FI95947B

FI95947B - Menetelmä ja sovitelma liikkuvan paperiradan päällystämiseksi

Info

Publication number: FI95947B
Application number: FI943134A
Authority: FI
Inventors: Jukka Koskinen
Original assignee: Valmet Paper Machinery Inc
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1995-12-29
Also published as: FI943134A0; FI95947C; JPH0824771A; US5650200A; EP0690172A2; KR960001342A; CA2152448A1; EP0690172A3

Description

95947

Menetelmä ja sovitelma liikkuvan paperiradan päällystämiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen l johdannon 5 mukainen menetelmä kartonki- tai paperiradan päällystämiseksi käyttämällä ilmaharjaa kaavinelimenä.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 6 johdannon mukainen sovitelma menetelmän toteuttamiseksi.

10

Ilmaharjakaavinta käytettäessä radalle levitetty päällyste tasoitetaan radan pintaan puhaltamalla ilmaa suurella nopeudella ilmaharjan kapeasta raosta rataa kohti. Ilmavirta poistaa päällystettä sumuna radan pinnasta ja tämä sumu 15 kerätään erityiseen kammioon ja kierrätetään päällysteal-taaseen. Ilmaharjaa käytettäessä päällystekerros on tasainen ja päällystetyn paperin tai kartongin pinnan profiili noudattaa pohjamateriaalin muotoa. Päällystekerroksen peit-tokyky on hyvä.

20

Ilmaharjapäällystyksessä ylimääräisen päällysteen pois kaavinta tapahtuu kapeasta suutinraosta purkautuvalla terävällä ilmasuihkulla. Ilmasuihkun nopeus voi olla jopa 0,7-0,8 Mach(232-267 m/s). Suuttimen paine on tyypillisesti 0,2-1 bar (0,02-0,IMPa).

25 Tärkein peruste ilmaharjapäällystyksen käyttöön on sillä •t> saatava hyvin tasapaksu ja peittävä, ns. contour-tyyppinen paperin tai kartongin pintaa mukaileva päällyste. Contour-tyyppisen päällysteen aikaansaamisen kannalta oleellinen tekijä on suodatinkakkuilmiö. Suodatinkakkukerros muodostuu 30 siten, että se mukailee paperin tai kartongin pinnan muoto-a. Ilmasuihku puolestaan kaapii ylimääräisen päällysteen pois kutakuinkin suodatinkakkukerrosta myöten.

Perinteisesti päällystemäärä on ilmaharjapäällystyksessä 35 pyritty hallitsemaan ilmasuihkun painetta säätämällä. Tällöin säätömahdollisuudet ovat kutakuinkin rajalliset,koska pieneen päällystemäärään pyrittäessä jouduttaisiin kaapi- 2 95947 maan osittain myös suodatinkakkukerroksen yläpintaa, mikä vaatii suurta ilmasuihkun tehoa ja aiheuttaa sumuamis- ja muita ongelmia. Suuriin päällystemääriin pyrittäessä puolestaan tulee päällystekerroksen paksuuden hallinnassa sta-5 biilisuusongelmia, koska ilmasuihku joutuu tekemään kaa- vauksen nestemäisessä tilassa olevassa päällystekerroksessa jotain olematonta rajapintaa pitkin.

Ilmaharjapäällystyksessä päällysteen levitys ja kaavinta 10 ovat selvästi erillisiä vaiheita. Levitysvaiheessa radan pinnalle tuodaan päällysteseosta ja levitetty määrä on suurempi kuin lopullinen haluttu päällystemäärä. Ylimääräinen päällystemassa poistetaan kapeasta raosta purkautuvalla ilmasuihkulla. Levitysvaiheen ja kaavinnan välillä tapahtuu 15 paperin ja päällysteen välistä vuorovaikutusta, jossa paperia lähinnä olevista päällystekerroksista kulkeutuu vettä ja sideaineita pohjapaperiin. Tätä veden ja sideaineiden siirtymistä kutsutaan penetraatiotapahtumaksi ja tämän ilmiön vaikutuksesta kuiva-ainepitoisuus lähinnä 20 paperia olevissa kerroksissa alkaa kasvaa. Kuiva-ainepitoisuuden nousu aiheuttaa suodatinkakkuilmiön, jossa paperin pintaan syntyy kerros, jossa KAP on noussut niin paljon, että on tapahtunut päällysteen asettuminen,jolloin päällyste ei enää ole virtaavassa muodossa.

