FI74073C

FI74073C - PROOF OF ORIGINATION FOR THE PAPER OF THE PAPER.

Info

Publication number: FI74073C
Application number: FI833463A
Authority: FI
Inventors: Per-Johan Aschan; Markku Niemi
Original assignee: Keskuslaboratorio
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1983-09-26
Publication date: 1987-12-10
Also published as: FI833463A0; FI833463A; FI74073B

Description

7407374073

MENETELMÄ JA LAITE PAPERIRAINAN PÄÄLLYSTÄMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR BELÄGGNING AV PAPPERSRENSAMETHOD AND APPARATUS FOR COATING A PAPER WEB - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR BELÄGGNING AV PAPPERSRENSA

Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite paperi-rainan päällystämiseksi/ kuten on määritelty menetelmä- ja vast, laitevaatimuksien johdanto-osassa. Erityisesti keksintö kohdistuu paperin teräpäällystykseen.The invention relates to a method and a device for coating a paper web / as defined in the preamble of the method and device requirements. In particular, the invention relates to the blade coating of paper.

5 Tässä hakemuksessa paperilla tarkoitetaan sekä varsinaista paperia, että myös muita paperituotteita, kuten kartonkia.5 For the purposes of this application, paper refers to both plain paper and other paper products such as paperboard.

Paperin syvä- ja offsetpainettavuuden parantamiseksi päällystetyltä paperilta vaaditaan mahdollisimman kor-10 keata sileysastetta. Nykyisin parhaat normaalimenetelmällä saavutetut sileysasteet vastaavat'karheustasoa 2,1 pm (Parker 10). Päällystettä lievästi kalanteroimalla on päästy sileystasoon, joka vastaa karheusarvoa 1,5 pm (Parker 10) ominaistilavuuden jäädessä tasolle 1,3 cm /g.To improve the gravure and offset printability of the paper, the highest possible degree of smoothness is required for coated paper. Currently, the best smoothness levels achieved by the normal method correspond to a roughness level of 2.1 pm (Parker 10). By slightly calendering the coating, a smoothness level corresponding to a roughness value of 1.5 μm (Parker 10) has been reached, with a specific volume of 1.3 cm / g.

15 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin teräpäällystysmenetelmä ja laite, joilla päästään aiem- * pia korkeampiin sileysasteisiin. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin paperirainan päällystysmenetelmä ja -laite, joita käytettäessä kalanterointi käy tarpeettomaksi j.It is an object of the present invention to provide a blade coating method and apparatus for achieving higher degrees of smoothness. It is a further object of the invention to provide a method and apparatus for coating a paper web in which calendering becomes unnecessary.

2Q ja päällystyksen jälkeen saatava paperin ominaistilavuuden lähtöarvo säilyy ennallaan, so. jäykkyys säilyy. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi päällystysmenetelmä ja -laite, joka soveltuu käytettäväksi erityisesti suursakeuspas-tojen yhteydessä.2Q and the initial value of the specific volume of the paper obtained after coating remains unchanged, i. rigidity is maintained. It is a further object of the invention to provide a new coating method and apparatus which is particularly suitable for use in connection with high-density pastes.

25 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta vii tataan vaatimusosaan.25 For aspects of the invention, reference is made to the claims.

Keksintö perustuu paperirainan pinnalle applikoi-dun päällysteen käsittelyyn kahdessa vaiheessa. Ensin rainan päälle applikoitu ja määrältään säädetty päällyste tasoite-30 taan ja säädetään applikoinnin jälkeen. Tämän jälkeen seuraa päällysteen pinnan silitys ja päällvstemassan hienosäätö toisen terän avulla.The invention is based on the treatment of a coating applied to the surface of a paper web in two steps. First, the coated and adjusted coating is applied to the web and adjusted after application. This is followed by smoothing the surface of the coating and fine-tuning the coating mass with a second blade.

