FI58960B - Saett och anordning foer dubbelsidig bestrykning av en loepande bana - Google Patents

Description

F'Vffti- I Γ&1 mi kuulutusjulkaisu COQ^n

Wa [b] (11>utlAggninosskmft <4S> ^ (51) Kv.ik?/iftt.ci.3 D 21 H 1/10 SUOMI —FINLAND (21) fmmmOielumm — PacwMameknint 762^36 (22) HakamhpiJv* — Araeknlngarfag 25.00.76 ' ' (23) Alkuptivt—GlMghatadaf 25.08.76 (41) Tullut |ufk(Mfcil — Blwk offamNg 2γ q2 77

Htttl· |« f kiifriKdlltm μνμ»μ|.μμμ.^-

Pstant· och raglftarrtyralMn Ameiam utligd och utUkrifton pubiic«r*d 30.01.81 (32)(33)(31) Pjryd«*y «tuetk·!»» —»«gird priority 26.08.7 5

Ruotsi-Sverige(SE) 7509W>l-5 (71) Inventing S.A., Ch. du Devin 9^» CH-1012 Lausanne, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Hans Ivar Wallsten, Lausanne, Sveitsi-Schweiz(CH) (7^) Qy Kolster Ab (5*0 Menetelmä ja laite jatkuvasti liikkuvan radan molemminpuoliseksi päällystämiseksi - Sätt och anordning för dubbelsidig bestrykning av en löpande bana

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite jatkuvasti liikkuvan radan, edullisesti paperiradan, jonka ratanopeus on yli 300 m/min. molemminpuoliseksi päällystämiseksi, jolloin päällystysainetta samanaikaisesti levitetään radan molemmille puolille välittömästi ennen - radan kulkusuunnasta katsottuna - päällystysaineen jakelua ja levitystä varten sovitettua puristusväliä ja jolloin rataa syötetään kahden puristusvälin muodostavan elimen välistä, joista toisen muodostaa liikkuva vastin, esimerkiksi pyörivä valssi, ja toisen muodostaa levy, jossa on rataa vastaan vaikuttava viiste.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa ruotsalaisessa patentissa 301,287 selitettyä päällystystekniikkaa, niin että tätä tekniikkaa voidaan käyttää myös suhteellisen korkeita ratanopeuksia, ts. yli 300 m/min. ratanopeuksia varten.

Patentissa 301,287 selitetään menetelmää paperiradan molempien puolien samanaikaiseksi päällystämiseksi - ns. BILLBLADE-menetelmää - jolloin paperirata ylhäältä alaspäin kulkevassa suunnassa saatetaan ohittamaan pu- 2 58960 ristusmassan muodostama pato, jota radan kulkusuunnassa katsottuna rajoittaa päällystyslevy, joka painaa mainitun paperiradan valssin muodossa olevaa pyörivää vastinta vasten, jolloin padossa oleva päällystysmassa joutuu kosketukseen paperin molempien puolien kanssa.

Tämän tunnetun menetelmän mukaisessa päällystyksessä on käynyt ilmi, että tietyt levyä ja sen kiinnitystä koskevat tekijät ovat ratkaisevan tärkeitä päällystystuloksen kannalta, erityisesti jos tätä menetelmää käytetään suhteellisen suuriin ratanopeuksiin. Nämä tekijät on sovitettava sekä paperin laadun että paperiradan nopeuden, päällystysmassan viskositeetin ym. mukaan.

Nyt on yllättäen osoittautunut mahdolliseksi hallita tässä tunnetussa menetelmässä esiintyvät vaikeudet, kun menetelmää käytetään suuria ratanopeuksia ja ohuita tai heikkoja paperilaatuja varten. Tämä ratkaistaan keksinnön mukaisesti esitetyllä menetelmällä pääasiassa siten, että levylle annetaan ennalta määrättyä ratanopeutta, päällystysaineen viskositeettia ja päällystys-määrää varten tarvittavan ominaispaineen ylläpitämiseksi korkeintaan 20°:n levyn kärkikulma, ts. kulma (oi ) levyn ja sen viistetyn työpinnan välillä ylläpitämällä korkeintaan 0,15 cm:n viisteleveyttä radan kulkusuunnassa mitattuna, ja että levy säädetään niin, että saadaan jousivoima, joka ei ylitä 2 kp/leveys-cm.

Keksinnön mukaisesti ehdotetun menetelmän suorittamiseksi käytetään edullisesti laitetta, joka käsittää päällystysaineen jakelua ja levitystä varten sovitetun puristustilan, jolloin rataa syötetään kahden puristustilan muodostavan elimen välistä, joista toisen muodostaa liikkuva vastin, esimerkiksi pyörivä valssi, ja toisen muodostaa levy, jossa on rataa vastaan vaikuttava viiste, jolloin levyn viisteleveys radan kulkusuunnassa mitattuna on alle 0,15 cm.

