FI89682B - Belaeggningsanordning med kort droejtid - Google Patents

Description

8 9 6 8 2

Lyhytviipymäpäällystyslaite

Beläggningsanordning med kort dröjtid 5 Keksinnön kohteena on lyhytviipymäpäällystyslaite liikkuvan alustan, kuten vastatelan pinnan, paperi- tai kartonkirainan tai vastaavan päällystämiseksi päällystysaineella, joka päällystyslaite on pienkulmateräpäällystyslaite, jossa teräkulma päällystysterän kärjen alueella on liikkuvaan alustaan nähden edullisesti välillä 0-10° ja joka päällystyslaite käsittää päällystysainekammion, jota rajoittavat liikkuvaan alustaan tuettu 10 päällystysterä, päällystyslaitteen etutiiviste, päällystyslaitteen reunatiivisteet sekä liikkuva alusta, johon päällystysainekammioon päällystysaine on järjestetty syötettäväksi paineenalaisena, ja jossa päällystyslaitteessa päällystysterä on kiinnitetty teräpiti-meen ja järjestetty kuormitettavaksi teräpitimen ja päällystysterän kärjen välisellä alueelta liikkuvaa alustaa vasten kuormituselimellä, kuten kuormitusletkulla tai vastaa-15 valla.

Paperin, kartongin ja vastaavan päällystyksessä käytettävät lyhytviipymäpäällystyslait-teet käsittävät tavanomaiseen tapaan päällystysainekammion, jota rajoittavat päällystettävää alustaa, kuten paperia, kartonkia tai vastaavaa vasten nojaava päällystysterä.

. . 20 etutiiviste sekä reunatiivisteet. Päällystysaine tuodaan paineenalaisena mainittuun pääl lystysainekammioon, jossa päällystysaine joutuu suoraan kosketukseen päällystettävän alustan kanssa, jolloin päällystysterä levittää ja tasoittaa halutun paksuisen kerroksen päällystysainetta päällystettävän alustan pintaan. Tällaisia laitteita tunnetaan pääasiassa kahta eri tyyppiä, eli toisaalta ns. suurkulmateräpäällystys, jossa päällystysterä 25 muodostaa normaalisti usean kymmenen asteen suuruisen kulman päällystettävän ja liikkuvan alustan kanssa ja toisaalta ns. pienkulmateräpäällystys, jossa päällystysterä muodostaa vain muutaman asteen (normaalisti 0-10°) kulman päällystettävän liikkuvan alustan kanssa. Nyt esillä oleva keksintö liittyy nimenomaan viimeksi mainittuun pienkulmateräpäällystykseen. Pienkulmateräpäällystyksen etuna erityisesti kartongin 30 päällystämisessä on päällystyskerroksen suhteellisen hyvä tasapaksuus, millä on merkitystä tasaiselle painovärin imeytymiselle. Lisäksi päällystemassan ja/tai kartongin epäpuhtaudet pääsevät terän ohi tarttumatta siihen, jolloin teräviiruja ei synny.

2 8 9 6 8 2

Haittana pienkulmateräpäällystyksessä on päällystemäärän vaikea hallittavuus, sillä muutettaessa esim. hiukankin ennestään pientä terän ja liikkuvan alustan välistä kulmaa päällystemäärän säätämiseksi, liikkuvalle alustalle tulevan pääliystemassan määrä muuttuu erittäin suuresti. Pienkulmateräpäällystyksessä tärkeimmät päällyste-5 määrän säätösuureet ovat nk. päällystysterän esijännitys, millä tarkoitetaan sitä, että päällystysterän kärkeä mekaanisesti taivutetaan säätämällä koko päällystyslaitteen etäisyyttä liikkuvaan alustaan nähden, päällystysterän kärkiosan kuormitus sekä teräkulman säätö.

10 Ongelmana terän kärkiosan kuormituksen käytössä päällystemäärän pääasiallisena säätösuureena on ollut, että päällystysten taipuu voimakkaasti terän kuormituselimen kohdalta, johon kohtaan syntyy suurin taipumaa aiheuttava voima. Tämä on merkinnyt sitä, että päällystysterällä päällystemäärän säädettävyys on ollut huono, koska päällystysterän taipumassa on tapahtunut suuria muutoksia jo vähäisillä terän kuor-15 mituksen muutoksilla. Samalla tämä on merkinnyt sitä, että päällystysolosuhteet ovat muuttuneet huomattavasti esim. päällystysnopeuden tai päällystysaineen viskositeetin suhteen, jolloin päällystemäärän säätöä ei ole voitu hallita yksinomaan terän kuormitusta säätämällä. Lisäksi erityisesti sellaisissa tapauksissa, joissa teräkulma päällystysterän käijessä on ollut alle 0°, eli tapauksessa, jossa terän kärki on taipunut 0-20 kulmasta yli siten, että pienin välys terän ja päällystysalustan välillä on ennen terän kärkeä, ovat terän korrodointiongelmat olleet varsin merkittävät.

