FI122145B

FI122145B - Menetelmä ja järjestelmä kuitupitoisen tuotteen valmistamiseksi

Info

Publication number: FI122145B
Application number: FI20096417A
Authority: FI
Inventors: Isko Kajanto
Original assignee: Upm Kymmene Corp
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-09-15
Also published as: JP2013516553A; FI20096417A0; CA2781757A1; FI20096417A; WO2011080386A1; CN102791924A; EP2519689A4; DK2519689T3; EP2519689A1; CA2781757C; US20120291974A1; EP2519689B1

Description

MENETELMÄ JA JÄRJESTELMÄ KUITUPITOISEN TUOTTEEN VALMISTAMISEKSI

Keksinnön kohde 5

Keksinnön kohteena on menetelmä kuitupitoisen tuotteen valmistamiseksi. Lisäksi keksinnön kohteena on järjestelmä kuitupitoisen tuotteen valmistamiseksi.

10 Keksinnön taustaa

Kuitupitoisilla arkeilla, joissa on suurehko osuus nanoselluloosaa (na-nofibrillated Cellulose, NFC), on havaittu olevan erityisen kiinnostavia ominaisuuksia. Kappaleen pinnan suhteellinen osuus kappaleen tila-15 vuuteen nähden kasvaa kappaleen pienentyessä, minkä johdosta na-nopartikkeleiden ominaisuudet poikkeavat usein hyvinkin paljon makroskooppisten kappaleiden ominaisuuksista. Teollisuutta kiinnostavia nanoselluloosan ominaisuuksia ovat esimerkiksi sen avulla saavutettava erityisen suuri vetolujuus, hyvin alhainen huokoisuus sekä osittai-20 nen läpikuultavuus. Mm. nämä ominaisuudet tekevät nanoselluloosasta halutun raakamateriaalin, jota sisältäville tuotteille olisi teollisuudessa useita käyttökohteita.

Nanoselluloosan käyttöä kuitumaisen tuotteen, kuten esimerkiksi pape-25 rin tai kartongin, raaka-aineena rajoittavat vielä toistaiseksi erilaiset g käytännön ongelmat. Nanoselluloosa on geelimäistä materiaalia myös ^ alhaisissa sakeuksissa, ja veden poistaminen runsaasti nanoselluloo- 9 saa sisältävistä kuitumateriaalista on usein hidasta. Lisäksi nanosellu- S2 loosa tarttuu helposti käytettävään viiraan, sillä nanoselluloosan pienet g 30 partikkelit kiinnittyvät erityisen lujasti kiinni viirakankaaseen, mikä voi aiheuttaa nanoselluloosaa sisältävän kuitumaisen tuotteen valmistus- I'-- 5 prosessiin ongelmia, sillä partikkelien lujan kiinnittymisen vuoksi rainan

CD

§ irrottaminen viirasta vaatii varsin suurta voimaa. Viiraan tarttumisesta ™ aiheutuvat ongelmat korostuvat usein sen takia, että nanoselluloosalla 35 on märkänä varsin alhainen sisäinen lujuus, minkä vuoksi rainan irrotukseen viirasta vaadittava voima voi olla suurempi kuin em. märän 2 kuitususpension sisäinen lujuus. Erityisesti siinä tapauksessa, että na-noselluloosan määrä massasuspensiossa on suhteellisen korkea, rai-nan sisäinen märkälujuus voi jäädä suhteessa rainan ja viiran välisiin voimiin helposti niin alhaiseksi, että rainan irrottaminen viirasta ehjänä 5 on erityisen ongelmallista.

Tunnetun tekniikan mukaisissa paperinvalmistusprosesseissa raina irrotetaan viirasta yleensä jo hyvin aikaisessa vaiheessa rainan vielä ollessa matalassa kuiva-ainepitoisuudessa, minkä vuoksi nanosellu-10 loosan lisääminen massasuspensioon rainanvalmistuskoneiden yhteydessä voi johtaa erityisen alhaisiin ajonopeuksiin rainanvalmistusko-neilla, mikä puolestaan saattaa huonontaa oleellisesti ajettavan laadun kustannustehokkuutta. Tämä ongelma voi korostua vielä sen takia, että veden poistaminen nanoselluloosaa sisältävästä rainasta voi olla taval-15 lista hitaampaa.

Edellä mainittujen ongelmien lisäksi eräs lisäongelma nanoselluloosaa käytettäessä voi olla se, että nykyiset tuotannossa yleisesti käytetyt viirat ovat yleensä varsin harvoja pienikokoisille partikkeleille, jolloin 20 nanoselluloosan retentioaste voi jäädä tällaisia viiroja käytettäessä erityisen alhaiselle tasolle.

