NO177236B - Fremgangsmåte og apparat for bestrykning av papir - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat og en fremgangsmåte for å hindre stalagmittdannelse ved bestrykning av papir.

Ved fremstilling av bestrøket papir blir for å oppnå papir med en glattere og mikroporøs overflate ett eller flere belegg som tjener til å fylle ruhetene i papiroverflaten og derved utligne denne overflate, påført på det ubestrøkne papir. Det er egnet at et overskudd av våt bestrykningsblanding påføres på papirbanen ved hjelp av en forhånds-doseringsinnretning.

For å oppnå at belegget får en jevn tykkelse på papirbanen er en sjaber, den såkalte doktorkniv, anordnet i en viss avstand fra forhåndsdoseringsinnretningen og strekker seg over papirbanens bredde.

Det har i mange år vært kjent at ved høye hastigheter for en papirhane, idet disse høye hastigheter er ønskelige for å realisere den høyest mulige produksjon, oppstår problemer i området nedstrøms i forhold til sjaberen, sett i papirbanens fremføringsretning (den såkalte "tørre" side av sjaberen), på grunn av den kjensgjerning at i dette område blir på tvers av sjaberens lengde en væskekant eller hård kant dannet som be-står av bestrykningsblanding som kan være blandet med fibre eller ikke. Innen den tekniske litteratur blir dannelsen av en slik kant betegnet som "stalagmittdannelse" eller også som "bleeding", "whiskering" eller "feathering". I den foreliggende tekst vil betegnelsen stalagmittdannelse bli anvendt.

Det er kjent fra litteraturen at stalagmittdannelsen antar alvorligere proporsjoner efterhvert som papirbanens hastighet øker. For tiden er hastigheter på fra 1000 til 1500 m/min allerede vanlige, og i fremtiden er enda høyere hastigheter ikke umulige. Dessuten er alvoret ved stalagmittdannelsen avhengig av beleggets sammensetning, og hver papir-produsent har sin egen spesifikke oppskrift for dette, men dette belegg vil imidlertid alltid inneholde en pigment-bestanddel, såsom leire eller kalk, og et bindemiddel, såsom en latex eller en modifisert stivelse. Det er ønskelig både av hensyn til papirkvaliteten og produksjonsomkostningene for papiret at et belegg påføres som har et høyt innhold av faste stoffer. Et slikt høyt innhold av faste stoffer har imidlertid også vist seg å befordre en sterk stalagmittdannelse på

s j aberen.

Dannelsen av en stalagmitt på sjaberens "tørre" side er sterkt uønsket fordi stykker av bestrykningsblanding kan løsne fra stalagmitten, spesielt når denne får altfor store størrelser, og når disse stykker kommer frem til papirbanen, kan de beskadige papiroverflaten da de forårsaker striper og kaviteter. Dessuten kan hårde stykker av stalagmitt beskadige overflaten til de valser over hvilke papirbanen passerer under papirfremstillingen efter at belegget er blitt påført. Spesielt er overflaten til de såkalte kalandervalser som anvendes for ytterligere glitning av papiroverflaten utsatt for dette. En utskiftning av slike valser er meget kostbar. Ende-lig kan ved den påfølgende papirtrykkeprosess hårde stykker av bestrykningsblanding som fremdeles er tilstede i papiret efter fremstillingsprosessen, føre til problemer eller til deformert trykk. I tillegg vil forekomsten av stalagmitt begrense valget av råmaterialene som skal anvendes i bestrykningsblandingen, og dette kan uheldig påvirke papirkvaliteten og/eller rå-materialomkostningene.

For en mer detaljert beskrivelse av det problem som er beskrevet ovenfor kan henvisning gjøres til tre artikler i "Wochenblatt fur Papierfabrikation" , nemlig "Streichfarben mit hohem Feststoffgehalt - Rheologie und Verarbeitbarkeit beim Bladestreichen" av G. Engstrom i Vol. 6, 1984, s. 184-187; "Fabrikationsstorungen durch stalagmitenformigen Streich-farbenaufbau an den Schabern schnell laufender Streich-maschinen" av H.P. Hofmann og A. von Raven i Vol. 8, 1986, s. 261-265; og "Betrachtungen tiber Stalagmitenbildung und Blade-uberkochen" av D. Eklund og S. Fors i Vol. 10, 1988, s. 400-404. To artikler som er blitt publisert i "Tappi" i 1973 viser at de uheldige virkninger av stalagmittdannelse er blitt er-kjent i flere år. Disse artikler er: "Effeet of coating color rheology on the blade coating process" av J.P. Modrak i Vol. 56, nr. 10, oktober 1973, s. 70-73, og "Effect of hydrocoloids on coating color operability and coating paper properties" av E. J. Barbar i Vol. 56, nr. 10, januar 1973, s. 52-55.