Levyn kärkikulma on edullisesti alle 20° ja jousivoima alle 2 kp/leveys-cm.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuv. 1 on kaaviokuva tunnetusta laitteesta - ns. Billblade-laitteesta, kuv. 2 on yksityiskohtasuurennos kuviosta 1 ja kuviot 3-8 esittävät keksinnön mukaisesti ehdotetun laitteen eri suoritusmuotoja.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty tunnettu laite toimii periaatteessa patentissa 301 287 selitetyn tekniikan mukaisesti ja käsittää levyn 1, paperiradan 2 ja nuolen P suunnassa pyörivän vastavalssin 3· Levy 1 on kiinnitetty levynpitimellä H.

3 58960

Kuten kuviosta 1 käy ilmi, levyn 1 kosketuspinta paperiradan 2 sekä vastavalscin 3 kanssa sijaitsee pyörivän valssin 3 keskipisteen 0 kautta kulkevan vaakasuoran linjan A-A alapuolella, liri syistä on osoittautunut edulliseksi, että kosketus tapahtuu mainitun vaakasuoran viivan A-A alapuolella, mutta tämä ei sinänsä ole ehdoton välttämättömyys menetelmän suorittamia ta varten. Levynpitimen 4 keskiviivan B-B ja pystyviivan C-C välistä kulmaa on merkitty fBslla. Tämä on ns. levynpidinkulma.

Kuv. 2 esittää kuvion 1 suurennettua yksityiskohtaa. Levyn 1 paksuus on merkitty t:llä. Kuten sekä kuviosta 1 että 2 näkyy, on päällystyslevyn 1 paperirataa 2 vasten painavassa osassa viiste 5· Tämä viisto 3 voidaan saada aikaan joko esihiomalla levy 1 tai viiste 5 muodostuu luonnollisen kulumisen avulla jonkin ajan käytön jälkeen. Levyn 1 viistekulma on merkitty a:11a. Levyn 1 viisteleveys, ts. paperiradan 2 ja levyn 1 viisteen 5 välillä oleva kosketusmatka paperiradan pituussuunnassa mitattuna, on merkitty billä.

Kuviossa 1 on lisäksi pyörivän vastavalssin 3 säde merkitty Kiliä ja viisteen 5 ja vaakasuoran viivan A-A välinen etäisyys a:lla. Levyn 1 vapaan osan, ts. levynpitimestä ulkonevan levyn osan pituus, josta käytetään nimitystä levyn kiinnityspituus, on merkitty a:lla.

Kuten kuviosta 1 ja 2 käy ilmi, levy 1 taipuu taipuisuudestaan johtuen, minkä vuoksi kulma a on terävämpi kuin kulma β.

Alla olevassa taulukossa 1 ilmoitetaan tiettyjä arvoja, jotka cr. mitattu tämän tunnetun Billblade-menetelmän mukaisessa kaupallisessa päällystämisessä. Kaikissa esimerkeissä on säde H * 300 mm ja etäisyys a = n.

100 mm.

Taulukko I

Rata_ Päällystysaine t e β ab F t? nopeus Yisk. Kuiva- am mm o 0 cm kp/cn b _ iii/min. cp. pitoisuus ]-> ’cv/' 100 300 45 0,305 30 30° 4° o,44 0,68 J,5 100 500 50 0,305 27 " 6° 0,29 0,73 2,5 200 500 60 0,38) 30 " 5° o,M 1 ,36 3,1 20° 1000 55 0,381 27 » 8° o,27 1,5 5,0 300 500 50 0,457 30 " 6,5° 0,33 2,05 5,5 300 1000 55 0,457 27 " 9,o° 0,29 2,3 7,9 2,00 500 50 0,508 30 " 6,5° 0,45 2,6 5,8 *00 1000 55 0,508 27 " 9,0° 0,32 3,17 9,8 50° 500 50 0,508 27 " 9.0° 0,32 3,17 9,8 200 2000 60 0,508 27 » )0,0° 0,32 3,17 9,8 -------------_----._, l - 4 58960

Kaikessa levypäällystyksessä levy painetaan tunnetusti paperirataa vasten sekä ylijäämän kaapimiseksi että päällystyekerroksen tasoittamiseksi joustavan levyn avulla. Sama pätee tunnetun Billblade-menetelmän mukaisesti tapahtuvaan päällystykseen. Vaikuttavista hydraulisista voimista johtuen, jotka syntyvät päällystysaineen enemmän tai vähemmän rajuista liikkeistä päällystysvaiheen aikana, syntyy päällystyslevyllä voima, joka vaikuttaa levyn omaa jousivoimaa vastaan, kun se painetaan paperirataa vasten. Bill-blade-menetelmässä samoin kuin muissa levypäällystysmenetelmissä on jousivoimaa sen tähden lisättävä, kun käytetään suurempia ratanopeuksia ja/tai suuremman viskositeetin omaavaa päällystysainetta, levyyn kohdistuvan suuremman hydraulisen paineen kompensoimiseksi, niin että paperille saadaan haluttu levitysmäärä. Tämä ratkaistaan Billblade-menetelmän mukaisesti käyttämällä paksumpia levyjä ja/tai levyn lyhyempää kiinnityspituutta, mikä käy myös ilmi yllä esitetystä taulukosta.

