FI112965B - Kalanterointisovitelma paperikonetta varten - Google Patents

Description

112965

Kalanterointisovitelma paperikonetta varten Kalandreringsarrangemang för en pappersmaskin 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen kalanterointisovitelma paperikonetta varten korkeampi kiiltoisten, erityisesti yli 40 Hunter-kiilto-% olevien, paperilaatujen aikaansaamiseksi.

j 10 Kalanterointi on menetelmä, jolla pyritään yleisesti parantamaan rainamaisen materiaalin, j kuten paperirainan, ominaisuuksia, etenkin paksuusprofiilia, sileyttä, kiiltoa ja pinnan huo koisuutta. Kalanteroinnissa paperiraina johdetaan toisiaan vasten puristettujen telojen väliin muodostettuun nippiin, jossa paperiraina lämpötilan, kosteuden ja nippipaineen vaikutuksesta deformoituu, jolloin paperirainan fysikaalisiin ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa 15 edellä mainittuja parametrejä ja vaikutusaikaa säätämällä. Kalanteroinnilla aikaansaatavat hyvät fysikaaliset ominaisuudet johtavat parempaan painojälkeen ja tuovat sitä kautta kilpailuetua paperin valmistajalle. Vähän päällystettä sisältävät paperilaadut ovat ympäris-töystävällisempiä kuin runsaasti päällystetyt laadut. Paperin raaka-ainekustannukset muodostuvat karkeasti siten, että mitä vähemmän paperissa on sellua ja mitä enemmän mekaa-20 nista massaa ja täyteainetta sitä halvempaa on paperi. Päällystämättömien paperilaatujen ',: poltettavuus on myös huomattavasti parempi verrattuna päällystettyihin laatuihin, jolloin on i I · : ’. · mahdollista käyttää paperijätettä energialähteenä ja siten välttää nykyisin vielä melko kor- t * * ’. ': keat kierrätyskustannukset.

tl· * * * 25 Pitkänippikalanterointi on havaittu käytännössä hyväksi matalakiiltoisten, so. alle 40 Hun- ter-kiilto-% olevien, paperilaatujen aikaansaamiseksi kalanteroimalla. Kun vaatimuksena on korkeampi kiilto ei pitkänippikalanteroinnin nippipaine riitä kiillon muodostamiseen.

• · · I · · *. Ajonopeuksien jatkuvasti kasvaessa onkin kalanteroinnista muodostumassa paperinval- * * mistusprosessin pullonkaula, eikä nykyisillä konekalanterointiyksiköillä saavuteta riittävää 30 laatua. Nykyisen paperinvalmistusprosessin haittapuolia on myös, että • \ \ - huikin menetys kasvaa parannettaessa kiiltoa, 112965 2 kiillon riittävän laadun aikaansaamiseksi joudutaan turvautumaan runsaasti päällystettyihin Tainoihin ja/tai käyttämään off-line kalanterointia, etenkin moninippistä super-kalanterointiaja/tai sofit-kalanterointia, sekä suuret investointikustannukset j a tilantarve.

5 a. Konekalanteroinnilla tarkoitetaan tässä ja jatkossa kalanterointia kalanterointiyk-sikössä, jossa nipit muodostuvat joustamattomien päällekkäisten sileäpintaisten metallitelojen väliin. Konekalanterointiyksikössä nipin pituus on riippuvainen telojen halkaisijasta ja kalanteroitavan paperirainan paksuudesta tyypillisesti hyvin 10 pieni, jonka vuoksi nippipaine on nipeissä suhteellisen suuri.

