FI90366B - Menetelmä ja laitteisto paperi- tai kartonkirainan kiillottamiseksi - Google Patents

Description

90366

MENETELMÄ JA LAITTEISTO PAPERI- TAI KARTONKIRAINAN KIILLOTTAMISEKSI

5 Keksinnön kohteena on menetelmä paperi- tai kartonkirainan kiillottamiseksi, jolloin rainan yhdelle puolelle levitetään päällyste, raina kuivataan ja päällyste kiillotetaan.

Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto 10 paperi- tai kartonkirainan kiillottamiseksi, johon laitteistoon kuuluu päällystyslaite ja kuivauslaite.

Pigmenttipäällystetyn paperin ja kartongin kiillotukseen käytettävät menetelmät voidaan jakaa kahteen pääryhmään. Ensimmäiseen pääryhmään kuuluvat 15 menetelmät, joissa paperi päällystetään konventionaalisella tavalla ja lähelle lopullista kuiva-ainepitoisuutta kuivatettu päällyste kiillotetaan. Tähän ryhmään kuuluu useita hyvin erilaisia tekniikoita, kuten esim. harjakiillotus ja kiiltokalanterointi.

20 Toisen pääryhmän muodostavat menetelmät, jois sa päällyste kuivataan ja kiillotetaan yhdellä kiiltävällä kuivatussylinterillä. Tämä prosessi tunnetaan nimellä valupäällystys.

Pelkällä harjakiillotuksella ei saada kovin 25 hyvää kiiltoa, joten sitä käytetään yleensä kalante-roinnin täydentäjänä. Kalanterointi vaikuttaa kuitenkin aina haitallisesti kartongin huikkiin ja jäykkyyteen.

Kiillotusmenetelmissä pigmenttipäällyste kuivataan ensin käyttäen tunnettuja konvektio- ja säteily-30 kuivatusmenetelmiä ja kiillotetaan sen jälkeen käyttäen harjakiillotusta ja/tai kiiltokalanterointia. Riittämättömästä kiillosta johtuen painettava kartonki joudutaan yleensä lakkaamaan kiillon parantamiseksi.

Valupäällystyksellä saadaan olennaisesti pa-35 rempi kiilto kuin esim. harjakiillotuksella kiiltoka-lanteroinnilla. Lisäksi valupäällystys ei pienennä kartongin huikkia. Nykyisin käytössä olevaa valupääl- 2 9 O 366 lystystekniikkaa ei kuitenkaan voida käyttää paperi-tai kartonkikoneella on-line-prosessina. Uusien karton-kikoneiden korkeimmat ajonopeudet ovat nimittäin suuruusluokkaa 400 - 600 m/min ja paperikoneiden ajonopeu-5 det jopa suuruusluokkaa 1300 m/min. Valupäällystyksen suurin mahdollinen ajonopeus on sensijaan suuruusluokkaa n. 100 m/min. Valupäällystyksen alhainen nopeus johtuu siitä, että päällysteestä haihdutettava vesi joudutaan poistamaan yhdellä sylinterillä pohjarainan 10 lävitse, so märkä päällyste johdetaan kiillotettua sylinteriä vasten ja vesi poistetaan rainan vastakkaisen puolen kautta. Valupäällystystekniikkaa käytettäessä sylinterin suurin mahdollinen halkaisija on suurus-luokkaa n. 5 m, mikä rajoittaa haihdutukseen käytettä-15 vän alueen pituutta ja siten koko prosessin kuivatuska-pasiteettia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on kehittää valupäällystystä siten, että 20 sen teho ja valupäällystyskoneen kapasiteetti voidaan nostaa entistä suuremmaksi samalla säilyttäen valupääl-lystyksellä saavutettavat edut.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

25 Tutkittaessa haihtumisnopeuteen vaikuttavia tekijöitä paperin tai kartongin pigmenttipäällystykseen kuivatuksen yhteydessä on todettu, että haihtumisnopeuteen vaikuttaa haihtuvan aineen, so veden osapaine haihtumispinnan läheisyydessä verrattuna ko lämpötilaa 30 vastaavaan kylläisen höyryn paineeseen sekä muiden kaasujen osapaine ko alueella. Jos kuivatus tapahtuu atmosfäärissä paineessa ilman osapaine on olennaisesti suurempi kuin vesihöyryn osapaine. Ilman läsnäolo hidastaa olennaisesti veden haihtumista. Poistamalla ilma 35 haihtumisnopeus voidaan moninkertaistaa.

Aiemmin ns. Condebelt-tekniikkaa on käytetty paperin valmistuksen yhteydessä rainan kuivattamiseksi.