25 ψ

Usein päällystemäärän karkea säätö tehdään sovittamalla kaavintaolosuhteet karkeasti siten, että kaavinta tapahtuu suodatinkakkuilmiötä hyväksi käyttäen. Lopullinen päällystemäärä säädetään ilmasuihkun painetta säätämällä. II-30 masuihkulla voidaan kuitenkin poistaa vain rajallinen määrä I, päällystettä, koska pieneen päällystemäärään pyrittäessä vaadittu ilmasuihkun teho kasvaa nopeasti. Suuri puhallus-teho johtaa päällysteen haitalliseen sumuamiseen ja lisää ilmaharjan melua. Laite vaatii myös tehokkaat ilmantuotto-35 laitteet ja koska puhallettavan ilman on oltava öljytöntä ja puhdasta, laitteiston kokonaiskustannukset kasvavat

II

3 95947 nopeasti tehon ja tuottotarpeen kasvaessa. Suurilla pääl-lystemäärillä taas ilmaharjakaavinnalla ei saada tasaista päällystekerrosta, koska vähän kuiva-ainetta sisältävä pieniviskoosinen massa irtoaa epätasaisesti paperin pinnas-5 ta ja kaavintatapahtumasta tulee erittäin epästabiili.

Päällystemassan ominaisuuksia muuttamalla voidaan vaikuttaa levitysvaiheen ja kaavinnan välisenä aikana paperin pinnalle muodostuvan suodatinkakkukerroksen paksuuteen. Kaavinta onnistuu parhaiten tämän kerroksen yläpintaa myöten, jolio loin kaavintatapahtumasta tulee stabiili. Päällystemassan ominaisuuksien säätö on kuitenkin erittäin hankalaa ja vaikeaa toteuttaa hallitusti. Erilaisten massojen valmistaminen on hidasta, joten suodatinkakkukerroksen paksuuden ajonaikainen hallinta massan ominaisuuksia muuttamalla on 15 käytännössä mahdotonta. Tällä tavoin voidaankin ainoastaan hieman säätää prosessiolosuhteita.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla päällystemäärää voidaan säätää ilmaharjapääl-20 lystyksen yhteydessä kasvattamatta ilmaharjan painetta kohtuuttomasti.

Keksintö perustuu päällystetyllä radalla olevassa märässä päällystekerroksessa tapahtuvan suodatinkakkuilmiön hyväk-. 25 sikäyttöön ja päällysteen levittämisen ja kaapimisen väli- sen ajan säätämiseen.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 30 tunnusmerkkiosassa.

• <

Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa .

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

35 95947 4

Ilmaharjapäällystyksen kaavintatapahtuma voidaan optimoida ja päällystemäärä säätää tarkasti. Menetelmässä muutetaan yhtä päällystepaksuuteen vaikuttavaa tekijää ja muut pro-sessiolosuhteisiin vaikuttavat tekijät, kuten pohjapaperi, 5 päällystemassa, radan nopeus ja ilmasuihkun paine, pidetään optimaalisissa vakioarvoissa. Ilmasuihkun paine jää kohtuulliseksi, jolloin sumuaminen vähenee ja laitteisto likaantuu vähemmän. Päällystemäärä pysyy tasaisesti samana päällystyksen aikana, koska kaavinta tehdään luonnollista 10 rajakerrosta pitkin.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.

15 Kuvio l esittää kaaviollisesti ilmaharjapäällystystä.

Kuvio 2 on kaaviokuva liinaharjalla tehtävästä kaavinnasta.

