FI79578C

FI79578C - Establishment procedure and apparatus for carrying out the procedure.

Info

Publication number: FI79578C
Application number: FI863124A
Authority: FI
Inventors: Per-Johan Aschan; Markku Niemi
Original assignee: Keskuslaboratorio
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1990-01-10
Also published as: FI863124A0; FI79578B; FI863124A

Description

! 79578! 79578

KAAVINTAMENETELMÄ JA LAITE MENETELMÄN TOTEUTTAMISEKSI -SCHABRINGSFÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR GENOMFÖRANDE AV FÖRFARANDETSCRAPING METHOD AND APPARATUS FOR IMPLEMENTING THE METHOD -CHARRING REQUIREMENTS

5 Keksinnön kohteena on kaavintamenetelmä, jol loin kuiturainan päällystyksen yhteydessä rainan pinnalle levitettävää päällystettä kaavitaan kaasusuihkun avulla ohjaamalla kaasusuihku rainan pintaa vasten.The invention relates to a scraping method in which, in connection with the coating of a fibrous web, the coating to be applied to the surface of the web is scraped by means of a gas jet by directing the gas jet against the surface of the web.

Edelleen keksinnön kohteena on laite kuiturai-10 nan pinnalle levitettävän päällysteen kaapimiseksi kaasusuihkun avulla.The invention further relates to a device for scraping a coating to be applied to the surface of a fibrous web by means of a gas jet.

Ilmakaavintaa käytetään paperin päällystyksen yhteydessä tasoittamaan ja silittämään rainan pinnalle levitettävä päällyste. Käytettäessä ilmakaavintaa ajet-15 tavuus on hyvä. Lisäksi viirujen muodostuminen on olematonta, ja valmiin päällysteen paksuusvaihtelu on hyvin alhaista niin, että painojäljen laikullisuutta ei esiinny.Air scraping is used in connection with paper coating to smooth and iron the coating applied to the surface of the web. When using an air scraper, drive-15 is good. In addition, the formation of streaks is non-existent, and the variation in the thickness of the finished coating is very low so that there is no spotting of the print.

Ilmakaavintaa käytettäessä maksimi ajonopeus 20 on yleensä alueella 300 - 400 m/min käytettäessä mahdollisimman suurta ilmanpainetta (350 - 500 kPa) sekä alhaista (alle 40 %) päällystepastan kuiva-ainepitoisuutta. Kuitenkin näillä ilmanpaineilla pastasumun muodostus on voimakasta ja ilmakaavin likaantuu nopeas-25 ti. Lisäksi päällystemäärä kasvaa usein liian suureksi huolimatta paineen nostosta. Näistä ongelmista johtuen ilmakaavinta on menettänyt alaa teräpäällystysmenetel-mälle huolimatta edellä esitetyistä eduistaan.When using air scraping, the maximum driving speed 20 is generally in the range of 300 to 400 m / min when using the highest possible air pressure (350 to 500 kPa) and a low (less than 40%) dry matter content of the coating paste. However, at these atmospheric pressures, the formation of paste mist is intense and the air scraper becomes dirty quickly. In addition, the amount of coating often becomes too large despite the increase in pressure. Due to these problems, the air scraper has lost ground in the blade coating process despite its advantages presented above.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pois-30 taa edellä esitetyt epäkohdat. Edelleen keksinnön tarkoituksena on kehittää uudenlainen kaavintamenetelmä, jossa ei esiinny ilmakaavinnan yhteydessä esiintyviä epäkohtia.It is an object of the present invention to obviate the above drawbacks. It is a further object of the invention to develop a new type of scraping method which does not suffer from the disadvantages associated with air scraping.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on kehittää 35 uudenlainen kaavintamenetelmä, jolla on ilmakaavinnan edut ja jolla voidaan kuitenkin saavuttaa tavanomaisia ilmakaavintamenetelmiä huomattavasti suuremmat ajonopeu- 2 79578 det ja alhaisemmat päällystemäärät.It is a further object of the invention to provide a novel scraping method which has the advantages of air scraping and which, however, can achieve significantly higher driving speeds and lower coating amounts than conventional air scraping methods.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin laite menetelmän toteuttamiseksi.It is a further object of the invention to provide an apparatus for carrying out the method.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta 5 viitataan vaatimusosaan.With respect to the features characteristic of the invention, reference is made to the claims.

