FI94403B - Menetelmä komposiittitelan valmistamiseksi ja menetelmän mukaisesti valmistettu komposiittitela - Google Patents

Description

94403

Menetelmä komposiittitelan valmistamiseksi ja menetelmän mukaisesti valmistettu komposiittitela Förfarande för framställning av en kompositvals och enligt förfarandet framställd kompositvals 5

Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteiden komposiittitelan valmistamiseksi, jossa menetelmässä telarunko valmistetaan kelausko-neessa syöttämällä koneeseen samanaikaisesti matriisimateriaalia ja lujitekuituja ja 10 varustamalla telarunko kovalla, kulutuskestävällä ja tarttumista ehkäisevällä pinnoitteella.

Keksinnön kohteena on myös menetelmän mukaisesti valmistettu komposiittitela, joka käsittää matriisimateriaalista ja lujitekuiduista kelaamalla valmistetun telarungon, joka 15 on varustettu kovalla, kulutuskestävällä ja tarttumista ehkäisevällä pinnoitteella.

Paperikoneessa ja paperin jälkikäsittelylaitteissa käytetyt telat ovat tähän asti yleisimmin olleet rakenteeltaan metallia, koska tällaiset telat on suhteellisen yksinkertaista valmistaa haluttuihin mittoihin ja toleransseihin. Haittapuolena tällaisilla teloilla on 20 useissa käyttökohteissa kuitenkin se, että ne ovat erittäin raskaita ja toisaalta kaikissa käyttökohteissa ei teloilta edes edellytetä suurta mittatarkkuutta. Paperikoneisiin liittyvän tekniikan tason osalta todetaan vielä, että esim. lasikuidulla vahvistetusta .. lujitemuovista valmistetut paperikoneen telat ovat ennestään tunnettuja esim. viiranjoh- toteloina. Lasikuitupäällystettä käytetään kuitenkin näissä tapauksissa yksinomaan 25 korroosiosuojana eikä telan rakenteellisena osana. Viimeaikoina on paperikoneissa alettu käyttää myös komposiittiteloja mm. paperinjohtoteloina ja viiranjohtoteloina sekä vastaavissa käyttökohteissa. Tällaisten telojen etuna on erityisesti niiden keveys . . verrattuna metallirunkoisiin teloihin. Komposiittitelat on kuitenkin aikaisemmin valmis tettu siten, että niiden pinnoite on eri materiaalia tai erilaista materiaalia kuin itse 30 telarunko. Tästä johtuen on telojen valmistus ollut monimutkaista ja niiden valmistuskustannukset ovat olleet korkeita.

2 94405

Tekniikan tason suhteen viitataan lisäksi julkaisuun 35 27 912, jossa on esitetty valmistusmenetelmä, jossa lieriömäisen telarungon päälle kelataan fenoli-formaldehydihartsilla päällystettyä hiilikuitua. Kelauksen jälkeen menetelmässä hartsi kovetetaan ja edelleen tämän jälkeen ruiskutetaan telan pintaan pinnoite plasmaruiskutusteknii-5 kalla.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan parannus tekniikan tason mukaisten komposiitti telojen valmistusmenetelmiin ja näiden menetelmien mukaisesti valmistettuihin teloihin. Tämän toteuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle 10 pääasiassa tunnusomaista, että menetelmässä pinnoite valmistetaan telarungon kelauksen yhteydessä siten, että telarungossa olevat lujitekuidut korvataan pinnoitteessa matriisimateriaalin sekaan syötetyllä, partikkelien muodossa olevalla täyteaineella.

Keksinnön mukaiselle telalle on pääasiassa tunnusomaista, että pinnoite on valmistettu 15 telarungon kelauksen yhteydessä siten, että pinnoitteessa on telarungossa olevat lujitekuidut korvattu matriisimateriaalin sekaan syötetyllä, partikkelien muodossa olevalla täyteaineella.