Det vil være klart fra det ovenstående at ved papirbestrykningsoperasjonen er det svært viktig å hindre stalagmittdannelse uten at dette går på bekostning av den ønskede høye hastighet for papirbanen og/eller sammensetningen av bestrykningsblandingen og/eller egenskapene til papiret som skal bestrykes, og mer spesielt uten at dette går på bekostning av det ønskede forholdsvis høye innhold av faste stoffer i bestrykningsblandingen.

Det tas derfor ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe et apparat og en fremgangsmåte for fullstendig å hemme stalagmittdannelse eller i det minste redusere stalagmittdannelse til et absolutt uskadelig nivå uavhengig av has-tigheten til papirbanen som beveger seg langs sjaberen, uavhengig av bestrykningsblandingens sammensetning og innhold av faste stoffer og uavhengig av kvaliteten til papiret som skal bestrykes.

Det tilveiebringes ved oppfinnelsen en fremgangsmåte i henhold til krav l's ingress for bestrykning av papir, og fremgangsmåten er kjennetegnet ved at skadelig stalagmittdannelse på sjaberens nedstrømsside, sett i papirbanens bevegelsesretning, hindres ved at et fluid som hemmer stalagmittdannelse tilføres et område som på den ene side er avgrenset av den påførte bestrykningsblanding på papirbanen og på den annen side av sjaberens nedstrømsside.

Fluidet som hemmer stalagmittdannelse, er fortrinns-vis damp ("steam"), men også vann eller en blanding av damp og/eller vann og/eller luft og et hvilket som helst annet fluid som hemmer stalagmittdannelse og som ikke uheldig påvirker papirets kvalitet og/eller belegget, kan anvendes.

Det tilveiebringes ved oppfinnelsen også et apparat i henhold til krav 4's ingress for bestrykning av papir, og apparatet er kjennetegnet ved at anordningene er for tilføring av et fluid som hemmer stalagmittdannelse på nedstrømssiden av sjaberen, sett i papirbanens bevegelsesretning, og at området er avgrenset av papirbanen og av sjaberens nedstrømsside.

Det har overraskende vist seg at under betingelser i praksis hindres stalagmittdannelse ved hjelp av trinnene ifølge den foreliggende oppfinnelse uten på noen som helst måte å påvirke bestrykningsblandingens sammensetning og/eller oppførsel.

Det er en ytterligere fordel ved oppfinnelsen at en sjabers arbeidslevealder øker betraktelig fordi sjaberen ikke lenger behøver å måtte erstattes, i motsetning til hva som er vanlig når for mye stalagmitt er blitt dannet, men fordi stalagmitt ikke lenger dannes, behøver sjaberen bare å bli skiftet ut når sjaberens kant begynner å oppvise tegn på slitasje som er utillatelig av andre grunner.

Forskjellige typer av sjabre er kjente og selv om henvisning i den foreliggende tekst for enkelhets skyld alltid vil gjøres til en skrapekniv ("doktorblad"), skal det frem-heves at oppfinnelsen ikke er begrenset bare til bruk av skrapekniver, men kan anvendes i forbindelse med alle typer av sjabre som strekker seg på tvers av i det vesentlige hele papirbanens bredde og oppviser problemet med stalagmittdannelse.

Det skal ytterligere bemerkes at i US patent

nr. 3152918 beskrives det at ved papirbestrykningsoperasjonen blir bestrykningsblandingens egenskaper påvirket ved tilførsel av fuktighet til området mellom forhåndsdoseringsinnretningen og sjaberen via en ledning som er forsynt med sprøyteåpninger. Dette prinsipp er imidlertid fullstendig uegnet når en bestrykningsblanding som har et høyt innhold av faste stoffer skal anvendes i forbindelse med sjaberen fordi problemet med stalagmittdannelse nettopp er størst ved et slikt høyt innhold av faste stoffer.

Oppfinnelsen vil bli ytterligere forklart nedenfor ved hjelp av et praktisk eksempel under henvisning til den ledsagende tegning.

På tegningen er vist et perspektivriss av et papir-bestrykningsapparat ifølge oppfinnelsen.

På tegningen betegner henvisningstallet 1 en valse over hvis overflate en papirhane 2 føres. Valsen 1 roterer i den retning som er angitt på tegningen ved hjelp av en pil. For å fjerne overskuddet av bestrykningsblanding fra papirbanen og for å utligne laget av bestrykningsblanding finnes en sjaber 3 som er understøttet av en blokk 4 som er konstruert for å holde sjaberen på tvers av dens bredde i den ønskede regulerbare stilling med hensyn til valsen 1. Det hittil be-skrevne apparat er generelt kjent innen papirfremstillingsin-dustrien og trenger derfor ikke ytterligere forklaring.

