FI120884B - Process for profiling a quality properties of CD-surface and grinding device for grinding a metal strip into a device that drives a metal / paper machine or finishing machine in a paper / board machine or finishing machine or surface processing machine - Google Patents

Description

Menetelmä paperi-/kartonkikoneessa tai jälkikäsittelykoneessa valmistetta-van/käsiteltävän kuiturainan pinnan laatuominaisuuksien profiloimiseksi CD-suunnassa sekä hiomalaite paperi-/kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen metallihihnaa käyttävän laitteen metallihihnan hiomiseksi 5Method for Profiling the Surface Properties of a Fibrous Web Made in a Paper / Cardboard Machine or Post-Processing Machine in the CD Direction, and a Grinding Machine for Grinding a Metal Belt of a Paper / Board Machine or Post-Processing Machine Metal Belt 5

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä paperi-/kartonkikoneessa tai jälkikäsittelykoneessa valmistetta-van/käsiteltävän kuiturainan, kuten paperi- ja kartonkirainan pinnan laatuominaisuuksien profiloimiseksi CD-suunnassa. Keksinnön kohteena on li-10 säksi patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukainen hiomalaite.The invention relates to a method for profiling the surface quality of a fibrous web, such as paper and board, in a paper / board machine or after finishing machine, in the CD direction, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a grinding machine according to the preamble of claim 6.

Paperin kalanteroidun sileyden ja kiillon tiedetään riippuvan voimakkaasti puristavan pinnan (termotelan) pinnan sileydestä. Replikoitumisilmiö on tuttu kokilliteloista, joiden kuluessa kalanteroitu kiilto putoaa useita Hunter -kiillon 15 %-yksiköitä. Aiemmin on kokeellisesti selvitetty mm. SC-paperilla, että esimerkiksi termotelanpinnan karheusmuutos Ra-arvosta 0.1 pm arvoon 0.4 pm alentaa paperiin syntyvää Hunter -kiiltoa jopa 10 %-yksikköä.The calendered smoothness and gloss of the paper are known to be strongly dependent on the smoothness of the surface of the pressing surface (thermo roll). The phenomenon of replication is familiar from chill rolls, during which the calendered luster drops several 15% units of Hunter gloss. Previously, e.g. On SC paper, for example, a change in the roughness of the surface of a roll of rolls from Ra to 0.1 pm to 0.4 pm reduces Hunter gloss on the paper by up to 10 percentage points.

Esillä olevan keksinnön kohteena on aikaansaada menetelmä, jolla voidaan 20 vaikuttaa valmistettavan tai käsiteltävän kuiturainan pinnan laadun poikkipro-fiiliin (CD suuntaiseen profiiliin) uudella tehokkaalla tavalla.It is an object of the present invention to provide a method by which the surface quality profile (CD directional profile) of a fiber web to be manufactured or processed can be influenced in a novel effective manner.

Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.To achieve this object, the method according to the invention is characterized by the features set forth in the characterizing part of claim 1.

25 Keksinnön mukaiselle hiomalaitteelle on puolestaan tunnusomaista patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.The grinding device according to the invention, in turn, is characterized by the features set forth in the characterizing part of claim 6.

Menetelmällä aikaansaadaan tuotettavan tai käsiteltävän kuiturainan pinnan laatuominaisuuksien, esimerkiksi kiillon ja sileyden, suhteellisen yksinkertai-30 nen poikkiprofiilin hallinta kiillottamalla ja/tai karhentamalla kuiturainan kanssa kosketuksissa olevaa telaa tai hihnaa valikoidusti eri CD-suunnan positioissa (pinnan karheuden profilointi).The method provides a relatively simple control over the relative properties of the surface quality properties of the fiber web to be produced or treated, for example, gloss and smoothness, by selectively polishing and / or roughening the roll or belt in contact with the fibrous web at various CD direction positions.

22

Telan tai hihnan karheuden työstöhionta tehdään edullisesti telaa tai hihnaa koneesta irrottamatta, käyttäen esimerkiksi poikkisuunnassa traversoivaa hiontalaitetta tai laserkiillotusta. Keksinnön puitteissa voidaan käsitellä vain osaa telan/hihnan pinnasta, tai pinta voidaan käsitellä koko leveydeltään en-5 naita määritettyyn poikkisuuntaiseen karheusprofiiliin. Työstö/hionta voidaan myös tehdä koneesta irrotettuna, kuten nykyisinkin. Oleellista on että CD:suunnan karheusprofiili on hallittu ja sitä käytetään paperin pinnan laadun hallintaan (profilointiin).The grinding of the roll or belt roughness is preferably done without removing the roll or belt from the machine, for example using a transversely abrasive grinding machine or laser polishing. Within the scope of the invention, only a portion of the surface of the roll / belt may be machined, or the surface may be machined over a full width to a defined transverse roughness profile. Machining / grinding can also be done with the machine removed, as is the case today. It is essential that the CD direction roughness profile is controlled and used to control the paper surface quality (profiling).

