NO772123L - Fremgangsm}te for belegning av papir og kartong samt innretning for gjennomf¦ring av fremgangsm}ten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer belegning av papir og kartong. Den gjelder nærmere bestemt en kontinuerlig fremgangsmåte for regulering og utjevning av tykkelsen på belegget av et vandig preparat sompåfbres i overskudd på et kontinuerlig bånd av papir eller karton som bæres av sideflaten i en sylinder hvor man påfbrer overskuddet /av belegg ved rakning. Den vedrorer likeledes en innretning som gjor det mulig å utfore den nevnte fremgangsmåte og belagt papir og kartong tilveiebragt ved den nevnte fremgangsmåte.'

Man kjenner at vandige preparater for belegning av papir og kartong i prinsippet inneholder pigmenter og bindemidler. De vanligste pigmenter som anvendes er mineralleirer. Man kan likeledes anvende ii en liten andel i forhold til leiren andre pigmenter såsom kalsiumkarbonat, titanoksyd, hydrargillitt, talkum, bariumsulfat osv. Disse pigmenter dispergeres i vannet, vanligvis i alkalisk miljo og i nærvær av dispergerende midler hvor de viktigste er tetranatriumpyrofosfat, natriumhek-sametafosfat, polyakrylater med lav molekylvekt, i en andel som ligger mellom 0,2 og 0,5 vektprosent av pigmentene. Disse pigmenter påfbres papiret eller kartongen ved hjelp av bindemid-lene. Man anvender vanligvis en vandig dispergering av en_ syntetisk polymer såsom en kopolymer av styren eller butadien, én ]akrylpolymer eller en vinylacetatpolymer som bindemiddel, enten alene eller i blanding med naturlige bindemidler såsom stivelser, proteiner eller kasein, eller syntetiske bindemidler såsom polyvinylalkoholer. Det er likeledes mulig å tilfore de vandige dispergeringer produkter som er istand til å'forbedre tilbakeholdingsevnen for vann i belegningspreparatene såsom karboksymetylcelluloser eller alginater. Belegningspreparatene kan likeledes inneholde andre bestanddeler såsom fornetnings-midler, antiskumdannende midler, glidemidler, optiske bleke-midler og fargestoffer.

Man kjenner en fremgangsmåte for belegning av papir eller kartong hvor man kontinuerlig påfbrer en av over[f låTene av et papirbånd eller kartongbånd en overskuddsmengde av det vandige preparat vanligvis ved hjelp av en påfbringsvalse, for deretter å fjerne overskuddet av belegg ved skrapning ved hjelp av en skrape som kalles en fordelingsskrape. Hastigheten på belegningen ligger vanligvis på mellom 300 og 1500 m/min. Mengden av vandig preparat som påfbres papiret eller kartongen ved hjelp av påforingsvalsen ligger mellom 200 og 800 g/m . Alt etter stivheten på skrapen, trykket som påfbres denne, avstanden mellom skrapen og papiret eller kartongen, sammentrykkbar-heten i papiret eller kartongen og de rheologiske egenskaper i belegningsbadet, vil mengden tbrrstoff som påfbres papiret eller kartongen etter belegningen variere mellom 6 og 15 g/m .

Ved påfbringen ifblge denne fremgangsmåten kan man påvise at der kan dannes sprekker i belegget som er frembragt ved at der finnes partikler som har en utstrekning som er {sterre enn avstanden mellom skrapen og papiret eller kartongen slik at disse partiklene kiler seg fast mellom skrapen og papiret eller kartongen. Disse partiklene kan skrive seg fra belegningsbadet eller bestå av forskjellige opphopninger f.eks. av treavfall som finnes på "overflaten av papiret"eller'kartongen. Man kan videre observere feil i jevnheten på belegget på overflaten av papiret eller kartongen i form av spor eller kammer som skyldes ujevnheter i papiret eller kartongen og som blir mer synlige under belegningsoperasjonen siden der danner seg turbulenser

i overskuddet av belegget som skrapen skal jevne ut.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen gjor det mulig på

en vesentlig måte å redusere disse ulemper.