Keksintö perustuu suoritettuihin tutkimuksiin ja kokeisiin, joissa on todettu, että ilmakaapimen ominaisuuksia ja kaavintatulosta voidaan parantaa johtamalla kaapimeen ilmaa raskaampaa kaasua, tai kaasuseos-10 ta, esim. vesihöyryä, ilman ja vesihöyryn seosta tai ilman tai vesihöyryn ja siihen dispergoidun tai kondensoituneen veden seosta tms. seosta.The invention is based on studies and experiments in which it has been found that the properties and scraping result of an air scraper can be improved by introducing a heavier-than-air gas, or a gas mixture, e.g., water vapor, a mixture of air and water vapor mixture.

Ilmakaavinnan yhteydessä kuiturainaan törmäävän ilmasuihkun aiheuttama impulssivoima R± on suoraan 15 verrannollinen ilmasuihkun kaapiman massavirran (mv) sekä ilmavirran nopeuden (U) tuloon. Ilmavirran nopeuden nostaminen johtaa tutkimusten mukaan lisääntyneeseen pastasumun muodostukseen sekä turbulenssivaikeuksiin. Keksinnön mukaan edullisiin tuloksiin päästään lisäämäl-20 lä massavirtaa, so. kaavintavirran massaa, ts. rainaa vasten johdetaan ilmaa raskaampaa kaasua tai kaasuseos-ta.In the case of air scraping, the impulse force R ± caused by the air jet impinging on the fibrous web is directly proportional to the product of the mass flow (mv) and the air flow velocity (U) captured by the air jet. According to studies, increasing the speed of the air flow leads to increased paste mist formation and turbulence difficulties. According to the invention, advantageous results are obtained by increasing the mass flow, i.e. a gas or gas mixture heavier than air is introduced against the mass of the scraping stream, i.e. the web.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää edullisesti ominaispainoltaan ko. käyttöolosuh-25 teissä mahdollisimman raskasta vesihöyryä, so. kylläistä vesihöyryä ja/tai dispergoitua tai kondensoitunutta vettä.In the method according to the invention, it is advantageous to use operating conditions-25 the heaviest possible water vapor, i.e. saturated water vapor and / or dispersed or condensed water.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu jakelu-laite ja ilmaa raskaamman kaasun tai kaasuseoksen, 30 esim. vesihöyryn tai ilman tai vesihöyryn ja siihen dispergoidun tai kondensoituneen veden syöttölaite ilmaa raskaamman kaasun syöttämiseksi jakelulaitteeseen. Ja-kelulaite on järjestetty ohjaamaan höyryä rainan pintaa vasten. Edelleen jakelulaitteeseen kuuluu edullisesti 35 myös ilmansyöttölaite ilman syöttämiseksi jakelulaitteeseen esim. vesihöyryn lisäksi. Jakelulaitteeseen voi kuulua esim. sinänsä ilmakaavinnan yhteydestä tunnettu li 3 79578 pitkänomainen seinämien rajoittama ja huuliaukolla varustettu kaasukammio ja tämän sisään sijoitettu pitkänomainen ja syöttöaukolla varustettu höyrynjakelu-laite, syöttöaukko suunnattu esim. rainaa vasten.The device according to the invention comprises a dispensing device and a supply device for a heavier gas or gas mixture, e.g. water vapor or air or water vapor and water dispersed or condensed therein, for supplying a heavier air to the distribution device. The winding device is arranged to direct the steam against the surface of the web. Furthermore, the dispenser preferably also includes an air supply device for supplying air to the dispenser, e.g. in addition to water vapor. The dispensing device may comprise, for example, an elongated gas chamber delimited by walls and provided with a lip opening, known per se in connection with air scraping, and an elongate steam distribution device with a supply opening placed therein, the supply opening directed e.g.

