FI73267C - Bestrykningsanordning foer pappersbana. - Google Patents

Description

7 3 2 6 7 1 Paperiradan päällystin

Bestrykningsanordning för pappersbana

Keksinnön kohteena on paperiradan päällystin, joka käsittää päällystys-5 telan, jonka yhteyteen on muodostettu päällystysnippi päällystysterän, päällystyssauvan, päällystystelan tai muun vastaavan kanssa ja johon päällystimeen kuuluvat päällystettävän roinan molemmin puolin sijoitetut rainan kulkusuunnassa ennen mainittua nlppiä olevat päällysteen syöttölaitteet ja jossa päällystimessä sovelletaan sähkökenttää, jonka avulla Ί0 päällystvsainesumun kulkuun vaikutetaan sähkövarauksiin perustuvalla voimavaikutuksella.

Hienopaperituotannon suuri osa pintaliimataan tai päällystetään. Pinta-liimaus on verraten yksinkertainen ja halpa paperin laadunparannusmene-15 telmä. Pintaliimaus tehdään tavallisesti paperikoneeseen sijoitetussa on-machine liimauspuristimessa. Mekaanista massaa sisältävien hienopape-rilajien pintaliimaus on yleistymässä varsinkin offsettarkoitukseen. Näiden lisäksi ennestään tunnetusti pintaliimataan tai esipäällystetään liimapuristimessa kraftlaineria, kartonkeja ja erilaisia pohjapapereita.

20

Ennestään tunnetusti paperiraina ajetaan liimauspuristimen telanipin läpi, ja liima syötetään paperiin muodostamalla nipin eteen lammikko, jossa raina kostuu ja adsorboi liimaa itseensä. Liimauspuristimen telojen välissä paperirainaan puristuu liimaa hydrodynaamisen paineen ansi-25 osta. Samalla paperin ja telan väliin muodostuu hydrodynaamisen paineen vuoksi 1limakalvo, joka telan jättökidassa halkeaa jättäen paperin pintaan liimakerroksen. Paperiin jäävä liimamäärä riippuu paperin ominaisuuksista, liiman viskositeetista, konenopeudesta, telan halkaisijasta, telan pintaominaisuuksista, nipin viivapaineesta sekä telan muodonmuu-30 toksesta johtuvista tekijöistä.

Koska liimauspuristin on paperikoneen kuivatusosaan liitetty on-machine-laite, on tällä laitteella samoin kuin sitä seuraavilla johto- ja kui-vauslaitteilla pystyttävä ajamaan yhtä suurilla ratanopeuksllla kuin pa-35 perikonettakin. Käytännössä ovatkin useissa tapauksissa liimauspuristin ja sitä välittömästi seuraavat laitteet muodostaneet paperikoneen nopeutta rajoittavan pullonkaulan.

____ - ___ 1.

73267 2 1 Oy Wärtsilä Ab ja Enso-Gutzeit Oy ovat kehittäneet ns. Twostream- pääl-lystimen (Twostream = tavaramerkki), joka soveltuu paperin molemmin puoliseen päällystykseen kun päällystysaineena on pigmentti ja/tai liima. Mainitussa päällystimessä rata kulkee alhaalta ylöspäin kahden suuttimen 5 läpi, joiden kautta päällyste aplikoidaan käsiteltävän radan molemmille puolille samanaikaisesti. Päällysteen tasoitus tapahtuu suuttimien yläpuolella olevalla vastatelan ja terän tai sauvan muodostamalla nipillä.

Em. toiminimet ovat kehittäneet myös ns. Twostream-combi (tavaramerkki) 10 version edellä selostetusta päällystimestä, jossa päällystimessä rata kulkee nimenomaan alaviistoon ylhäältä alaspäin kahden telan muodostaman nipin läpi, joiden rajoittamiin tulokitoihin radan molemmin puolin muodostuu liimalammikot.

15 Es illä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen tekniikan tason mukaisia paperin pintakäsittely]aitteita ja eliminoida niissä ilmenneitä eräitä epäkohtia.

Liimalammikkoja soveltavissa liimauspuristimissa on ollut epäkohtana pin-20 taliiman roiskuminen. Tunnetuissa liimauspuristimissa, jotka perustuvat puristinnippien ja niitä edeltävien liimalammikoiden käyttöön, on liiman tai päällysteaineen konsentraatio ollut rajoitettu, mistä on puolestaan seurauksena radan varsin suuri kostuminen. Tämä on taas aiheuttanut ongelmia mm. katkoriskin nousemista liimauspuristimen jälkeisissä lait-25 teissä sekä verraten suuren kuivausenergian tarpeen. Tämän keksinnön tarkoitus on esittää ainakin osaratkaisuja em. ongelmiin.