Laboratorio-olosuhteissa em. massan irrotusongelma viirasta sekä viiran tiheysongelma on ratkaistu mm. siten, että käytetään erityistä pie-25 niaukkoista viiraa, ns. hienoviiraa, jonka tiheys voi olla esimerkiksi 200 ^ mesh. Tällöin nanoselluloosan retentioaste saadaan yleensä riittävän o ^ suureksi. Sen lisäksi, että korkean nanoselluloosapitoisuuden omaavat o kuituarkit on ensin valmistettu hienoviiran päälle, on laboratorioissa $2 vielä kuivattu ko. kuituarkkeja hienoviiran päällä niin kauan, että ark- 30 kien kuiva-ainepitoisuus on kasvanut. Nanoselluloosaa oleellisesti sisältävien arkkien kuivalujuus on huomattavasti märkälujuutta parempi, 5 joten riittävässä määrin kuivatettu arkki voidaan yleensä irrottaa pitkä- g viirasta ongelmitta.

o

CM

35 Kuitumaisella rainalla on taipumusta kutistua kuivuessaan. Koska rai-namaista tuotetta pidetään tyypillisesti kireänä rainan pituussuuntaan 3 nähden, ongelmat kuivumiskutistumassa ilmenevät yleensä rainan poikkisuunnassa. Näitä ongelmia voi ilmetä sekä perinteisiä kuitumaisia tuotteita valmistettaessa että valmistettaessa nanoselluloosaa oleellisesti sisältäviä kuitutuotteita. Koska kuivumiskutistumaa tapahtuu 5 rainan kuivuessa, ongelmaa voi olla mahdollista välttää toimimalla siten, että raina olisi tavallista pidempään yhteydessä siihen viirakankaa-seen, johon raina muodostetaan.

Isoissa mittakaavoissa, esimerkiksi paperitehtailla, näihin edellä mai-10 nittuihin ongelmiin ei ole ollut käytännön ratkaisua. Täten olisi tarvetta ratkaisuille, jonka avulla kuitumaista tuotetta voitaisiin valmistaa paremmilla ratkaisuilla tuotantoprosesseissa erilaisilla rainanvalmistus-koneilla tai vastaavilla koneilla.

15 Keksinnön Ivhvt yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on kehittää ratkaisu edellä mainittuun alhaisen kuiva-ainepitoisuuden aiheuttamaan ongelmaan siten, että kuitumaista tuotetta pidetään riittävän pitkään yhteydessä siihen viira-20 kankaaseen, jolle raina muodostetaan. Erään edullisen suoritusmuodon tarkoituksena on pienentää nanoselluloosaa sisältävän kuitumaisen rainan irrotusongelmaa viiralta rainamaisen kuitutuotteen valmistuksessa kuivattamalla rainaa riittävässä määrin ennen rainan irrotusta mainitulta viiralta. Erään toisen edullisen suoritusmuodon tarkoituksena 25 on pienentää ja/tai hallita rainan poikkisuuntaista kuivumiskutistumaa.

δ ^ Keksinnön mukaisessa ratkaisussa rainan irrottaminen viirasta voidaan o suorittaa sellaisessa vaiheessa, jossa rainan kuiva-ainepitoisuus saa- ” vuttaa ennalta määrätyn raja-arvon. Erään edullisen suoritusmuodon g 30 mukaan tämä toteutuu silloin, kun rainan sisäinen lujuus on suurempi kuin rainan ja viiran väliset voimat. Tällöin raina voi irrota ehjänä vii-5 rasta. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan tuotteeseen voidaan g lisätä huomattavia määriä nanoselluloosaa siten, että raina voidaan S edelleen irrottaa viirasta ilman, että raina hajoaa. Erään toisen edulli- 35 sen suoritusmuodon mukaan raina voidaan irrottaa rainanmuodostus- 4 viirasta silloin kun rainan kuiva-ainepitoisuus on sellainen, että rainan poikkisuuntaista kuivumiskutistumaa on vähennetty halutulla määrällä.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan rainaa tuetaan ainakin yh-5 della viiralla rainan muodostamisesta alkaen ainakin puristinosalle saakka, esimerkiksi vähintään puristimen ensimmäisen puristinnipin yli, edullisesti rainanvalmistuskoneen kuivatusosalle saakka. Tällöin raina on tuettuna saman, ainakin yhden viiran vaikutuksesta olennaisesti yhtäjaksoisesti rainan muodostuksesta lähtien ainakin mainittuun vai-10 heeseen saakka. Erään suoritusmuodon mukaan valmistettavaa rainaa tuetaan ainakin yhden, saman viiran vaikutuksesta ainakin oleellisesti puristinosan puoleen väliin saakka. Erään suoritusmuodon mukaan rainaa tuetaan saman viiran vaikutuksesta rainan muodostuksesta lähtien ainakin kuivatusosan ensimmäisen kuivatusryhmän yli, edullisesti 15 kuivatusosan oleellisesti puoleen väliin saakka. Erään suoritusmuodon mukaan rainaa tuetaan saman viiran vaikutuksesta koko kuivatusosan yli, esimerkiksi siihen saakka, että raina on rainanvalmistuskoneen ensimmäisen kalanterin, päällystysyksikön tai konerullan lähellä.

