FI79732B - Foerfarande och pressfilt foer styrning av avvattningen i ett pressparti av en pappersmaskin. - Google Patents

Description

1 79732

Menetelmä ja puristinhuopa vedenpoiston ohjaamiseksi paperikoneen puristinosassa Tämän keksinnön kohteena on menetelmä vedenpois-5 ton ohjaamiseksi paperikoneen puristinosassa, jolloin kuivattava paperiraina johdetaan kahden puristinhuovan välissä telojen muodostaman puristusnipin läpi veden poistamiseksi rainasta huopiin ja veden poistumista rainasta suunnataan vedenvastaanottokyvyItään erilaisilla huovilla.

Paperinvalmistuksessa on ongelmana valmiin paperi- rainan pintalaadun erilaisuus rainan eri puolilla. Tästä on seurauksena, että rainan pinta on toisella puolella sileämpi kuin toisella puolella, mikä haittaa rainan jatkokäsittelyä, esim. rainan soveltuvuutta painamista ^5 varten. Paperirainan tällainen toispuolisuus aiheutuu eri-tyyppisten kuitujen epätasaisesta jakautumisesta rainan paksuussuunnassa. Yleensä lyhyitä kuituja, kuitufragment-teja ja nollamassaa kerääntyy enemmän rainan yläpuolelle, koska suurin osa vedestä poistuu painovoiman vaikutuksesta 20 rainan viirapuolelta, jolloin hienojakoinen aines poistuu rainasta viiran läpi.

Paperirainan toispuolisuutta on yritetty korjata kehittämällä erilaisia parannettuja puristinosia, joilla on pyritty kohdistamaan paperirainan yläsivuun voimak-25 kaampi imu- tai muu mekaaninen vedenpoistovaikutus veden poistamiseksi mahdollisimman tasaisesti rainan molemmilta puolilta. Artikkelissa "The influence of pressing on sheet two-sideduess", joka on julkaistu julkaisussa TAPPI Journal September 1982, sivut 73-77, ja jonka on kirjoittanut Lau-30 rie Wicks, USA, on esitetty useita rakenne-ehdotuksia pu-ristinosiksi. Tällaiset erikoisrakenteiset puristinosat ovat kuitenkin monimutkaisia ja kalliita eikä niilläkään saavuteta täysin tyydyttäviä tuloksia.

Tuotannon lisäämiseksi on paperinvalmistuksessa 35 tunnettua nostaa paperirainan nopeutta ja tätä rainan suurempaa nopeutta on käytetty hyväksi veden poistamiseksi rainan yläsivusta keskipakovoiman avulla johtamalla raina 2 79732 telan yli, joka muodostaa suunnanvaihtokohdan. Tällaisella rakenteella saadaan vettä kylläkin poistetuksi Tainasta tasaisemmin molemmilta puolilta, mutta tulos ei kuitenkaan ole aivan hyvä ja vaatii korjaustoimenpiteitä myöhem-5 missä puristinnipeissä imu- ja uratelojen avulla.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa paperirainan tasapuolisen pintalaadun aikaansaamisen nykyisillä tavanomaisilla puristinosilla ilman kalliiden 10 erikoispuristimien tarvetta. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että veden suuntaamiseksi rainasta ylöspäin paperirainan viirapuolella oleva huopa muodostetaan jatkuvasti vettä hylkiväksi ja paperirainan viirapuoleen nähden vastak-15 kaispuolella oleva huopa jatkuvasti vettä imeväksi.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että paperirainan epätasaista vedenpoistoa korjataan puristinosassa ohjaamalla paperirainasta poistuvan veden suuntaa itse pu-ristinhuopien avulla. Tähän päästään säätämällä puris-20 tinhuopien vedenhylkimis- ja vedenimemisominaisuuksia. Näin voidaan vedenpoisto ohjata tapahtuvaksi viiraan nähden paperirainan vastakkaiselta puolelta eli yläsivulta kulloinkin halutussa määrässä, jolloin rainan yläsivun hienojakoinen aines poistuu ylähuopaan puristetun veden mukana.