10 Edullisesti työstettävän pinnan Ra-karheusprofiili valitaan siten, että pinnan eri osien väliset Ra -karheuserot ovat vähintään 0.01 pm ja enintään 1.0 pm.Preferably, the Ra roughness profile of the surface to be machined is selected such that the Ra roughness differences between the various parts of the surface are at least 0.01 µm and at most 1.0 µm.

Menetelmä soveltuu pysyväluonteisten profiilivirheiden korjaamiseen, esimerkiksi radan kuivuneiden reunojen intensiivisempään kalanterointiin tilan-15 teessä jossa nippipaineprofiilia ei voida tai haluta nostaa riittävästi. Yleensäkin tilanteisiin, jossa tarvitaan paikallinen pysyvä luonteinen sileyden tai kiillon korkeampi taso ja jossa ei voida käyttää korkeampaa viivakuormaa tai lämpötilaa. Menetelmä antaa uuden hallintamuuttujan (vapausasteen) profiloinnin "säätöön". Menetelmää voidaan soveltaa kalanterilla, metallihihnakalante-20 rilla, sylinterikuivausosalla, Jenkkisylinterikuivaimella, CondeBelt-kuivaimella jne.The method is suitable for correcting permanent profile errors, for example, more intensive calendering of the dried edges of the web in space-15 where the nip pressure profile cannot be or is not sufficiently raised. Generally for situations where a higher local level of smoothness or gloss is required on a permanent basis and where no higher line load or temperature can be used. The method provides a new control variable (degree of freedom) for "adjusting" the profiling. The method can be applied with a calender, a metal belt calender, a cylinder drying section, a Yankee cylinder dryer, a CondeBelt dryer, etc.

Kalanteroitaessa useammalla nipillä perättäin voidaan soveltaa menetelmän erästä variaatiota, missä paperin eri puolia vasten olevat termotelat hiotaan 25 tietoisesti ennalta valittuihin ja mahdollisesti eri karheustasoihin. Esimerkiksi moninippikalanterilla ennen kääntönippiä olevat termotelat voidaan kiillottaa korkeammalle tasolle ja kääntönipin jälkeiset termotelat voidaan kiillottaa aiemmalle karheustasolle. Tällä järjestelyllä voidaan hallita kiillon (ja jossakin määrin sileyden) toispuoleisuutta ilman lämpötilan tai kostutuksen toispuolei-30 suuden annostelua. Menetelmää voidaan soveltaa moninippikalantereille (Super-, OptiLoad) tai soft- ja konekalantereille.When calendering with multiple nips, a variation of the method can be applied sequentially, whereby the thermo rolls facing different sides of the paper are deliberately sanded to pre-selected and possibly different levels of roughness. For example, in a multi-nip calender, the thermo rolls before the nip can be polished to a higher level and the thermo rolls after the nip can be polished to a previous roughness level. By this arrangement one can control the one-sidedness of the gloss (and to some extent the smoothness) without the dosing of one-sided temperature or wetting. The method can be applied to multi-nip calendars (Super, OptiLoad) or soft and machine calendars.

33

Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan parannettua metallihihnan CD-suuntaista hiomatoleranssia verrattuna nykyisin käytössä olevaan menetelmään, mikä aiheuttaa hihnaan suurehkon toleranssivirheen CD-suunnassa, virheen ollessa luokkaa 5-10 pm.The solution of the invention provides an improvement in the CD belt sanding tolerance of the metal belt as compared to the current method, which causes a greater tolerance error of the belt in the CD direction, in the order of 5 to 10 µm.