20 Erään suoritusmuodon mukaan rainaa tuetaan vain yhdellä pitkäviiral-la, eli vain rainan yhdeltä puolelta. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan käytettäessä pitkäviiraa mainitun pitkäviiran aukkokoko valitaan edullisesti siten, että nanoselluloosaa sisältävän kuitumateriaalin retentiota voidaan parantaa. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan 25 rainaa tuetaan yleisesti paperinvalmistuksessa käytössä olevia viiroja ^ tiheämmillä ns. hienoviiroilla. Erään esimerkin mukaisen suoritusmuo- o ^ don mukaan näitä hienoviiroja on rainan molemmilla puolilla.

1^- o ” Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan rainan kanssa kontaktissa g 30 olevaa pitkäviiraa tuetaan erillisillä viiroilla, jotka voivat olla pitkäviiraa harvempia viiroja. Tällöin pitkäviira sijoitetaan edullisimmin massan ja 5 tavallisen viiran väliin. Näitä ns. tavallisia viiroja voidaan sijoittaa rai-

CD

§ nanvalmistuskoneeseen useita koko pitkäviiran kulkeman matkan ° alueelle, tai ne voidaan sijoittaa esimerkiksi ainoastaan kuivatusosalle.

35 Erään edullisen suoritusmuodon mukaan rainaa tuetaan ainakin kuivatusosalle saakka molemmilta puolilta pitkäviiroilla, eikä tavallisia vii- 5 roja käytetä joko ollenkaan, tai niitä käytetään ainoastaan kuivatus-osalla.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle kuitutuotteen 5 valmistamiseksi on pääasiassa tunnusomaista sen, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle järjestelmälle kuitutuotteen valmistamiseksi on pääasiassa tunnusomaista sen, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 6.

10 Piirustusten kuvaus

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuva 1 esittää sivukuvantona erästä esimerkinmukaista suoritus muotoa rainanvalmistuskoneesta, jossa on eräs esimerkin mukainen viiraratkaisu, ja kuva 2 esittää erästä edullista kuvan 1 mukaisen suoritusmuodon 20 yksityiskohtaa viiraratkaisusta.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Tässä hakemuksessa rainanvalmistuskoneella tarkoitetaan konetta, 25 jolla valmistetaan kuitumaista materiaalia sisältävää rainaa. Tällainen ^ kone voi olla esimerkiksi paperikone, kartonkikone tai muu vastaava ° kone.

1^ o $2 Rainalla tarkoitetaan tasomaista, jatkuvana rainana kulkevaa valmis- jg 30 tetta, jonka perusrakenne on verkosto, joka muodostuu ainakin osittain kuiduista tai kuitujen osista. Ainakin osa kuiduista sisältää selluloosaa. ^ Tämän lisäksi raina voi sisältää erilaisia määriä muita aineita, kuten

CD

§ erilaisia täyte-, pinta- ja lisäaineita. Lisäksi valmistusprosessissa käy- ° tetään yleensä vettä. Valmistusprosessin lopputuotteena voi olla esi- 35 merkiksi paperi, kartonki, ohut puumuovikomposiitti tai vastaava tuote.

6

Hienoviiralla tarkoitetaan tässä hakemuksessa tiheää viiraa, jonka mesh-luku on vähintään 130, 140 tai 150. Hienoviira voi olla myös tiheämpi, kuten esimerkiksi viira, jonka mesh-luku on vähintään 180, vähintään 200 tai vähintään 220. Normaaliviiralla tarkoitetaan tässä ha-5 kemuksessa tunnetun tekniikan mukaista, yleisesti rainanvalmistus-koneella käytettyä märkäviiraa tai kuivatusviiraa. Mesh -luku kertoo, kuinka monta lankaa suodattimessa, kuten esimerkiksi viirassa, on yhden tuuman matkalla.