Erityisen edullista on tasoittaa rainalle applikoitu päällyste välittömästi applikoinnin jälkeen. Lyhyt 35 2 74073 applikointietäisyys vähentää teräjuovien muodostusta. Tasoituksen jälkeen seuraa pastan nestefaasin imeytyminen, jolloin päällysteen profiili uudelleen karhenee huolimatta siitä, että päällystysseos tasoitushetkellä täysin täyt-5 tää rainan pinnassa olevat syvennykset. Imeytymisvaiheen jälkeen seuraa päällystetyn pinnan silitys silitysterän avulla. Silitysterä on sijoitettu konventionaalisessa pääl-lystysmenetelmässä käytetyn terän, ns. inverted blade-terän paikalle. Jotta päällysteen pintakerros, joka on tässä vai-10 heessa menettänyt osan nestefaasistaan, ei naarmuuntuisi terän ansiosta, pintakerrokseen voidaan levittää liukas-tusainetta, kuten esimerkiksi kosteata höyryä tai hienojakoista vettä, joka mahdollisesti sisältää sopivia lisäaineita, tai muita pintakäsittelyaineita, välittömästi en-15 nen terää.It is particularly advantageous to smooth the coating applied to the web immediately after application. The short 35 2 74073 application distance reduces the formation of blade streaks. After leveling, the liquid phase of the paste is absorbed, whereby the profile of the coating is re-roughened, despite the fact that the coating mixture completely fills the recesses in the surface of the web at the time of leveling. After the absorption step, the coating of the coated surface is followed by an ironing blade. The ironing blade is located in the blade used in the conventional coating method, the so-called inverted blade blade in place. In order to prevent the surface layer of the coating which has lost part of its liquid phase at this stage from being scratched by the blade, a lubricant, such as moist steam or finely divided water, possibly containing suitable additives, or other surface treatment agents, can be applied immediately. blade.

Suoritetuissa koeajoissa on keksinnön mukaisella menetelmällä ja keksinnön mukaista laitetta käytettäessä päästy entistä parempaan päällysteen sileyteen ilman terä-juovia ja ilman ominaistilavuutta alentavaa kalanterointia. 20 Koeajoissa on saavutettu karheustaso 1,0 pm (Parker 10) .During the test runs carried out, the method according to the invention and the use of the device according to the invention have achieved even better smoothness of the coating without blade lines and without calendering which reduces the specific volume. 20 During the test runs, a roughness level of 1.0 pm has been reached (Parker 10).

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtai-; sesti suoritusesimerkkien avulla.The invention is described in detail below; using performance examples.

Kuvassa 1 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön mu-25 kainen menetelmä toteutettuna keksinnön mukaista laitetta käytettäessä, ja kuvassa 2 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön eräs toinen sovellutus.Figure 1 schematically shows a method according to the invention implemented when using a device according to the invention, and Figure 2 schematically shows another embodiment of the invention.

Kuvassa 1 kulkusuuntaan a liikkuvan päättömän pa-30 perirainan 1 pinnalle levitetään päällystettä applikaatto- ritelan 4 avulla sinänsä tunnettuun tapaan. Applikaattorite-lan 4 jälkeen rainan 1 kulkusuunnassa a on sijoitettu tasoi-tusterä 2, joka tasoittaa applikoidun päällysteen. Keksinnön mukaisesti tasoitettua ja säädettyä päällystettä sili-35 tetään ja hienosäädetään rainaa vasten painettavan silitysterän 3 avulla, joka on sijoitettu etäisyyden b päähän tali 3 74073 tasoitusterän rainan 1 kulkusuunnassa a. Raina on päällystyksen aikana tuettu tukitelaa 6 Vasten, ja pääll1 ystys sekä päällysteen tasoitus ja silitys kohdistuu vain rainan toiselle puolelle 5, so. tukikelaan 6 nähden rainan vastak-5 kaiselle puolelle.In Fig. 1, a coating is applied to the surface of the endless paper web 1 moving in the direction of travel a by means of an applicator roll 4 in a manner known per se. After the applicator roll 4, in the direction of travel a of the web 1, a leveling blade 2 is placed, which smooths the applied coating. According to the invention, the smoothed and adjusted coating is ironed and fine-tuned by means of an iron-pressable ironing blade 3 placed at a distance b from the talc 3 74073 in the direction of travel of the smoothing blade web 1. The web is supported on the support roll 6 during the ironing is applied only to the other side 5 of the web, i.e. with respect to the support coil 6 on the opposite side of the web.

