FI115985B - Pidennetyllä nipillä varustettu kalanteri - Google Patents

Description

115985

Pidennetyllä nipillä varustettu kalanteri Kalander försedd med ett förlängt nyp 5 Keksinnön kohteena on pidennetyllä nipillä varustettu kalanteri paperi- tai karton-kirainan kalanteroimiseksi, joka kalanteri käsittää ainakin yhden kalanteroin-tinipin, joka muodostuu kuumennettavan kovan telan ja vastatelan tai puristus-kengän avulla kuumennettavaa kovaa telaa vasten kuormitetun, päättömäksi lenkiksi muodostetun kalanterointihihnan väliin, jolloin kalanteroitava paperi- tai 10 kartonkiraina on järjestetty kulkemaan kyseisen kalanterointinipin läpi.

Haluttaessa parantaa kalanteroinnin tasoa on nykyisillä ratkaisuilla oikeastaan ainoana mahdollisuutena ollut lisätä kalanterointinippien määrää. Tämä johtaa kalanterin monimutkaisempaan rakenteeseen ja vaikeampaan paperiradan hallin-15 taan ja päänvientiin. Erityisesti on-line koneiden kyseessä ollen tulee voida ratkaista suuresta ajonopeudesta ja täysinopeuksisesta päänviennistä aiheutuvat ristiriidat. Näitä ongelmia on pyritty ratkaisemaan erilaisilla hihna- ja kenkäkalante-reilla, joilla kalanterointinippiä pidennetään ja siten tehostetaan nipin toimintaa.

, Kenkäkalantereissa käytetään hyväksi yleensä pitkänippipuristimista hyvin tun- • i · 4 20 nettua tekniikkaa, jonka mukaisesti pidennetty nippi saadaan aikaan puristamalla « · · paperirataa vastatelaa vasten muotoillun liukukengän ja sen yli kulkevan päättö- 4 * · : ·, ·, män hihnan avulla. Hihnakalanterissa pyritään hihnan avulla saamaan aikaan ka- · 4 · ;·, lanterointinippiin tarvittava jousto puristettaessa paperirataa kalanterointinipin * «« , -: , muodostavien telojen väliin. Hihnakalanterit ovat sinänsä suhteellisen uusia kon- a 25 struktioita ja ne voidaan muodostaa myös siten, että kalanteroitava paperi viedään | : ; päättömän hihnan avulla esikontaktiin kuuman kalanteritelan kanssa, jolloin pys- • a · · tytään kalanteroinnin kannalta luomaan edullinen jyrkkä lämpötilagradientti. Täi- # » a : ’ >, löin hihnan avulla nipin tehollinen pituus kasvaa esikontaktin ansiosta sekä siitä . - ·. syystä, että hihnamateriaalina on mahdollista käyttää huomattavasti pehmeämpiä 30 polymeerejä kuin telapinnoitteissa ilman lämmön muodonmuutoksesta aiheutuvia ongelmia. Super- tai softkalanteria pitemmällä nipillä saadaan paperiin kohdistettua puristusimpulssia kasvatettua ilman, että painehuippu tulee liian suureksi ja 2 115985 bulkkisuus alkaa pienentyä. Hihnakalantereihin liittyvän tekniikan tason osalta viitataan esimerkiksi suomalaiseen patenttijulkaisuun nro 95 061.

