FI90891B

FI90891B - Method and arrangement to prevent the occurrence of bleeding

Info

Publication number: FI90891B
Application number: FI920496A
Authority: FI
Inventors: Olli Suontausta
Original assignee: Keskuslaboratorio
Priority date: 1992-02-05
Filing date: 1992-02-05
Publication date: 1993-12-31
Also published as: FI920496A0; FI90891C; FI920496A

Description

9089190891

MENETELMÄ JA LAITE TERÄPARRAN MUODOSTUMISEN EHKÄISEMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR HINDRANDE UPPKOMST AV BLEEDINGMETHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING THE FORM OF A BLADE BEARING - FORM OF A BLADE BEARING

5 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä teräparran muodostumisen ehkäisemiseksi paperirainan teräpäällystyksen yhteydessä, jolloin liikkuvan rainan pinnalle applikoidaan päällystettä ja päällyste tasoitetaan päällystysterän avulla.The present invention relates to a method for preventing the formation of a blade beard during the blade coating of a paper web, in which a coating is applied to the surface of the moving web and the coating is smoothed by means of a coating blade.

10 Edelleen keksinnön kohteena on laite teräpar ran muodostumisen ehkäisemiseksi paperirainan teräpääl-lystyslaitteiston yhteydessä, johon teräpäällystys laitteistoon kuuluu applikointilaite päällysteen applikoi-miseksi liikkuvan rainan pinnalle ja päällystysterä 15 päällysteen tasoittamiseksi.The invention further relates to a device for preventing the formation of a blade edge in connection with a paper web blade coating apparatus, the blade coating apparatus comprising an applicator device for applying a coating to the surface of a moving web and a coating blade 15 for smoothing the coating.

Päällystettäessä paperia teräpäällystystä käyttäen terän taakse pyrkii muodostumaan ns. teräpar-taa. - Paperilla tarkoitetaan tässä yhteydessä paperikoneella, päällystyskoneella, kartonkikoneella tms.When coating paper using a blade coating behind the blade, a so-called teräpar-TAA. - In this context, paper means paper machine, coating machine, board machine, etc.

20 laitteella valmistettua jatkuvaa rainamaista tuotetta, kuten varsinaista paperia, kartonkia, kraftlineria tms. tuotetta. Teräparran muodostumismekanismia ei tarkoin tunneta. Tässä on lähdetty siitä teoriasta, että terä-parran muodostuminen alkaa, kun pastassa olevat kiinte-25 ät partikkelit eivät kykene liikkumaan toistensa ohi, vaan koskettavat toisiinsa aiheuttaen pastaan ajosuunnasta poikkeavia virtauksia. Pastan elastisuus aiheuttaa pastan käyttäytymiseen tietyn hitausmomentin, joka hidastaa ajosuunnasta poikkeavien virtausten tasoittu-30 mistä. Terän alla pastaan kohdistuneet voimat loppuvat välittömästi terän jälkeen. Voimien vaikutuksesta pastaan varastoitunut energia ei korkean elastisuuden vuoksi purkaudu suurissa ajonopeuksissa samassa aikajaksossa, kuin voimien vaikutuskentän loppuminen tapah-35 tuu. Koska elastisuus ilmenee mm. pastakerroksen laa-jentumistaipumuksena, irtoaa osa pastakerroksen pinnasta. Myös pohjapaperin laajeneminen terän jälkeen lisää 2 pastan irtoamistodennäköisyyttä. Ilmanvastuksen vaikutuksesta pinnasta irronneen osan nopeus laskee. Kun samanaikaisesti nopeasti liikkuva paperirata saa paperin pinnan läheisyydessä olevan ilmakerroksen radan 5 suuntaiseen liikkeeseen ja vetää ilmaa pois terän läheisyydestä, voi terän taakse syntyä alue, jossa vallitsee alipaine. Alipaineen vaikutuksesta radan pinnasta irronneet, hidastuvassa liikkeessä olevat partikkelit imeytyvät terän taakse ja teräparran muodostuminen 10 alkaa. Kun ensimmäiset teräparta-alkiot ovat muodostuneet, on uuden teräparran alta tulevan pastan mm. ko-heesiovoimien vaikutuksesta entistä helpompi kaartua terän taakse.20 continuous web-like products made with the device, such as actual paper, cardboard, kraftliner and the like. The exact mechanism of blade formation is not known. Here, the starting point is the theory that the formation of the blade beard begins when the solid particles in the paste are unable to move past each other, but come into contact with each other, causing currents deviating from the direction of travel of the paste. The elasticity of the paste causes a certain moment of inertia to the behavior of the paste, which slows down the smoothing of currents deviating from the direction of travel. The forces applied to the paste under the blade cease immediately after the blade. Due to the high elasticity, the energy stored in the paste under the effect of the forces is not discharged at high driving speeds in the same period of time as the end of the field of action of the forces. Since elasticity is manifested e.g. as a tendency of the paste layer to expand, a part of the surface of the paste layer comes off. The expansion of the base paper after the blade also increases the probability of peeling 2 pastes. Due to the resistance of the air, the speed of the part detached from the surface decreases. At the same time, when a rapidly moving paper web moves an air layer near the surface of the paper in the direction of the web 5 and draws air away from the vicinity of the blade, an area of vacuum can be created behind the blade. As a result of the vacuum, the particles in slow motion moving detached from the surface of the track are absorbed behind the blade and the formation of the blade beard 10 begins. When the first razor embryos have formed, the paste coming from under the new razor bears e.g. cohesive forces make it even easier to bend behind the blade.