Kuvassa 1 tasoitusterä 2 on sijoitettu olennaisesti välittömästi applikointitelan 4 ja rainan 1 nipin 7 jälkeen. Lyhyt applikointietäisyys, so. applikointitelan 4 ja tasoitusterän 2 välinen etäisyys c vähentää teräjuo-10 vien muodostusta ja helpottaa suursakeuspastojen käyttöä.In Figure 1, the leveling blade 2 is located substantially immediately after the nip 7 of the applicator roll 4 and the web 1. Short application distance, i.e. the distance c between the applicator roll 4 and the leveling blade 2 reduces the formation of blade lines 10 and facilitates the use of high-density pastes.

Keksinnön mukainen silitysterä 3 on sijoitettu sopivasti jonkin matkaa, etäisyyden b päähän tasoitusterästä siten, että rainalle applikointivaiheessa tuodun pastan nestefaasi ehtii imeytyä rainaan ja pigmenttiosa ehtii 15 täyttää rainan pinnassa olevat syvennykset. Tällöin päällysteen profiili karhenee, ja juuri tämä epätasaisuus poistetaan keksinnön mukaisesti erityisen silitysterän 3 avulla.The ironing blade 3 according to the invention is suitably positioned some distance, at a distance b from the smoothing steel, so that the liquid phase of the paste introduced into the web in the application step has time to be absorbed into the web and the pigment part 15 fills the recesses in the web. In this case, the profile of the coating is roughened, and it is precisely this unevenness that is removed according to the invention by means of a special ironing blade 3.

. Voiteluaineen, kuten vesihöyryn tai hienojakoi-20 sen veden levitys rainalle 1 ennen silitysterää 3 on edullista erityisesti silloin, kun päällyste on kuivunut huomattavasti ennen silitysvaihetta; päällysteen kuivaminen ja kuivuneen päällysteen silitys terällä saattaisi aiheuttaa te-räjuovien ja naarmujen muodostusta päällysteeseen, mikäli 25 voiteluainetta ei käytettäisi. Kuvassa 1 voiteluaineena käytetään hienojakoista vettä, joka sumutetaan rainan pinnalle rainan poikkisuunnassa etäisyyden päähän toisistaan sijoitettujen sumutinsuuttimien avulla.. Applying a lubricant such as water vapor or finely divided water to the web 1 before the ironing blade 3 is advantageous, especially when the coating has dried considerably before the ironing step; drying the coating and ironing the dried coating with a blade could cause the formation of grain streaks and scratches on the coating if the lubricant were not used. In Figure 1, finely divided water is used as a lubricant, which is sprayed on the surface of the web in the transverse direction of the web by means of spray nozzles spaced apart from each other.

Käytettäessä suursakeuspastoja päällysteen tasoi-30 tus tasoitusterän 2 avulla suoritetaan edullisesti välittömästi pastan levityksen jälkeen, so. kuvassa välittömästi applikointitelan 4 jälkeen rainan kulkusuunnassa a. Tällöin pastan nestefaasi ei ehdi imeytyä ja teräjuovia ei muodostu päällysteen pinnalle.When using high-density pastes, the leveling of the coating by means of the leveling blade 2 is preferably carried out immediately after the application of the paste, i. in the figure immediately after the application roll 4 in the direction of travel a of the web. In this case, the liquid phase of the paste does not have time to be absorbed and blade streaks do not form on the surface of the coating.

