FI68984B - Saett och anordning foer en samtidig tvaosidig behandling av en loepande pappersbana med samma behandlingsmedel - Google Patents

Description

1 68984

Menetelmä liikkuvan paperirainan samanaikaisesti molemminpuoliseksi käsittelemiseksi samalla käsittelyaineella

Esillä oleva keksinnön kohteena on menetelmä liikkuvan 5 paperirainan molemminpuoliseksi päällystämiseksi samalla päällystyaineella, jolloin paperiraina johdetaan alaspäin altaan kautta, joka allas on muodostettu rainan suuntaan pyörivän telan ja telaa kohti suunnatun, pitimellä varustetun päällystysterän väliin, ja paperiraina saatetaan osittain 10 ympäröimään pyörivää telaa, minkä johdosta päällystysaineen ylimäärä paperirainan molemmilta puolilta puristuu ulos sivusuunnassa altaan pintatason alapuolella olevassa kohdassa.

Jo kauan on ollut tunnettua samanaikaisesti käsitellä paperirainan molemmat puolet samalla käsittelyaineella joh-15 tamalla esim. liimapuristimessa paperiraina pystysuorasti alaspäin kahden toisiaan vasten puristuvan pyörivän telan väliin muodostetun puristinnipin läpi, jolloin päällystys-pasta syötetään paperirainan molemmille puolille, niin että sopivan korkuinen päällystvsainelammikko muodostuu paperi-20 rainan kummallekin puolelle rainan ja samalla puolella olevan telan väliin.

Tähän menetelmään liittyy useita haittoja. Ns. pinta-liimauksessa esim. tärkkelysliuoksella tai käsittelyssä pig-menttidispersioiden muodossa olevilla päällystysaineilla 25 syntyy ongelmia levitettyyn kerrokseen muodostuvan nk. appel-siininkuorikuvioituman johdosta, mikä johtuu siitä, että paperiraina ja telojen pinnat eroavat toisistaan nipin jälkeen suurin piirtein samalla nopeudella, mikä johtaa pisaranmuo-dostukseen päällystyskerroksessa, kun pinnat erkanevat toi-30 sistaan. Tämä ongelma pahenee rainan nopeuden lisääntyessä.

Toinen pulma, joka myös lisääntyy rainan nopeuden kasvaessa, on melkoisten pyörreliikkeiden syntyminen näihin päällystyspastalammikoihin. Selitys tähän on, että lammikon rajapinnoilla, so. telan pinnalla ja paperirainalla, on sa-35 ma liikesuunta ja siksi ao. pinta saattaa päällystysaineen liikkumaan alaspäin nippiä kohti. Suurissa rainan nopeuksis- 2 68984 sa tästä alaspäinliikkeestä tulee hyvin voimakas ja se johtaa siihen, että päällystyspastavirrat, kun ne kohtaavat alhaalla lammikon pohjalla, kääntyvät törmäyksen johdosta suurella voimalla ylöspäin, minkä jälkeen ne joutuvat lammikon 5 pinnalle. Tästä liikkeestä voi tulla niin raju, että syntyy purkauksia ja päällystysaine sinkoutuu pois lammikosta. Tämä vuorostaan johtaa siihen, että on mahdotonta ylittää tiettyä rainan nopeusrajaa ja käytännössä on osoittautunut, että on olemassa tietty kriittinen nopeus, jonka yli ei voida ajaa 10 liimapuristinta. Tämä nopeus riippuu eri tekijöistä, mutta sen katsotaan olevan 400-600 m/min.

Ennestään on myös tunnettua samanaikaisesti käsitellä paperirainan molemmat puolet samalla käsittelyaineella johtamalla paperiraina pääasiassa pystysuorasti nipin läpi, joka 15 muodostuu yhtäällä paperirainan ja sen suuntaan pyörivän vastatelan ja toisaalla paperirainan ja kaapimen, so. terän-pitimen ja tämän pitämän taipuisan terän, väliin, joka kaavin terä puristaa rainan mainittua vastatelaa vasten. Tämän tunnetun tekniikan erään sovelman mukaan saatetaan paperi-20 raina heti sen tultua ulos mainitusta nipistä taipumaan kulmaan siihen liikesuuntaan nähden, jossa se tulee nipin läpi (vrt. SE PS 301 287). Päällystysaine syötetään sopivalla tavalla paperirainan molemmille puolille, jolloin siitä muodostuu lammikko, so. patoamiskeräymä. Tämän tunnetun mene-25 telmän etuna on ns. appelsiininkuorikuvioituman muodostumis-vaaran poistaminen.