Sähköstaattinen ruiskumaalaus jauhemaalilla ja märällä maalilla on ennestään tunnettua. Sähköstaattisessa ruiskumaalauksessa käytetään hy-30 väksi maalauspistoolin ja maalattavan kohteen välistä potentiaalieroa, yleensä siten, että maalattava kohde on maadoitettu niin, että maalattava kohde vetää maalisumua puoleensa. Sähköstaattista ruiskumaalausta käytetään esim. teräsputki- ja ristikkorakenteissa sekä vastaavissa. Maalisuihkun jauhehiukkasten varautumispotentiaali on yleensä n. 20-60 kV. 35 ja märän maalin hiukkasten vastaava potentiaali n. 60-160 kV.

On ennestään tunnettua (US-pat 4,457,256, Polaroid Corp.) käyttää esimer- 3 73267 1 kiksi valonherkkien papereiden yksipuolisessa päällystyksessä sellaista päällystystelaa, jonka yli ulkopinnaltaan päällystettävänä oleva paperi-rata on johdettu kulkemaan. Em. päällystystelan yhteydessä on päällystys-aineen syöttölaitteet, jotka toimivat sähköstaattiseen voimakenttään pe-5 rustuen siten, että mainittu tela on maadoitettuna ja päällystysainetta syöttävät suutinlaitteet on kytketty suurjännitelähteeseen. Edellä selostettu laite ei sellaisenaan sovellu kaksipuoliseen paperiradan päällystykseen, mikä nimenomaan on esillä olevan keksintömme lähtökohta.

10 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edellä selostettuja ennestään tunnettuja päällystyslaitteita ja soveltaa niissä päällystesu-mun hallinnassa uudella tavalla sähköstaattista voimakenttää.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen kaksipuolinen paperi-15 rainan ja vastaavan päälystyslaite, jossa pinnoite ei tunkeudu rainan sisään haitallisessa määrin sitä heikentäen.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen kaksipuolinen päällystyslaite jossa päällystettävään rainaan ei kohdistu tuotantohäi-20 riöitä aiheuttavia voimia.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi aikaansaada sellainen päällystyslaite, jolla saadaan aikaan entistä tasaisempi päällysteen jakautuminen ja tätä kautta päällystekerroksen paksuus on entistä paremmin hallittavissa 25 ja säädettävissä.

Edellä esitettyihin myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että päällystettävän rainan molemmin puolin sovitetut päällysteaineen syöttösumutuslaitteet on yh-30 distetty suurjännitelähteeseen ja että molempien mainittujen syöttösumu-tuslaitteiden vastakohtioksl on järjestetty mainitun yhden ja saraan päällystystelan sähköä johtava sylinterivaippa, joka mainitun päällystysnipin alueella sivuaa päällystettävää rainaa.

35 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisten piirustusten kuviossa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei mitenkään ahtaasti ole --------- · i.

73267 4 1 rajoitettu.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen kaksipuoliseen rainan päällystykseen tarkoitetun laitteen rakenteen pääperiaatetta kaaviollisena sivukuvana.

5

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti päällysteaineen, paineilman ja suurjän-nitteen syöttöä päällysteaineen sumutuslaitteiden yhteyteen.

Kuvion 1 mukaisesti päällystyslaite käsittää verraten suuriläpimittaisen 10 päällystystelan 10, jota käytetään sinänsä tunnetuin käyttölaittein.

Päällystyslaite on esimerkiksi ns. on-machine-laite, jonka on toimittava luotettavasti paperikoneen suurillakin nopeuksilla. Telan 10 pituus vastaa päällystettävän rainan W leveyttä. Mainittu pituus on esim. 8-10 m. Päällystystelalla 10, joka toimii myös päällystysalneen aplikaattorite-15 lana ja päällystyskaapimen 25, 26 vastatelana, on päällystyksen kannalta sopiva sileä pinta 10'.

Tämän keksinnön mukaisesti päällystystela 10 toimii edellä esitetyn lisäksi myös maadoitettuna elektroditelana. Maadoituslaitteita on kuviossa 20 1 esitetty telan 10 sähköäjohtavaan vaippaan 10' liitetyllä liukurenkaal- la 11 joka on harjalaitteiden 12 välityksellä yhdistetty maajohtoon 13. Päällystysaineen sähköstaattisiin sumutuslaitteisiin kuuluu päällystettävän rainan W molemmin puolin sijoitetut syöttölaitteet 21 ja 22, joiden suutinaukot 23 ja 24 syöttävät päällysteaineen sumusuihkun SI ja S2 25 rainan W molemmin puolin. Päällystetelan 10 puoleinen syöttlölaite 21 kohdistaa suihkun SI telan 10 pinnalle 10' sopivassa pienessä kulmassa a ennen sitä kohtaa jossa päällystettävä raina W sivuaa telan 10 pintaa 10'. Vastaavasti rainan W vastakkaisella puolella oleva syöttölaite 22 kohdistaa suihkun S2 rainan W pinnalle olennaisesti sen viivan Tl alu-30 eelle, jossa tuleva raina W kohtaa päällystystelan 10.