Samasta taulukosta käy ilmi, että levyn kärkikulma a Billblade-raene-telnän suorittamisesta valituissa esimerkeissä on välillä 4-10°. Syynä tähän on mm. se, että terävän kulman avulla saadaan edullinen kiilavaikutus, niin että hiukkaset, epäpuhtaudet tai epätasaisuudet helpommin kulkevat levyn alta.

On kuitenkin todettu, että jousivoimalla on olemassa käytännön yläraja suuremmilla ratanopeuksilla Billblade-menetelmän mukaisessa päällystyksessä. Tämä johtuu siitä, että radan katkeamisen vaara kasvaa käytettäessä paksua levyä mahdollisesti lyhyempään kiinnitykseen yhdistettynä, erityisesti jos paperi on ohutta tai heikkoa.

Ensisijaisesti tämä johtuu siitä, että levyn jousivoima, ts. levyn kokonaisvoima kohtisuoraan viisteen kosketuspintaa vastaan, kasvaa liian suureksi. Tätä voimaa, ts. jousivoima on kuviossa 2 merkitty F;llä. Erityisesti käynnistyshetkellä, ts. kun levy 1 painetaan paperirataa 2 vasten ja päällystysmassa ei kenties vielä kokonaan ole täyttänyt tätä varten tarkoitettua tilaa, kohdistuu paperiin voimakkaita rasituksia, koska mainittu hydraulinen paine ei vielä ole täysin kehittynyt eikä siten kokonaan tasapainota levyn jousivoimaa. Jos jousivoima on liian suuri paperin vahvuuteen nähden, voivat suuret rasitukset käynnistyshetkellä johtaa radan katkeami-s v en.

Suhteellisen paksulla levyllä, jonka kiinnityspituus on suhteellisen lyhyt, on sitä paitsi huono joustavuus. Joustavuudella tarkoitetaan ns. jous-tovakiota eli joustosuhdetta, joka määritellään levyn vapaassa päässä tapahtuneen kuormituksen muutoksen ja siitä aiheutuneen asennon muutoksen väli- m». ¥ - ' ν’ 5 58960 senä suhteena. Levypäällystyksessä on tietty joustavuus tavoiteltavaa paperiradassa olevien vikojen, esim. massakokkareiden, poimujen tms. aiheuttamista. äkillisistä vaihteluista johtuen. Päällystyslevyn hyvä joustavuus auttaa myös poistamaan epätasaisuuksia levyn pidinelimissä paperiradan poikki. Joustosuhde on, kuten tunnettua, riippuvainen aineen kimmokertoimes-ta, kiinnityspituudesta ja kiinnitystavasta (esim. nivelöidysti laakeroitu tuki ja kiinteä kiinnitys tai pelkästään kiinteä kiinnitys) ja levyn paksuudesta.

Laajojen tutkimusten jälkeen on käynyt ilmi, että päällystysoäärä on suuressa määrin riippuvainen ns. ominaispaineesta (pintapaineesta), kun päällystyksen muut edellytykset ovat samat. Päällystysmäärä on sitä vastoin vähemmässä määrin riippuvainen jousivoimasta pintapaineen ollessa sama. Ominaispaine määritellään jousivoiman ja levyviisteen 5 leveyden väli-senä osamääränä levyn leveysyksikköä kohti (^- levyn leveysyksikköä kohti).

Erityisen simulaattorin avulla on ollut mahdollista mitata taulu-

F

kossa 1 ilmoitetut F:n sekä r·: n arvot.

D

Taulukon 1 mukaisesti on suuremmilla nopeuksilla ja/tai suuremmilla viskositeeteilla käytettävä suhteellisen paksuja päällystyslevyjä (0,5 mm tai sen yli) riittävän päällystyksen aikaansaamiseksi. Kuitenkin on, kuten mainittiin, käynyt ilmi, että tämä johtaa epätavallisen korkeaan radan katkeamia tiheyteen ensisijaisesti siitä johtuen, että jousivoima kasvaa liian korkeaksi (ta. ylittää 2 kp/cm), sekä toiseksi siitä johtuen, että levyllä on samanaikaisesti liian pieni joustavuus, erityisesti kun kiinnityspituus on pieni (27 mm tai pienempi).