Tekniikan tason osalta viitataan erityisesti suomalaiseen patenttihakemukseen n:o 834577, jossa on esitetty sivelylaite, johon kuuluvaa terää tuetaan tukijousella siten, 25 että terän kulma on säädettävissä. Mainittu kulmansäätö toteutetaan juuri sivelykoh-dassa terän ja vastatelan kosketusalueella. Tukijousi ei ole koko matkaltaan, eli teräpiti-mestä terään asti vasten terää, vaan mainittu tukijousi on kosketuksessa terään ainoastaan tukijousen kärjen alueelta. Tämän johdosta tukijousi aiheuttaa terään viivakuormatuennan, jossa telan pääliystemassan ja jousen voimavaikutusten vaihtelut 30 aiheuttavat terään suuria paikallisia tuennanvaihteluita. Tämä viitejulkaisu eroaa keksinnöstä myös siinä suhteessa, että viitejulkaisun mukainen laite on suurkulmaterä- 8 9 6 8 2 3 päällystyslaite, kun taas keksinnön mukainen laite on pienkulmateräpäällystyslaite. Tekniikan tason julkaisuista voidaan lisäksi mainita US-patenttijulkaisut 2 946 307 ja 3 245 377, joissa on esitetty päällystyslaitteita, joissa käytetään teräpidintä jäykistävää tukilevyä. Näiden US-julkaisujen tapauksessa kuormituselimen kuormitus eli välity 5 päällystysterään mainitun tukilevyn kautta, joten vastaavaan säätötarkkuuteen ja säädön hallittavuuteen ei näissä tapauksissa päästä kuin keksinnön mukaisessa ratkaisussa.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan sellainen lyhytviipymäpääl-10 lystyslaite, jolla vältetään pienkulmateräpäällystyksessä nykyisin esiityvät haittapuolet. Tämän toteuttamiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että päällystysterän taakse, kuormituselimen ja päällystysterän väliin on järjestetty koko alueeltaan päällystysterää vasten nojaava tukiterä siten, että kuormituselimen aikaansaama kuormitus kohdistuu päällystysterään tukiterän välityksellä.

15

Keksinnön eduista merkittävimpänä voidaan pitää sitä, että päällystysterän taipumista on terän kärjen kuormituselimen kohdalta saatu merkittävästi vähennettyä, mikä puolestaan vähentää oleellisesti terän tietyn kuormitusmuutoksen aiheuttamaan terän kärjen taipumamuutosta. Edellä mainittuihin tekniikan tason julkaisuihin ja erityisesti 20 Fl-julkaisuun 834577 nähden keksinnöllä saavutetaan se merkittävä etu, että keksinnön mukaisessa ratkaisussa tukiterä nojaa päällystysterää vasten koko alueeltaan, jolloin tukiterä tukee päällystysterää pitkältä matkalta siten, että tukiterän välittämä kuormitus päällystysterään on tasainen. Viitattuihin US-patentteihin nähden keksinnöllä saavutetaan merkittävästi tarkempi säätö ja säädön hallittavuus sen ansiosta, että 25 keksinnössä kuormituselimen kuormitus välittyy päällystysterään keksinnön mukaisen tukilevyn kautta toisin kuin viitejulkaisujen tapauksessa. Päällystystulos on keksinnön mukaisella laitteella näin ollen aikaisempia olennaisesti parempi, koska terän kuormituk-sen tietynsuuruisella muutoksella on pienempi vaikutus päällystemäärän muutokseen : kuin aikaisemmissa ratkaisuissa. Päällystemäärän hallittavuus ja tarkkuus on näin ollen 30 saatu olennaisesti paranemaan. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.

4 « 968 2

Seuraavaksi keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää täysin kaavamaisena sivulta otettuna leikkauskuvana keksinnön 5 mukaisen lyhytviipymäpäällystyslaitteen erästä toteuttamismuotoa.

Kuviot 2 ja 3 ovat graafisia esityksiä, joissa on esitetty keksinnön mukaisella laitteella aikaansaatava päällystemäärä päällystysterän kuormituselimen kuormituksen funktiona.

10

Kuviot 4 ja 5 ovat vertailukuvioita, joissa on esitetty kuvioita 2 ja 3 vastaavat esitykset tapauksessa, jossa käytetään tavanomaista, tekniikan tason mukaista päällystyslaitetta.

