FI78946B - Saett att framstaella flerskiktspapper. - Google Patents

Description

1 78946

Monikerrospaperin valmistustapa. - Sätt att framställa flerskiktspapper.

Keksintö koskee täysin yleisesti uutta paperin valmistustapaa, erityisesti korkealuokkaisen monikerrospaperin valmistustapaa. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee paperin valmistustapaa, jossa massa johdetaan suppenevaan kitaan kahden vettä läpäisevän muotoilunauhan väliin, esim. kahden muotoiluviiran tai muotoilu-viiran ja huovan väliin, ja massasta poistetaan vesi ja massasta muodostetaan paperirata ohjaamalla mainitut kaksi muotoilunauhaa niiden välissä olevan massan kanssa pitkin kuperasti kaartuvaa sileää pintaa muotoilunauhaa tukevan elimen päällä, ja jolloin vähintään kaksi nauhamaista, sivusuunnassa toisensa peittävää paperimassan osavirtaa ruiskutetaan keskenään erilaisella nopeudella suppenevaan kitaan päälletysten, mutta erillään toisistaan ja yhdensuuntaisina tai hieman suppenevasti siten, että osavirtojen toisiaan kohti olevat pinnat lähestyvät asteittain toisiaan ja kohtaavat kerrostetun, yhdistetyn virran muodostuessa niiden siirtyessä kohti kidan ahtaampaa päätä.

Aiemmin on ehdotettu valmistaa monikerrospaperia siten, että muotoiluviiralle syötetään useita massavirtoja monikerrostulo-laatikon syöttöaukosta, joka laatikko periaatteessa muodostuu joukosta päällekkäin pinottuja tulolaatikoita, jotka voivat olla yhteisen vaipan sisässä. Monikerrostulolaatikot useamman massakerroksen muodostamiseksi samanaikaisesti esitettiin ensimmäisen kerran saksalaisessa patenttijulkaisussa 899 896, jossa katsottiin, että yksittäisten osavirtojen nopeudet on yhdistetyssä massavirrassa yhtenäistettävä siten, että vältetään kaikki suhteelliset nopeudet osavirtojen välillä ja siten myös massojen sekoittuminen niiden poistuessa syöttöaukosta. Siitä lähtien alan ammattimiehet ovat katsoneet, että nämä ehdot ovat edellytys kerrospuhtaudelle.

Ruotsalainen kuulutusjulkaisu 358 683 kuvaa monikerrostulo- laatikkoa, jossa on ylemmät ja alemmat seinät ja välissä olevat erotusseinät, jotka muodostavat erilliset kanavat erilaisten 2 78946 massojen tai eri nopeudella kulkevien massojen johtamiseksi peräjälkeen syöttöaukkojen lävitse, jotka on erotettu toisistaan ja järjestetty tietylle etäisyydelle toisistaan koneen suunnassa, massiiviseen rintatelaan tai imurintatelaan. Tällaiset koneet, joissa kerrokset lasketaan peräjälkeen, soveltuvat käytettäväksi ainoastaan alhaisten konenopeuksien yhteydessä eivätkä ne sovellu alhaisen pintapainon omaavien papereiden, kuten silkki-paperin valmistukseen.

Viime vuosina on pystytty saamaan aikaa poikkeuksellinen kerros-puhtaus siten, että on estetty massavirtoja pääsemästä yhteen sen jälkeen kun ne ovat tulleet syöttöaukosta ja siirtyvät lyhyen matkaa kohti muotoiluvyöhykettä. Tällöin on käytetty ns. ilma-kiiloja, joita pidetään virtojen välissä, kun ne poistuvat syöttöaukosta. Tällaisessa ilmakiilatekniikassa käytettäviä tehokkaita menetelmiä ja laitteita kuvataan ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 421 328 (=FI 62156) ja kanadalaisessa patenttijulkaisussa 1 134 658.

Oheisen keksinnön tavoitteena on paperin valmistuksen, erityisesti monikerrospaperin valmistuksen yhteydessä saada aikaan parannus arkin muodostuksessa ja, esitettävässä tapauksessa, kerrospuhtaudessa.