Siten voitaisiin luulla, että tämä suhde paranisi ratkaisevasti, joe käytettäisiin suhteellisen ohuita levyjä, joilla on lyhyempi kiinnityspituus. Tällainen ratkaisu ei kuitenkaan ole käyttökelpoinen tässä tunnetussa Bill-blade-tekniikassa. Syynä tähän on se, että päällystysmassa tässä tunnetussa menetelmässä syötetään patoon paperiradan molemmilta puolilta. Syöttö tapahtuu tällöin sopivan syöttöjärjestelmän avulla, niin että muodostuu runsaasti ylijäämää ja niin että syöttö jakaantuu koko radan leveydelle. Pääl-lystysaineen ylijäämä virtaa ulos padon molemmista päädyistä, jolloin se otetaan talteen ja viedään sen Jälkeen takaisin järjestelmään uudelleenkier-rätystä varten. Koska ylijäämämftärä usein on 10-15 kertaa suurempi kuin päällystysmäärä, esiintyy suuremmilla ratanopeuksilla huomattavia määriä yli-jäämämassaan, joka valuu ulos sivusuunnassa. Koska tavallisesti päällystyksessä otetaan päällystysmassasta enemmän vettä kuin kuiva-ainetta, ylijäämä-massa paksuuntuu. Sen tähdpn on tärkeää, että tuoreen massan syöttö ylhääl- X . v> 6 58960 täpäin jakautuu mahdollisimman tasaisesti paperiradan poikki, niin että ylijäämäiaassan virtauksessa voidaan mahdollisimman suuressa määrin ylläpitää vakiokuivapitoisuutta. Jos näin ei tapahdu, on vaarana epätasainen päällystys paperiradan poikki. Tämä tila on eräänä syynä siihen, että käytetään suuria ylijäämämääriä. Ylijäämämäärät ovat tietysti myös riippuvaisia ratanopeudesta; suuremmilla iratanopeuksilla käytetään niin ollen suurempia ylijäämämääriä.

Kuv. 3 esittää periaatteessa samoja yksityiskohtia kuin kuv. 2, mutta siinä levyllä 1 on lyhyt kiinnityspituus. Kuviosta 3 käy myös selvästi ilmi, että jos vapaa kiinnityspituus a tehdään lyhyeksi, levynpitimen alaosa 4 sijoittuu hyvin lähelle paperirataa 2, minkä vuoksi patotila, jota rajoittavat valssin pinta 3* levy 1 ja levynpitimen 4 alaosa, muodostuu varsin pieneksi. Ahdas tila kuristaa ylijäämämassan virtaa, mikä johtaa massan kontrolloimattomaan sakeutumiseen. Tämän on vuorostaan todettu johtavan vaihtelevaan kuivapitoisuuteen paperiradan poikki, josta on seurauksena päällystystulos, jota ei voida hyväksyä. Tietyissä tapauksissa voi kuivapi-toisuus jopa paikoitellen kasvaa niin voimakkaasti, että rata katkeaa.

Lyhyesti sanottuna ammattimies on siis tähän asti yrittänyt ratkaista esillä olevan ongelman jousivoimaa lisäämällä, ts. käyttämällä paksumpaa levyä ja/tai lyhyempää kiinnityspituutta. Tällaiset ratkaisut eivät kuitenkaan ole riittäviä, sillä paksumpi levy antaa huonomman joustavuuden, joka lisää radan katkeamisen vaaraa, ja lyhyt kiinnityspituus rajoittaa huomattavasti tarvittavaa patotilaa. Tämän lisäksi on tällaisille ratkaisuille olemassa käytännön yläraja, koska levyn suuri kosketuspaine - te. suuri jousivoima - varsinkin laitetta käynnistettäessä ja erityisesti jos laitteessa ajetaan ohuita paperiratoja - johtaa välittömään radan katkeamiseen.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti esitetty ratkaisu esitetään kuvioissa 4» 5» 6 ja 7.

Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa käytetään suhteellisen ohutta levyä 1, jonka kiinnityspituus on suhteellisen suuri. Levy 1 on kiinteästi kiinnitetty levynpitimeen yläkiristysleuan 6 ja alakiristysleuan 7 väliin. Alakiristysleuassa 7 on ulkoneva etuosa Θ, jonka etureunaa on merkitty 9*llä. Kun levyä 1 painetaan paperirataa 2 ja vastavalssia 3 vasten, levy 1 taipuu siten, että se koskettaa reunaa 9* joka muodostaa levyn ns. nivelöidysti laakeroidun tuen. Levy 1 on muutoin yläpäästään kiinnitetty kiristysleukojen ζ ja 7 väliin.