IfbxLge fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen utfores skrapingen ved hjelp av minst to skraper som virker etter hverandre. Den siste skrapen er den nevnte utjevningsskrape, den andre eller de andre skrapene kalles fordelingsskraper. I praksis er antall skraper hbyt fire.

For å unngå at reduksjonen i vanninnholdet på grunn av absorbsjon i papiret eller kartongen eller ved fordampning til luften som finner sted ved passasjen mellom den fbrste og den siste skrapen, og som av og til kan være'meget hbyt, er det viktig at avstanden mellom de to skraper er så liten som mulig. Denne reduksjon i vanninnholdet kan være opphav til risiko for oppsprekking ved at der i kontakt med den siste skrapen opptrer sprekkingsfenomener. I praksis! yiT avstanden mellom de frie ender i den fbrste og den siste skrapen som presses mot belegget av det vandige preparat vanligvis være mellom 0,2 og 50 cm.

For å få en maksimal forbedring av fordelingen og

for mest mulig å redusere risikoen for sprekking reguleres avstanden mellom den fbrste skrapen og papiret eller kartong-båndet på en slik måte at vekten av belegget som etterlates på båndet av den nevnte skrape uttrykt i tbrrstoff ligger mellom 10 og 50 g/m<2>.

For å få en god utfbrelse' av fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen er hver skrape skråttstilt i forhold til båndet i en vinkel på mellom "5 og 60°.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen gjor det mulig å tilveiebringe belegg med en jevn tykkelse uten sprakker med en tbrrstoffmengde som vanligvis er under 15 g/m og som kan gå ned til 5 g/m 2uten å redusere viskositeten i belegningsbadet. Man har konstatert at ved anvendelse av tre eller fire skraper, vil man vanligvis få et belegg som er bedre enn ved anvendelsen av bare to skraper.

En maskin for å belegge papir eller karton ved hjelp av en fremgangsmåte ifblge oppfinnelsen består av minst, én enhet som består av en stbttesylinder (eller mer generelt av en stbtteflate) hvor et kontinuerlig bånd av papir eller kartong beveger seg på den ytre overflate og en fuktesylinder som vanligvis kalles påfbringsvalsen og som skal overfore til båndet av papir eller kartong et belegg av et vandig preparat som på forhånd er trukket ut av et passende reservoir.

Innretningen ifblge oppfinnelsen for regulering og utjevning av tykkelsen av belegget av de vandige preparat som påfbres i overskudd på et kontinuerlig bånd av papir eller kartong som bæres av sideflatene av en sylinder i en belegningsmaskin for papir eller kartong består av minst to skraper plasert etter hverandre hvor den ene enden er fri og kan fores mot be legget av det vandige preparat. Den består likeledes fortrinns-vis av innretninger for å regulere skråstillingén av hver av skrapene i forhold til båndet og av innretninger for å regulere avstanden fra hver av skrapene til båndet. Antall skraper er vanligvis hbyst fire.

For å få en god utfbrelse ifblge oppfinnelsen er avstanden mellom de frie ender på den fbrste og den siste skrapen som fores mot belegningsprepapratet mellom 0,2 og 50 cm.

Nedenunder folger en detaljert beskrivelse av en utfbrelse av innretningen ifblge oppfinnelsen under henvis-ning til figurene 1 - 4 på de vedheftede tegninger. Fig. 1 er et skjematisk snitt av en maskin for belegning av papir eller kartong utstyrt med en innretning ifblge oppfinnelsen. Fig. 2 er en innretning ifblge oppfinnelsen sett fra

siden og montert på en belegningsmaskin.

Fig. 3 er en innretning ifblge oppfinnelsen sett rett

forfra,montert på en belegningsmaskin.

Fig. 4 er en innretning ifblge oppfinnelsen sett oven-fra og montert på en belegningsmaskin.

Innretningen ifblge oppfinnelsen utgjor en del av eh.'vanlig belegningsmaskin for papir eller kartong hvor hovedele-mentene er skjematisk vist i fig. 1. Denne maskinen består i hovedtrekkene av en stbttesylinder 1 med en rotasjonsbevegelse i pilens retning rundt aksen 0. På den ytre overflate av denne stbttesylinderen 1 opprulles et kontinuerlig bånd av papir eller kartong 2 som mates av en valse som ikke er vist. Dette båndet holdes i en stilling hvor det knytter seg til stbttesylinderen i en bestemt pårullingsvinkel ved hjelp av en vanlig passende innretning som består f.eks. av én eller flere strammevalser 3.