I! 3 203C6

Condebelt-tekniikka perustuu siihen, että ilmanpainetta rainan huokosissa alennettaan ennen kuivatusta ja tämän lisäksi haihtunut vesihöyry lauhdutetaan jäähdyttämällä vesihöyryn osapaineen pitämiseksi haihdutusalueella 5 mahdollisimman alhaisena. Aiemmin Condebelt-tekniikkaa ei ole käytetty päällysteen kuivatuksen yhteydessä puhumattakaan päällysteen kiillotuksesta.

Esillä oleva keksintö perustuu Condebelt-tek-niikan hyväksikäyttöön paperi ja/tai kartongin päällys-10 tyksen ja erityisesti sen kiillotuksen yhteydessä. Keksinnön mukaan paperi- tai kartonkirainan päällystetty puoli, päällysteen kuiva-ainepitoisuus alle 80 %, saatetaan kosketuksiin kuumennetun, sileän, päättömän ja lämpöä hyvin johtavan pinnan, kuten killotetun me-15 tallinauhan kanssa ja rainan vastakkainen puoli saatetaan kosketuksiin jäähdytetyn nauhan, kuten kuivaus-huovan tai sen tapaisen kanssa. Tällöin päällysteen kosteus siirtyy rainan läpi ja poistuu rainasta rainan vastakkaisen puolen kautta päällysteen ollessa koske-20 tuksissa nauhan sileän pinnan kanssa siten, että päällysteen kiilto kasvaa kuivauksen aikana.

Täten keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään hyväksi sinänsä paperin kuivatuksen yhteydessä tunnettua Condebelt-tekniikkaa, jonka avulla päällyste 25 kiillotetaan kuivatuksen lisäksi kosketuksissa sileän, esim. metallinauhan kanssa, jolloin päällyste kiillotetaan samanaikaisesti kuivatuksen yhteydessä. Menetelmässä veden haihtumisnopeus moninkertaistetaan perinteiseen tekniikkaan verrattuna alentamalla ilman ja 30 vesihöyryn osapainetta rainan huokosissa. Uutta menetelmässä on nimenomaan päällysteen samanaikainen kuivatus ja kiillotus. Kiillon muodostaminen perustuu tässä menetelmässä siihen, että erittäin sileä ja kiiltävä metallipinta jäljentyy märän ja muovautuvan pääl-35 lysteen pintaan.

Keksinnön ansiosta ajonopeuksia voidaan nostaa olennaisesti paperin päällystyksen ja kiillotuksen 4 9 Π 9 c ,< yhteydessä. Keksinnön ansiosta paperi- tai kartonkirai-naa voidaan päällystää jopa on-line-prosessina paperi-tai kartonkikoneen yhteydessä. Päällysteen kuivatuksen tehoa voidaan nostaa halutuksi, koska Condebelt-teknii-5 kassa käytetään sylinterin asemasta lämmön välittäjänä metallinauhaa, joka voidaan tehdä halutun pituiseksi ilman, että sillä on haihdutusmatkaa koskevaa rajoitusta. Haluttaessa, ja kuivatustehon sitä vaatiessU, Con-debelt-yksiköitä voidaan liittää myös useampia peräk-10 käin siten, että haluttu kuivausteho saavutetaan.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on olennaista erityisesti se, että rainan päällystetty puoli, so päällyste saatetaan kosketuksiin kuumennetun, sileän, päättömän ja lämpöä hyvin johtavan nauhan pinnan kanssa 15 välittömästi päällysteen levityksen jälkeen päällysteen ollessa kostea, kuiva-ainepitoisuus alle 80, edullisesti alle 70 % . Täten kyseessä on valupäällystysteknii-kan uusi sovellutus. Rainan kuivatuksen jälkeen, jolloin kosteus poistetaan rainan läpi päällysteeseen 20 nähden rainan vastakkaisen puolen kautta, raina va pautetaan kosketuksesta sileän nauhan kanssa, jolloin päällyste on saanut kiillon kosketuksessa nauhan kanssa. Käytettävä kuivaustekniikka, Condebelt-tekniikka, on sinänsä tunnettua esim. suomalaisesta patenttijul-25 kaisuista FI-54514, FI-55539 ja FI-59635, jotka sisäl lytetään tähän viittauksella. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteistossa voidaan käyttää viitatuista julkaisuista tai muutoin tunnettua kuivaustek-niikkaa ja siihen liittyvää alipainetekniikkaa.

30 Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskoh taisesti suoritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää erästä keksinnön mukaista laitteistoa menetelmän toteuttamiseksi.