Keksinnön mukaisesti tämä tavoite saavutetaan soveltamalla johdannossa esitetyn tavan lisäksi niitä erikoispiirteitä, jotka on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusosassa.

Aivan yllättäen ja ristiriidassa sen kanssa mitä ammattimiehet ja asiantuntijat ovat osanneet odottaa, on nimittäin havaittu, että jos monikerrostulolaatikon, erityisesti monikerrostulolaati-kon jota käytetään yllä mainituissa patenttijulkaisuissa kuvatussa ilmakiilatekniikassa, syöttämän lähinnä valssityyppisen kaksoisviiramuotoilijän sileää muotoiluvalssia olevan massa-virran nopeus pidetään hieman suurempana kuin sitä rajoittavan, ruiskutetun virran nopeus, voidaan saavuttaa huomattavasti parannettu monikerrospaperin kerrospuhtaus ja -muodostus.

3 78946

Tulolaatikossa, jossa jäykät erotusseinämät on ohjatusti kiinnitetty ylävirtapäästään, jotta ne pääsisivät vapaasti kallistumaan, voidaan vaadittava nopeusero kyseisten kanavien välillä saada aikaan sopivalla massavirtakanavien geometrian ohjauksella, tai säätämällä tulolaatikon ulkoseinän alavirtapäitä syöttö-aukkojen säätämiseksi, tai massavirtojen sopivalla säätelyllä yksittäisissä kanavissa. Jos erotusseinämät ovat jäykkiä ja kiinteitä, mutta niillä on säädettäviksi järjestetyt, ohjaavasti kiinnitetyt ylävirtapäät, voidaan tavoitellut nopeuserot lisäksi saada aikaan kiertämällä ohjaimia erotusseinämien aseman muuttamiseksi .

Suositeltavassa sovellutusmuodossa on tulolaatikossa jäykät erotusseinät kiinteäksi puristettuine ylävirtapäineen, ja tavoitellut nopeuserot saadaan aikaan säätämällä ylempää tai alempaa tulolaatikon seinää koko syöttöaukon säätämiseksi, säätämällä virrat erillisissä kanavissa, muuttamalla sopivasti kanava-geometriaa, tai näiden yhdistelmällä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirrustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti monikerrostulolaatikon suositeltavan sovellutusmuodon suukappaleosan, joka on järjestetty antamaan monikerrosmassavirran muotoiluvyöhyk-keelle valssityyppisessä kaksoisviiramuodostajassa, keksinnön mukaista tapaa käyttäen.

Kuvio 2 esittää suurennettuna suukappaleaukon ympäristöä ja esittää massavirrat ja niiden välissä olevat ilmakiilat.

Kuvio 3 eisttää kaaviollisesti toista suositeltavaa monikerrostulolaatikon sovellutusmuotoa, jossa nopeuserot yksittäisten kanavien välillä saadaan aikaan muuttamalla kanavien suppenemista.

4 78946

Kuviossa 1 kaaviollisesti esitetty monikerrostulolaatikko 10 on samaa tyyppiä kuin kanadalaisessa patenttijulkaisussa 1 134 658 kuvattu ja kykenee antamaan useita massa osavirtoja 11 muotoilupinnalle 12. Osavirrat 11 ruiskutetaan kitaan 13, jota rajoittaa kaksi vettä läpäisevää päättymätöntä muotoilunauhaa, esim. päälliviira 14 ja sisäviira tai -huopa 15, jotka on järjestetty kulkemaan tavanomaisella tavalla rintavalssin 16 tai vastaavasti sileäpintaisen muotoiluvalssin 17 kautta. Haluttaessa sileä muotoiluvalssi 17 voidaan korvata kuperasti kaartuvalla muotoilukengällä tai vastaavalla viiran tukielimellä.

