukosta tiettyyn vlrtausarvoon säädettävän säätölaitteen avulla ja että koko nestevirtaus rakoaukon läpi tuodaan paperiradalle, jolloin määrä on vähintään (1,4 + 3 2 0,0107 B) cm /m paperin puolta kohti, missä B = pintakarkeus Bendt- 3 2 senin mukaan ja jolloin määrä on korkeintaan 10 cm /m paperin puolta kohti, jonka jälkeen paperi mahdollisesti kuivataan ja lopuksi rullataan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rata kulkee säiliön tasaisen pinnan päällä, jossa pinnassa on rakomainen aukko.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rata tulo- ja menopuolella muodostaa kulmat (a vast.8 ), joiden suuruus on välillä 0° - 45°, etupäässä välillä 5°- 30°, säiliön tasaisen pinnan kanssa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rata muodostaa säiliön ulkosivun kanssa rakomaisen aukon jälkeen päästökulman, jonka suuruus on vähintään 30°, etupäässä vähintään 120°.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mahdolliset paikalliset erot paperin rata-jännityksessä tasoitetaan paineilmalla, joka tuodaan radan poikki jaetuista suuttimista rataa vasten.