b. Superkalanteroinnilla, jolla päästään off-line ajona käytännössä laadullisesti parhaaseen tulokseen tarkoitetaan edellä ja jatkossa kalanterointia kalanterointiyksik-kössä, jossa nipit muodostuvat sileäpintaisen telan, kuten metalli- tai kokillipintai-sen telan, ja joustavalla pinnoitteella päällystetyn telan, kuten paperi- tai polymee- 15 ritelan, väliin, jolloin muodostuu huomattavan leveä nippi. Joustavapintainen tela mukautuu paperin pinnan muotoihin ja painaa paperin vastapuolen tasaisesti vasten sileäpintaista metallitelaa. Joustavapintaisen telan johdosta myös kalanterointi-aika on pidempi, minkä vuoksi riittävän kapasiteetin varmistamiseksi paperikone on nykyisin varustettava jopa kolmella superkalanterilla. Yhdessä superkalanteris- : 20 sa on nykyisin tyypillisesti 10-12 nippiä. Molempien puolien käsittelemiseksi ka- · lanterissa on ns. kääntönippi, jossa on kaksi joustavapintaista telaa vastakkain.

V Viivapaine superkalanterissa kasvaa ylänipistä alanippiin maanvetovoimasta joh- ,'·* tuen, mutta käyttämällä telojen kevennystä voidaan tätä paineen kasvua kompen- > I » V * soida.

* I · • · .* * 25 c. Soft-kalanteroinnilla tarkoitetaan edellä ja jatkossa kalanterointia kalanteroin- tiyksikkössä, jossa nipit muodostuvat samantyyppisesti kuin superkalanterissa si- » « · leäpintaisen metallitelan ja joustavalla pinnoitteella päällystetyn telan väliin, joi- < · • ’ ’ loin muodostuu huomattavan leveä nippi. Soft-kalanterissa kukin nippi muodostuu ‘ · ” · erillisten telaparien väliin, jolloin yksittäisten nippien nippipainetta voidaan säätää : 30 nippikohtaisesti. Soft-kalantereilla on mahdollista korvata paperikoneen koneka- : j lanterit. Rainan molempien puolien käsittelemiseksi kalanterissa peräkkäisten nip- 4 · · : : pien telojen paikkoja vaihdetaan, niin että rainan kumpikin puoli käsitellään sa- 112965 3 maila tavoin.

d. Pitkänippikalanteroinnilla tarkoitetaan edellä ja jatkossa kalanterointia kalante-rointiyksikössä, jossa nippi muodostuu joustavavaippaisen telan, jonka vaippa on 5 esim. polyuretaania ja sisäpuolisilla kuormituskengillä varustetun puristustelan, kenkätelan väliin, joka on metallia. Eräs hakijan markkinoima pitkänippikonsepti on nimeltään OptiDwell™, johon kuuluu kaksi erilaista pitkänippikalanteria: i. OptiDwell S hoe™ -kalanteri, j oka perustuu kenkäpuristintekniikkaan, ii. OptiDwell Belt™ -kalanteri, joka perustuu tela-/hihnatekniikkaan.

10

Esillä olevan keksinnön ensisijaisena päämääränä on eliminoida tai ainakin minimoida nykyiseen kalanterointiin liittyviä heikkouksia ja haittapuolia sekä aikaansaada paperikonetta varten uudenlainen ja keksinnöllinen kalanterointisovitelma, joka mahdollistaisi korkeampi kiiltoisten, erityisesti yli 40 Hunter-kiilto-% olevien, paperilaatujen aikaansaamisen kalan-15 teroimalla.

Tämä päämäärä on keksinnön mukaisesti saavutettu alussa mainitun kaltaisella kalante-rointisovitelmalla, jonka pääasialliset erityispiirteet on esitetty oheisen itsenäisen vaatimuksen tunnusmerkkiosassa.

: V 20 V : Keksintö perustuu siis siihen uuteen ja keksinnölliseen ajatukseen, että erilaisista ja erilli- ' I f ; ’,· sistä kalanterointiyksiköistä muodostuvan kalanterointiyksiköiden parin jälkimmäisen ka- \ : lanterointiyksikön nippipaine on suurempi kuin edeltävän kalanterointiyksikön nippipaine.