Keksinnöllä saadaan aikaan tekniikan tasoon nähden useita etuja, joista tässä yhteydes-20 sä voidaan tuoda esiin mm. seuraavat. Keksinnön mukaisessa menetelmässä on saatu yhdistettyä ennestään tunnettuihin ratkaisuihin liittyvät kaksi erillistä työvaihetta, • · 1 * minkä ansiosta keksinnön mukaisen telan valmistus on yksinkertaista ja olennaisesti halvempaa kuin aikaisemmin. Keksinnön mukaisessa menetelmässä nimittäin telan pinnoite voidaan valmistaa itse telarungon tai putken kelauksen yhteydessä. Keksinnön 25 edullisessa sovellutusmuodossa telapinnoitteessa voidaan käyttää samaa matriisimateri-aalia kuin itse telarungossa, minkä ansiosta keksinnön mukaisesti valmistetun telan mittapysyvyys on erittäin hyvä ja lisäksi telan lämpölaajeneminen on yksinkertaisesti hallittavissa. Edelleen voidaan keksinnön eduista mainita telan keveys, minkä johdosta telan käsittely esim. telavaihdon aikana on helpompaa ja minkä johdosta telan kannatus-30 rakenteilta ei vaadita niin paljon kuin raskaammilta metallirunkoisilta teloilta. Keksinnön 94403 3 muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.

Seuraavaksi keksintöä selitetään esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin 5 viittaamalla.

Kuviossa 1 on täysin kaaviomaisesti esitetty keksinnön mukainen tela perspektiivikuvana.

10 Kuviossa 2 on yksityiskohtaisemmin esitetty osittaisena leikkauskuvana kuvion 1 mukaisen telan rakennetta.

Piirustuksen kuvioissa on telaa merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Tela 10 on valmistettu komposiitista, eli se käsittää matriisimateriaalin 12, joka on esim. hartsia tai 15 vastaavaa, sekä lujitteena toimivat kuidut 13. Näistä materiaaleista on telarunko 11 valmistettu putkeksi tai putkimaiseksi ennestään tunnetulla tavalla kelaamalla esim. siten, kuin on aikaisemmin esitetty mm. suomalaisissa kuulutusjulkaisuissa n:ot 72 765 ja 72 766. Koska tällä tavoin valmistettu tela ei sellaisenaan ole käyttökelpoinen paperikoneen telaksi, on telarunko 11 varustettava pinnoitteella 14 telan pinnan 17 20 saamiseksi riittävän kovaksi, kulutuskestäväksi ja tarttumista ehkäiseväksi. Mainittu pinnoite 14 koostuu esim. hartsia olevasta matriisimateriaalista 12a sekä sopivasta • täyteaineesta 15, esim. keräämiä olevista partikkeleista. Matriisimateriaali 12a voi pinnoitteessa 14 olla erilaista kuin telarungossa 11 oleva matriisimateriaali 12, mutta edullisimmin käytetään sekä telarungossa 11 että pinnoitteessa 14 samaa matriisimateri-25 aalia 12, koska tällöin voidaan koko tela 10 valmistaa alusta loppuun samalla koneella ja samassa työvaiheessa.

Itse telarunko 11 valmistetaan lujitemuovi tekniikasta ennestään täysin tunnetulla tavalla kelaamalla syöttäen kelauskoneeseen samanaikaisesti lujitekuituja 13 ja matriisimate-30 riaalia 12. Keksinnön mukaisessa menetelmässä telan pinnoite 14 valmistetaan telarun-gon 11 kelauksen yhteydessä. Tämä saadaan aikaan siten, että kun itse telarunko 11 on 4 94403 saatu riittävän vahvuiseksi ja paksuiseksi, lopetetaan lujitekuitujen 13 syöttö ja sen sijaan aletaan koneeseen syöttää kuitujen sijasta sopivaa täytemateriaalia 15, esim. keraamisia partikkeleita. Pinnoitteessa 14 on näin ollen telarungossa 11 olevat kuidut korvattu täyteaineella 15. Mikäli pinnoitteessa 14 halutaan käyttää erilaista matriisima-5 teriaalia 12a kuin itse telarungossa 11, aletaan telarungon 11 ja pinnoitteen 14 välisessä rajakerroksessa 16 kelauskoneeseen lisäksi syöttää pinnoitteen 14 matriisimateriaalia 12a samalla, kun telarungon 11 matriisimateriaalin syöttö suljetaan. Edullisimmin kuitenkin keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään sekä telarungossa 11 että pinnoitteessa 14 samaa matriisimateriaalia 12. Tällöin, kun telarungon 11 ja pinnoitteen 10 14 välinen rajakerros 16 on valmistuksen aikana saavutettu, lopetetaan lujitekuitujen 13 syöttö kelauskoneeseen ja nämä lujitekuidut 13 korvataan pinnoitteen 14 valmistuksen yhteydessä täyteaineen, esim. keraamisten partikkeleiden 15 syöttämisellä. Tällä saadaan aikaan se merkittävä etu, että sekä telarunkoon 11 että pinnoitteeseen 14 saadaan täysin homogeeninen matriisi 12.