10 Pitkäviiralla tarkoitetaan tässä hakemuksessa viiraa, joka alkaa oleellisesti rainanmuodostusosalta (viiraosalta) ja jatkuu ainakin puristin-osalle, sopivimmin puristinosan ensimmäiseen puristinnippiin saakka.

Normaaliviiroilla 9 tarkoitetaan yleisesti käytössä olevia viiroja, käsit-15 täen sekä märkäviirat että kuivaviirat. Normaaliviiroista 9 voidaan käyttää tässä hakemuksessa myös nimitystä toinen viira 9.

Nanoselluloosalla (nanofibrillated cellulose, NFC) tarkoitetaan sellaista kuitumateriaalia, jossa yksittäisiä mikrofibrilleja on erotettu toisistaan. 20 Nanoselluloosapartikkeleiden pituus on tyypillisesti enintään 1 pm, ja niiden halkaisija on alle 1 pm, tyypillisesti noin 2 nm - 200 nm. Nanoselluloosapartikkeleiden dimensiot ovat riippuvaisia nanoselluloosan valmistustavasta. Toisin kuin perinteisessä selluloosan jauhatuksessa, nanoselluloosan valmistuksessa selluloosakuidut pyritään murskaa- 25 maan. Nanoselluloosa on ulkonäöltään tyypillisesti läpinäkyvää, geeli- ^ mäistä materiaalia, o

CM

o Kuvassa 1 on esitetty keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto. Kuvas- $2 sa 2 on esitetty kuvan 1 mukaisen suoritusmuodon eräs edullinen yk- 30 sityiskohta viiraratkaisusta. Kuvissa 1 - 2 näkyvät rainanvalmistuskone 1, perälaatikko 2, rainan muodostusosa (viiraosa) 3, puristinosa 4, kui-5 vatusosa 5, kalanteri 6, rullain 7, pitkäviira 8, normaaliviirat 9, sekä § rainalO.

o

CM

35 Normaaliviiroja 9 voi olla keksinnön mukaisessa ratkaisussa yksi tai useampia, mutta on myös mahdollista, että keksinnön mukainen rat- 7 kaisu ei sisällä yhtään normaaliviiraa 9. Normaaliviiroja 9 voidaan jättää pois etenkin koneen niistä osista, joissa on ainakin yksi pitkäviira 8. Erään edullisen esimerkin mukaan pitkäviira 8 on edullisesti hienoviira. Keksinnön erään edullisen esimerkin mukaisesti voidaan rainan-5 valmistuskoneessa käyttää normaaliviiroja 9 pitkäviirojen 8 kanssa oleellisesti samoissa kohdissa siten, että normaaliviira on ainakin osittain asetettu pitkäviiran 8 ja rainanvalmistuskoneen telojen väliin. Tällöin normaaliviira 9 voi ehkäistä pitkäviiran 8 tai pitkäviirojen 8 kulumista. Tämä voi olla edullista sen takia, että pitkäviira 8 voi olla varsin 10 kallis viira, jolloin on usein edullisempaa vaihtaa normaaliviiroja 9 kuin pitkäviiroja 8.

Rainaa 10 syötetään tyypillisesti perälaatikosta 2 rainanmuodostus-osalle 3. Pitkäviiroja 8 on keksinnön mukaisella koneella vähintään yksi 15 kappale ja niiden sopiva määrä riippuu yleensä rainaa 10 valmistavan koneen 1 tyypistä. Yleensä pitkäviiroja 8 on tasan yksi tai tasan kaksi kappaletta riippuen rainanvalmistuskoneen 1 tyypistä. Pitkäviiraa 8 voi tukea rainanmuodostusosalla 3 normaaliviiralla 9(a). Tällöin normaali-viira 9(a) voi hidastaa pitkäviiran 8 kulumista.