Kuviossa 4 esitetyn suoritusmuodon avulla on mahdollista käyttää suhteellisen ohuita levyjä myös silloin, kun päällystykseen käytetään suu- 7 58960 rla ratanopeuksia ja/tai päällystysmassan viskositeetit ovat korkeat. Tämä johtuu siitä, että levy on suhteellisen ohut, niin että saadaan suhteellisen korkea ominalspaine ilman liian suurta jousivoimaa. Tästä on seurauksena kaksi etua, mikä käynee ilmi myös edellä esitetystä. Korkea ominaispaine mahdollistaa päällystysmäärän rajoituksen suurilla ratanopeuksilla, koska ratanopeus on suuressa määrin riippuvainen ominaispaineesta. Toisaalta suhteellisen ohuella levyllä on suhteellisen alhainen jousivoima ja hyvä joustavuus. Tämän avulla poistetaan radan katkeamisen vaara, kun paperiradassa esiintyy vikoja tai kun käytetään ohuita tai heikkoja paperilaatuja. Samalla on saavutettu se etu, että päällystyspadon tila voidaan pitää riittävän suurena, ts0 yläkiristysleuan 6 etureunan ja paperiradan 2 välinen etäisyys vaakasuunnassa ja vastaavasti etäisyys paperiradasta 2 ja valssin pinnasta 3 voidaan pitää riittävän suurena.

Kuviossa 5 esitetään keksinnön eräs toinen suoritusmuoto. Tässä levy>-pidin muodostuu yläkiristysleuasta 6 ja alakiristysleuasta 7* Näiden leukojen väliin on kiinnitetty suhteellisen ohut levy 1. Levyn 1 alapuolella ja leukojen 6 ja 7 välissä on ns. tukilevy 10. Tässä tukilevyssä, joka on sovitettu leukojen väliin mutta levyn 1 alle, on ulkoneva etuosa, jonka etureuna on merkitty llzllä. Tällä laitteella on sama tehtävä kuin kuvion 5 mukaisella laitteella, mutta irrotettava tukilevy 10 korvaa toiminnaltaan siten alakiristysleuan 7 ulkonevan etuosan 8.

Kuv. 6 esittää vielä erään keksinnön mukaisen suoritusmuodon. Tässä levynpidin muodostuu kahdesta kiristysleuasta 6 ja 7» joiden väliin levy 1 on puristettu kiinni. Kiinteästi kiinnitetty levy koostuu kahdesta osasta 12 ja 13· Osa 12 on suhteellisen paksu ja jäykkä, ja se voi edullisesti muodostua erillisestä levystä. Osa 13 on suhteellisen ohut ja taipuisampi ja voi sinänsä muodostua erillisestä levystä, joka on sopivalla tavalla esim. hitsaamalla tai liimaamalla yhdistetty levyyn 12. Tässäkin tapauksessa on etuna korkea ominaispaine ohuesta levystä 13 sekä hyvästä joustavuudesta johtuen. Samalla on siitä johtuen, että ohut levy 13 on kiinnitetty kiinteästi kiinnitettyyn, paksumpaan levyyn 12, saatu riittävä etäisyys siihen patoon, jossa päällystysmassa kiertää.

Kuviossa 7 esitetään vielä eräs keksinnön puitteisiin kuuluva suoritusmuoto. Tässä yksi ainoa homogeenista ainetta oleva levy on kiinteästi puristettu kahden kiristysleuan 6 ja 7 väliin.

Levyssä on sen vapaata kärkeä kohti ohuempi osa 13 ja kiinteää kiinnitystä kohti suunnattu osa 14» joka on paksumpi kuin osa 13· Tässäkin saavutetaan mainitut edut, erityisesti kun päällystys suoritetaan suurille nopeuk- e 58960 silla ja/tai käytettäessä korkeita kuivapitoisuuksia sekä ohuita tai heikkoja paperilaatuja. Kuvion 7 mukaisessa suoritusmuodossa voidaan levy edullisesti valmistaa levystä, jonka paksuus on sama kuin osalle 14 haluttu paksuus, kun taas levyn ohuempi osa 13 edullisesti saadaan aikaan ainetta pois hiomalla.

Kaikkia tässä selitettyjä keksinnön mukaisia, ts. kuvioita 4-7 vastaavia suoritusmuotoja on kokeiltu käytännössä varsin hyvin tuloksin. Erityisillä simulaattoreilla on ollut mahdollista mitata jousivoima F ja viiste-leveys h eri soveltamistapauksissa. Näistä arvoista on voitu laskea ominais-paine P/b.

Tällöin on todettu olevan mahdollista pitää jousivoima 2 kp/cm:n alapuolella silloinkin, kun päällystäminen on suoritettu hyvin suuria nopeuksia ja suhteellisen korkeita päällystysmassan kuivapitoisuuksia ja viskositeetteja käyttäen, koska ominaispaine on samanaikaisesti voitu pitää korkeana. Koska levyjen joustavuus on samalla ollut hyvin suuri, on myös voitu päällystää ohuita ja suhteellisen heikkoja (esim. liimaamattornia) papereita erittäin hyvällä käyttövarmuudella ja alhaisella katkostiheydellä. Päällystetyn paperin saatu laatu on ollut erittäin hyvä. Erittäin suurillakin nopeuksilla (noin 1100 m/min) on voitu välttää sumun muodostus, jota muutoin helposti syntyy erittäin suurilla nopeuksilla johtuen siitä, että pieniä päällystysmassan pisaroita muodostuu valssin ja paperiradan välille sillä hetkellä, kun paperirata erotetaan valssista (ns. film-split-vaikutus).