On kuitenkin osoittautunut, että tähänkin tunnettuun ns. BILLBLADE-menetelmään liittyy haittoja. Niinpä eräissä tapauksissa saattaa paperirainassa esiintyä katkoja, kun 30 se kulkee päällystimen läpi, jos paperi on erittäin ohutta tai sillä on hyvin pieni lujuus. Tämä johtuu siitä, että kulkiessaan kaapimen terän ja liikkuvan telan välisen nipin läpi, paperi on vain pieneltä liikkuvan telan pinnan osalta tuettu. Toinen epäkohta on suurilla nopeuksilla ajettavien 35 rainojen käsittelyssä. Telan ja paperirainan väliin muodostettuun osalammikkoon syntyy samalla tavalla kuin mainitus-

II

3 68984 sa liimapuristimessa voimakas liike ja epävakaisuus, jotka suurehkoissa rainan nopeuksissa myös voivat johtaa paperi-rainan katkoihin, erityisesti ohuita tai heikkoja papereita päällystettäessä. Samalla voidaan todeta, että toinen osa-5 lammikko, joka muodostetaan kaapimen (terän) ja paperirainan väliin, on melkoisesti levollisempi eikä aiheuta ongelmia, mikä selittynee siitä, että tässä osalammikossa on vain yksi liikkuva sivu, so. paperiraina, kun taas kaavin eli terä ja teränpidin, on liikkumaton. Tämän vuoksi tapahtuu rauhalli-10 sempi kierto paperirainan tällä puolella olevassa osalammikossa.

Nyt on yllättäen osoittautunut, että yllä mainitut ongelmat ja vaikeudet voidaan poistaa esillä olevalla keksinnöllä.

15 Tähän päästään alussa kuvatulla tavalla pääasiassa si ten, että ylimäärä päällystysainetta syötetään telan ja paperirainan telaa kohti olevan puolen väliin lähellä paperirainan ja telan sivuamiskohtaa tai sivuamiskohdassa niin, että tämä syötetty ylimäärä paperirainan nipin läpikulun yh-20 teydessä pakkosyötteisesti antaa paperirainalle pullistuman, joka on suunnattu telasta poispäin, ja välittömästi nipin yläpuolella sijaitsevan altaan suuntaan, joka nippi on muodostettu terän ja valssin väliin altaan alarajassa.

Keksinnön muut tunnusmerkit ilmenevät oheisissa pa-25 tenttivaatimuksissa ilmoitetuista erityispiirteistä.

Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 on periaatekuva tunnetusta ns. BILLBLADE-raenetelmästä; 30 kuvio 2 on periaatekuva esillä olevan keksinnön tek niikasta; ja kuvio 3 on suurennos kuvion 2 osasta.

Kuviossa 1 esitetyssä tunnetussa BILLBLADE-menetelmässä johdetaan paperiraina 4 pääasiassa pystysuorasti alas-35 päin nuolen A suunnassa päällystysainelammikkoon, joka muodostuu nuolen B suuntaan pyörivän telan 1 ja terän 3 ja 4 68984 vastaavan teränpitimen 2 väliin. Numerolla 5 on merkitty kaavinterän kosketuskohta paperirainaan ja telan pintaan. Usein suositetaan tämän kohdan sijoittamista hieman alaspäin telan keskiön kautta kulkevasta horisontaaliviivasta C-C.

5 Kulma qL , joka muodostuu ko. horisontaaliviivan ja kosketus-pisteeseen 5 menevän telan säteen väliin, on n. 10-15°. Tässä tunnetussa menetelmässä muodostetaan siis kaksi osalammik-koa 14 ja 15 paperirainan eri puolille.

Kuviossa 2 on esitetty laite esillä olevan keksinnön 10 mukaisen menetelmän suorittamiseksi. Laitteessa tela 1 pyörii noulen B suuntaan. Teränpidin yhdessä siihen kiinnitetyn terän eli kaapimen 3 kanssa painaa paperirainan 7 telaa 1 vasten. Tuleva paperiraina 8 saatetaan sopivan johtotelan 9 tms. avulla asettumaan sellaiseen suuntaan, että se osittain 15 ympäröi telaa 1? ympäröintikulma on merkitty p· ja muodostaa kulman, joka on telan keskiön kautta kulkevan horisontaali-linjan C-C ja kohdan 10 välissä, jossa kohdassa raina 8 kohtaa telan ja joka sijaitsee mainitun horisontaaliviivan C-C yläpuolella. Päällystysaine syötetään terän 3 puolelle ta-20 vanomaisesti runsasta ylimäärää käyttäen esim. yhdellä tai useammilla suihkuputkilla 11, niin että muodostuu lammikko 17. Rainan toisella puolella päällystysaine kuitenkin syötetään ylenmääräisesti virtana, joka on suunnattu pääasiassa sitä nippiä kohti, joka muodostuu telan 1 vaippapinnan ja 25 paperirainan sen osan väliin, joka sijaitsee ennen sivuamis-kohtaa 10. Päällystyspasta syötetään sopivasti putkella, jossa on yksi tai useita rakoja 12, niin että päällystysaine ruiskutetaan pääasiassa yhtenäisenä virtana suurella nopeudella tähän nippiin.