20

Rainanmuodostusosalta 3 rainaa 10 kuljetetaan vähintään yhden pitkäviiran 8 tukemana eteenpäin kuivatusprosessissa tyypillisesti puris-tinosalle 4, jossa pitkäviiraa 8 voivat tukea puristinosan normaaliviirat 9b, 9c, jolloin mainitut normaaliviirat 9b, 9c) voivat hidastaa pitkäviiran 25 8 kulumista. Puristinosan toinen tai molemmat normaaliviirat 9b, 9c) g voivat myös puuttua keksinnön mukaisesta ratkaisusta, jos ne on kor- ^ vattu pitkäviiralla 8. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan pitkäviira 9 8 on sijoitettu tukemaan rainaa 10 rainanmuodostusosalta 3 puristin- $2 osan 4 ensimmäisen puristinnipin yli, jonka jälkeen pitkäviira johdetaan g 30 jälleen rainanmuodostusosalle 3. Erään toisen edullisen suoritusmuo- don mukaan pitkäviira 8 on sijoitettu tukemaan rainaa puristinosan 4 ^ toisen puristinnipin ja/tai kolmannen puristinnipin yli, jonka jälkeen raina

CO

§ irrotetaan pitkäviiralta 8, joka pitkäviira 8 johdetaan tämän jälkeen rai- nanmuodostusosalle 3.

35 8

Puristinosalta 4 raina 10 johdetaan edullisesti edelleen kuivatusosalle 5. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan raina 10 johdetaan ainakin yhden saman pitkäviiran 8 tukemana rainan muodostusosalta 3 kuivatusosalle 5. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan pitkäviira on si-5 joitettu siten, että raina 10 on yhteydessä samaan pitkäviiraan 8 rainan muodostusosalta 3 kuivatusosan 5 halutulle kuvausryhmälle saakka, kuten esimerkiksi ensimmäiselle kuvausryhmälle, toiselle kuvausryhmälle, kolmannelle kuvausryhmälle, neljännelle kuvausryhmälle tai viidennelle kuvausryhmälle saakka. Tämän jälkeen raina 10 irrotetaan 10 pitkäviiralta 8, jonka jälkeen raina johdetaan eteenpäin prosessissa, jolloin se voi esimerkiksi olla kosketuksissa normaaliviiroihin 9, kuten on perinteisessä paperinvalmistuksessa ollut tapana. Kuivatusosalla 5 voi olla pitkäviiran 8 lisäksi yksi tai useampi normaaliviira 9d-9g. Ainakin osa normaaliviiroista 9 voi olla rainanvalmistuskoneen 1 kuivatus-15 osalla 5 oleellisesti samassa kohdassa pitkäviiran 8 kanssa sijoittuen pitkäviiran 8 ja yhden tai useamman rainanvalmistuskoneen 1 telan väliin, jolloin mainitut normaaliviirat 9 voivat hidastaa pitkäviiran 8 kulumista.

20 Pitkäviiroja 8 voi olla yksi kappale, jolloin pitkäviira 8 voi sijoittua rainan 10 yhdelle puolelle, tai pitkäviiroja 8 voi olla esimerkiksi kaksi kappaletta siten, että ensimmäinen pitkäviira 8 sijaitsee rainan 10 yhdellä puolella ja toinen pitkäviira sijaitsee rainan toisella puolella. Jos pitkäviiroja 8 on kaksi kappaletta, normaaliviiroja 9 voidaan haluttaessa si-25 joittaa esimerkiksi yhden pitkäviiran 8 yhteyteen, tai molempien pitkävii- g rojen 8 yhteyteen. Joissain tapauksissa normaaliviirojen 9 sijoittaminen ™ molempien pitkäviirojen 8 yhteyteen voi olla edullista esimerkiksi pitkä- 9 viiran 8 kulumisen ehkäisemiseksi. Jos koneessa on kaksi pitkäviiraa 8, ” eli sopivimmin yksi pitkäviira 8 rainan kummallakin puolella, rainan ir- i 30 toaminen pitkäviiroilta 8 voi tapahtua joko oleellisesti samaan aikaan tai

CL

oleellisesti eri aikaan eli yksitellen siten, että raina 10 irrotetaan ensin 5 yhdeltä pitkäviiralta 8 ja tämän jälkeen toiselta pitkäviiralta 8. Usein, jos § se vain on prosessin toimivuuden kannalta mahdollista, on kustannus- ° ten minimoimiseksi toivotumpaa käyttää ainoastaan yhtä pitkäviiraa 8.

35 Joissain tapauksissa on kuitenkin tarpeellista käyttää kahta pitkäviiraa 9 8 ainakin osalla rainan kuivatusmatkasta. Tällainen tilanne voi olla esimerkiksi ns. kita -formerin (Gap -Former) yhteydessä.