4 I I 4 * • · 14» * · ·' 25 Keksinnön erityisen edullisena pidetyn sovellutusmuodon mukaisesti sovitelma muodostuu yhdistelmästä, jossa on konesuunnassa sovitettuina ensin ainakin yksi, 1 - tai 2-nippinen on-line pitkänippikalanterointiyksikkö, joka edullisesti käsittää ainakin yhden kalanteroinnin » · · *. pidennetyssä nipissä, ja sen jälkeen ainakin yksi toinen on-line tai off-line kalanterointiyk- '"· sikkö.

30 j : : Keksinnön mukaisen sovitelman koeajotulosten perusteella on voitu todeta, että on kannat-

• I I

tavaa kalanteroida ensin pitkänippisellä on-line kenkäkalanterilla ja sen jälkeen toisella on- 4 112905 line tai off-line kalanterilla, joka muodostuu valinnaisesti joko ainakin yhdestä soft-kalanterointiyksiköstä tai ainakin yhdestä superkalanterointiyksiköstä. Jäijestyksen on edullista olla juuri tämä, koska raina karheutuu pehmeän telan puolelta mikäli viimeinen kalanteri on pitkänippinen kenkäkalanteri. Verrattaessa tilanteeseen, jossa pienemmän nip-5 pipaineen aikaansaava pitkänippikalanterointi suoritetaan suuremman nippipaineen aikaansaavan on-line kalanteroinnin jälkeen voidaan keksinnön mukaisella kalanterointisovitel-j j maila havaita saavutettavan kiiltoetua jopa 15 %-yksikköä. Vastaavasti verrattaessa keksin nön mukaista kalanterointisovitelmaa tavanomaiseen on-line kalanterointiin on keksinnön | mukaisella kalanterointisovitelmalla saavutettavissa kiiltoetua muutamia %-yksiköitä.

10

Keksinnön eduista voidaan erityisesti mainita vielä, että rainan paksuusprofilointi voidaan suorittaa on-line pitkänippikalanterointiyksikköä seuraavassa toisessa on-line tai off-line kalanterointiyksikössä, ja että keksinnön mukaisella sovitelmalla aikaansaadaan parantuneet paperin ominaisuudet ja niiden yhdistelmät sekä verrattuna nykyisin käytössä oleviin 15 on-line ja superkalantereihin saadaan aikaan pienentynyt mikrokarheus, korkeampi kiilto ja huikin säästö. Keksinnön eduista voidaan edelleen mainita, että jos tehtaalla jo on olemassa superkalanterit voidaan pitkänippikalanterointi suorittaa on-line kalanterointina ja tämän jälkeen on-line tai superkalanteroida raina normaaliin tapaan sopivissa prosessiolosuhteissa.

*. * 20 Keksintöä ja sillä saavutettavia muita etuja selostetaan seuraavassa esimerkinomaisesti kek- I » .· · sinnön eräiden edullisina pidettyjen toteutusmuotojen avulla viittaamalla oheiseen piiras- t · ’.· tukseen, jossa * · ' ‘ FIG. 1. esittää kaaviomaisesti keksinnön ensimmäistä edullista sovellutusmuotoa, ja > ’ * FIG.2. esittää kaaviomaisesti keksinnön toista edullista sovellutusmuotoa.

• t · ; 25

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön ensimmäisen edullisena pidetyn sovellutusmuodon mu- i · 1 · · . * I,, kainen kalanteromtisovitelma paperikonetta varten korkeampi kiiltoisten, erityisesti yli 40 1 < · » » ·

Hunter-kiilto-% olevien, paperilaatujen aikaansaamiseksi. Kuviossa 1 esitetyn sovellutus- * ! I * * · 1 * muodon mukainen kalanteromtisovitelma koostuu yhdestä kalanterointiyksikköparista, jo- >. I 4 * · 30 hon kuuluu konesuunnassa peräkkäisten ja toisistaan erilleen sovitettujen kalanterointiyk-.; · siköiden yhdistelmä, jossa jälkimmäisen on-line tai off-line kalanterointiyksikön 2 nippi- i · > •,,. * paine on suurempi kuin edeltävän on-line kalanterointiyksikön 1 nippipaine.