Kuten kuvioista 1 ja 2 näkyy ovat sumusuihkun syöttölaitteen 21 ja 22 yhdistetty johtimen 32 välityksellä korkeajännitelähteeseen 30. Syöttö-jännite Uo (tasajännite) , siis se potentiaali, jonka sumusuihkut SI ja 35 S2 saavat on välillä 20-160 kV virranvoimakkuuden Io ollessa yleensä välillä 0,1-2 mA. Suurjännitelähteen 30 toinen napa on yhdistetty maa-johdolla 31 maahan, siis nollapotentiaaliin. Suurjännitelähde 30 on si- 5 73267 1 nänsä tunnettu laite, joten sen rakennetta ei tässä yhteydessä ole tarpeen selostaa.

Syöttölaitteisiin 20 on yhdistetty johdolla 18 paineilmalähde 17, jonka 5 avulla päällystesumu saadaaan aikaan. Laitteistoon kuuluu päällystysai-neen M -säiliö 14, josta lähtevä putki on yhdistetty pumppuun 15, joka syöttää putken 16 kautta sumutusainetta sumutuslaitteisiin 20.

Potentiaalin Uo avulla aikaansaadaan sähköstaattisen kentän volmavaiku-10 tuksen ansiosta sumusuihku SI jakautuu tasaisesti telan 10 pinnalle 10' kerrokseksi K1, joka aplikoituu rainan W toiselle pinnalle rainan V ja telan 10 sivuamissektorilla b. Sivuamissektorin b vastakkaisella puolella on rungon 25 varassa päällystysterä 26. Päällystysterä 26 painaa rainaa W telaa 10 vasten sivuamissektorin b lähtöviivan T2 alueella.

15

Molemmilta puoliltaan päällystetty raina wout johdetaan kulmassa c rainan tulosuuntaan E nähden telasta 10 poispäin esimerkiksi sinänsä tunnetuille leijukuivatuslaitteille tai muille jälkikuivatuslaitteille, joissa molemilta puoliltaan päällystetty raina sinänsä tunnetusti kuiva-20 taan.

Syöttölaitteet 21 ja 22 ovat esimerkiksi koko rainan W leveydelle ulottuvia yhtenäisiä laitteita, joissa on rakosuuttimet 23 ja 24. Vaihtoehtoisesti syöttölaitteet 21 ja 22 muodostuvat useista rinnakkaisista 25 "pistooleista", joita on esimerkiksi noin 200..300 mm:n välein. Rinnakkaisia "pistooleja” käytettäessä sähköstaattinen kenttä aikaansaa sen, että päällysteaine suihkut SI ja S2 jakautuvat tasaisesti rainan W poikkisuunnassa.

30 Kuviossa 1 esitetyt kulmat a, b ja c ovat sopivimmin keskenään olennaisesti yhtäsuuria. Mainittujen kulmien suuruus on yleensä alueella 10°-50° sopivimmin n. 30°.

Rainan W eri puolilla oleviin syöttölaitteisiin 21 ja 22 kytketyt säh-35 köjännitteet Uo voivat myös olla keskenään erisuuruisia ja jopa säädettäviä siinä tarkoituksessa, että voidaan positiivisesti vaikuttaa sumu-suihkujen SI ja S2 varauksiin ja sitä kautta hallita päällystesumun koh- ____ - τ~ 73267 6 1 distusta ja/tai päällysteaineen määriä.

Itse päällysteaineen hajoittaminen sumutuslaitteissa 21,22,23,24 voi tapahtua mekaanisesti laitteisiin kuuluvien pyörivien levyjen avulla, 5 paineilmalaitteiden 17,18 avulla sulakkeessa tai suuren paineen alaisen päällysteen purkautuessa suuttimista. Mainittuja tekniikoita käytetään yleensä ruiskumaalauksen yhteydessä, eikä niiden tarkempi selostaminen tässä yhteydessä ole tarpeen, koska tämä keksinnön uutuuden tunnusmerkit eivät mainittuihin laitteisiin sinänsä kohdistu. Keksinnössä on olen-10 naista se, että paperirata päällystetään kaksipuolisesti siten, että päällysteen sumutuslaitteiden 21,22,23,24 vastakohtiona on yksi ja sama päällystystela 10, jonka johtavalle pinnalle 10' toiset suihkutuslait-teet syöttävät päällystysainekerroksen K1 sähköstaattisen kentän avustamana .