Pitkäviira 8 sijoitetaan rainanvalmistuskoneeseen 1 edullisesti siten, 5 että raina 10 on yhtäjaksoisesti kosketuksissa pitkäviiraan 8 ainakin rainan 10 muodostusosalta 3 rainan 10 puristinosalle 4 saakka, esimerkiksi puristinosan puoleen väliin, tai kuivatusosalle 5 saakka. Jos koneessa 1 on normaaliviiroja 9 kosketuksissa pitkäviiraan 8, pitkäviira 8 sijoitetaan sopivimmin siten, että se on ainakin yhden normaaliviiran 10 9 ja rainan 10 välissä ainakin rainan 10 yhdellä puolella. Pitkäviira 8 ja raina 10 pidetään sopivimmin kontaktissa toistensa kanssa, kunnes raina 10 on riittävän kuivaa irrotettavaksi pitkäviirasta 8. Haluttu rainan kuiva-ainepitoisuus voidaan määrittää esimerkiksi siten, että raina irtoaa ehjänä viirasta ja/tai siten, että rainan poikkisuuntaista kuivumis-15 kutistumaa voidaan ehkäistä. Tämän jälkeen rainaa 10 voidaan haluttaessa tukea normaaliviiroilla 9.

Mahdollisten normaaliviirojen 9 määrä sekä sijaintipaikat voivat vaihdella huomattavastikin yllä selitetyistä, keksinnön eräistä edullisista 20 suoritusmuodoista. Oleellista on, että pitkäviira 8 on sijoitettu rainanvalmistuskoneeseen 1 siten, että mainittu pitkäviira tukee rainaa 10 yhtenäisesti vähintään rainan muodostusosalta 3 puristinosalle 4, edullisemmin kuivatusosalle saakka tai esimerkiksi mahdolliselle ensimmäiselle kalanterille tai konerullalle saakka. Yleensä pitkäviiran 8 si-25 joittaminen kalanterin 6 läpi ei ole halutulle lopputulokselle tarpeellista g ja halutun lopputuloksen kannalta saattaa olla parempi, että pitkäviiraa ^ 8 ei johdeta kalanterin 6 läpi.

i^.

o $2 Pitkäviiralle 8 järjestetään sopivimmin puhdistuselimet puhdistamaan g 30 pitkäviira 8 tai osa siitä sen jokaisella kierroksella. Tämä voidaan to- teuttaa käytännössä esimerkiksi asentamalla sopivat, tunnetun teknii-5 kan mukaiset puhdistuselimet, kuten esimerkiksi suihkut, puhdista-

CD

§ maan pitkäviiraa 8. Edullisimmin tämä puhdistus tapahtuu pitkäviiran 8 ° kullekin kohdalle aina sen jälkeen, kun raina 10 on irrotettu pitkäviirasta 35 8, mutta kuitenkin ennen kuin pitkäviiran 8 mainittu kohta on uudelleen 10 sillä rainanvalmistuskoneen kohdalla, missä rainaa 10 syötetään rai-nanvalmistuskoneen rainanmuodostusosalle (viiraosalle).

Rainan 10 tehokkaan kuivumisen varmistamiseksi on usein edullista 5 liittää rainan muodostusosalle 3 ja/tai puristinosalle 4 joitain erillisiä kuivumista nopeuttavia elimiä tai laitteita. Nämä voivat olla joitakin tunnetun tekniikan mukaisia elimiä tai laitteita, kuten esimerkiksi imulaati-koita ja/tai imuteloja. Näitä laitteita voi, etenkin kahden päällekkäisen viiran tapauksessa, olla tarpeen liittää rainanmuodostus- 3 ja/tai puris-10 tinosalle 4 tavanomaista useampia, ja/tai nämä laitteet voivat olla tavanomaista tehokkaampia.

Raina 10 voidaan irrottaa pitkäviirasta 8 siinä vaiheessa kun rainan 10 kuiva-ainepitoisuus on riittävä. Rainan kuiva-ainepitoisuus voi olla riit-15 tävä esimerkiksi silloin, kun se on vähintään 8 p-%, 9 p-%, 10 p-%, 11 p-%, 12 p-%, 13 p-%, tai 14 p-%, mutta se voi olla mm. viiran rakenteesta johtuen myös edullisesti vähintään 15 p-%, 18 p-% 20 p-%, 25 p-%, 30p-%, 40 p-%, 50 p-%, tai vähintään 60 p-%. Sopivaan kuiva-ainepitoisuuteen vaikuttavat mm. laitteisto, jolla rainaa kuivataan ja 20 erityisesti rainaan kosketuksissa olevan viiran ominaisuudet.