25 Kuivattava paperiraina johdetaan puristusnippiin kahden puristinhuovan välissä, joista paperirainan viiran-puoleinen huopa muodostetaan hydrofobiseksi eli vettähylkiväksi ja vastakkaispuoleisena huopana käytetään tavallista puristinhuopaa tai huopaa, joka muodostetaan hydrofiili-30 seksi eli vettä imeväksi. Näin voidaan jokaisessa puris-tusnipissä vastustaa epätasaista vedenpoistoa nipissä, kunnes paperiraina on saavuttanut sellaisen kuivuuden, ettei rainassa enää tapahdu kuitusiirtymiä.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten 35 oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaavamaisesti paperikoneen puris- 3 79732 tinosaa, jossa keksinnön mukaista menetelmää sovelletaan, ja kuvio 2 esittää puristusnippiä suuremmassa koossa.

Piirustuksen kuviossa 1 on esitetty paperikoneen 5 viira- ja puristinosa. Paperimassan perälaatikosta 1 ulottuu viira 2, jonka loppupäässä on imutelojen 3 muodostama ensimmäinen puristusnippi. Tämän puristusnipin läpi kulkee puristinhuopa 4, joka siirtyy edelleen imutelan 5 ja ura-telan 6 muodostaman toisen puristusnipin ja saman imutelan 10 ja vastaanottotelan 7 muodostaman kolmannen puristusnipin läpi. Tämän toisen puristusnipin läpi kulkee myös toinen puristinhuopa 8. Neljäs puristusnippi muodostuu telan 7 ja toisen uratelan 9 väliin, jonka nipin läpi kulkee kolmas huopa 10.

15 Viiralle muodostuva kuivattava paperiraina on mer kitty viitenumerolla 11. Raina kulkee toisen nipin läpi puristinhuopien 4 ja 8 välissä.

-- Piirustuksen kuvio 2 esittää suuremmassa koossa puristusnipin toimintaperiaatetta. Alempi puristinhuopa ..." 20 8 on käsitelty vettä hylkiväksi, kun taas ylempi puristin- huopa 4 on käsitelty vettä imeväksi. Tämän vaikutuksesta ·:· paperirainan sisältämä vesi pyrkii poistumaan rainasta Y: voimakkaammin ylöspäin ylempään huopaan kuin alaspäin alempaan huopaan, kun raina joutuu puristusnipissä puris-25 tuksen alaiseksi. Nuoli A esittää kuviossa 2 tällä tavalla saavutettua vedenpoiston pääsuuntaa. Vedenpoiston tällaisella pakko-ohjauksella voidaan vastavaikuttaa viiralla ; . ja ensimmäisessä puristusnipissä tapahtuvan, pääasialli- *Y sesti alaspäin suunnatun vedenpoiston aiheuttamaa toispuo- : 30 lisuutta paperirainassa. Tämän ansiosta tulee kuivattu pa- periraina olemaan molemminpuolisesti hyvin samanlaatuinen.

' Vaihtoehtoisesti voidaan ylempänä huopana käyttää tavallista puristinhuopaa, jota siis ei ole erikoisesti käsitelty enemmän vettä imeväksi. Tässäkin tapauksessa 35 aikaansaadaan keksinnön mukainen suunnattu vedenpoisto, 4 79732 niin että vettä poistuu rainasta enemmän ylähuopaan kuin alahuopaan.

Esimerkki 1

Valmistettiin tavallinen neulottu puristinhuopa, 5 jonka neliömassa oli 1200 g/m. Hahtuvakerroksen ja tuki-kudoksen kuitu- ja lankamateriaalina käytettiin polyamidia, joiden hienous oli 6 denieriä. Puristinhuopaan ruiskutettiin fluorokemikaalia huovan valmistusprosessin viimeisessä vaiheessa eli lämpökäsittelyvaiheen lopussa.

10 Fluorokemikaalina käytettiin veteen dispergoitua tetrafluorietyleeniä, jonka kuiva-aine oli 50 %. Tätä ruiskutettiin huopaan 4 %:na liuoksena niin, että huopa kostui ja imi itseensä oman painon verran liuosta. Tällöin ns. märkä pick-up oli 100 %.