Ilmaharjapäällystyksessä päällystemassaa levitetään liikku-20 valle radalle 1 jollain sopivalla tavalla. Kuvion 1 esimerkissä levityslaitteena on levitystela 2. Levitystela 2 nostaa päällystettä altaasta 3 ja kuljettaa sitä ensimmäisen vastatelan 4 kautta kulkevalle radalle 1. Levitystapa ei kuitenkaan vaikuta tämän keksinnön toimintaperiaat-\25 teeseen, joten levityslaitteena voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa levityslaitetta. Levityskohdan jälkeen rata kulkee toiselle vastatelalle 5. Rata 1 kääntyy toisen vastatelan 5 kohdalla ja sen yhteyteen on sovitettu ilmaharja 5, joka puhaltaa kaavinilmasuihkun 7 rataa kohti. Radalta l 30 irtoava massasumu 8 kerätään keruualtaaseen.

Ilmaharjapäällystyksessä radalle jäävän massakerroksen paksuutta on edullisinta säätää hallitsemalla radalle 1 levityksen jälkeen muodostuvan suodatinkakkukerroksen pak-35 suutta. Kuviossa 2 on kuvattu pohjapaperi 1, eli paperirata, pohjapaperille muodostunut suodatinkakkurajakerros 10

II

s 95947 ja rajakerroksen 10 päällä oleva juokseva päällystekerros 11. Rajakerros 10 ja juokseva päällystekerros 11 vastaavat levitettyä päällystemassakerrosta. Juokseva massakerros 11 poistuu sumuna 12.

5

Levitysvaiheen jälkeen päällystemassan 10, 11 ja pohjapaperin 1 välillä tapahtuu vuorovaikutusta, jonka seurauksena muodostuu suodatinkakkukerros 10. Suodatinkerros 10 muodostuu veden ja sideaineiden kulkeutuessa juoksevasta päällys-10 temassasta pohjapaperiin 1. Tätä tapahtumaa kutsutaan pe- netraatioksi ja sen vaikutuksesta kuiva-ainepitoisuus (KAP) kohoaa paperia l lähinnä olevassa kerroksessa. Penetraation määrään vaikuttaa pohjapaperin ominaisuudet, muun muassa huokoisuus, imukyky, lämpötila ja alkukosteus, päällyste-15 massan ominaisuudet, kuten vedenpidätyskyky, lämpötila ja KAP sekä kontaktiaika, mikä riippuu ratanopeudesta ja levityksen ja kaavinnan välisestä matkasta. Penetraatiosta johtuva kuiva-ainepitoisuuden nousu johtaa suodatinkakkura-jakerroksen 10 muodostumiseen paperin pinnalle. Tässä ker-20 roksessa kuiva-ainepitoisuus on kohonnut niin paljon, että päällysteessä on tapahtunut asettuminen, eli päällyste ei ole enää virtaavassa muodossa. Kun ilmaharjan 6 suihku 7 osuu paperin pinnalle levitettyyn massaan, juokseva päällystekerros 11 irtoaa helposti, kun taas suodatinkakkuker-• 25 roksen 10 irrottamiseen tai ohentamiseen tarvitaan huomattavasti suurempi puhallusteho. Niinpä levitettyyn massaan muodostuu rajapinta, jota pitkin ilmaharjan 6 suihku 7 poistaa helposti ylimääräisen levitetyn massan 11.