5 Ohjattaessa rainan pintaan ilmaan tai höyryyn dispergoitua tai kondensoitunutta vettä, dispergointi tai kondensointi voidaan toteuttaa millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla ja/tai laitteella.5 When water dispersed or condensed in air or steam is directed to the surface of the web, the dispersion or condensation can be carried out by any method and / or device known per se.

Käytettäessä keksinnön mukaista kaavintamene-10 telmää saavutetaan paperin päällystysnopeuksia, jotka ovat huomattavasti korkeampia, suuruusluokkaa jopa 2 -3 kertaa suurempia tietyllä päällystemäärätasolla verrattuna tavanomaiseen ilmakaavintapäällystykseen. Vastaavasti, käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää, 15 pastan kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa laadun parantamiseksi verrattuna tavanomiseen ilmakaavintapäällystykseen.By using the scraping method according to the invention, paper coating speeds are achieved, which are considerably higher, on the order of magnitude up to 2-3 times higher at a given level of coating level compared to conventional air scraping coating. Accordingly, using the method of the invention, the dry matter content of the paste can be increased to improve quality compared to conventional air scraper coating.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla ja viitaten 20 oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää graafisesti päällystemäärää ajonopeuden funktiona tavanomaisessa ilmakaavintapääl-lystyksessä ja käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää , 25 kuva 2 esittää erästä keksinnön mukaista lai tetta paperin päällystyksen yhteydessä kaaviokuvana sivulta katsottuna.The invention will now be described in detail with reference to exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows graphically the amount of coating as a function of speed in conventional air scraping and using the method according to the invention.

Esimerkki l 30 Eräässä kokeessa kartonkirainaa päällystettiin, ja päällystepasta levitettiin rainan pinnalle tavanomaisen päällystetelan avulla. Kaavinta suoritettiin johtaen ilmakaapimeen ilman sekaan kyllästettyä vesihöyryä, lämpötila 105 °C, paine 300 kPa. Kaavintapaine oli yhtä 35 suuri kuin normaalisti käytetty ilmakaapimen maksimipai-ne, 340 kPa. Kokeessa määritettiin päällysteen määrä g/ma eri ajonopeuksilla. Vertailukokeena käytettiin 4 79578 tavanomaista ilmakaavinta, maksimipaine 340 kPa.Example 1 In one experiment, a paperboard web was coated, and the coating paste was applied to the surface of the web using a conventional coating roll. Scraping was carried out by passing air to the air cabinet without saturated water vapor, temperature 105 ° C, pressure 300 kPa. The scraping pressure was 35 times the normally used maximum scraper pressure, 340 kPa. The amount of coating in g / ma at different driving speeds was determined in the experiment. 4,79578 conventional air scrapers with a maximum pressure of 340 kPa were used as a control experiment.

Tulokset on esitetty kuvassa 1 graafisesti.The results are shown graphically in Figure 1.

Tuloksista ilmenee, että kaapimen toiminta oli selvästi tehokkaampaa johdettaessa ilman sekaan 5 vesihöyryä. Siten esim. ajonopeudella 300 m/min kaapimen kartonkipinnalle jättämä pastamäärä oli 12 g/ma (keksinnön mukainen menetelmä) käytettäessä tavanomaista ilma-kaavinta päällystysnopeutta oli laskettava tasolle 100 m/min, jotta päästiin samaan kaapimistehokkuuteen.The results show that the operation of the scraper was clearly more efficient when conducting air without 5 steam. Thus, for example, at a running speed of 300 m / min, the amount of paste left on the board surface of the scraper was 12 g / m (method according to the invention) when using a conventional air scraper the coating speed had to be reduced to 100 m / min in order to achieve the same scraping efficiency.