Kuviossa 1 on keksinnön mukaista päällystyslaitetta merkitty yleisesti viitenumerolla 15 10. Pääl 1 ystyslaite 10 käsittää päällystysainekammion 11, jota rajoittavat päällvstyste- rä 12, etutiiviste 13 sekä reunatiivisteet (ei esitetty). Päällystysterä 12 nojaa pienessä kulmassa vasten liikkuvaa alustaa B, joka on esim. paperi- tai kartonkiraina tai vasta-telan pinta. Liikkuvan alustan B ja etutiivisteen 13 välissä on määrätyn suuruinen ja tarvittaessa säädettävä välys, jolla voidaan säädellä päällystysaineen ylivirtausta 20 päällystysainekammiosta 11. Päällystysmatkaa S rajoittavat näin mainitut päällystysterä 12 ja etutiiviste 13, joiden väliseltä alueelta päällystysaine on suorassa kosketuksessa päällystettävään alustaan B. Päällystysaine tuodaan päällystysainekammioon 11 tavanomaiseen tapaan paineenalaisena. Päällystysterä 12 on kiinnitetty päällystyslaitteen 10 runkoon teräpitimellä 14 ja päällystyslaitteen 10 runkoon on lisäksi tavanomaiseen 25 tapaan jäljestetty kuormitusletku 15 tai vastaava kuormituselin, jolla päällystysterää 12 kuormitetaan kohti päällystettävää alustaa B teräpitimen 14 ja päällystysterän kärjen 18 väliseltä alueelta. Päällystyslaitteeseen 10 on lisäksi järjestetty säätölaite 16, joka voi olla joko sellainen, jolla siirretään koko päällystyslaitetta 10 päällystettävään alustaan B päin tai sitten voidaan säätölaitteella 16 siirtää kuormitusletkun 15 kanna-30 tinta päällystyslaitteessa 10. Näiltä osin on päällystyslaitteen 10 rakenne varsin tavanomainen.

8 9 6 32 5

Uutuutena edellä kuvatussa laitteessa on keksinnön mukaisesti se, että päällystysterän 12 taakse, päällystysterän 12 ja kuormitusletkun 15 väliin on asennettu tukiterä 20, joka on kiinnitetty samaan teräpitimeen 14 päällystysterän 12 kanssa. Tukiterä 20 on varsinaista päällystysterää 12 kapeampi siten, että se ulottuu kuormitusletkun 15 vaiku-5 tuskohdan ja päällystysterän kärjen 18 väliselle alueelle. Tukiterän 20 ansiosta saadaan vältettyä päällystysterän 12 liiallinen taipuminen kuormitusletkun 15 vaikutuskohdasta, johon syntyy suurin taipumaa aiheuttava voima. Tukiterällä 20 saadaan näin ollen merkittävästi vähennettyä terän kuormitusmuutoksen aiheuttamaa terän kärjen 18 taipumamuutosta.

10

Seuraavaksi esitetään kuvioiden 2-5 avulla keksinnöllä aikaansaatava vaikutus päällys-tystulokseen. Kuviot 2-5 ovat graafisia esityksiä koepäällystyslaitteella aikaansaaduista päällystemääristä päällystysterän kuormituksen funktiona. Kuviot 2-4 ovat toisiaan vastaavia esityksiä siten, että kuvion 2 tulokset on saatu aikaan päällystyslaitteella, 15 jossa on käytetty keksinnön mukaista tukiterää 20, kun taas kuvion 4 tulokset on saatu aikaan samalla päällystyslaitteella ilman tukiterää 20. Kuvioiden 2 ja 4 kokeiden olosuhteet ovat täsmälleen samat, eli molemmissa kokeissa on käytetty täsmälleen samaa päällystysainetta ja lisäksi päällystysnopeudet ovat täysin samat. Kuvioissa 2 ja 4 on esitetty kaksi käyrää, koska kokeet suoritettiin kahdella eri esijännityksen arvolla, 20 mikä esijännitys saadaan aikaan esim. säätölaitteella 16. Kuvioista 2 ja 4 voidaan täysin yksiselitteisesti havaita, että keksinnön mukaisella laitteella, jossa käytetään tukiterää 20, on päällystysterään 12 kohdistettava huomattavasti suurempi kuormitus kuormitusletkulla 15 saman päällystemäärän saavuttamiseksi kuin ilman tukiterää 20. Lisäksi on kuvioista 2 ja 4 selvästi havaittavissa, että tukiterää 20 käytettäessä on 25 päällystemäärän muutos olennaisesti pienempi kuin ilman tukiterää 20, kun muutetaan päällystysterän 12 kuormitusta tietty määrä. Kuviot 2 ja 4 osoittavat näin ollen, että keksinnön mukaisessa ratkaisussa päällystemäärän hallitseminen on olennaisesti parempi kuin tekniikan tason laitteissa. Erityisen edullinen keksinnön mukainen ratkaisu on leveissä päällystyskoneissa päällystemäärän poikittaisprofiilin kannalta.