Som beskrevet ovenfor oppsamles bestrykningsblanding som danner en fuktig eller tørr frynset kant, stalagmitten, ved høye hastigheter for valsen 1, og derfor for papirbanen 2, og/eller ved et høyt innhold av faste stoffer i bestrykningsblandingen, på den "tørre" side av sjaberen 3, og denne side er på tegningen angitt ved henvisningstallet 3'.

I henhold til oppfinnelsen blir denne stalagmitt unn-gått ved at det anvendes et ledningssystem som omfatter tre ledninger 5, en felles tilførselsledning 6 og en ledning 7 som er forsynt med sprøytemunnstykker 8 i lik avstand fra hverandre. Ledningene 5 er på den ene side tilkoblet til den felles tilførselsledning 6 ved hjelp av kraner 9 og på den annen side til en ledning 7. Gjennom ledningene 6, 5 og 7 kan damp eller vann eller en blanding derav eller av et annet egnet fluid, i dampform eller flytende form, tilføres til sprøytemunnstykkene 8 på det område som på den ene side er begrenset av sjaberens "tørre" side 3' og på den annen side av papirbanen 2. Istedenfor sprøytemunnstykkene 8 er det også mulig å anvende én eller flere uttømningsåpninger som even-tuelt kan ha form av slisser.

Mengden av fluid kan reguleres av kranene 9 idet det foretrukne fluid er damp på grunn av at mengden av denne kan doseres korrekt og fordi damp er rikelig tilgjengelig ved papirfremstillingsprosessen. Det har i praksis vist seg at den nøyaktige stilling for ledningen 7 med hensyn til sjaberen 3, antallet og den spesielle form til uttømningsåpningen eller - åpningene eller sprøytemunnstykkene 8 og det trykk ved hvilket fluidet tilføres, kan velges fritt innenfor vide grenser fordi som et resultat av papirbanens høye hastighet et redusert trykk blir dannet nær sjaberens "tørre" side slik at fluidet så å si blir suget til sjaberens "tørre" side og hindrer dannelsen av stalagmitten. Det vil dessuten være klart for fag-mannen at det finnes forskjellige selvklare varianter for den spesielle form og antallet av ledningene 5, 6 og 7.

Det fremgår av det ovenstående at det ved oppfinnelsen tilveiebringes en meget effektiv, men også meget rimelig, løsning av et problem som innen papirfremstillingsprosessen har vært uovervinnelig og hittil uløsbart i mange år.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for bestrykning av papir, omfattende at en papirbane forsynes med et lag av bestrykningsblanding og at papirbanen føres langs en sjaber, og dessuten at et fluid til-føres et område som på den ene side er avgrenset av papirbanen og på den annen side er avgrenset av sjaberen, karakterisert ved at skadelig stalagmittdannelse på sjaberens nedstrømsside, sett i papirbanens bevegelsesretning, hindres ved at et fluid som hemmer stalagmittdannelse tilføres et område som på den ene side er avgrenset av den påførte bestrykningsblanding på papirbanen og på den annen side av sjaberens nedstrømsside.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et fluid som inneholder vann.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det som fluidet anvendes damp.

4. Apparat for bestrykning av papir, utstyrt med anordninger for å forsyne en papirbane (2) med et lag av bestrykningsblanding, med en sjaber (3) som strekker seg på tvers av papirbanens bredde, og med anordninger (7, 8) for på jevnt fordelt måte å tilføre et fluid på tvers av i det vesentlige hele bredden av sjaberen til et område avgrenset av papirbanen med påført bestrykningsblanding og av én side av sjaberen, karakterisert ved at anordningene (7, 8) er for tilføring av et fluid som hemmer stalagmittdannelse på nedstrømssiden (3') av sjaberen (3), sett i papirbanens bevegelsesretning, og at området er avgrenset av papirbanen (2) og av sjaberens (3) nedstrømsside (3').

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at anordningene (7,8) for å tilføre fluidet til det nevnte område omfatter en langstrakt ledning (7) som er forsynt med minst én åpning (8) rettet mot det nevnte område og som strekker seg i det vesentlige parallelt med sjaberen (3), i det vesentlige over hele dens lengde, idet ledningen (7) er koplet til en fluidkilde via et ledningssystem (5,6).

6. Apparat ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at sjaberen (3) er en skrapekniv.

7. Apparat ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at fluidkilden er utfor-met for å tilføre damp.