55

Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:The invention will now be further described with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvantona erästä keksinnön mukaista 10 metallihihnan hiomalaitetta, joka soveltuu käytettäväksi keksin nön mukaisessa menetelmässä,Fig. 1 is a schematic side view of a 10 belt belt grinding apparatus according to the invention suitable for use in the method of the invention,

Kuvio 2 esittää kaaviollisena sivukuvantona keksinnön mukaisen hioma-laitteen toista suoritusmuotoa, 15Figure 2 is a schematic side view of another embodiment of the abrasive apparatus of the invention, 15

Kuvio 3 esittää kaaviollisena sivukuvantona keksinnön mukaisen hioma-laitteen kolmatta suoritusmuotoa,Figure 3 is a schematic side view of a third embodiment of the abrasive apparatus of the invention,

Kuvio 4 esittää kaaviollisena sivukuvantona keksinnön mukaisen hioma-20 laitteen neljättä suoritusmuotoa, jaFigure 4 is a schematic side view of a fourth embodiment of the abrasive apparatus of the invention; and

Kuvio 5 esittää kaaviollisena päältä nähtynä kuvantona keksinnön mukaisen hiomalaitteen viidettä suoritusmuotoa.Figure 5 is a schematic top plan view of a fifth embodiment of the abrasive apparatus of the invention.

25 Kuvion 1 esittämään keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaiseen hiomalaitteeseen kuuluu tukitelat 8, joiden ympäri kuiturainan käsittelylaitteesta irrotettu, hiottava hihna 9 on järjestetty kiertämään ja hihnan 9 yhdelle puolelle järjestetty hiomayksikkö 3 ja hihnan vastakkaiselle puolelle järjestetty tukipöytä 4. Hiomayksikkö 3 käsittää sylinteri kammion 10, sisäpuoliseen 30 ontelotilaan 6 on järjestetty hiomaväline 5, joka on järjestetty kulkemaan metallihihnan 9 poikittaissuunnassa johteita 5b pitkin oskilloivasti. Hiomaväli-neessä 5 on hiomakivi 5a, joka pyörii vaakasuuntaisen akselin ympäri. Onte- 4 lotila 6 on täytetty nesteellä, esim. vedellä tai vesipitoisella nesteseoksella, jota syötetään tilaan 6 syöttöyhteen 6a kautta ja ulos tilasta poistoyhteen 6b kautta. Ontelothan 6 paine on edullisesti alueessa 1-20 bar, sopivasti noin 10 bar paineessa. Tukipöydässä 4 on myös jäähdytysväliaineella täytetty on-5 telotila, joka väliaine on edullisesti neste tai nesteseos, esim. vesi tai vesipitoinen nesteseos. Väliaine syötetään sisään syöttöyhteen 7a kautta ja ulos poistoyhteen 7b kautta. Tukipöydän säiliössä vallitseva nestepaine on edullisesti alueessa n. 0 - n. 1 bar.The abrasive apparatus according to the first embodiment of the invention shown in Fig. 1 includes support rolls 8 around which a grinding belt 9 disassembled from a fiber web processing device is arranged to rotate, and a support table 4 arranged on one side of the belt 9. an abrasive means 5 is arranged in the cavity 6, which is arranged to travel oscillatingly along the guides 5b in the transverse direction of the metal belt 9. The abrasive means 5 has an abrasive stone 5a which rotates about a horizontal axis. The cavity 6 is filled with a liquid, e.g. water or an aqueous liquid mixture, which is fed into the space 6 via the inlet 6a and out of the space through the outlet 6b. The pressure in the cavity 6 is preferably in the range of 1 to 20 bar, suitably at about 10 bar. The support table 4 also has an on-5 roller space filled with a cooling medium, which medium is preferably a liquid or liquid mixture, e.g. water or an aqueous liquid mixture. The medium is introduced through the inlet 7a and out through the outlet 7b. The liquid pressure in the container of the support table is preferably in the range of about 0 to about 1 bar.