Teräparta aiheuttaa vaikeita ongelmia paperin 15 käytön tai jälkikäsittelyn yhteydessä. Suuret pastake-rääntymät terän takana tarttuvat rainan pintaan ja aiheuttavat paperikerrosten kiinniliimautumista. Kiinni liimautuminen rikkoo helposti paperirainan leikkaus-tai painatusvaiheessa.The razor causes serious problems when using or finishing paper 15. Large paste wrinkles behind the blade stick to the surface of the web and cause the paper layers to stick. Adhesion easily breaks the paper web during the cutting or printing stage.

20 Teräparta aiheuttaa täten vaikean laatuongel man. Lisäksi päällystyskoneen ajonopeutta joudutaan rajoittamaan teräparran muodostumisen estämiseksi. Myös päällystepastan kuiva-ainepitoisuutta on jouduttu rajoittamaan teräparran muodostumisen estämiseksi. Terä-25 parran muodostumista ei ole toistaiseksi pystytty estämään.20 The razor thus causes a serious quality problem. In addition, the running speed of the coating machine has to be limited to prevent the formation of a blade beard. The dry matter content of the coating paste has also had to be limited to prevent the formation of a blade. So far, the formation of the blade-25 beard has not been prevented.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä teräparran muo-30 dostumisen ehkäisemiseksi tai vähentämiseksi. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin laite teräparran muodostumisen ehkäisemiseksi ja vähentämiseksi.It is an object of the present invention to obviate the above drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a method for preventing or reducing the formation of a blade beard. It is a further object of the invention to provide a device for preventing and reducing blade formation.

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

35 Keksintö perustuu siihen suoritetun tutkimus työn yhteydessä tehtyyn oivallukseen, että teräparta voidaan ehkäistä tai sen muodostumista vähentää tuomal- 90891 3 la teräparran muodostumisalueelle paineenalaista ilmaa, kostea höyry ei tule kysymykseen. Kostea höyry lisää nimittän kuivatustarvetta, mikä on muutenkin ongelmallista päällystyksen yhteydessä. Lisäksi lisäkosteus 5 saattaa aiheuttaa virheitä päällysteen pinnalle.35 The invention is based on the realization made in connection with the research work carried out in connection with the research carried out that the blade can be prevented or its formation reduced by bringing pressurized air into the area where the blade beard is formed, moist steam is not possible. Moist steam, in particular, increases the need for drying, which is otherwise problematic in connection with coating. In addition, the additional moisture 5 may cause defects on the surface of the coating.

Teräparran muodostuminen vähenee tai estyy kokonaan, kun päällystysterän taakse muodostuvalle alipaineiselle alueelle johdetaan korvausilmaa, esim. ilmaa, joka estää alipainekentän syntymisen. Tämä mah-10 dollistaa päällystyskoneen ajonopeuden lisäämisen tai vastaavasti päällystyspastan kuiva-ainepitoisuuden nostamisen.The formation of the blade beard is reduced or completely prevented when replacement air, e.g. air, is introduced into the vacuum area formed behind the coating blade, which prevents the formation of a vacuum field. This makes it possible to increase the running speed of the coating machine or, accordingly, to increase the dry matter content of the coating paste.