35 Silitysterän 3 etäisyys tasoitusterästä 2 vaikut taa pastan nestefaasin imeytymiseen rainan pintaan ja siihen, 4 74073 että pigmenttiosa täyttää rainan pinnassa olevat syvennykset. Etäisyyden b on oltava riittävä siten, että pigmenttiosa ehtii täyttää rainan pinnassa olevat syvennykset. Etäisyys b, samoin kuin etäisyys c, riippuu m.m. käytettävän pastan kos-5 teusnitoisuudesta, pastan karakteristisista ominaisuuksista, ajonopeudesta, pohjarainan sileysasteesta yms. prosessille cminaista piirteistä. Täten yleispäteviä absoluuttisia mittoja etäisyyksille b ja c ei voida antaa; yleensä b>c.The distance of the ironing blade 3 from the leveling steel 2 affects the absorption of the liquid phase of the paste on the surface of the web and that the pigment part fills the recesses in the surface of the web. The distance b must be sufficient so that the pigment part has time to fill the recesses in the surface of the web. The distance b, as well as the distance c, depends on m.m. the moisture content of the paste to be used, the characteristic properties of the paste, the running speed, the degree of smoothness of the base web, etc. the characteristics of the process. Thus, universally valid absolute dimensions for distances b and c cannot be given; usually b> c.

Applikointi ja tasoitus voidaan suorittaa myös ns.Application and smoothing can also be performed with the so-called

10 kaukaloterää käyttäen. Täten etäisyyttä b voidaan tarpeen vaatiessa lisätä.Using 10 trough blades. Thus, the distance b can be increased if necessary.

Liukastusaineen, tavallisesti veden tai vesihöyryn levitys rainalle ennen silitysvaihetta alentaa pastan sakeutta päällysteen pintakerroksessa välittömästi ennen silitysvaihet-15 ta ja toimii voiteluaineena estäen teräjuovien muodostusta suurellakin pastan kuiva-ainepitoisuuksilla. Täten, vaikkakin rainalle voidaan tuoda päällystyksen yhteydessä ja päällysteen levittämisen jälkeen lisää vettä ennen silitysvaihetta, pastan mukana ja silityksen yhteydessä tuotu kokonaisvesimäärä 20 voidaan pitää alhaisempana kuin konventionaalisissa päällys-tysmenetelmissä. Tämä helpottaa paperin kuivausta päällystyksen jälkeen toteutettavassa tavanomaisessa kuivausvaiheessa ja alentaa kuivauskustannuksia. Tämä johtuu siitä, että kosteuden tuonti rainalle tapahtuu aiempaa tarkemmin säädetty-25 nä käyttäen mahdollisimman alhaista vesipitoisuutta pastan applikoinnin yhteydessä.The application of a lubricant, usually water or water vapor, to the web before the ironing step reduces the consistency of the paste in the surface layer of the coating immediately before the ironing step and acts as a lubricant, preventing the formation of blade streaks even at high paste solids concentrations. Thus, although additional water may be introduced onto the web during coating and after application of the coating prior to the ironing step, the total amount of water introduced with and during the ironing may be kept lower than in conventional coating methods. This facilitates the drying of the paper in the conventional drying step after coating and reduces the drying cost. This is due to the fact that the introduction of moisture into the web takes place in a more precisely adjusted manner, using the lowest possible water content during the application of the paste.

Kuvassa 2 näkyy keksinnön mukaisen menetelmän sovellutus, jossa päällysteen applikointi ja tasoitus suoritetaan kaukaloterää 8 käyttäen. Kaukalomaista terää 8 paine-30 taan tällöin rainaa 1 vasten tiikitelan 6 tukiessa rainaa vastakkaiselta puolelta. Päällyste lisätään terän ja rainan rajoittamaan kaukaloon. Kuvan 2 esittämässä sovellutuksessa etäisyys b kaukaloterän ja silitysterän 3 välillä voidaan järjestää pitemmäksi kuin kuvan 1 esittämässä tavanomaisessa 35 applikointitelaa käytettävässä sovellutuksessa.Figure 2 shows an application of the method according to the invention, in which the application and leveling of the coating is performed using a trough blade 8. The distal blade 8 is then pressed-30 against the web 1 with the teak roller 6 supporting the web on the opposite side. The coating is added to the tray bounded by the blade and web. In the embodiment shown in Fig. 2, the distance b between the trough blade and the ironing blade 3 can be arranged longer than in the conventional application 35 using the applicator roller shown in Fig. 1.