30 On osoittautunut, että selityksen alussa ja kuvioon 1 viitaten selostetut ongelmat on täysin ratkaistu. Niinpä on osoittautunut, että hyvin ohuita, heikkoja papereita voidaan molemminpuolisesti päällystää keksinnön mukaan ilman katkoriskiä. Tämä selittyy siitä, että saattamalla ohut tai 35 arka paperiraina osittain ympäröimään telan pintaa, se saa tältä tukea ja että pyörivä telan pinta paremmalla tavalla 68984 toimii myötäkuljettajana ja auttaa vetämään paperirainan kaavinteränippiä kohti. Näin poistetaan ne jännitykset, joita syntyy paperirainassa juuri silloin, kun se menee nipin läpi, missä kitka tai jarruvaikutus on suurimmillaan.

5 On myös osoittautunut, että ongelmat, joita on ollut telapuolen lammikon kanssa ja joita alussa selostettiin, täysin eliminoidaan. Koska lammikkoa ei muodostetakaan sen kohdan yläpuolelle, jossa paperiraina saatetaan kosketukseen telan kanssa, ei synny myöskään ongelmia lammikon epävakai-10 suuden johdosta.

On osoittautunut, että kuvion 2 mukaisessa sovelmassa täytyy mieluimmin käyttää putkea, jossa on yksi pitkittäis-rako, koska siten voidaan helpommin saada aikaan päällystys-ainekalvo, jolloin päällystysaine ruiskutetaan enemmän tai 15 vähemmän yhtenäisenä nippiin. Päällystysainetta syötetään tällöin ylenmääräisestä. Tämä merkitsee, että päällystysainetta syötetään päällystyslaitteella 12 enemmän kuin vasta-telan puoleinen paperin puoli sitä ottaa.

On osoittautunut, että päällystysaineen ylimäärä pu-20 ristuu ulos sivusuunnassa ensiksi lammikon 17 pintatason alla olevassa kohdassa siksi, että paperiraina vallitsevien paineolosuhteiden takia muodostaa itsensä ja telan 1 väliin pussin. Tämä osoitetaan katkoviivalla 13 kuviossa 2. Pussia rajaavat siis telan pinnan osa ja paperin osa ja paperirai-25 nan kummallekin sivulle muodostuu pussimainen aukko. Juuri näiden aukkojen läpi puristetaan ylimäärä sivuttain ulos sekoittumaan siihen ylimäärään, joka myös sivusuunnassa valuu ulos lammikosta 17. Nämä molemmat ylimäärät kerätään sopivasti tunnetuilla laitteilla, esim. suppiloimaisilla vä-30 lineillä, jotka sijoitetaan telan kummallekin puolelle sen molempien päätyjen kohdalle. Sen johdosta, että pussi on muodostettu lammikon 17 yläpinnan alapuolelle, vallitsee suurin piirtein yhtä suuri paine niin pussin sisä- kuin sen ulkopuolellakin. Näin ollen ei paperiraina joudu alttiiksi 35 mainittaville rasituksille, kun ylimäärä telan puolella puristuu sivusuunnassa ulos.

6 68984

On osoittautunut sopivaksi muuttaa paperirainan 8 kietoutumaa telan 1 ympäri ottaen huomioon vallitsevat päällys-tysolosuhteet. Kietoutumiskulma β voi sopivasti nousta 30°: seen ja voi eräissä tapauksissa olla esim. 15°. Kuitenkin on 5 voitu todeta, että kietotumiskulma β ei saisi alittaa 10°.

Syöttölaitteen 12 ei välttämättä tarvitse muodostua yhdestä tai useammasta rakoputkesta, vaan muitakin sinänsä tunnettuja laitteita voidaan tietysti käyttää. Tärkeää on kuitenkin, että nämä saattavat päällystysaineen säädetyssä 10 ja tasaisessa virrassa ja tarkoitukseen sovitetussa määrässä sinkoutumaan paperirainan 8 ja telan 1 pinnan välistä nippiä kohti. Eräissä tapauksissa saattaa olla sopivaa suunnata suihku hieman alaspäin telan pintaa kohti. Toisissa tapauksissa voi olla edullista, että se on suunnattu vähän ylös-15 päin paperirainaa kohti.