Korvaava ilma voidaan tuoda terän taakse joko terän suuntaisena tai terää vasten kohtisuorana vir-15 tauksena. Kaasuvirran avulla terään tarttuneet teräpar-ta-alkiot voidaan poistaa jo alkuvaiheessa, eikä varsinaista teräparran kasvua terän taakse pääse syntymään. Tämä on tärkeää, koska teräparran aiheuttamat ongelmat ovat pahimpia, kun suuret pastakerääntymät 20 irtoavat päällystysterästä ja tarttuvat rainan pintaan aiheuttaen paperikerrosten kiinniliimautumista.Replacement air can be introduced behind the blade either in a direction parallel to the blade or perpendicular to the blade. With the help of the gas flow, the blade beard elements embedded in the blade can be removed at an early stage, and no actual growth of the blade beard behind the blade can occur. This is important because the problems caused by the blade beard are worst when large paste deposits 20 detach from the coating steel and adhere to the surface of the web, causing the paper layers to stick.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 25 kuva 1 esittää kaaviokuvana ja vinosti edestä katsottuna erästä keksinnön mukaista laitetta, kuva 2 esittää kaaviokuvana ja vinosti sivulta katsottuna erästä toista keksinnön mukaista laitetta, kuva 3 esittää kaaviokuvana ja sivulta katsottuna eräs-30 tä kolmatta keksinnön mukaista laitetta, ja kuva 4 esittää edestä katsottuna teräparran muodostumista koejärjestelyssä, jossa pisteiden A ja B välisellä alueella oli käytössä kuvan 3 mukainen laite.The invention will now be described in detail by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a diagrammatic and obliquely front view of a device according to the invention, Figure 2 shows a schematic and oblique side view of another device according to the invention, Figure 3 a third device according to the invention, and Fig. 4 shows a front view of the formation of a blade beard in a test arrangement in which the device according to Fig. 3 was used in the area between points A and B.

Kuvassa 1 näkyy keksinnön mukainen laite terä-35 parran muodostumisen ehkäisemiseksi. Kuvassa näkyy paperirainan 1 teräpäällystyslaitteisto 2, johon kuuluu applikointilaite 3 päällysteen applikoimiseksi liikku- 4 van rainan 1 pinnalle ja päällystysterä 4 päällysteen tasoittamiseksi. Esitetyssä sovellutuksessa raina on tuettu tukitelaa 10 vasten ja johdettu kulkemaan sen ympäri. Keksinnön kannalta olennaista teräpäällystys-5 laitteessa on applikointilaite 3 ja päällystysterä 4; laitteeseen voi kuulua myös useampia applikointilait-teita ja useampia päällystysteriä, so. päällystyslaite voi olla yksivaiheinen tai monivaiheinen. Edelleen päällystysterän rakenne, muoto ja kulma-asetus voi 10 vaihdella, kuten on tunnettua alan ammattimiehelle. Päällystyslaitteen rakennetta ja yksityiskohtia ei tässä yhteydessä kuvata yksityiskohtaisemmin.Figure 1 shows a device according to the invention for preventing the formation of a blade-35 beard. The figure shows a blade coating apparatus 2 for a paper web 1, which includes an applicator device 3 for applying a coating to the surface of a moving web 1 and a coating blade 4 for smoothing the coating. In the embodiment shown, the web is supported against the support roll 10 and guided to run around it. Essential to the invention, the blade coating device 5 has an applicator device 3 and a coating blade 4; the device may also include several applicators and several coating blades, i. the coating device can be single-stage or multi-stage. Furthermore, the structure, shape and angle setting of the coating blade may vary, as is known to a person skilled in the art. The structure and details of the coating device will not be described in more detail in this context.