SuoritusesimerkkiWorking Example

Eräässä pilot-plant-mittakaavassa suoritetussa 5 74073 kokeessa paperi päällystettiin (a) normaalimenetelmällä käyttäen ns. inverted trailing blade -menetelmää, (b) käyttäen edellisen lisäksi kalanterointia ja (c) kuvan 1 mukaisella menetelmällä. Päällystettävä paperi päällys-5 tettiin kerta-terä-päällystyksenä. Tulokset kokeesta on esitetty taulukossa 1.In a pilot plant-scale test of 5,74073, the paper was coated (a) by a normal method using the so-called inverted trailing blade method, (b) using calendering in addition to the above, and (c) by the method of Figure 1. The paper to be coated was coated as a single-blade coating. The results of the experiment are shown in Table 1.

Taulukko 1table 1

Menetelmä Karheus Bulk-arvo ^ g Parker 10, yim dm "/kg (a) 2,1 1,6 (b) 1,5 1,3 (c) 1 ,0 1 ,5 15 Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää varsinkin ohuemman paperin päällystyksen yhteydessä kerta-terä-päällystyksenä ja kartongin päällystyksen yhteydessä kaksoispäällystyksenä, kahdessa vaiheessa.Method Roughness Bulk value ^ g Parker 10, yim dm "/ kg (a) 2.1 1.6 (b) 1.5 1.3 (c) 1, 0 1, 5 The method according to the invention can be used in particular for thinner in the case of paper coating as a single-blade coating and in the case of paperboard coating as a double coating, in two stages.

Suoritusesimerkit on tarkoitettu ainoastaan 20 havainnollistamaan keksintöä ja keksinnön sovellutukset voivat vaihdella oheisten patenttivaatimuksien puitteissa.The embodiments are intended only to illustrate the invention, and embodiments of the invention may vary within the scope of the appended claims.

Claims

A method for coating a paper web (1), wherein a coating is applied to the surface of a moving web and the coating is smoothed against the surface of the web by pressing a smoothing blade (2), characterized in that the smoothed coating is smoothed at a distance (b) from the smoothing steel (2). ) by means of an ironing blade (3) pressed against the web (1).

A method according to claim 1, characterized in that 10 lubricants are applied to the surface of the web (1) after smoothing, and that the ironing is performed after application of the lubricant,

Process according to Claim 2, characterized in that water vapor and / or water are used as lubricant.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the coating is applied to the web (1) by means of an applicator roller (4) or a blade tray.

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the coating is smoothed and smoothed with a blade (3) so that the angle (X) of the blade with respect to the dough (1) is 0 to 500.

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the web (1) is coated, the coating is flattened and ironed on one side (5), supporting the opposite side of the web against at least one support device (6) such as a support roll.

6 74073 PATENT CLAIM ET

Apparatus for coating a paper web (1), the apparatus comprising an applicator: (4) for applying the coating to the web and a smoothing blade (2) to be pressed against the web to test the coating, characterized in that the device comprises an ironing blade (3) to be pressed against the web (1) for smoothing the coating located in the direction of travel of the web (a) at a distance (b) from the leveling steel (2). J: 35 7 74073

Device according to claim 7, characterized in that the device comprises a lubricant or surface treatment agent application device (9) arranged to apply the lubricant to the web surface 5 across its width in the direction of travel (a) of the web (1) after the smoothing blade (3).

Device according to Claim 8, characterized in that the application device (9) consists of water vapor and / or water nozzles.

Device according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the applicator (4), the leveling blade (2) and the ironing blade (3) are arranged on one side (5) of the web (1) and that the web is supported on one side by at least one against a support device (6), such as a support roller 15. 74073 6