Keksinnön yhden vaihtoehtoisen sovelman mukaan voidaan päällystysaineen ylimäärä myös levittää paperirainan telaan päin suunatulle puolelle syöttämällä päällystysainetta ylen-määräisesti telan pinnalle ennen kuin raina 8 koskettaa tätä 20 kohdassa 10. Tähän voidaan sopivasti päästä suorittamalla tasoitus kaapimella, minkä johdosta saavutetaan myös syötetyn päällystysainekerroksen jotakuinkin tasainen levitys ennen kuin syötetty päällystysainekerros kohtaa rainan 8 kosketuskohdassa 10. Tässä mainitussa tapauksessakin päällystys-25 aineen ylimäärä puristuu sivusuunnassa ulos lammikon 17 yläpinnan alla olevassa kohdassa ja oletettavasti vasta heti ennen terän 3 kosketuskohtaa.

On siis yllättäen osoittautunut, että mainittu ongelma ohuita ja huonolujuuksisia papereita päällystettäessä 30 niin pienissä kuin suurissakin rainan nopeuksissa voidaan keksinnön mukaisella menetelmällä täydellisesti eliminoida ja saavuttaa erittäin tyydyttävä päällystystulos.

Esimerrkinä menetelmän soveltamisesta hyvin suurissa nopeuksissa voidaan mainita, että pintaliimaus suoritetaan 35 keksinnön menetelmän mukaan kuiva-ainepitoisuudeltaan 18 % tärkkelysliuoksella rainan nopeudessa 1 000 m/min ja ylikin.

Il 2 68984

Paperin neliömassa on oluut niinkin pieni kuin 40 g/m ja paperi on ollut melkein liimaamatonta. Päällystystuloksesta tulee oikein hyvä ja tärkkelys näyttää olevan tasaisesti jakautunut paperin molemmilla puolilla. Pisaran- tai nypynmuo-5 dostusta ei esiinny. Vertaavissa kokeissa niin traditionaalisessa liimapuristimessa kuin BILLBLADE-päällystyslaittees-sakin osoittautuu mahdottomaksi päästä näin suureen nopeuteen ilman suuria roiskumis- ja katko-ongelmia.

Claims (7)

1. Menetelmä liikkuvan paperirainan molemminpuoliseksi päällystämiseksi samalla päällystysaineella, jolloin paperi- 5 raina johdetaan alaspäin altaan kautta, joka allas on muodostettu rainan suuntaan pyörivän telan (1) ja telaa kohti suunnatun, pitimellä varustetun päällystysterän (3) väliin, ja paperiraina saatetaan osittain ympäröimään pyörivää telaa (1), minkä johdosta päällystysaineen ylimäärä paperirainan 10 molemmilta puolilta puristuu ulos sivusuunnassa altaan pinta-tason alapuolella olevassa kohdassa, tunnettu siitä, että ylimäärä päällystysainetta syötetään telan ja paperirainan (8) telaa kohti olevan puolen väliin lähellä paperirainan ja telan (1) sivuamiskohtaa (10) tai sivuamiskohdassa 15 niin, että tämä syötetty ylimäärä paperirainan nipin läpikulun yhteydessä pakkosyötteisesti antaa paperirainalle pullistuman (13), joka on suunnattu telasta poispäin, ja välittömästi nipin yläpuolella sijaitsevan altaan (17) suuntaan, joka nippi on muodostettu terän (3) ja valssin väliin altaan 20 alarajassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suunnattu päällystysainevirta (16) syötetään telaan päin olevaa paperirainan puolta kohti pääasiassa nippiin, joka muodostetaan telan vaippapinnan ja 25 paperirainan sen osan väliin, joka sijaitsee ennen sitä kohtaa, missä raina sivuaa telaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylimäärä päällystysainetta syötetään telaan päin suunnatulle paperirainan puolelle viemällä 30 päällystysaine telan pinnalle lähellä sitä kohtaa (10), missä raina koskettaa telaa (1).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällystysaine viedään telan pinnalle kaavintekniikalla. 9 68984

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällystysaineen suunnattu virta muodostuu pääasiassa tasaisesta virrasta, joka ruiskutetaan nip-piin suhteellisen suurella nopeudella.

6. Patenttivaatimusten 2 ja 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällystysainevirta syötetään suunnilleen samalla nopeudella kuin paperiraina.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainan kietoutumiskulma [β) TO telalle - laskettuna sivuamispisteen (10) kautta kulkevan telan säteen ja telan keskiön kautta kulkevan horisontaali-viivan (C-C) välisenä kulmana - on ainakin 10°. Patentkrav 68 9 8 4 10