Keksinnön mukaan laitteeseen kuuluu erityinen ylipaineisen ilman syöttölaite 5, kuten ylipaineisen 15 ilman syöttöputkisto ja suutin 6, jotka on järjestetty syöttämään ylipaineista ilmaa terän takapuolelle. Esitetyssä sovellutuksessa ilman syöttölaitteisiin 5 kuuluu erityinen paineilmapumppu 11, paineilmasäiliö 12 ja paineilman syöttöputkisto 13. Paineilmasuutin on sijoi-20 tettu painesäiliöstä rainaa kohden johdetun syöttöput-kiston osan 13 yhteyteen, ja suutin 6 on suunnattu ohjaamaan paineilmaa pääasiassa terän suuntaisesti terän takapuolelle rainan kulkusuunnassa katsottuna. Suutin 6 on pääasiassa rainan levyinen ja siihen kuuluu 25 useita suutinaukkoja 14.According to the invention, the device comprises a special overpressure air supply device 5, such as an overpressure air supply piping and a nozzle 6, which are arranged to supply overpressure air to the rear of the blade. In the embodiment shown, the air supply devices 5 comprise a special compressed air pump 11, a compressed air tank 12 and a compressed air supply line 13. The compressed air nozzle is located 20 from the pressure tank The nozzle 6 is substantially the width of the web and includes a plurality of nozzle openings 14.

Kuvassa 2 on esitetty sovellutus, jossa paperin päällystyslaite vastaa periaatteellisesti kuvassa 1 esitettyä, so. päällystyslaitteeseen kuuluu rainan 1 tukitela 10, applikointilaite 3 päällysteen applikoimi-30 seksi rainan pinnalle ja päällystysterä 4 päällysteen tasoittamiseksi. Kuvassa 2 esitettyyn laitteeseen kuuluu myös paineilman syöttölaite 5 syöttöpumppuineen, paineilmasäiliöineen ja putkistoineen (ei esitetty) sekä suuttimineen 6. Esitetyssä sovellutuksessa suutti-35 met on suunnattu ohjaamaan paineilmaa sivuilta päin päällystysterän takapuolelle rainan pinnan suunnassa.Figure 2 shows an embodiment in which the paper coating device corresponds in principle to that shown in Figure 1, i. the coating device comprises a support roll 10 of the web 1, an application device 3 for applying the coating to the surface of the web and a coating blade 4 for smoothing the coating. The device shown in Figure 2 also includes a compressed air supply device 5 with supply pumps, compressed air tanks and piping (not shown) and a nozzle 6. In the embodiment shown, the nozzle 35 is directed to direct compressed air from the side of the coating blade towards the web surface.

Ylipaineista ilmaa voidaan keksinnön mukaan 90891 5 ohjata päällystysterän takapuolelle päällystysterän suunnassa, kohtisuoraan, terävässä tai tylpässä kulmassa päällystysterään nähden rainaa vasten, esim. kohtisuoraan rainan ja päällystysterän kosketusviivaan 5 nähden, rainan sivuilta, esim. yhdensuuntaisesti tai vinossa kulmassa rainaan nähden. Toisin sanoen ilmaa voidaan johtaa päällystysterän taakse mielivaltaisessa kulmassa päällystysterään ja/tai rainaan nähden sijoitetun yhden tai useamman suuttimen kautta.According to the invention, the pressurized air 90891 5 can be directed to the rear of the coating blade in the direction of the coating blade, at a perpendicular, sharp or obtuse angle to the coating blade against the web, e.g. perpendicular to the web and coating blade contact line That is, air may be conducted behind the coating blade through one or more nozzles located at an arbitrary angle to the coating blade and / or the web.

10 Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukaisen mene telmän ja laitteiston sovellutus, jossa telaa 10 vasten tuettua paperirainaa 1 päällystetään päällystysterän 4 avulla. Päällysteen applikointi on tavanomainen, eikä sitä ole kuvattu tässä yhteydessä yksityiskohtaisesti.Figure 3 shows an embodiment of the method and apparatus according to the invention, in which the paper web 1 supported against the roll 10 is coated by means of a coating blade 4. The application of the coating is conventional and has not been described in detail in this context.

15 Päällystysterän taakse, rainan 1 kulkusuunnassa, on sijoitettu koteloseinämä 14 noin 5 mm etäisyydelle terästä. Koteloseinämä 14 ulottuu noin 1 cm etäisyydelle rainan pinnasta. Koteloseinämä muodostaa pääasiassa suljetun kotelon, joka on avoin vain rainan suuntaan.Behind the coating blade, in the direction of travel of the web 1, a housing wall 14 is placed at a distance of about 5 mm from the steel. The housing wall 14 extends about 1 cm from the surface of the web. The housing wall forms a substantially closed housing which is open only in the direction of the web.