10 Kokeessa käytetty kaavintalaite vastasi raken teeltaan kuvassa 2 esitettyä, vertailukokeessa käytetyssä laitteessa ei ollut höyryn jakeluputkea.10 The scraper device used in the experiment was similar in construction to that shown in Figure 2, the device used in the comparative experiment did not have a steam distribution pipe.

Esimerkki 2 15 Tässä kokeessa käytettiin kuvassa 2 esitettyä laitetta,so. kaavintalaitetta. Kuvassa 2 näkyy pääl-lystyssylinterin 11 ympäri johdettu kuituraina 1, jonka pinnalle päällystepastaa levitetään tavanomaisen pääl-lystystelan 12 avulla päällysteen syöttöelimineen 13.Example 2 In this experiment, the apparatus shown in Figure 2 was used, i. scraper device. Figure 2 shows a fibrous web 1 guided around a coating cylinder 11, on the surface of which a coating paste is applied by means of a conventional coating roll 12 to a coating supply member 13.

20 Päällysteen kaapimiseksi, so. tasoittamiseksi kaasusuihkun avulla on järjestetty erityinen jakelulaite 21, joka on muodoltaan pitkänomainen, seinämien 5 rajoittama ja varustettu rainaa vasten suunnattavalla huuliaukolla 6. Kaavintalaitteeseen kuuluu edelleen kaasukammio 7, 25 joka on varustettu ilmaa raskaamman kaasun, esim. höyryn syöttölaitteella 3. Kaavintalaite on tarkoitettu sijoitettavaksi rainaan nähden poikittain, yli rainan.20 To scrape the coating, i. In order to level the gas jet, a special dispensing device 21 is provided, which is elongated in shape, delimited by the walls 5 and provided with a lip opening 6 directed towards the web. The scraping device further comprises a gas chamber 7, 25 transverse to the web.

Esitetyssä sovellutuksessa kaasukammio 7 on varustettu ilmansyöttölaitteella 4 ilmansyöttöä varten, 30 lisäksi kaasukammioon on sijoitettu erityinen pitkänomainen, seinämien 8 rajoittama ja syöttöaukolla 9 varustettu höyrynjakelulaite 10, joka ulottuu pääasiassa kaasukammion pituudelle. Edelleen höyrynsyöttölaite 3 (esitetty katkoviivoin) on järjestetty syöttämään höyryä 35 mainittuun höyrynjakelulaitteeseen. Höyrynjakelulait-teen syöttöaukko 9 on suunnattu kaavinlaitteen huuliaukkoa 6 kohden, so. rainaa 1 vasten.In the embodiment shown, the gas chamber 7 is provided with an air supply device 4 for air supply, in addition to which a special elongated steam distribution device 10 delimited by walls 8 and provided with a supply opening 9 extends mainly to the length of the gas chamber. Further, the steam supply device 3 (shown in broken lines) is arranged to supply steam 35 to said steam distribution device. The supply opening 9 of the steam distribution device is directed towards the lip opening 6 of the scraper device, i.e. against web 1.

li 5 79578li 5 79578

Kuvassa 2 keksinnön mukainen kaavintalaite on esitetty ainoastaan sivulta, so. pitkänomisen kaasukammion päästä katsottuna ja osin leikattuna rakenteen havainnollistamiseksi. Lisäksi on huomattava, että 5 laitteen yhteydessä voidaan käyttä tavanomaisia ilman-syöttölaitteen 4 (esitetty katkoviivoin) ja/tai höyryn-syöttölaitteen 3 säätölaitteita, kuten venttiilejä jne. Edelleen huuliaukkoa 6 rajoittavat kaasukammion 7 seinämät 5 voi olla varustettu tavanomaisilla huuli-10 elimillä 16 huuliaukon 6 säätämiseksi.In Figure 2, the scraping device according to the invention is shown only from the side, i.e. seen from the end of an elongate gas chamber and partially sectioned to illustrate the structure. In addition, it should be noted that conventional devices for adjusting the air supply device 4 (shown in broken lines) and / or the steam supply device 3, such as valves, etc. can be used with the device 5. Further, the walls 5 of the gas chamber 7 delimiting the lip opening 6 6 to adjust.