15

Edellä on esitetty päällystysnippi N muodostuvaksi telan 10 ja kaapimen terän 26 välille. Teräpäällystysnipin N asemesta voidaan käyttää sinänsä tunnettua päällystyssauvaa tai telaa, joilla päällysteainetta tasoitetaan Keksinnön mukainen kaksipuolinen sähköstaattinen päällystys sopii 20 erityisen hyvin käytettäväksi sellaisille päällysteille, jotka eivät johda hyvin sähköä. Johtavia vesiohenteisia päällysteitä käytettäessä tarvitaan erikoisrakenteiset suihkutuslaitteet, jotka ovat ruiskumaalauksen yhteydessä ennestään tunnettuja ja joita voidaan soveltaa myös tämän keksinnön yhteydessä.

25

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset joiden määrittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

30 35

Claims (9)

1. Paperiradan päällystin, joka käsittää päällystystelan (10), jonka yhteyteen on muodostettu päällystysnippi (N) päällystysterän (26), päällys- 5 tyssauvan, päällystystelan tai muun vastaavan kanssa ja johon päällysti-meen kuuluvat päällystettävän rainan (W) molemmin puolin sijoitetut rai-nan (W) kulkusuunnassa ennen mainittua nippiä (N) olevat päällysteen syöttölaitteet (20) ja jossa päällystimessä sovelletaan sähkökenttää (Uo), jonka avulla päällystysainesumun (S^, S^) kulkuun vaikutetaan säh- 10 kövarauksiin perustuvalla voimavaikutuksella, tunnettu siitä, että päällystettävän rainan (W) molemmin puolin sovitetut päällysteai-neen syötösumutuslaitteet (21,23;22,24) on yhdistetty suurjännitelähtee-seen (30) ja että molempien mainittujen syöttösumutuslaitteiden (21,23;22,24) vastakohtioksi on järjestetty mainitun yhden ja saman 15 päällystystelan (10) sähköä johtava sylinterivaippa (10'), joka mainitun päällystysnipin (N) alueella sivuaa päällystettävää rainaa (W).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystystin, tunnettu siitä, että mainitun päällystystelan (10) puolella olevat päällysteaineen syöt- 20 tölaitteet (21) on sovitettu sumuttamaan mainitun päällystystelan (10) sileälle pinnalle (10') päällysteainekerroksen (Kl), joka telan (10) pinnalta (10') aplikoituu nipin (N) sektorilla (b) rainan (W) toiselle pinnalle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen päällystin, tunnettu sii- r tä, että päällystystelaan (10) nähden päällystettävän rainan (W) vas takkaiselle pinnalle aplikoidaan sähköstaattista kenttää hyväksikäyttäen päällystesumua (S2) olennaisesti sille alueelle jolla päällystykseen tuleva raina (W) sivuaa (Tl) päällystystelan (10) pintaa (10'). 30

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen päällystin, tunnet-t u siitä, että mainitun päällystystelan (10) sähköäjohtava sylinteri-pinta (10') on maadoitettu (12,13).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen päällystin, tunnet- t u siitä, että päällysteen syöttölaitteet muodostuvat palkeista ja niihin yhdistetyistä rako ja/tai reikäsuuttimista (23, 24), jotka kohdis- 73267 ___ - r~ 8 ^ tavat päällystysainesuihkut (S^, S^) päällystystelan (10) pinnalle (10') ja ralnan (W) vastakkaiselle toiselle pinnalle ennen päällystysnippiä (N) tai vastaavaa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen päällystin, tunnet- t u siitä, että syöttölaitteisiin (21,22) on yhdistetty päällysteaineen pumppu (15), joka imee päällysteainetta säiliöstä (14) ja painaa päällys-teainetta mainittuihin syöttölaitteisiin (21, 22) ja että mainittuihin syöttölaitteisiin (21, 22) on lisäksi yhdistetty paineilman syöttölait-10 teet (17,18).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen päällystin, tunnettu siitä, että päällysteaineen syöttölaitteiden (21,22) ja niiden vastakoh-tiona olevan päällystystelan (10) sähköäjohtavan vaipan (10') välisen 15 tasajännitteen, suuruus Uq = 20-160 kV ja päällystyksen yhteydessä käytetyn virran voimakkuus Iq 0,1-2 mA.

7 73267 Ί Patenttivaatimukset

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen päällystin, tunnettu siitä, että sumutuslaitteisto muodostuu useista rinnakkaisista päällyste- 20 sumun "syöttöpistooleista", joita on n. 10-50 kappaletta rinnakkain.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen päällystin, tunnettu siitä, että rainan (W) eri puolilla oleviin päällysteaineen syöttölaitteisiin (21,22) kytketyn sähköjännitteen suuruus on toisistaan riippumat- 25 tomasti säädettävissä päällysteaineen tasaisen jakautuman aikaansaamiseksi. 30 35 9 73267