20 Päällystysterän ja koteloseinämän muodostamaan koteloon johdetaan paineilmaa paineilmaputkistosta 13. Suoritetussa kokeessa kuvan 3 mukaisen laitteen todettiin ehkäisevän teräparran muodostumista olennaisesti.20 Compressed air is supplied to the housing formed by the coating blade and the housing wall from the compressed air piping 13. In the performed experiment, the device according to Fig. 3 was found to substantially prevent the formation of the blade beard.

Esimerkki 1 25 Eräässä kokeessa päällystysterän taakse tuo tiin osalle terän leveyttä ilmavirta, jonka nopeus oli n. 50 % yli rainan nopeuden. Muulle osalle rainaa ei tuotu paineilmaa. Teräparran muodostuminen oli alueella, johon johdettiin paineilmaa, selvästi vähäisempää 30 kuin referenssialueella, jossa vastaavaa ilmavirtaa ei käytetty. Ilmavirta irrotti terään muodostuneita terä-parta-alkioita ja heitti ne terän taakse. Irronneet partikkelit eivät tarttuneet rainan pintaan, ja päällystetty paperi oli tältä kohtaa sileämpää kuin refe-35 renssikohdalta, jossa vastaavaa ilmavirtausta ei käytetty. Muodostunut teräparta valokuvattiin ja on esitetty kuvassa 4. Kuvassa 4 alueella 0 - A terän alueel- 6 le ei johdettu paineilmaa. Sen sijaan alueelle A - B johdettiin paineilmaa. Kuvasta näkyy selvästi, että paineilma vähensi teräparran muodostusta olennaisesti. Kokeen järjestely vastasi kuvassa 3 esitettyä laitetta, 5 alueella 0 - A kotelo oli suljettu myös rainan suuntaan, so. kotelosta ei päässyt paineilmaa rainaan. Alueella A - B kotelo oli avoin, vastaten kuvassa 3 esitettyä.Example 1 25 In one experiment, an air flow at a speed of about 50% above the speed of the web was introduced behind a coating blade. Compressed air was not introduced to the rest of the web. The formation of the blade beard was clearly lower in the area to which the compressed air was introduced than in the reference area where the corresponding air flow was not used. The air flow removed the blade-beard embryos formed in the blade and threw them behind the blade. The detached particles did not adhere to the surface of the web, and the coated paper was smoother at this point than at the reference point where no corresponding air flow was used. The formed blade beard was photographed and is shown in Fig. 4. In Fig. 4, no compressed air was introduced into the blade area 6 in the area 0-A. Instead, compressed air was supplied to areas A to B. It is clear from the figure that the compressed air significantly reduced the formation of the blade. The arrangement of the experiment corresponded to the device shown in Fig. 3, in the region 0 - A the housing was also closed in the direction of the web, i.e. no compressed air could enter the web from the housing. In areas A to B, the housing was open, corresponding to that shown in Figure 3.

Esimerkki 2 10 Esimerkin 1 koetta jatkettiin siten, että terän taakse aiheutettiin terän suuntainen alipaine tietyllä päällystysterän alueella. Teräparran määrä lisääntyi tässä kohdassa selvästi verrattuna referens-sikohtaan, jossa ilmavirtausta ei käytetty.Example 2 The experiment of Example 1 was continued by applying a vacuum in the direction of the blade behind the blade in a certain area of the coating blade. The number of blades increased clearly at this point compared to the reference point where no air flow was used.

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

20 tl20 tsp

Claims

90891 7

A method for preventing the formation of a blade beard during blade coating of a paper web, wherein a coating is applied to the surface of the moving web and the coating is smoothed by means of a coating blade, characterized in that overpressure air is introduced into the back of the web.

Method according to Claim 1, characterized in that the air is conducted in the direction of the blade.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the air is directed against the 15 blades in a perpendicular flow.

A device for preventing the formation of a blade beard in connection with a blade coating apparatus (2) for a paper web (1), the blade coating apparatus comprising an application device (3) for applying a coating to a moving web surface and a coating blade (4) for smoothing the coating. (6) arranged to supply pressurized air in the direction of travel of the web (1) to the rear side of the blade (4).

Device according to Claim 4, characterized in that the nozzle (6) is directed to supply overpressure air to the rear of the blade (4) in the direction of the blade.

Device according to Claim 4, characterized in that the nozzle (6) is designed to supply pressurized air to the rear of the blade (4) perpendicular to the blade. 8