30 Suodatinkakkukerroksen paksuus riippuu prosessiolosuhteiden muuten vakioina pysyessä penetraatioajasta. Mitä pitempi aika kuluu kaavinnan ja levityksen välillä, sitä enemmän vettä imeytyy pohjapaperiin ja sitä paksummaksi muodostuu päällysteen asettunut kerros. Penetraatioaika riippuu puo-35 lestaan ratanopeudesta ja levityskohdan ja kaavintakohdan välisestä etäisyydestä L. Koska ratanopeus pyritään pitä- 6 95947 mään määrätyssä arvossa, penetraatioaikaa voidaan säätää muuttamalla levityksen ja kaavinnan välistä etäisyyttä. Etäisyyden säätö voidaan tehdä esimerkiksi siirtämällä ilmaharjaa 6 vastateloineen 5 johteella 13. Vaihtoehtoises-5 ti voidaan siirtää levityslaitetta 2, 3, 4 tai molempia. Sellaisissa tapauksissa, joissa suhteellisen lyhyt säätö-matka on riittävä, voidaan siirtää pelkästään ilmaharjaa. Jos rata applikoinnin ja kaavinnan välillä tuetaan viiralle, säätö on edullisinta tehdä liinaharjan paikkaa muutta-10 maila, jolloin säätömatkaksi tulee koko applikoinnin ja vastatelan tai taittotelan välinen etäisyys. Jotkin siirtotavat vaativat luonnollisesti ratapituuden muutosten kompensoinnin. Alan ammattimies pystyy helposti toteuttamaan tällaiset siirto- ja kompensointilaitteet, joten niiden 15 tarkempi kuvaus ei liene tarpeen.

Etäisyyden säätö voidaan tehdä ennen päällystyksen aloittamista, mutta yleensä on tarpeen säätää päällystemäärää ajon aikanakin ja ajon alussa päällystemäärän saamiseksi tarkas-20 ti oikeaksi ja pitämiseksi vakiosuuruisena.

Claims

95947

1. Menetelmä liikkuvan paperi- tai kartonkiradan päällystämiseksi, jossa menetelmässä. 5 - liikkuvan radan (1) pintaan levitetään päällys-tekerros (10, 11), jonka paksuus on suurempi kuin halutun lopullisen päällystekerroksen (10) paksuus, ja 10 - päällystekerros (10, 11) kaavataan radan (1) kulkusuunnassa välimatkan (L) päässä levityskoh-dasta lopulliseen paksuuteen puhaltamalla rataa (1) kohti ilmasuihku (7), joka irrottaa ylimääräi- 15 sen päällysteen (11, 12) radalta (l), tunnettu sitä, että - levityskohdan ja kaavauskohdan välinen etäisyys 20 sovitetaan tätä etäisyyttä muuttamalla sellaisek si, että kaavaamalla saadaan lopullinen haluttu päällystepaksuus.

2. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnet- 2. t u siitä, että päällystepaksuus säädetään levityskohdan ja kaavauskohdan välistä etäisyyttä muuttamalla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että päällystepaksuus säädetään levityskohdan 30 paikkaa muuttamalla.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että päällystepaksuus säädetään kaavauskohdan paikkaa muuttamalla. 35

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 95947 tunnettu siitä, että ratanopeus, päällystemassan ominaisuudet ja ilmasuihkun paine pidetään vakiosuuruisena päällystyksen aikana.

6. Sovitelma liikkuvan paperi- tai kartonkiradan päällystä miseksi, joka sovitelma käsittää: - levityslaitteen (2, 3, 4) päällystemassan levittämiseksi radan (1) pinnalle, 10 - välimatkan (L) päähän levityslaitteesta (2, 3, 4. sovitetun taitto- tai vastatelan (5), jonka kautta rata (1) on sovitettu kulkemaan, ja 15. vastatelan (5) yhteyteen sovitetun ilmaharjan (6) ilmasuihkun (7) puhaltamiseksi rataa (l) kohti päällystemassakerroksen (10, 11) paksuuden säätämiseksi ja ylimääräisen massan poistamiseksi, 20 tunnettu elimistä (12) levityslaitteen (2, 3, 4) ja ilmaharjan (6) välisen etäisyyden (L) muuttamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sovitelma, tunnet-t u siitä, että elimet etäisyyden muuttamiseksi käsittävät .•25 elimet ilmaharjan (6) siirtämiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sovitelma, tunnet-t u siitä, että elimet etäisyyden muuttamiseksi käsittävät elimet levityslaitteen (2, 3, 4) siirtämiseksi. 30 9 95947