Kuvassa 1 näkyy keksinnön mukainen laitteisto 35 kartonkirainan kiillottamiseksi. Laitteistoon kuuluu päällystyslaite 4 ja kuivauslaite 5. Päällystyslaite 4 käsittää tavanomaisen aplikointitelan 15 päällysteen li 5 90366 levittämiseksi rainan 1 pinnalle, kaavarin 16 päällysteen tasoittamiseksi sekä vastatelan 17, jonka ympäri raina on johdettu kulkemaan nuolen osoittamassa kulkusuunnassa. Päällystyslaite voi olla minkälainen ta-5 hansa sinänsä paperin- ja/tai kartongin päällystyksen yhteydessä käytetty päällystyslaite.

Kuivauslaitteeseen 5 kuuluu telojen 6 ympäri kiertyvä päätön, lämpöä hyvin johtava kiillotettu metal linauha 2 ja kuumennuslaite 7 nauhan kuumentamiseksi 10 esim. höyryn avulla. Nauha 2 on sijoitettu välittömästi päällystyslaitteen 4 jälkeen siten, että raina 1 on johdettu nauhalle välittömästi päällystyslaitteen jälkeen, päällyste nauhan kiillotettua pintaa vasten siten, että päällysteen kuiva-ainepitoisuus on alle 80 p-15 % johdettaessa päällyste nauhaa 2 vasten.

Edelleen kuivauslaitteeseen 8 kuuluu kuivaus-huopa 1' teloineen 12 ja kuivauslaitteineen 13. Kui-vaushuopa on johdettu kulkemaan telojen 12 ympäri rainan kulkusuunnassa rainaa, so nauhaa 2 vastaavalla 20 nopeudella. Edelleen kuivauslaitteeseen 5 kuuluu päätön ja lämpöä hyvin johtava nauha 2' teloineen ja jäähdy-tyselimineen 8; nauha 2' on johdettu kulkemaan telojen 6’ ympäri rainan kulkusuunnassa. Nauhat 2 ja 2' muodostavat nauhaparin, jossa nauhat kulkevat yhdensuuntai-25 sesti telojen 6 ja vast. 6' välillä toisiansa vasten painautuneina. Nauhojen 2, 2' väliin on johdettu kui-vaushuopa 1' sekä kuivaushuovan päälle sijoitettu raina.

Päällystettä vasten olevaa kiillotettua nauhaa 30 2 kuumennetaan kuumennuslaitteen 7 avulla, rainan alla olevaa kuivaushuopaa jäähdytetään nauhan 2' jäähdytys-laitteen 8 avulla jatkuvasti. Tällöin kosteus siirtyy päällysteestä rainan 1 läpi kuivaushuopaan ja lauhtuu siinä. Kuivaushuopaa kuivataan jatkuvasti kuivauslait-35 teen 13 avulla sen kiertäessä telojen 12 ympäri. Kui-vauslaitteen jälkeen raina 1 vapautetaan kuivaushuo-vasta ja johdetaan toiseen Condebelt-tekniikalla toimi- 6 Ο η 7 < £ vaan kuivauslaitteeseen 5’,

Ennen rainan johtamista kosketuksiin nauhan 2 kanssa se on saatettu alipainekäsittelyyn ilman poistamiseksi rainasta, so ilmanpaineen alentamiseksi rai-5 nasta ja kuivaushuovasta kuivauksen tehostamiseksi. Raina ja kuivaushuopa on johdettu nauhojen 2, 2’ väliin välittömästi alipainekäsittelyn jälkeen. Nauhat 2 ja 2 ' ovat ilmatiiviitä, ja rainan sekä huovan alipainekäsit-tely alentaa ilmanpainetta Tainassa ja huovassa, mikä 10 edistää rainan kuivatusta ilman osapaineen ollessa huovassa aiempaa pienempi ja vesihöyryn osapaineen voidessa olla tällöin normaalia suurempi.

Nauhan 2 kuummennuslaite 7 voi olla minkälainen tahansa kuumennuslaite, esim. sähköinen, kaasu-15 liekillä toimiva, höyryllä toimiva jne. Edelleen kuu-mennuslaitteeseen voi kuulua esim. nesteenpoistolaite lauhtuneen höyryn poistamiseksi.

Nauhan 2' ja jäähdytyslaite 8 voi olla minkälainen tahansa sinänsä tunnettu jäähdytyslaite, esim. 20 jäähdytetyn väliaineen avulla toimiva. Edelleen huovan 1' kuivauslaite 13 voi olla minkälainen tahansa sinänsä tunnettu kuivauslaite, perustuen esim. puristusteloi-hin, kuumennuslaitteeseen, alipainelaitteeseen jne. Edelleen alipainelaite 10 voi olla minkälainen tahansa 25 perustuen esim. alipainepumppuun putkijohteiden 20 avulla liitetyistä alipainekammioista, jotka on tiivistetty rainaa 1 ja/tai huopaa 1' vasten.