Erään esimerkin mukaan keksinnön ansiosta nanoselluloosan osuus massasuspensiosta voidaan asettaa suureksi, jolloin esimerkiksi lopputuotteeseen toivotut ominaisuudet voidaan saavuttaa. Täten keksin-25 nön mukaista pitkäviiraratkaisua käyttämällä voidaan nanoselluloosaa ^ lisätä massaan myös varsin suuria määriä, esimerkiksi siten, että rai- o ™ nan 10 kuiva-aineesta vähintään 10 p-%, vähintään 20 p-%, vähintään o 30 p-%, vähintään 40 p-%, vähintään 50 p-%, vähintään 60 p-% tai vä- $2 hintään 70 p-% on nanoselluloosaa. Tarvittaessa, esimerkiksi loppu- 30 tuotteiden ominaisuuksien niin määrätessä, on nanoselluloosaa mahdollista lisätä jopa niin paljon, että vähintään 80 p-% tai jopa vähintään

Is" 90 p-% rainan 10 kuiva-aineesta on nanoselluloosaa. Keksinnön mu-§ kaisesta ratkaisusta voi olla joissain tapauksissa enemmän hyötyä rai- ° nan nanoselluloosapitoisuuden noustessa, koska tällöin rainan irrotus 35 viirasta saattaa hankaloitua entuudestaan. Keksinnön mukaisella ratkaisulla voi olla mahdollista ehkäistä osittain tai jopa kokonaan tilan- 11 netta, jossa konetekniset ominaisuudet tulisivat vastaan nanoselluloo-san määrän lisäämiselle.

Erään esimerkin mukaisen ratkaisun mukaan rainan tukeminen mer-5 kiitävillä voimilla viiraan voi vähentää rainan poikkisuuntaista kuivumis-kutistumista, kun tukeminen tapahtuu riittävän kauan tai jopa oleellisesti koko rainan kuivumismatkan ajan,. Etenkin tällöin keksinnöstä voi olla hyötyä myös ns. tavallisen kuitumaisen rainan valmistuksessa mm. poikkisuuntaisen kuivumiskutistuman hallitsemisessa. Nanoselluloosaa 10 sisältävän rainan valmistuksessa voidaan saada lisäetua siitä, että na-noselluloosan lisäämisellä on usein todettu olevan kuivumiskutistumaa lisäävä vaikutus, erityisesti juuri rainan poikkisuunnassa. Tunnetun tekniikan mukaisia ratkaisuja käytettäessä mainitunlaisen rainan poik-kisuuntainen kuivumiskutistuma saattaa olla tällöin jopa yli 10 %. Kui-15 vumiskutistumasta suurin osa tapahtuu usein kuivumisen loppuosassa, jolloin rainan pitäminen pitkäviiralla 8 voi ehkäistä kuivumiskutistumaa oleellisesti, erityisesti kun se tapahtuu rainan muodostusosalta oleellisesti kuivatusosan loppuosaan saakka.

20 Vaikka keksintö on erityisen tärkeä nanoselluloosaa sisältäville massoille, voidaan keksintöä käyttää myös sellaisten kuitumaisten massojen yhteydessä, jotka eivät sisällä nanoselluloosaa. Tällä tavoin voi olla mahdollista vähentää oleellisesti ratakatkoja esimerkiksi puristinosalla. Lisäksi rainan poikkisuuntaisen kutistumisen hallinta voi helpottua. 25 Keksintö sopii käytettäväksi erilaisille rainanvalmistuskoneille, eikä g edellä esitettyjen esimerkkien tarkoitus ole rajata keksintöä. Keksintö ei ™ siten rajoitu pelkästään kuvissa 1-2 ja edellä olevassa selostuksessa 9 esitettyihin esimerkkeihin, vaan keksinnölle on tyypillistä se, mitä on $3 esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