15

Tela 10 voidaan edullisimmin valmistaa myös siten, että telassa ei tule olemaan mitään varsinaista telarungon 11 ja pinnoitteen 14 välistä rajakerrosta 16. Tämä saadaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa toteutettua siten, että muutosalue telarungosta 11 pinnoitteeseen 14 tehdään joustavaksi siten, että kun telarunko 11 on saatu kelattua 20 tiettyyn vahvuuteen, aletaan valmistuksen yhteydessä vähentää kuitujen 13 määrää samalla, kun täyteaineen 15 syöttöä lisätään. Lopuksi kuitenkin on itse telan pinnan • · t * 17 läheisyydessä kuitujen 13 syöttö kokonaan katkaistu ja tämän sijasta on kelauksessa matriisimateriaalin 12 sekaan syötetty pelkästään täyteainetta 15. Tällaisessa tapauksessa saadaan aikaan erittäin luja ja mittapysyvä tela, koska telassa ei ole olemassa mitään 25 varsinaista telarungon 11 ja pinnoitteen 14 välistä rajakerrosta 16.

Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuvioissa esitettyä esimerkkiä, vaan keksinnön eri suoritusmuodot voivat vaihdella oheisissa patenttivaati-30 muksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

•«

Claims (10)

94403

1. Menetelmä paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteiden komposiittitelan valmistamiseksi, jossa menetelmässä telarunko (11) valmistetaan kelauskoneessa syöttämällä 5 koneeseen samanaikaisesti matriisimateriaalia (12) ja lujitekuituja (13) ja varustamalla telarunko (11) kovalla, kulutuskestävällä ja tarttumista ehkäisevällä pinnoitteella (14), tunnettu siitä, että menetelmässä pinnoite (14) valmistetaan telarungon (11) kelauksen yhteydessä siten, että telarungossa (11) olevat lujitekuidut (13) korvataan pinnoitteessa (14) matriisimateriaalin sekaan syötetyllä, partikkelien muodossa olevalla 10 täyteaineella (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että telarungossa (11) ja pinnoitteessa (14) käytetään samaa matriisimateriaalia (12).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutos telarungosta (11) pinnoitteeseen (14) tehdään joustavasti siten, että kun telarunko (11) on kelauksen yhteydessä saavuttanut tietyn vahvuuden, aletaan kuitujen (13) määrää vähentää samalla kun täyteaineen (15) syöttöä lisätään matriisimateriaalin (12) syöttöä välillä keskeyttämättä. 20

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ** että kun kelauksen aikana päästään lähelle haluttua telan pintaa (17), lujitekuitujen (13) syöttö lopetetaan ja kuidut korvataan kokonaan täyteaineella (15).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että telarungossa (11) ja pinnoitteessa (14) käytetään eri matriisimateriaaleja (12,12a). 4

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen menetelmän mukaisesti valmistettu komposiittitela, joka käsittää matriisimateriaalista (12) ja lujitekuiduista (13) kelaamalla 30 valmistetun telarungon (11), joka on varustettu kovalla, kulutuskestävällä ja tarttumista ehkäisevällä pinnoitteella, tunnettu siitä, että pinnoite (14) on valmistettu 94403 telarungon (11) kelauksen yhteydessä siten, että pinnoitteessa (14) on telarungossa (11) olevat lujitekuidut (13) korvattu matriisimateriaalin sekaan syötetyllä, partikkelien muodossa olevalla täyteaineella (15).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen komposiittitela, tunnettu siitä, että mat- riisimateriaali (12) on samaa sekä telarungossa (11) että pinnoitteessa (14).

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen komposiittitela, tunnettu siitä, että muutos telarungosta (11) pinnoitteeseen (14) on joustava siten, että kuitujen (13) 10 määrän pienentyessä täyteaineen (15) määrä kasvaa.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen komposiittitela, tunnettu siitä, että telan pinnan (17) läheisyydessä kuidut (13) on kokonaan korvattu täyteaineella (15).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen komposiittitela, tunnettu siitä, että täyteaine (15) koostuu keraamisista partikkeleista matriisimateriaalin (12) ollessa hartsia. • · • · li 94405