Esitetyssä sovellutuksessa raina 1 on johdettu kahden ilmaa läpäisemättömän, esim. metallinauhan 2, 2' 30 väliin huovan 1' päällä. Vaihtoehtoisesti raina voidaan johtaa myös nauhaa 2 vasten pelkästään huovan 1' päällä, jolloin jäähdytyslaite 8 on järjestetty jäähdyttämään suoraan huopaa. Huopa voi tällöin olla ilmaa ja kosteutta läpäisemätön tai läpäisevä.

35 Suoritusesimerkki on tarkoitettu havainnollis tamaan keksintöä ja keksintö ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi suoritusesimerkkiin, vaan sen sovellutukset li 9 0 3 9 6 7 voivat vaihdella oheisten patenttivaatimuksien puitteissa .

Claims (10)

1. Menetelmä paperi- tai kartonkirainan (1) kiillottamiseksi, jolloin rainan yhdelle puolelle levi- 5 tetään päällyste, rainan päällystetty puoli saatetaan kosketuksiin nauhan (2) kanssa, raina kuivataan ja päällyste kiillotetaan, tunnettu siitä, että rainan (1) päällystetty puoli, jossa päällysteen kuiva-ainepitoisuus on alle 80 p-%, saatetaan kosketuksiin 10 kuumennetun, sileän, päättömän ja lämpöä hyvin johtavan nauhan (2) pinnan kanssa, ja että rainan vastakkainen puoli saatetaan kosketuksiin jäähdytetyn nauhan (2') tai sen tapaisen kanssa niin, että päällysteen kosteus siirtyy rainan läpi ja poistuu rainasta rainan vastak- 15 kaisen puolen kautta päällysteen ollessa kosketuksissa sileän nauhan kanssa siten, että päällysteen kiilto kasvaa kuivauksen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainasta (1) poistetaan 20 ilmaa alipainekäsittelyllä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällysteen kuiva-ainepitoisuus on alle 70 p-%, edullisesti n. 55 - 70 p-%, saatettaessa raina (1) kosketuksiin sileän nauhan (2) 25 kanssa.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raina (1) ja kuivaushuopa (1') johdetaan kahden päättömän ilmatiiviin ja lämpöä hyvin johtavan nauhan (2, 2') väliin, 30 joista päällysteen puolista nauhaa kuumennetaan ja toista nauhaa jäähdytetään.

5. Laitteisto paperi- tai kartonkirainan kiillottamiseksi, johon laitteistoon kuuluu päällystyslaite (4) ja kuivauslaite (5), tunnettu siitä, että 35 kuivauslaitteeseen (5) kuuluu sileä, päätön ja lämpöä hyvin johtava nauha (2) teloineen (6) ja kuumennuslait-teineen (7) nauhan kuumentamiseksi, jolloin nauha on 9 90 366 sijoitettu välittömästi päällystyslaitteen (4) jälkeen siten, että raina (1) on johdettu nauhalle välittömästi päällystyslaitteen (4) jälkeen päällyste nauhaa vasten niin, että päällysteen kuiva-ainepitoisuus on alle 80 5 p~%, että kuivauslaitteeseen kuuluu jäähdytyslaite (8) rainan vastakkaisen puolen jäähdyttämiseksi ja että raina on järjestetty irtoamaan kosketuksesta nauhan kanssa päällysteen kuivuttua ja kiilloituttua nauhaa vasten.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu ali-painelaite (10) ilman poistamiseksi rainasta alipaine-käsittelyllä

7. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukai- 15 nen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu kuivaushuopa (1') teloineen (12) ja kui-vauslaitteineen (13), jolloin raina (1) on johdettu nauhaa (2) vasten huovan päällä, ja että jäähdytyslaitteeseen kuuluu päätön ja lämpöä hyvin johtava nauha 20 (2') teloineen (16') ja jäähdytyselimineen (8).

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu kaksi sileää metallinauhaa (2, 2') teloineen (6, 6') sekä kuumennus- ja vast, jäähdytyslaittei- 25 neen (7, 8), että nauhat on järjestetty kulkemaan osalla liikerataansa yhdensuuntaisesti ja pääasiassa toisiaan vasten ja että raina on ohjattu nauhojen väliin.

8 90566

9. Jonkin patenttivaatimuksista 5-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteis- 30 toon kuuluu useita kuivauslaitteita (5), jotka on sijoitettu peräkkäin rainan (1) kulkusuunnassa ja että raina on johdettu kulkemaan niiden kautta.

10 ? 0 3 6 6