En roterende fuktesylinder 4 er delvis nedsenket i

en bestemt mengde vandig preparat 5 som holdes i et reservoir 6 og denne sylinderen befinner seg forbvrig i tangensialkontakt med båndet slik at der under valsens rotasjonsbevegelse over-fores et belegg 4a av vandig preparat fra sideflaten på I sylinderen over til overflaten av båndet 2. På fig. 1 viser man en relativt vanlig stilling for fuktesylinderen 4 under stbttesylinderen 1, men det er åpenbart at en hvilken som helst rela-

tiv passjénde stilling kan benyttes. Videre kan et hvilket som helst antall fuktesylindere anvendes sammen med1 stbttesylinderen 1 og hver er et middel for å overfore en bestemt mengde vandig preparat til båndet 2.

Det vandige preparat som kan være et hvilket som helst kjent preparat som passer for å gi et belegg på båndet 2, består vanligvis, av ett eller flere pigmenter såsom f.eks. kaolin, kalsiumkarbonat, titanoksyd, hydrargillitt, talkum, bariumsulfat og et^t eller flere bindemidler såsom f.eks. syntetiske polymere, stivelser, proteiner og kasein. Innholdet av faste stoffer i det nevnte preparat ligger mellom 50 og 65 vektprosent.

Reguleringsinnretningen 7 ifblge oppfinnelsen er plasert i banen for båndet 2 og etter fuktesylinderen 4. Den har et symmetriplan som står loddrett på rotasjonsaksen 0 for stbttesylinderen 1.

Denne innretningen består hovedsakelig av to skraper 8 og 9 hvor én av endene kan fores an mot båndet 2 på henholdsvis punktene P og Q. Skrapene 8 og 9 er henholdsvis festet i den andre enden til bærebjelkene 10 og 11 ved hjelp av skruer såsom 12. Bærebjelkene 10 og 11 står i leddet forbindelse med henholdsvis stbttene 13 og 14 slik at hver av endene som er utstyrt med et styrelement 15 kan forskyve seg i retning loddrett på aksen 0 i det indre av en utskjæring 16 som er utfort i den tilsvarende stotten. Riflede knaster 17 og 18 som henholdsvis er montert på stbttene 13 og 14 gjor det mulig ved hjelp av me-kaniske innretninger som ikke er vist å la styreelementene 15 gli og holdes i stilling i åpningene 19 som er utfort i ut-skæringene 16 og som gjor det mulig å regulere avstanden fra hver av skrapene 8 og 9 til båndet 2.

Hver av stbttene er utstyrt med to dreietapper 20

som passer inn i utskjæringer 21 i sidestykkene 22 og som gjor det mulig for dem å svinge rundt en akse som er parallell med aksen 0. Man kan ved hjelp av denne innretning regulere den bnskede verdi på skråstillingsvinkelen for hver av skrapene 8 og 9 i forhold til båndet 2. Sidestykkene 22 er festet sammen ved hjelp av stenger 23 og 24 som holdes i stilling ved hjelp av muttere 25 og 26.

Sidestykkene 22 kan svinge rundt akselen 27 parallell med aksen 0 og bæres av elementet 28 som er festet til en bjelke 29 på belegningsmaskinén. Sidestykkene 22 holdes i stilling,

i forhold til elementene 28 ved hjelp av skruer 30. Stbtter i sidestykkene 22 hindrer skrapene 8 og 9 å stote mot stbtte- • sylinderen 1 under montering av innretningen ifblge oppfinnelsen på belegningsmaskinén. For klarhetens skyld er stengene 23 og 24, mutterne 25 og 26, elementene 28 og bjelken 29 ikke vist på fig. 4.