Tähän asti käytettyihin hihna- ja kenkäkalantereihin on liittynyt varsin merkittävä 5 ongelma, joka on aiheutunut käytetyn hihnan rakenteesta. Käytetyt hihnat ovat olleet lähes täysin kokoonpuristumattomia ja rakenteeltaan ne ovat yleisesti olleet sellaisia, että hihnoissa on keskellä tukikudos ja sen molemmilla puolilla polyure-taanikerros. Vaikka hihna onkin sinänsä voinut olla joustava, se ei ole ollut tilavuudeltaan kokoonpuristuva. Tällainen tilavuudeltaan olennaisesti kokoonpuris-10 tumaton hihna käyttäytyy kalanterointinipissä, jossa sitä puristetaan voimakkaalla paineella ohuemmaksi, siten, että hihnan materiaali joutuu virtaamaan hihnan pinnan suuntaisesti pois nipistä. Tästä aiheutuu mm. se, että nipin eteen muodostuu hihnamateriaalista aalto. Kokoonpuristumattomuudesta johtuen hihnamateriaaliin muodostuu pinnansuuntaisia voimia, jotka edesauttavat paperin kuiturakenteen 15 luhistumista eli paperin paksuuden pienenemistä. Nipissä tapahtuu aina palautuvaa ja palautumatonta paperin kokoonpuristumista. Leikkausvoimat nipissä lisäävät palautumattoman kokoonpuristumisen määrää, millä on haitallinen vaikutus paperin bulkkisuuteen. Edelleen äkillisesti suuntaansa muuttava leikkausvoima , nipissä pyrkii täristämään paperia, jolla mekanismilla voi olla varsin huomattava 20 vaikutus paperin kalanteroituun tiheyteen. Kokoonpuristumattoman hihnan käyttö i * t näin ollen luhistaa paperin kuiturakennetta ja lisää hihnan pinnan rasituksia, kulu-; · f * t mistä ja väsymistä.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan olennainen parannus » 25 olemassaoleviin, pidennetyllä nipillä varustettuihin kalantereihin. Tähän päämää- • ; ‘; rään pääsemiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että kalanterointihih- :'"; na on monikerrosrakenteinen siten, että se käsittää tilavuudeltaan kokoonpuris- * I t : ‘ ·, tuvan tukikerroksen sekä ainakin kalanteroitavaa materiaalia vasten olevalla pin- , · · ·. nallaan tiiviin polymeerikerroksen.

^ ·

Keksinnöllä saadaan aikaan merkittävää etua tekniikan tasoon nähden ja keksinnöllä aikaansaatavista eduista voidaan tässä yhteydessä tuoda esiin mm. seuraavat.

30 3 115985

Keksinnölle olennaisena piirteenä on näin ollen se, että kalanterissa käytettävä hihna on tilavuudeltaan oleellisesti kokoonpuristuvaa materiaalia. Suoritetuissa tutkimuksissa ja koeajoissa on havaittu, että tällaisella tilavuudeltaan kokoonpuristuvalla hihnalla saadaan paperin ja/tai hihnan pinnan suuntaiset voimat poistet-5 tua nipistä lähes kokonaan. Hihnan kokoonpuristuvuuden ansiosta paperin palautumattoman kokoonpuristumisen määrä nipissä vähenee oleellisesti, jolloin paperin paksuus ja bulkkisuus saadaan säilytettyä mahdollisimman hyvin. Merkittävänä lisäetuna on pidettävä edelleen sitä, että ns. "mällinkesto" on aiempia ratkaisuja olennaisesti parempi, koska mällit pääsevät hihnan kokoonpuristuvuuden ansiosta 10 menemään helposti nipistä läpi aiheuttamatta leikkauskuormitusta. Valmistustek-nisesti uudentyyppinen hihna on huomattavasti helpompi tehdä kuin aiempi tuki-kudoksella varustettu hihna ja esimerkiksi tasaisen paksuuden aikaansaaminen hihnaan on aiempaa helpompaa. Toisaalta etuna voidaan tuoda esiin myös se, että kalanterointiprosessi ei ole hihnan kokoonpuristuvuuden ansiosta niin herkkä hih-15 nan pienille paksuusvaihteluille kuin aikaisemmin. Valmistustekniikan kannalta uusi hihna on olennaisesti halvempi tehdä kuin nykyisin käytössä olevat ratkaisut. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.

20 Seuraavaksi keksintöä selitetään esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioi- • · · hin viittaamalla.

< I I

* * t

* * I

* · · * · l. <' Kuvio 1 esittää täysin kaaviomaisena sivukuvana yksinippistä kalanteria, jossa * · » , ·; ·, käytetään kalanterointihihnaa.

» i · 25 : . , Kuvio 2 on suurennettu yksityiskohta kuvion 1 mukaisen kalanterin kalanteroin- • » · • i « i , · · ‘. tinipin kohdalta.