Alla olevissa taulukoissa 2 ja 3 esitetään joitakin esimerkkejä mitatuista ja lasketuista arvoista, kun keksintöä on sovellettu yllä selitettyihin (kuvioita 4» 5» 6 ja 7 vastaaviin) suoritusmuotoihin. Kaikissa tapauksissa on käytetty teräslevyjä. Monenlaisia eri paperilaatuja on kokeiltu. Mm. on suurella nopeudella päällystetty täysin liimaamatonta sanoma-lehtipaperia, jonka pintapaino on 38 g/m . Tällaiset paperit ovat suhteellisen heikkoja, eikä niitä juuri voi päällystää suurilla nopeuksilla tavanomaiseen tapaan ilman lukuisten radan katkosten vaaraa. On kuitenkin käynyt ilmi, että tällaisiakin heikkoja paperilaatuja voidaan erinomaisesti päällystää Billblade-menetelmän mukaisesti soveltamalla keksintöä erittäin suurella käyt t övarmuudella.

58960 i 9

Taulukko 2

Suoritusmuodot kuvion mukaan ^ **5

Vapaa levyn pituus mm 10 10 5

Pituus tukihuuli mm 17 17 22

Levyn paksuus mm 0,31 0,25 0,15

Jousivoima F kp/cm 1 ,93 1 ,33 1,1*0

Viisteleveys b cm 0,118 0,098 0,058 F/b kp/cm2 16,3 13,5 2k Kärkikulma o )g 17 Päällystysmäärä g/m ja sivu 10 10 -· 10

Nopeus * m/mfn 900 700 800

Seoksen kuivapitoi- % 53 53 58

Seoksen viskositeetti, centipoisea

Taulukko 5

Suoritusmuodot kuvion mukaan 677

Levyn pituus ohut osa mm .10 8 6

Levyn pituus paksu osa mm 20 22 Zk

Levyn paksuus ohut osa mm 0,15 0,10 0,07

Levyn paksuus paksu osa mm 0,1*5 0,1*5 0,1*5

Jousivoima F kp/cm 1,0 1,0 1,0

Viisteleveys b cm 0,08 0,0**5 0,031 Γ/b kp/cm 12,8 22 32 Kärkikulma ° 13 jlj jij 2 Päällystysmäär* g/"» ja sivu 10 12 13

Ratanopeus m/mln 500 600 900 Päällystysaineen kuivapitoisuue $ 53 58 62 Päällystysaineen viskositeetti centipois 600 1500 1700 10 58960

Keksinnön mukaisesti voidaan siis ohuita levyjä käyttää käytettäessä suuriakin ratanopeuksia ja/tai hyvin viskoosista päällystysmaBcaa. Tällöin voidaan valita sellainen levyn ja levynpitimen asetus, että voidaan käyttää tylpempää levyn kärkikulmaa kuin tavanomaisissa laitteissa (esimerkiksi taulukon 1 mukaisesti). Pienennetystä jousivoimasta riippuen epätasaisuudet voivat helpommin kulkea levyn alitse, ts. ei tarvitse pyrkiä erittäin hyvään kiilavaikutukseen hyvin terävien levykulmien avulla. Taulukkojen 2 ja 3 esimerkeistä käy siis ilmi, että levyn kärkikulmat ovat välillä 13 ja 17°. Tassi on kuitenkin todettava, että hyviä tuloksia saavutetaan esimerkiksi myös alle 13°:n levyn kärkikulmilla. Hieman tylpemmillä esimerkiksi 13-20°» levyn kärkikulmilla on kuitenkin muita etuja, kuten seuraavasta käy ilmi.

On todettu, että keksinnön mukaisesti voidaan myös yksinkertaisella tavalla säätää päällystysmääriä päällystysvaiheen aikana. Tämä voidaan saata aikaan kääntämällä eri suoritusesimerkkien levynpidintä niin, että levyn-pitimen kulmaa β vaihdellaan.