Låseknaster 32 og 33 i utskjæringer 34 i stbttene 13 og 14 gjor det mulig å holde de nevnte stbtter og derved skrapene 8 og 9 i den valgte skråstilling som tilsvarer en vinkel på 30, 35,. 40 eller 45° i forhold til båndet 2. For å oppnå dette bringes låseknastene 32 og 33 i stilling og holdes i stilling i utskjæringene 35, 36, i sidestykkene |22, ved hjelp av riflede knotter 37, 38 som kan gli i utskjæringer 39 og 40 i utskjæringene såsom 34.

Man gir nedenunder flere eksempler på utfbrelsen av en fremgangsmåte ifblge oppfinnelsen;

Eksempel 1- 5

Man fremstiller et vandig preparat for belegning som er har fblgende vektmessige sammensetning av de liaste bestanddeler:

Belegningspreparatet gis enr"pH på 8,5 ved tilsats av ammoniakk og justeres slik at det inneholder 60 vektprosent tbrrstoff.

Man påfbrer kontinuerlig til én av overflatene av et bånd av papir på 74 g/m en overskuddsmengde av belegningspreparatet ved hjelp av en påfbringsvalse for deretter ved hjelp av skraping av én eller flere skraper hvor hellingsvinkel/eh i forhold til båndet er 30° fjerner overskudd av belegg for å tilveiebringe et belegg på 9 g/m , uttrykt i tbrrstoff.

Det belagte papir tbrkes i en tunnelovn med en tempe-ratur på 100°C for deretter å underkastes kalandrering som består av fire passeringer mellom to sylindre med en kraft på

80 kg/cm.

I eksempel 1 som er gitt for sammenligningens skyld anvender man én enkelt skrape.

I eksempel 2, 3, 4 og 5 ifblge oppfinnelsen anvender man en innretning som består av en fordelingsskrape og en ut-jevnings skrap e . Man regulerer avstanden mellom de to frie endene på fordelingsskrapen og utjevningsskrapen til 2 cm og stillingen på fordelingsskrapen slik at vekten på belegget som etterlates av denne skrapen uttrykt i tbrrstoff er henholdsvis 12, 20, 25 og 48 g/m<2>.

Kvaliteten på fordelenHstuderes ved hjelp av en prove som benevnes "mikrokonturprbve" og prinsippet er fblgende: Man påfbrer et overskudd på papiret av et blekk som er sammensatt av et pigment med store korn dispergert i en

olje med middels viskositet og som markedsfbres av Etablissements Lorilleux Lefranc under betegnelsen "blekk til mikrokonturprbve". Stbrrelsen på pigmentpartiklene er stbrre enn diameter-en i papirporene slik at pigmentet ikke kan trenge ned i papiret. Etter en passende avtbrring er alltid mengden pigment som blir tilbake på papiret stbrre og dette har en ,uj;evn overflate. Fargeintensiteten gjor det derfor mulig å vurdere ujevnhetene

i papiret og likeledes vurdere betydningen av furer og striper.

Den nedenstående tabell gjengir resultater tilveiebragt hvert av eksemplene.

Man ser at anvendelse av en fordelingsskrape gir papir-belegg som er mindre ujevne.

Eksempel 6 - 9

Man arbeider under samme betingelser som i eksempel 2 5, men man anvender en innretning som har to fordelingsskraper og én utjevningsskrape. Man regulerer avstanden mellom de frie ender på de to fordelingsskrapene til 2 cm og avstanden mellom d.é j£r£' e] endene på den annen fordelingsskrape og utjevnings skrapen likeledes til 2 cm. Man regulerer stillingen på fordelingsskrapene slik at vekten av belegget som etterlates av de nevnte skraper uttrykt i tbrrstoff er de som er angitt i tabell 2 nedenunder.

Man kan konstatere ved hjelp av en "mikrokonturprbve" at fargeintensiteten og dermed ujevnheten i de tilveiebragte belagte papir er ennå mindre enn for de belagte papir som er tilveiebragt ved eksemplene 2-4.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for regulering og utjevning av tykkel-

sen på belegg av vandige preparater påfbrt i overskudd på et kontinuerlig bånd av papir eller kartong som stbttes av sideflaten i en sylinder hvorfra overskuddet av belegg fjernes ved skrapning,karakterisert vedat man utforer skrapningen ved hjelp av minst to skraper som virker etter hverandre .