• < I

Kuvio 3 on kuviota 1 vastaava esitys kenkäkalanterista.

Kuvio 4 on suurennettu yksityiskohta kuvion 3 mukaisen kalanterin nipin kohdalta.

30 4 115955

Kuviot 1 ja 2 esittävät siis hihnakalanteria, jossa kalanterointinippi N muodostuu kuuman kalanteritelan 1 ja vastatelan 3 väliin. Nipin N läpi on johdettu kulkemaan lisäksi kalanterointihihna 10 antamaan nippiin N tarvittava jousto siten, että 5 paperiraina W kulkee nipin N läpi kalanterointihihnan 10 ja kuuman telan 1 pinnan välistä. Kuviossa 2 on lähemmin havainnollistettu kalanterointihihnan 10 käyttäytymistä nipissä, jonka pituutta on merkitty viitemerkinnällä a. Hihnakalan-terin tapauksessa kalanterointihihna 10 muodostuu näin ollen tilavuudeltaan kokoonpuristuvasta tukikerroksesta 12 sekä kyseisen tukikerroksen 12 toiselle pin-10 nalle sovitetusta tiiviistä polymeerikerroksesta 11. Kuvion 2 esittämällä tavalla polymeerikerros 11 on paperirainaa W vasten tulevalla tukikerroksen 12 pinnalla. Itse tukikerros 12 on vastatelaa 3 vasten. Olennaisena piirteenä hihnalle 10 on näin ollen se, että tukikerros 12 on rakenteeltaan sellaista, että se pääsee nipissä N puristumaan kokoon, ts. sen tilavuus pienenee, jolloin nipin eteen ei pääse muo-15 dostumaan vastaavaa aaltoa kuin tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa. Tilavuudeltaan kokoonpuristuva tukikerros 12 on edullisesti huopa, joskin myös muita materiaaleja voidaan käyttää tukikerroksessa 12. Näistä muista materiaaleista voidaan mainita esimerkiksi solukumit, solumuovit ja vastaavat, jotka ovat kokoon-: _ puristuvia. Paperia vasten tuleva tiivis polymeerikerros on materiaaliltaan esimer- : , 20 kiksi kerta- tai kestomuovia, edullisesti polyuretaania.

i « a * · «

Kuviot 3 ja 4 esittävät kenkäkalanteria, jossa pidennetty kalanterointinippi N j*. muodostuu kuuman kovan telan 1 ja kenkätelan 2 väliin. Kenkätela 2 puolestaan : ’ j ’; käsittää kiinteän palkin 25 kannattavan puristuskengän 24 sekä puristuskengän 24 25 ja palkin 25 ympäri viedyn ja päättömäksi lenkiksi muodostetun kalanterointi-i hihnan 20. Puristuskengällä 24 saadaan aikaan tarvittava kuormitus nippiin N.

: : Kuten kuviossa 4 on havainnollistettu, tässä suoritusmuodossa kalanterointihihna ; , ·, 20 koostuu kolmesta päällekkäisestä kerroksesta, eli keskellä olevasta tilavuudel-

l s I

taan kokoonpuristuvasta tukikerroksesta 22 ja sen kummallakin sivulla olevasta 30 tiiviistä polymeerikerroksesta 21, 23. Materiaaleiltaan tukikerros 22 sekä poly-, : meerikerrokset 21, 23 voivat olla samoja kuin kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuodossa siten, että polymeerikerrokset ovat edullisimmin polyuretaania ja tilavuudeltaan 115985 5 kokoonpuristuvana tukikerroksena 22 käytetään huopaa, solukumia, solumuovia tai vastaavaa. Kuvioiden 3 ja 4 suoritusmuodossa tarvitaan tiivis polymeerikerros 23 myös puristuskengän 24 puolella, koska puristuskengän 24 ja kalanterointihih-nan 20 välinen kitka on saatava riittävän pieneksi. Tunnetuin ja käytetyin tapa 5 kitkan pienentämiseen on öljykalvon aikaansaaminen puristuskengän ja kalante-rointihihnan 20 välille. Puristuskenkää 24 vasten tuleva kalanterointihihnan 20 pinta on näin ollen oltava tiivis, jolloin polymeerikerros 23 on tarpeen. Vastaavanlaista hihnaa voidaan toki käyttää myös kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuodon yhteydessä. Kuten kuvioilla 2 ja 4 on pyritty havainnollistamaan, tukikerros 12; 22 10 pääsee nipin N pituudella a puristumaan kokoon aiheuttamatta mitään aaltoa nipin eteen.