S 30

CL

CD

O

C\l

Claims

1. Menetelmä paperin, kartongin tai vastaavan kuitumateriaalin valmistamiseksi, jossa menetelmässä 5. massasuspensiota syötetään ensimmäiselle viiralle (8) siten, että muodostuu raina (10), ja - muodostunutta rainaa (10) kuivatetaan, jossa menetelmässä lisäksi rainaa (10) pidetään kosketuksissa samaan mainittuun 10 ensimmäiseen viiraan (8) rainan (10) muodostamisen jälkeen yhtäjaksoisesti rainan muodostusosalta (3) puristinosan ensimmäiseen puristinnippiin saakka, tunnettu siitä, että rainaan sisällytetään nanosellulosaa ja että nano-selluloosan osuus rainassa kuiva-aineena laskettuna on vähintään 10 15 p-%, vähintään 20 p-%, vähintään 30 p-%, tai vähintään 40 p-%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nanoselluloosan osuus rainassa kuiva-aineena laskettuna on vähintään 50 p-%, vähintään 60 p-%, vähintään 70 p-% tai vähintään 80 p-%. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua ensimmäistä viiraa (8) tuetaan ainakin osan matkasta vähintään yhdeltä puolelta toisella viiralla (9).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että g menetelmässä käytetään mainittuna toisena viirana (9) viiraa, jonka ^ aukkokoko on suurempi kuin mainitun ensimmäisen viiran (8) aukko- 9 koko ja/tai viiraa, joka on kokonaispituudeltaan lyhyempi kuin mainittu $3 ensimmäinen viira (8). Ϊ 30 CL

5. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että mainittua rainaa pidetään kosketuksissa mainittuun CD § ensimmäiseen viiraan yhtäjaksoisesti niin kauan, että mainitun rainan ° kuiva-ainepitoisuus on vähintään 10 p-%, 12 p-%, 15 p-%, 20 p-%, 25 35 p-% 30 p-%, 40 p-% tai vähintään 50 p-%.

6. Järjestelmä paperin, kartongin tai vastaavan kuitumateriaalin valmistamiseksi, jossa järjestelmässä on rainanvalmistuskone (1), joka käsittää ainakin seuraavat osat: - ensimmäisen viiran (8), 5. rainan muodostusosa (3), jossa on elimet massasuspension syöttämiseksi mainitulle ensimmäiselle viiralle (8) rainan (10) muodostusta varten, sekä - ainakin ensimmäisen puristinnipin käsittävä puristinosa (4), jossa on välineet rainan kosteuspitoisuuden vähentämiseksi, 10 jolloin mainittu ensimmäinen viira (8) on sijoitettu mainittuun koneeseen (1) siten, että se on järjestetty kulkemaan yhtenäisenä ainakin rainan muodostusosalta (3) puristinosalle (4), jolloin mainittu ensimmäinen viira (8) on järjestetty tukemaan muodostettavaa rainaa yhtäjaksoisesti rainan muodostusosalta (3) ainakin puristinosan ensimmäiseen puris-15 tinnippiin saakka, tunnettu siitä, että elimet massasuspension syöttämiseksi on järjestetty syöttämään massasuspensiota, joka käsittää nanoselluloosaa, jonka osuus massasuspensiosta on kuiva-aineena mitattuna vähintään 10 p-%:ia, vähintään 20 p-%:ia, vähintään 30 p-%:ia, tai vähintään 20 40 p-%:ia.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi ainakin kuivatusosan (5), jossa on välineet rainan kosteuspitoisuuden vähentämiseksi oleellisesti lämpötilan vai- 25 kutuksesta, ja että mainittu ensimmäinen viira (8) on sijoitettu mainit-g tuun rainanvalmistuskoneeseen (1) siten, että sama mainittu ensim- ™ mäinen viira (8) kulkee yhtenäisenä ainakin rainan muodostusosalta (3) 9 kuivatusosalle (5). CO £ 30

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestelmä, jossa kuivatusosa (5) CL käsittää ensimmäisen kuivausryhmän, toisen kuivausryhmän ja kol-5 mannen kuivausryhmän, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen viira CD § (8) on sijoitettu siten, että se kulkee yhtenäisenä rainan muodostus- ° osalta (3) ainakin kuivatusosan (5) toiselle kuvausryhmälle tai kolman- 35 nelle kuvausryhmälle saakka.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6 - 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä sisältää mainitun ensimmäisen viiran (8) lisäksi toisen viiran (9), joka toinen viira (9) on sijoitettu mainittuun rainan-valmistuskoneeseen (1) ensimmäisen viiran (8) tukemiseksi siten, että 5 mainittu toinen viira (9) on ainakin jossain vaiheessa kosketuksissa pit-käviiraan (8).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6 - 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä sisältää lisäksi kolmannen viiran, joka on sijoitettu 10 mainittuun rainanvalmistuskoneeseen (1) siten, että myös mainittu kolmas viira kulkee yhtenäisenä ainakin rainan muodostusosalta (3) puristinosalle (4) siten, että myös mainittu kolmas viira tukee muodostettavaa rainaa yhtäjaksoisesti rainan muodostusosalta (3) ainakin puristinosan ensimmäiseen puristinnippiin saakka. 15 δ (M h-· o oo X en CL h-· Sj- CD σ> o o (M