10 Laitteen toiminta on seuraava.10 The operation of the machine is as follows.

Tukitelojen 8 avulla kiristetään hihna 9 ja pyöritetään sitä. Sylinteri kammion 10 avulla puristetaan hihna 9 tarkasti hiottua tukipöytää 4 vasten, jossa on edullisesti pienet hengitysreiät, jotta saadaan hihna painumaan tiiviisti pöytää 15 vasten. Hihnaa 9 liikutetaan hitaasti sylinteri kammion 10 ja tukipöydän 4 välisessä tilassa siten, että hihna saadaan hiotuksi kauttaaltaan tai halutuista poikittaissuuntaisista kohdista CD suuntaisen profiloinnin aikaansaamiseksi. Käyttämällä esim. vettä tai vesipitoista nesteseosta sylinterikammion ja tukipöydän ontelotiloissa saadaan hiottavan hihnan lämpötila pysymään tasa-20 lämmössä hihnan molemmin puolin, esim. lämpötilassa + 23 °C. Kun hihnaa hiotaan vesi- tai muussa nestekammiossa se ei kuumene eikä värähtele. Hiomakiven liikuttelu voidaan toteuttaa esim. NC-ohjauksella, jolloin voidaan käyttää erilaisia kompensointikäyriä.The support rolls 8 are used to tighten and rotate the belt 9. By means of the chamber 10, the cylinder 9 is pressed against the milled support table 4, which preferably has small breathing holes, to press the belt tight against the table 15. The belt 9 is moved slowly in the space between the chamber 10 and the support table 4 so that the belt is ground through or at desired transverse locations to provide CD directional profiling. By using, for example, water or an aqueous liquid mixture in the cavities of the cylinder chamber and the support table, the temperature of the belt to be sanded is kept constant on both sides of the belt, e.g. at + 23 ° C. When the belt is sanded in a water or other liquid chamber, it will neither heat nor vibrate. The grinding stone can be moved, for example, with NC control, whereby different compensation curves can be used.

25 Kuviossa 2 on kuvattu hiomalaitteen toista suoritusmuotoesimerkkiä, jossa kuviota 1 vastaavia osia on merkitty samoilla viitenumeroilla. Tukipöydän 4 yläosaan on järjestetty kapillaarikanavat 15, joiden kautta tukipöydän sisäpuolisessa ontelotilassa oleva neste voi vuotaa hiottavan hihnan 9 ja tukipöydän yläpinnan väliin aikaansaaden nestelaakeroinnin. Sylinterikammion 30 10 alareunaan on järjestetty tiivisteet 14. Poistoyhteen 6b jälkeiseen poisto- linjaan on järjestetty säätöventtiili 11. Sylinterikammio 10 on järjestetty siirrettäväksi pystysuunnassa pystyjohteiden 12 avulla, esim. sylinterin 13 5 kuormittamana. Hiomaväline 5 on järjestetty kulkemaan johteiden 5b ja 5c varassa oskilloiden metallihihnan poikittaissuunnassa.Fig. 2 illustrates another exemplary embodiment of a grinding machine in which parts corresponding to Fig. 1 are denoted by the same reference numerals. Capillary channels 15 are provided at the top of the support table 4, through which fluid in the cavity space inside the support table may leak between the grinding belt 9 and the upper surface of the support table, providing fluid bearing. At the bottom of the cylinder chamber 30 10 are seals 14. A control valve 11 is provided on the discharge line after the outlet connection 6b. The cylinder chamber 10 is arranged to be vertically displaced by vertical guides 12, e.g., loaded by the cylinder 13 5. The abrasive means 5 is arranged to travel on the guides 5b and 5c in the transverse direction of the metal belt.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen hiomalaitteen kolmas suoritus-5 muotoesimerkki, jossa tukipöydän muodostaa sisäpuolisella jäähdytysneste-kierrolla varustettu vastatela 16. Hihnan 9 yläpinnalle, hiomayksikön 3 molemmin puolin on järjestetty aputelat 17 hihnan ohjaamiseksi pitkin vastate-lan pintaa.Fig. 3 shows a third embodiment of the grinding apparatus according to the invention, in which the support table is formed by a counter roll 16 having an internal coolant circulation, on the upper surface of the belt 9, auxiliary rollers 17 are arranged on both sides of the grinding unit

10 Kuviossa 4 on esitetty neljäs suoritusmuotoesimerkki, jossa hiomaväline 5a on tasohiomakone.Figure 4 shows a fourth exemplary embodiment, wherein the abrasive means 5a is a planer sander.

Kuviossa 5 on esitetty viides suoritusmuotoesimerkki, jossa itse sylinteri-kammio 10 liikkuu hiottavan hihnan 9 poikittaissuunnassa oskilloiden, jolloin 15 nestepaine kammion 10 sisäpuolella voivat olla korkeammat kuin edeltävissä esimerkeissä, joissa sekä sylinterikammio että tukipöytä tai vastatela ulottuvat koko hihnan leveydelle tai sen yli, ja ainoastaan sylinterikammion sisällä oleva hiomaväline liikkuu poikittaissuunnassa.Figure 5 shows a fifth embodiment in which the cylinder chamber 10 itself moves in the transverse direction of the grinding belt 9, oscillating so that the fluid pressure 15 inside the chamber 10 may be higher than in the preceding examples where the cylinder chamber and support table or counter roll extends over the abrasive means inside the cylinder chamber moves transversely.