112965 5

Keksinnön mukaisesti on korkeakiiltoisen paperilaadun aikaansaamiseksi kalanterointi-yksikköparin: ensimmäinen on-line kalanterointiyksikkö 1 on kuvion 1 sovellutusmuodossa 1-5 nippinen pitkänippikalanterointiyksikkö, jossa on pidennetty nippi, joka muodostuu jäykkävaippaisen metallitelan 11, edullisesti tetmotelan, ja joustavavaippaisen kenkäte-lan 10 väliin. Kenkätelassa 10 on sisäpuolinen liukukenkä (ei esitetty kuviossa), joka tuettuna kenkätelan 11 sisäpuolisiin runkorakenteeseen painaa kenkätelan 10 vaipan tai kenkätelan ympärillä olevan tela-/hihnarakenteen (ei esitetty kuviossa) vasten metallite-10 laa 11, joka on tällaisen pitkänippikalanterointiyksikön termotela, ja toinen on-line tai off-line kalanterointiyksikkö 2 on kuvion 1 sovellutusmuodossa 1-nippinen soft-kalanteri, jossa nippi muodostuu joustavalla päällysteellä pinnoitetun telan 20 ja metallitelan 21, edullisesti termotelan, väliin. Tässä yhteydessä on syytä korostaa, että soft-kalanterissa on tavallisesti kaksi nippiä, jotka muodostuvat toisistaan erillään olevien 15 telaparien väliin siten, ja joissa metallitelan 21 ja pinnoitetun telan 20 asema rainan R suhteen on vaihdettu rainan R molempien puolien olennaisesti samanlaiseksi kalante-roimiseksi.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön toisen edullisena pidetyn sovellutusmuodon mukainen • · * 20 kalanterointisovitelma paperikonetta varten korkeampi kiiltoisten, erityisesti yli 40 Hunter- • · · • · · ! *·' * kiilto-% olevien, paperilaatujen aikaansaamiseksi. Kuviossa 2 esitetyn sovellutusmuodon • · · ·_ ·[ mukainen kalanterointisovitelma koostuu yhdestä kalanterointiyksiköiden 1 ja 3 parista, johon kuuluu konesuunnassa peräkkäisten ja toisistaan erilleen sovitettujen erilaisten ka- lanterointiyksiköiden yhdistelmä, jossa samoin kuin kuvion 1 sovellutusmuodossa jälkim- 25 mäisen on-line tai off-line kalanterointiyksikön 3 nippipaine on suurempi edeltävän on-line .. . kalanterointiyksikön 1 nippipaine. Keksinnön mukaisesti on paperin karheutumisen estämi- » · ’••1 seksi edullista, että on-line pitkänippikalanterointiyksikön 1 viimeisen pidennetyn nipin • # nippipaine on pienempi kuin sitä konesuunnassa seuraavan toisen on-line tai off-line kalan terointiyksikön superkalanterin 3 ensimmäisen nipin nippipaine.