2. Fremgangsmåte ifblge krav 1,karakterisertved at antallet skraper helst er fire.

3. Fremgangsmåte ifblge et hvilket som helst av kravene 1 og 2,karakterisert vedat avstanden mellom de frie ender på den fbrste og den siste skrapen som får virke mot belegget av vandig preparat ligger mellom 0,2 og 50 cm.

4. Fremgangsmåte ifblge hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat man regulerer avstanden mellom den fbrste skrape og båndet slik at vekten av det belegg som etterlates på båndet av den nevnte skrape uttrykt i tbrrstoff ligger mellom 10 og 50 g/m .

5. Fremgangsmåte ifblge hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat hver av skrapene er skråttstilt i forhold til båndet med en vinkel på mellom 5 og 60°.

6. Innretning for regulering og utjevning av tykkelsen av et belegg av et vandig preparat som påfbres i overskudd på et kontinuerlig bånd av papir eller kartong som stbttes av sideflatene av en sylinder i en belegningsmaskin for papir eller kartong,karakterisert vedat den omfatter . minst to skraper som er plasert etter hverandre hvor én av endene er fri og kan virke mot belegget av vandig preparat.

7. Innretning ifblge krav, 6,karakterisertved at den omfatter innretninger for å regulere skråstil-lingen av hver av skrapene i forhold til båndet og innretninger for å regulere avstanden for hver av skrapene i forhold til båndet.

8. Innretning ifblge hvilket som helst av kravene 6 og 7,karakterisert vedat antall skraper minst tilsvarer fire.

9. Innretning ifblge hvilket som helst av kravene 6 - 8,karakterisert vedat avstanden mellom de frie ender på den fbrste og den siste skrapen som får virke mot belegget av vandig preparat er mellom 0,2 og 50 cm.

10. Innretning ifblge hvilket som helst av kravene 6 - 9,karakterisert vedat hver av skrapene er festet i sin andre ende til en bærebjelke som er leddet med en stbtte på en slik måte at hver av de to endene av bærebjelken som er utstyrt med styringselementer kan forskyve seg i en retning loddrett på sylinderens akse i det indre av en utskjæring som er utfort i den nevnte stbtten.

11. Innretning ifblge krav 10,karakterisertv e d at den omfatter innretninger for at et styreelement kan gli og holdes i stilling i en utsparing utfort i den korre-sponderende utskjæring.

12. Innretning ifblge hvilket som helst av kravene 10 og 11,karakterisert vedat hver av stbttene er utstyrt med to tapper som virker i utskjæringer i sidestykkene som gjor det mulig for stbtten å svinge rundt en akse som er parallell med rotasjonsaksen for sylinderen.

13. Innretning ifblge krav 12,karakterisertved at sidestykkene kan svinge rundt en aksel som er parallell med rotasjonsaksen for sylinderen og at de bæres av elementer som er festet til en bjelke på belegningsmaskinén.

14. Innretning ifblge krav 13,karakterisertved at sidestykkene er festet i stilling ved tilskruning til de nevnte elementer.

15. Innretning ifblge hvilket som helst av kravene 12 - 14,karakterisert vedat stbttene holdes i en skråstilling som velges ved hjelp av låseknaster som ligger i utsparinger i nevnte stbtter og at disse kan bringes i stilling og holdes i stilling i utskjæringer i sidestykkene.

16. Papir og kartong,karakterisert vedat de er tilveiebragt ved fremgangsmåten ifblge hvilket som helst av kravene 1 - 5.

17. Papir og kartong som har et belegg av vandig preparat,karakterisert vedat b el eggptT har~en jevn tykkelse, er uten sprekker og tilsvarer en tbrrstoffmengde på under 15 g/m og kan gå ned til 5 g/m .

18. Papir og kartong med et belegg av et vandig preparat,karakterisert vedat belegget har en jevn tykkelse uten sprekker og tilsvarer en mengde tbrrstoff som er mindre enn 15 g/m og kan gå ned til 5 g/m og ved at papiret og kartongen er tilveiebragt ved en fremgangsmåte ifblge hvilket som helst av kravene 1-5.