Tulolaatikko 10 on jaettu useisiin massavirtakanaviin 18, 19 ja 20 joukolla jäykkiä erotusseiniä tai ohjainlevyjä 21 ja 22. Näiden ylävirtapäät 23 vastaavasti 24 on lujasti kiinnitetty tulolaatikkoon, ja alavirtapäät 25 vastaavasti 26 työntyvät esiin lyhyen matkan tulolaatikon suukappaleaukon 27 lävitse.

Ilmaa tai muuta sopivaa kaasua johdetaan poikittaisjakajan 28 vastaavasti 29 lävitse ja edelleen tiehyeiden 30 vastaavasti 31 erotusseinämien 21 vastaavasti 22 ylävirtapäihin muodostettuihin tiehyeisiin 32 vastaavasti 33, jotta saadaan aikaan ja pidetään ilmakiilat 11a (kuvio 2) yksittäisten osavirtojen välissä niiden jättäessä suukappaleaukon, kuten selitetään mainitussa kanadalaisessa patenttijulkaisussa 1 134 658.

Erilliset massat johdetaan kanaviin 18, 19 ja 20 putkipaketin kautta, joka käsittää putkiasennukset 34, 35 ja 36. Yksittäiset johdettavat massat pidetään esittämättä jätetyillä pumpuilla aikaansaatavalla paineella erillisinä. Edelleen ylempi suukap-palehuuli 37 on varustettu tavanomaisella, esittämättä jätetyllä elimellä huulen nostamiseksi ja laskemiseksi suukappaleaukon säätämistä varten.

Sopivimmin ovat erotusseinämät 21 ja 22 alavirtapäästään varustetut taipuvilla sopivasta materiaalista, esim. muovista olevilla folioilla 38 ja 39. Folioiden 38 ja 39 leveys koneen poikittais-suunnassa voi olla yhtä suuri kuin erotusseinämien 21 ja 22 ja ne voivat ulottua riittävän pitkälle koneen suunnassa pitääkseen 5 78946 osavirrat erillään lyhyen matkaa sen jälkeen kun ne on laskettu yhteen ilmakiilan alavirtapäässä. Nämä foliot eliminoivat mahdolliset virtojen tasoa vasten kohtisuorat nopeuskomponentit ilmakiilojen alavirrassa ja auttavat siten kerrospuhtauden ja muodostumisen paranemisessa.

Keksintöä sovellettaessa on osoittautunut, että jos osavirran massanopeus kanavasta 18, joka sijaitsee sileän muotoiluvalssin 17 edessä, pidetään hieman suurempana - korkeintaan 10 % mutta vähintään 15 m/min suurempana - kuin massanopeus jossakin muussa osavirrassa ja, että jos sen lisäksi kunkin osavirran, joka on etäämpänä sileästä muotoiluvalssista 17, nopeus on korkeintaan yhtä suuri kuin lähempänä muotoiluvalssia 17 sijaitsevan, rajoittavan osavirran nopeus, niin voidaan valmistaa monikerrospaperia, jolla on huomattavasti parannettu kerrosmuodostus ja kerros-puhtaus .

Tyypillisessä vertailuajossa kiinnitetään erotusseinämät 21 ja 22 sellaiseen asentoon, että koko suukappaleaukko ennen koneen käynnistämistä muodostuu kolmesta raosta, jotka kukin ovat 4 mm leveitä. Kaksikerroksinen paperi valmistetaan ajamalla keltaiseksi värjätty lehtipuukuitumassa kanavaan 18 ja siniseksi värjätty havupuukuitumassa kanaviin 19 ja 20 tulolaatikossa, joka on samanlainen kuin kuviossa 1 esitetty. Paperikoneen käynnistyksen jälkeen pumppujen kierrosluvut säädettiin siten, että alkuperäiset suhteet kolmen suukappaleleveyden kesken säilytettiin muuttumattomana. Virtausnopeudet suukappaleaukossa mitattiin ja niiden suuruudeksi saatiin 952 m/min, 962 m/min ja 954 m/min kanavien 18, 19 ja vastaavasti 20 ulostulojen kohdalla.