Keksinnön mukaisella tilavuudeltaan kokoonpuristuvalla kalanterointihihnalla 10; 20 saadaan kalanteroitua paksumpaa ja jäykempää paperia tai kartonkia siten, että 15 kalanteroidun rainan kiilto ja sileys ovat yhtä hyvällä tasolla kuin kokoonpuristu-mattomalla hihnalla. Koeajoissa havaittiin lisäksi tilavuudeltaan kokoonpuristuvan hihnan olevan ajettavuudeltaan parempi, koska etenkin ohuilla paperilajeilla ratakatkojen määrä oli olennaisesti pienempi kuin aikaisemmin. Tähän on syynä esitetty se, että kokoonpuristumattomalla hihnalla tapahtuva hihnamateriaa- « * · ;·· 20 Iin virtaus hihnan pinnan suuntaisesti rasittaa paperia siinä määrin, että katkojen

I « I

; ; määrä lisääntyy.

t · • * · i · · * · ·

* I

* Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin • * » . viittaamalla. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuviois- • · · 25 sa esitettyjä esimerkkejä, vaan keksinnön mukaista tilavuudeltaan kokoonpuristu-; , > t vaa hihnaa voidaan käyttää myös muissa yhteyksissä. Näistä muista sovelluksista i i i * s I * , * · ·. voidaan mainita esimerkkeinä erilaiset kenkäpuristimet, hihnaa käyttävät liimapu- • · , *( ristimet, hihnapäällystimet, hihnarullaimet ja vastaavat. Myös muilta osin on to-

» ( I

*!!, * dettava, että keksintöä voidaan muunnella oheisissa patenttivaatimuksissa määri- ‘! ’ 30 tellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

* »

Claims (6)

115985

1. Pidennetyllä nipillä varustettu kalanteri paperi- tai kartonkirainan kalanteroimiseksi, joka kalanteri käsittää ainakin yhden kalanterointinipin (N), joka muodostuu 5 kuumennettavan kovan telan (1) j a vastatelan (3) tai puristuskengän (24) avulla kuumen nettavaa kovaa telaa (1) vasten kuormitetun, päättömäksi lenkiksi muodostetun kalante-rointihihnan (10;20) väliin, jolloin kalanteroitava paperi- tai kartonkiraina (W) on jäljestetty kulkemaan kyseisen kalanterointinipin (N) läpi, tunnettu siitä, että kalani erointihihna (10 ;20) on monikerro srakenteinen siten, että se käsittää tilavuudeltaan 10 kokoonpuristuvan tukikerroksen (12; 22) sekä ainakin kalanteroitavaa materiaalia vasten olevalla pinnallaan tiiviin polymeerikerroksen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanterointihih-nassa (20) on paksuuden suunnassa tukikerroksen (22) kummallakin puolella tiivis 15 polymeerikerros (21,23).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanteroin- t _ ‘* tihihnan (10;20) tilavuudeltaan kokoonpuristuva tukikerros (12;22) on materiaaliltaan « t ·,; * huopaa. li» V ; 20 ia » · a .* .

* 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalante- « * • » ·’ '' rointihihnan (10;20) tilavuudeltaan kokoonpuristuva tukikerros (12;22) on materiaalil- a i i ’· ’ ’ taan solukumia, solumuovia tai vastaavaa. i · * » a · a · *.,; 25

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että • * ·’ kalanterointihihnan tiivis polymeerikerros (11) tai tiiviit polymeerikerrokset (21 ;23) I t | •' on/ovat kerta- tai kestomuovia. * t

* » : 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalan- ‘: 30 terointihihnan tiivis polymeerikerros (11) tai tiiviit polymeerikerrokset (21 ;23) on/ovat materiaaliltaan polyuretaania. 115985