20 Tukipöydässä tai vastatelassa voidaan käyttää kulutusta kestäviä keraamisia pinnoitteita.20 Wear-resistant ceramic coatings can be used on the support table or counter roll.

Esim. uutta hihnaa hiottaessa hihnan uloin reunaa voidaan jättää hiomatta ja leikata hihna oikeaan leveyteen vasta hionnan jälkeen. Hiominen voidaan 25 tehdä esim. siten, että ensin hihna hiotaan perinteisesti ja viimeistellään sitten keksinnön mukaisella hiomalaitteella.For example, when sanding a new belt, the outer edge of the belt can be left unattended and cut to the correct width only after sanding. The grinding can be done, for example, by first grinding the belt conventionally and then finishing it with a grinding device according to the invention.

Claims (6)

1. Förfarande för profilering av en i en pappers-/kartongmaskin eller efterbe-handlingsmaskin framställd/behandlad fiberbanas ytas kvalitetsegenskaper iA method of profiling a quality properties of a surface / paper machine or finishing machine manufactured / treated fiber web surface in 5 CD-riktning, i vilket förfarande fiberbanan förs genom ett valsnyp eller ge-nom en av ett band och dess stödorgan bildad behandlingszon, i vilket förfarande kontrolleras i nypet eller behandlingszonen verkande ätminstone ett pressande organs CD-riktade ytjämnhet genom att glätta och/eller rugga ifräga varande organs yta selektivt pä CD-riktningens olika ställen, känne-10 tecknat därav, att i förfarandet används ett i tvärriktning förskjutbart slip-redskap (5), som anordnats i en vätskefylld kammare (6), i vilket förfarande pä motsatta sidan av bandet (9) används ett stödorgan (4; 16), som avkylts med ett strömmande medium sä, att bandets slipning sker väsentligen vid konstant temperatur. 15CD direction, in which method the fiber web is passed through a roll nip or through a treatment zone formed by a tape and its support means, in which method is controlled in the nip or treatment zone, at least one pressing member's CD-directed surface smoothness acts by smoothing and / or selectively engaging the surface of each member selectively at the different locations of the CD direction, characterized in that a method of using a transversely slidable grinding tool (5) provided in a liquid-filled chamber (6) in which the method is applied on the opposite side is used. of the belt (9), a support means (4; 16) is used which is cooled with a flowing medium such that the belt grinding takes place at substantially constant temperature. 15 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att som stödor-ganets (4; 16) kylmedel används vatten eller en vattenhaltig vätskebland-ning. 20 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att i förfa randet utförs ruggningen och/eller glättningen utan att lösgöra det pressande organet, som skall behandlas, frän maskinen.2. A process according to claim 1, characterized in that water or an aqueous liquid mixture is used as the coolant of the support means (4; 16). 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the process the rutting and / or smoothing is performed without releasing the pressing means to be treated from the machine. 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 - 2, kännetecknat därav, att i 25 förfarandet utförs ruggningen och/eller glättningen genom att lösgöra det pressande organet, som skall behandlas, frän maskinen.Method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that in the process the rutting and / or smoothing is performed by releasing the pressing means to be treated from the machine. 5. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat därav, att i förfarandet kontrolleras den pressande ytans rähetsvärden sä, att rä- 30 hetsskillnaderna mellan ytans olika del ligger inom Ra-intervallet 0,01 pm - 1,0 pm.Method according to any of the preceding claims, characterized in that in the process the purity values of the pressing surface are checked so that the difference in accuracy between the different parts of the surface is within the Ra range 0.01 µm - 1.0 µm. 6. Slipanordning för slipning av ett metallband till en anordning, som driver en pappers-/kartongmaskins eller efterbehandlingsmaskins metallband, kän-netecknad därav, att anordningen uppvisar en pä ena sidan av bandet (9), som skall slipas, anordnad slipenhet (3) med ett vätskefyllt hälutrymme (6), i 5 vilket anordnats ett i bandets, som skall slipas, tvärriktning oscillerande slip-redskap (5), och pä motsatta sidan av bandet (9) en stödyta (4, 16) med kyl-medelscirkulation.6. Grinding device for grinding a metal strip to a device which drives the metal strip of a paper / cardboard or finishing machine, characterized in that the device has a grinding unit arranged on one side of the strip (9) to be ground. with a fluid-filled heel space (6), in which is provided a transversely oscillating grinding tool (5) in the belt to be sanded, and on the opposite side of the belt (9) a support surface (4, 16) with refrigerant circulation.