Koneella ajettiin nopeudella 800 m/min ja valmistettava paperi testattiin kerrospuhtauden suhteen halkaisemalla se useisiin kerroksiin, värjäämällä kuidut ja tarkastelemalla kutakin kerrosta mikroskoopin avulla, ja laskemalla näkyvien lehtipuukuitujen ja havupuukuitujen määrät. Pintakerrospuhtaus lehtipuuker-rokselle ja havupuukerrokselle oli 90 % ja vastaavasti 69 %.

6 78946 Tämän jälkeen sen pumpun kierroslukua, joka johti lehtipuu-massaa kanavaan 18, nostettiin kunnes pumpusta ruiskutetun virran nopeudeksi mitattiin noin 980 m/min, jolloin kanavista 19 ja 20 ruiskutettujen virtojen nopeudet olivat noin 959 m/min ja 949 m/min. Jälleen paperia valmistettiin konenopeudella 800 m/min. Pintakerrospuhtaus nyt valmistetuille papereille, samalla tavoin määriteltynä, oli 94 % ja vastaavasti 98 % lehtipuukerrokselle ja havupuukerrokselle, toisin sanoen huomattavasti korkeampi kuin vertailuajossa. Kerrospuhtauden ja -muodostuksen paraneminen oli hyvin huomattavaa värjätyistä massoista valmistettujen koearkkien visuaalisessa tarkastuksessa.

Osavirtojen väliset nopeuserot voidaan tehokkaasti saada aikaan siten, että pumppujen, jotka johtavat yksittäisiä massoja kanaviin 18, 19 ja 20, kierroslukuja muutellaan. On myös mahdollista saada aikaan nopeuserot säätämällä suukappaleaukkoa kohottamalla tai laskemalla ylempää suukappalehuulta 37 tunnetulla tavalla. Vaihtoehtoisesti nopeusero saadaan aikaan muuttamalla tulolaatikon virtauskanavien geometriaa. Tämä voidaan saavuttaa esim. konstruoimalla tulolaatikko siten, että joko sen lattia tai katto voidaan siirtää sisäänpäin tai ulospäin suppenemisen muutamiseksi yhdessä tai useammassa kanavassa, kuten kuviossa 3 on esitetty.

Kuviossa 3 tulolaatikko 10 on varustettu katolla, joka ylävirtaan sijoitetulta osaltaan on kaksiseinämäinen ja käsittää alakaton 40, joka on kiinnitetty alavirtapäästään 41, mutta on vapaa siirtymään toisesta päästään 42. Alakatto 40 muodostaa liittymän peruskammioon 43, joka on sovitettu ottamaan vastaan sopivasti paineistetun virtaavan aineen (kaasun tai nesteen) putken 44 kautta säädettävästä, esittämättä jätetystä lähteestä. Tavanomaiset tiivistyselimet on järjestetty alakaton 40 ylä-virtapäähän 42, jotta mahdollistettaisiin sen liikkuminen samalla kun estetään massan vuodot kanavasta 18 kammioon tai paineisen aineen vuoto kammiosta 43 kanavaan 18.

7 78946 Säätämällä virtaavan aineen painetta kammiossa 43 verrattuna massavirran paineeseen kanavassa 18 voidaan saada aikaan ala-katon 40 ylävirtapään taipuminen siten, että kanavan suppeneminen muuttuu ja siten massa virtausnopeus kanavassa. Tämä aiheuttaa paine-eron rajoittavan erotusseinämän 21 päällä, mikä saa aikaan jäykän erotusseinämän alavirtapään siirtymisen siten, että erilaiset virtausnopeudet aikaansaadaan siten, että virtaukset pysyvät vakioina.

Keksintö esittää siten uuden ja erittäin tehokkaan tavan valmistaa monikerrospaperia, jolla on huomattavasti parantunut kerros-puhtaus ja -muodostus. Näiden suuresti tavoiteltavien ominaisuuksien ansiosta voidaan käyttää suurempaa määrää halvempia kuituja ilman, että paperin laatu tämän vuoksi heikkenisi, joten paperia voidaan valmistaa halvemmalla.