Käytettäessä kuvan 2 mukaista laitetta rainan pinnalle levitetty pasta 15 tasoittuu kaavintalaitteen avulla rainaa vasten johdettavan kaasusuihkun ansioista, lisäksi ylimäärä pastasta poistuu. Rainan kulkusuunnas-15 sa, esitetty viitenumerolla 14, kaavinlaitteen ohittanut raina on johdettu kuivauslaitteeseen ja edelleen jatkokäsittelyyn.When using the device according to Fig. 2, the paste 15 applied to the surface of the web is smoothed by means of a scraping device thanks to the gas jet directed against the web, in addition, the excess paste is removed. In the direction of travel of the web-15, shown by reference numeral 14, the web past the scraper device is passed to a drying device and further processing.

Kuvassa 2 esitettyä laitetta käytettiin kartongin päällystyksessä. Kaavintalaitteeseen johdettiin 20 ilmaa, paine 300 kPa. Kaasulisäyksenä käytettiin kyllästettyä vesihöyryä, lämpätila 180 °C, paine 1000 kPa, tiheys 5,0, kg/m3. Ajonopeus oli 300 m/min. Huuliaukko pysyi puhtaana kokeen ajan, pastasumua ei muodostunut lainkaan. Vertailukokeessa (kaavintalaitteeseen johdet-25 tiin ainoastaan kuivaa ilmaa, tiheys huoneen lämpötilassa ja normaali-ilmakehän paineessa 1,2 kg/m3, lämpötila 30 °C, paine 300 kPa, ajonopeus 300 m/min. Tällöin huuliaukko likaantui nopeasti ja pastasumun muodostus oli voimakasta.The device shown in Figure 2 was used to coat the board. 20 air and a pressure of 300 kPa were introduced into the scraper. Saturated water vapor, temperature 180 ° C, pressure 1000 kPa, density 5.0, kg / m3 was used as gas addition. The driving speed was 300 m / min. The lip opening remained clean during the experiment, no paste mist formed at all. In the comparative test (only dry air was introduced into the scraper, the density at room temperature and normal atmospheric pressure was 1.2 kg / m3, temperature 30 ° C, pressure 300 kPa, driving speed 300 m / min. .

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

Claims

A scraping method, wherein in coating the fibrous web, the coating to be applied to the web surface is scraped by a gas jet by directing a gas jet against the web surface, a heavier gas or gas mixture, e.g. a mixture of water vapor and water dispersed or condensed therein.

Method according to Claim 1, characterized in that air and water vapor are directed against the surface of the web.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that substantially saturated water vapor is directed against the surface of the web.

A method according to claim 1, characterized in that a mixture of air or water vapor and water dispersed or condensed therein is directed against the surface of the web.

5. Apparatus for scraping a coating to be applied to the surface of a fibrous web (1) by means of a gas jet, characterized in that the apparatus comprises a dispensing device (21) and a heater for feeding a heavier gas or gas mixture, e.g. , wherein the supply device is arranged to supply a heavier-than-air gas, e.g. steam and / or dispersed water, to the distribution device and the distribution device is arranged to direct the ground steam against the surface of the web (1) over this width.

Device according to Claim 5, characterized in that the distribution device (21) comprises an air supply device (4) for supplying air to the distribution device.

6 79578

Device according to Claim 5 or 6, characterized in that the dispensing device (21) comprises a gas chamber (7), known per se, delimited by the walls (5) 7 79578 and provided with a lip opening (6), which is intended to be placed across the web transversely to the web, and that an elongate steam distribution device (10) delimited by the walls (8) and provided with a supply opening (9) extending mainly over the length of the distribution device is arranged inside the gas chamber.

Device according to Claim 7, characterized in that the feed opening (9) of the steam distribution device (10) is directed against the web (1). 10