: ' . 30 6 8 9682

Kuvioissa 3 ja 5 on myös esitetty toisiaan vastaavat koetilanteet, joissa kuvion 3 koe on suoritettu keksinnön mukaisella päällystyslaitteella, jossa käytetään tukiterää 20, kun taas kuvion 5 koe on suoritettu laitteella ilman tukiterää. Koeolosuhteet kuvioiden 3 ja 5 kokeissa ovat täysin identtiset. Kuvioista 2 ja 4 kuviot 3 ja 5 poikkeavat siten, että 5 niissä on käytetty suurempaa päällystysnopeutta sekä toisenlaista päällystysainetta kuin kuvioissa 2 ja 4. Myös kuvioita 3 ja 5 vertailemalla voidaan selvästi havaita keksinnön edullisuus tekniikan tasoon nähden. Keksinnön mukaisessa laitteessa, jossa käytetään tukiterää 20, ei ole tarvetta käyttää muita hallintasuureita kuin päällystysterän 12 kuormitusta, eikä toisaalta ilman tukiterää 20 ole voitu saavuttaa tässä tapauksessa 10 tavoitteena ollutta päällystemääräaluetta 15-30 g/m2 käytännön teräkuormitusalueella 1-2,5 baria.

Tukiterää voidaan edellä esitetystä poiketen soveltaa lyhytviipymäpäällystyslaitteiden lisäksi myös muuntyyppisiin päällystyslaitteisiin, esim. nostotelalla varustettuihin 15 päällystyslaitteisiin. Tällaisissa päällystyslaitteissa tukiterällä saavutettava hyöty ei kuitenkaan ole läheskään yhtä suuri kuin lyhytviipymätyyppisissä laitteissa, koska päällystysterän esijännitystä voidaan säätää lähes rajattomasti (nostotelalla varustetuissa laitteissa ei ole reunatiivisteitä eikä painekammion tiivistystä). Näin ollen suurimmat edut saavutetaan juuri lyhytviipymätyyppisissä laitteissa.

20

Keksintöä on edellä selostettu esimerkinomaisesti keksinnön erääseen toteuttami-sesimerkkiin viitaten. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu pelkästään tähän esimerkkiin, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

25

Claims (3)

7 89632 Patentti vaati m ukset

1. Lyhytviipymäpäällystyslaite liikkuvan alustan (B), kuten vastatelan pinnan, paperi-tai kartonkirainan tai vastaavan päällystämiseksi päällystysaineella, joka päällystyslaite 5 on pienkulmateräpäällystyslaite (10), jossa teräkulma päällystysterän (12) käijen (18) alueella on liikkuvaan alustaan (B) nähden edullisesti välillä 0-10° ja joka päällystyslaite käsittää päällystysainekammion (11), jota rajoittavat liikkuvaan alustaan (B) tuettu päällystysten (12), päällystyslaitteen etutiiviste (13), päällystyslaitteen (10) reunatii-visteet sekä liikkuva alusta (B), johon päällystysainekammioon (11) päällystysaine on 10 jäljestetty syötettäväksi paineenalaisena, ja jossa päällystyslaitteessa (10) päällystyste-rä (12) on kiinnitetty teräpitimeen (14) ja järjestetty kuormitettavaksi teräpitimen (14) ja päällystysterän kärjen (18) väliseltä alueelta liikkuvaa alustaa (B) vasten kuormi-tuselimellä (15), kuten kuormitusletkulla tai vastaavalla, tunnettu siitä, että päällystysterän (12) taakse, kuormituselimen (15) ja päällystysterän (12) väliin on 15 jäljestetty koko alueeltaan päällystysterää (12) vasten nojaava tukiterä (20) siten, että kuormituselimen (15) aikaansaama kuormitus kohdistuu päällystysterään (12) tukiterän (20) välityksellä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että tukiterä (20) on 20 kiinnitetty samaan teräpitimeen (14) päällystysterän (12) kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että tukiterä (20) on päällystysterää (12) kapeampi siten, että tukiterän (20) kärki ulottuu päällystysterän kuormituselimen (15) ja päällystysterän käijen (18) välille. 25 8 89682