Jos esimerkiksi kulmaa β suurennetaan, ominaispaino kasvaa, mikä johtaa pienempään päällystysaineen päällystysmäärään. Jos suurilla ratanopeuk-silla päällystettäessä käytettäisiin kuvion 3 mukaista tavanomaista levynpidintä 4, merkitsee levynpidinkulman suurentaminen sitä, että valssin ja levyn/levynpitimen välinen etäisyys vaakatasossa yhä pienenee, josta on seurauksena aiemmin mainitut haitat. Keksinnön mukaisesti ehdotettujen kuvioiden 4» 5» 6 ja 7 mukaisten suoritusmuotojen avulla voidaan levynpidintä kääntää ilman, että mainittu patotila muodostuu kriittiseksi, Päällystysmäärän säädöllä levynpidintä kääntämällä on suuria etuja verrattuna tähän tarkoitukseen tähän asti käytettyihin laitteisiin, jotka toimivat levyn painetta vaihtelemalla. Tavallisessa levypäällystyksessä käytetään esimerkiksi usein puhallettavia letkuja tai mekaanisia laitteita, jotka vaikuttavat levyyn levyn levynpitimessä olevan kiinnityskohdan ja levyn vapaan pään välisessä kohdassa. Kuvioiden 4 ja 5 mukaisssa suiritus-esimerkeissä ulkonevan alaosan 8 ja vastaavasti 10 pituus sovitetaan etukäteen ottaen huomioon haluttu vaikutusaste mitä levynpidintä kääntämällä aikaansaatuun päällystysmäärään tulee. Kuvioiden 6 ja 7 mukaisissa suoritusmuodoissa sovitetaan etukäteen vastaavalla tavalla ohuen osan 13 pituus suhteessa paksuun osaan 12 ja vastaavasti 14 ottaen huomioon, mikä säädettä-vyys halutaan aikaansaada levynpidintä kääntämällä.

Levynpitimen kääntö päällystysmäärän säätöä varten päällystysvaiheen aikana voidaan saada aikaan sinänsä tunnetuilla elimillä. Jos levynpidin on esimerkiksi kääntyvästi laakeroitu akeelin ympäri, levynpidin voidaan eopi- * !r u 58960 * valla mekaanisella järjestelmällä saada kääntymään erittäin suurella tarkkuudella. Näissä yhteyksissä on huomautettava, että useimmiten tarvitaan ainoastaan vähäinen levynpidinkulman β muutos halutun vaikutuksen saavuttamiseksi. Mainittakoon myös ettei levyn kärkikulma a saa olla liian pieni tyydyttävän tuloksen saavuttamiseksi säädettäessä päallystysmääraä kulmaa f muuttamalla. Jos kulma on hyvin pieni (esim. alla 10°), voi levynpidinkulman suurentaminen suuremman ominaispaineen aikaansaamiseksi antaa hyvin pienen vaikutuksen johtuen siitä, että levyn kärkikulma a kulmaa (i suurenndb-taessa levyn taipumisesta johtuen samalla pienenee, mikä lisää viisteleveyt-ta b. Erityisesti jos levyn kärkikulmat ovat pienet, tällä tavoin vaikutetaan ominaispaineen aiottua lisäämistä vastaan, koska levyviisteen ja paperi-radan välinen kosketuspinta kasvaa.

On kuitenkin käynyt ilmi, että erittäin hyvä säädettävyys voidaan saada aikaan, jos päällystämiseen vaikuttavat tekijät valitaan niin,että levyn kärkikulma voidaan edullisesti saada alueelle 20-15°.

Yllättäen on myös osoittautunut, että keksinnön mukaisesti päällystetyllä paperilla on hyvä tasasivuisuus silloinkin, kun päällystykseen on käytetty korkean kuivapitöisuuden omaavia päällystysmassoja. Kun aiemmin on valmistettu esimerkiksi päällystettyä painopaperia patentissa 501,287 selitetyn menetelmän mukaisesti käyttämällä päällystysmassaa, jonka kuiva-pitoisuus ja/tai viskositeetti on ollut suhteellisen korkea, esimerkiksi kuivapitoisuus yli 55 $ ja/tai esimerkiksi viskositeetti yli 600 cp, suhteellisen korkean päällystysmäärän aikaansaamiseksi, on joissakin tapauksissa paperin molemmilla puolilla voitu todeta tiettyä erisivuisuutta sekä päällystyskerroksen tasaisuuden että jakautumisen suhteen. Tämä ongelma on syntynyt erityisesti päällystysvaiheen aikana valssia päin olevalla paperiradan sivulla. Kun päällystykseen on käytetty suhteellisen korkeat viskositeetit ja/tai kuivapitoisuudet omaavia aineita, tällä sivulla on ollut taipumuksena ottaa päällystysainetta enemmän kuin paperiradan vastakkaisella puolella sekä myös tietty taipumus päällystyskerroksen epätasaisuuteen. Nyt on yllättäen osoittautunut mahdolliseksi eliminoida tämä taipumus tai vähentää sitä huomattavasti, kun päällystysaineen kuivapitoisuudet ovat yli 55 Tämä pitää palkkansa erityisesti edellyttäen, että vas-tavalssin pinta on päällystetty kimmoisalla aineella, esimerkiksi kumilla, jonka pehmeyden ei edullisesti tule olla alle 70 P & J eikä missään tapauksessa alle 55 P & J. Toisena edellytyksenä on, että ominaiepaine on riittä- 2 vän korkea, ts. edullisesti yli 12 kp/cm eikä miesään tapauksessa alle