30 • · · ·* Keksinnön mukaisesti on korkeakiiltoisen paperilaadun aikaansaamiseksi kalenteriyksikkö- • · » ‘ · · · ‘ parin: ! 1Ί2&65 6 ensimmäinen on-line kalanterointiyksikkö 1 on kuvion 2 sovellutusmuodossa 2-nippinen kalanterointiyksikkö 1, jonka konesuunnassa ensimmäinen nippi on lyhyt nippi, joka muodostuu kahden metallitelan 11 ja 12 väliin, 5 - toinen nippi on pidennetty nippi, joka muodostuu jäykkävaippaisen metallitelan 11, edullisesti termotelan, ja joustavavaippaisen kenkätelan 10 väliin. Kenkäte-lassa 10 on sisäpuolinen liukukenkä (ei esitetty kuviossa), joka tuettuna kenkä-telan 11 sisäpuolisiin runkorakenteeseen painaa kenkätelan 10 vaipan tai kenkätelan ympärillä olevan tela-/hihnarakenteen (ei esitetty kuviossa) vasten me-10 tallitelaa 11, joka on tällaisen pitkänippikalanterointiyksikön termotela, j a toinen on-line tai off-line kalanterointiyksikkö 2 on kuvion 2 sovellutusmuodossa mo-ninippinen superkalanteri, jossa kukin nippi muodostuu joustavapintaisen telan 30, esim. paperi- tai polymeeritelan, ja kovapintaisen telan, kuten metallitelan 31, edullisesti termotelan, väliin.

15

On korostettava, että telojen järjestys voi vaihdella edellä kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä esitetystä siten, että ainakin toinen termoteloista 11, 21 on yläpositiossa. Telat voivat olla myös termotelan 11, 21 ympärillä esimerkiksi järjestyksessä: pitkänippitela, termotela ja ;'. ’. softtela; tai softtela, termotela ja pikänippitela.

20 « < ♦

Keksintöä on selostettu edellä vain esimerkinomaisesti sen eräiden edullisina pidettyjen sovellutusmuotojen avulla. Tällä ei ole luonnollisestikaan haluttu rajata keksintöä ja kuten : : alan ammattimiehelle on selvää monet vaihtoehtoiset ratkaisut ja muunnelmat ovat mah- ' : : dollisia keksinnöllisen aj atuksen j a sen oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn suoj apii- 25 rin puitteissa.

» · · • · · » · 1 1 · t • ·

Claims (5)

112965

1. Kalanterointisovitelma paperikonetta varten korkeampi kiiltoisten, erityisesti yli 40 Hunter-kiiIto-% olevien, paperilaatujen aikaansaamiseksi, johon sovitelmaan kuuluu yh- 5 distelmänä konesuunnassa peräkkäin ja toisistaan erilleen sovitettuina ainakin yksi pari ka-lanterointiyksiköitä (1,2,3), jotka ovat keskenään erilaisia kalanterointiyksiköistä (1,2,3), ja jossa parissa jäljempänä olevan kalanterointiyksikön (2; 3) nippipaine on suurempi kuin edempänä olevan kalanterointiyksikön (1) nippipaine, tunnettu siitä, että sovitelmassa on konesuunnassa ensin ainakin yksi, 1- tai 2-nippinen pitkänippikalanterointiyksikkö (1). 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanterointisovitelma, tunnettu siitä, että pitkänippikalanterointiyksikkö (1) käsittää ainakin yhden on-line kalanteroinnin pidennetyssä nipissä.

3. Patenttivaatimuksen 1 ja/tai 2 mukainen kalanterointisovitelma, tunnettu siitä, että pit-15 känippikalanterointiyksikköä (1) seuraa ainakin yksi toinen on-line tai off-line kalanteroin- tiyksikkö (2; 3), jossa kukin nippi muodostuu kovapintaisen telan ja joustavapintaisen telan väliin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kalanterointisovitelma, tunnettu siitä, että toinen on-20 line tai off-line kalanterointiyksikkö muodostuu ainakin yhdestä soft-kalanterista (2) tai ainakin yhdestä superkalanterista (3).

: , ’, 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kalanterointisovitelma, tunnettu siitä, että on-line pit- * * / : känippikalanterointiyksikön (1) viimeisen pidennetyn nipin nippipaine on pienempi kuin .' '; 25 toisen on-line tai off-line kalanterointiyksikön superkalanterin (3) ensimmäisen nipin nippi- paine. [ ) » * · I » < * f » · IM»» » · · · * » » ί 112965