Keksintö ei ole rajoittunut piirrustuksissa esitettyihin ja yllä kuvattuihin suositeltaviin sovellutusmuotoihin, vaan sitä voidaan vapaasti muunnella seuraavien patenttivaatimusten puitteissa .

Claims (6)

1. Paperin valmistustapa, jossa massa johdetaan suppenevaan kitaan (13) kahden vettä läpäisevän muotoilunauhan (14, 15) väliin, esim. kahden muotoiluviiran tai muotoiluviiran ja huovan väliin, ja massasta poistetaan vesi ja massasta muodostetaan paperirata ohjaamalla mainitut kaksi muotoilunauhaa (14, 15) niiden välissä olevan massan kanssa pitkin kuperasti kaartuvaa sileää pintaa muotoilunauhaa tukevan elimen (17) päällä, ja jolloin vähintään kaksi nauhamaista, sivusuunnassa toisensa peittävää paperimassan osavirtaa (11) ruiskutetaan keskenään erilaisella nopeudella suppenevaan kitaan (13) päälletysten, mutta erillään toisistaan ja yhdensuuntaisina tai hieman suppenevasti siten, että osavirtojen (11) toisiaan kohti olevat pinnat lähestyvät asteittain toisiaan ja kohtaavat kerrostetun, yhdistetyn virran muodostuessa niiden siirtyessä kohti kidan (13) ahtaampaa päätä, tunnettu siitä, että osavirtojen (11) nopeudet asetetaan sillä tavoin, että sen osavirran (11), joka on lähinnä kuperasti kaartuvaa sileää pintaa (17 päällä), nopeus on suurempi kuin rajoittavan, kitaan (13) ruiskutetun osavirran (11) nopeus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että osavirtojen (11) nopeudet säädetään sillä tavoin, että lähinnä kuperasti kaartuvaa sileää pintaa (17 päällä) olevalla osavirralla (11) on korkeintaan 10%, mutta kuitenkin vähintään 15 m/min suurempi nopeus kuin toisella kitaan (13) ruiskutetulla osavirralla (11) ja, että kunkin etäämpänä mainitusta pinnasta (17 päällä) olevan osavirran (11) nopeus on korkeintaan yhtä suuri kuin lähempänä pintaa (17 päällä) sijaitsevan, rajoittavan osavirran.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa, jossa osavirrat ruiskutetaan tulolaatikon syöttöaukkojen (27) lävitse, tunnet- t u siitä, että osavirtojen (11) suhteelliset nopeudet ainakin osittain säädetään muuttamalla vähintään yhtä syöttöaukoista (27) . 9 78946

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen tapa, jossa ruiskutetuissa osavirroissa (11) oleva paperimassa johdetaan tulolaati-kon syöttöaukkoihin (27) tulolaatikossa (10) päällekkäin pinottujen virtauskanavien (18, 19, 20) kautta tai päällekkäin pinottujen tulolaatikoiden muodostamalla laitteella, tunnettu siitä, että ruiskutettujen osavirtojen (11) suhteelliset nopeudet ainakin osittain säädetään muuttamalla ainakin yhden kanavan (18, 19, 20) geometriaa (kuvio 3).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen tapa, jossa ruiskutetuissa osavirroissa (11) oleva paperimassa johdetaan tulolaatikon syöttöaukkoihin (27) tulolaatikossa (10) päällekkäin pinottujen virtauskanavien (18, 19, 20) kautta tai päällekkäin pinottujen tulolaatikoiden muodostamalla laitteella, tunnettu siitä, että ruiskutettujen osavirtojen (11) suhteelliset nopeudet ainakin osittain säädetään muuttamalla kanavien (18, 19, 20) lävitse kulkevia massavirtoja.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen tapa, tunnet-t u siitä, että monikerrospaperin valmistamiseksi ruiskutetut osavirrat (11) muodostuvat erilaisista massoista. 10 78946