O

10 kp/cm4'. Tämä yllättävä vaikutus johtuu todennäköisesti siitä, että käy- 12 5 89 60 tehtäessä keksinnön puitteissa määriteltyjä pieniä viisteleveyksiä ja riittävän korkeita ominaispaineita - mikä on edöllä esitetyn mukaisesti välttämätöntä ,kun päällystys suoritetaan korkeat kuivapitoisuudet omaavilla pääl-lystysmassoilla - saadaan aikaan tietty kumipinnoitteen painuma vaetavals-?iin. Tämä pitää paikkansa erityisesti silloin, kun pinnoite on riittävän pehmeä. Tästä painumsta ja valssimateriaalin pehmeydestä johtuen syntyy päällystyksen aikana kumiaineen pullistuma levyn terävää reunaa pitkin kulkevaa linjaa pitkin. Pullistumalla on pieni säde: kysymys voi olla vain muutamasta millimetristä. Tämä esitetään lähemmin kuviossa 6, jossa pehmeän kumivalssin pinnoitetta on merkitty 15*llä, paperirataa 16:11a, levyn kärkeä 17:llä, levyn terävää reunaa pitkin kulkevaa pullistumaa 18:11a ja paperiradan ja pullistuman välille muodostuvaa kulmaa, ts. ns. poistokulmaa, γ (gamma). Todennäköisesti tunnetusta niin sanotusta film-split-vaikutuk-sesta johtuen suhteellisen suuri poistokulma vaikuttaa osaltaan tasaisen pinnan aikaansaamiseen myös valssin puolella, kun päällystys keksinnön puitteissa suoritetaan korkeilla kuivapitoisuuksilla ja korkeilla ominais-paineilla. Tässä yhteydessä on myös huomautettava, että ilmeisesti valssin pinnan nopeus hetkellä, jolloin paperirata poistuu siitä, on liikkeen nopeudeltaan erilainen kuin aiemmin sen ollessa kosketuksessa paperirataan ja suhteessa paperiradan pintaan, mikä ehkä osaltaan voi selittää saavutetun vaikutuksen.

VVi ! ' *

Claims (4)

1. Menetelmä jatkuvasti liikkuvan radan, edullisesti paperiradan, jonka ratanopeus on yli 300 m/min. molemminpuoliseksi päällystämiseksi, jolloin päällystysainetta samanaikaisesti levitetään radan molemmille puolille välittömästi ennen - radan kulkusuunnasta katsottuna - päällystysaineen jakelua ja levitystä varten sovitettuna puristusväliä ja jolloin rataa syötetään kahden puristusvälin muodostavan elimen välistä, joista toisen muodostaa liikkuva vastin, esimerkiksi pyörivä valssi ja toisen muodostaa levy, jossa on rataa vastaan vaikuttava viiste, tunnettu siitä, että levylle annetaan ennalta määrättyä ratanopeutta, päällystysaineen viskositeettia ja päällystys-määrää varten tarvittavan ominaispaineen ylläpitämiseksi korkeintaan 20°:n levyn kärkikulma, ts. kulma (oO levyn ja sen viistetyn työpinnan välillä ylläpitämällä korkeintaan 0,15 cm:n viisteleveyttä radan kulkusuunnassa mitattuna, ja että levy säädetään niin, että saadaan jousivoima, joka ei ylitä 2 kp/leveys-cm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseen tarkoitettu, jatkuvasti liikkuvan radan, edullisesti paperiradan, jonka nopeus on yli 300 m/min. molemminpuoliseen päällystämiseen käytettävä laite, joka käsittää päällystysaineen jakelua ja levitystä varten sovitetun puristustilan, jolloin rataa syötetään kahden puristustilan muodostavan elimen välistä, joista toisen muodostaa liikkuva vastin, esimerkiksi pyörivä valssi, ja toisen muodostaa levy, jossa on rataa vastaan vaikuttava viiste, tunnettu siitä, että levyn viisteleveys (b) radan kulkusuunnassa mitattuna on alle 0,15 cm.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että levyn kärkikulma (c<) on alle 20°. k. Patenttivaatimusten 2-3 mukainen laite, tunnettu elimistä levyn puristamiseksi jousivoimalla (F), joka on alle 2 kp/leveys-cm.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, jolloin liikkuvana vasteena on pyörivä valssi, jossa on kimmoisa pinnoite, joka on esimerkiksi kumia, jonka kovuus on vähintään 55 P&J, tunnettu siitä, että levyn viisteleveys (b) radan kulkusuunnassa mitattuna on korkeintaan 0,08 mm ja että levy on sovitettu puristettavaksi jousivoimalla (F), joka on korkeintaan 2 kp/leveys-cm.