15 Käsiteltävä huopa oli 7 m leveä ja 20 m pitkä, 2 jolloin sen pinta-ala oli 140 m ja paino 168 kg. Kun huopa kuivattiin kemikaalin ruiskuttamisen jälkeen lämpötilassa 130°C, jäi siihen noin 2 kg fluorokemikaalia, joten painonlisäys oli noin 1,2 %.

20 Puristinhuovan fluorokemikaalikäsittely teki sen erittäin vettä hylkiväksi, mikä todettiin laboratoriossa ns. tippamenetelmällä.

: Tippamenetelmän mukaisesti huovan pinnalle pudo tettiin varovasti tippa värjättyä vettä ja katsottiin se- 25 kuntikellosta kuinka monta sekuntia kesti tipan imeytyä huopaan. Vettä imevällä huovalla tipan imeytymisaika on alle 1 sekunti, kun taas vettä hylkivällä huovalla aika on 1-30 sekuntia ja erittäin voimakkaasti vettä hylkivällä pinnalla tippa kuivuu ennen kuin se ehtii imeytyä.

30 Fluorokemikaalilla käsitelty huopa oli niin vettä hylkivä, että tippa ei imeytynyt lainkaan huopaan vaikka huovan pinta oli huokoinen.

Vaihtoehtoisesti hydrofobinen käsittely voidaan suorittaa silikonipohjäisellä aineella.

35 Ruiskuttamisen asemesta on mahdollista käyttää 5 79732 kemikaalin levittämiseen foulardi-impregnointia tai nosto-kastelua. Ruiskutuksessa kemikaali ruiskutetaan huopaan melko suurella paineella aina 40 kp/cm asti, jotta huopa kastuisi kunnolla. Foulardi-impregnoinnissa osa huovasta 5 upotetaan kerrallaan liuokseen ja ajetaan senjälkeen puristimen läpi, joka tasoittaa kemikaalin huovan sisällä. Nos-tokastelussa tela pyörii kaukalossa, jossa on kemikaali-liuosta, ja huopa kulkee kosketuksessa telan pinnan kanssa, jolloin kemikaalia siirtyy huopaan.

10 Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukaiseen käsittelemättömään neulottuun puristinhuopaan ruiskutettiin etyleenioksidikonden-saattia 3 %:na liuoksena, jola ennen laimennusta oli 100 % kuiva-aineen suhteen, niin että huopa kostui. Märkä pick-up 15 säädettiin liemimäärällä noin 100 %:iin. Huopaan jäi kuivauksen jälkeen noin 5 kg ainetta, joten painonlisäys käsittelyn vaikutuksesta oli noin 3 %.

Kun käsittelyn vaikutusta huovan vedenimemiskykyyn testattiin laboratoriossa tippamenetelmällä, saatiin 20 tipan imeytymisajaksi alle 0,5 sekuntia eli huopa oli vettä imevä.

Hydrofiilikäsittelyssä kemikaaliksi valitaan sellainen, jossa kemikaalin molekyylissä on polaarisia kohtia, joihin vesi polaarisena kemikaalina pystyy absorboitumaan. 25 Kun tällainen aine on kalvona kuitujen pinnalla, muuttuu pinnan luonne vettä imevämmäksi.

Tällaisia hydrofiilisen vaikutuksen antavia kemikaaleja ovat esim. amiineja, eettereitä, estereitä tai oksidejä sisältävät kemikaalit.

30 Piirustus ja siihen liittyvä selitys on vain tar koitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voivat keksinnön mukainen menetelmä ja puris-tinhuopa vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä on mahdollista saavuttaa huovan hydrofobisuus tai hydro-35 fiilisyys edellä selitetyn kemikaalikäsittelyn asemesta 6 79732 tai sen lisäksi valitsemalla kuidut ja muut huovan valmistuksessa käytetyt raaka-aineet siten, että niillä on sellaisenaan haluttu vedenvastaanottokyky (hydrofobisuus tai hydrofiilisyys), joka taas johtuu niiden pintaomi-5 naisuuksista, huokoisuudesta ja/tai halkaisijahienoudes-ta.

Claims (5)

7 79732

1. Menetelmä vedenpoiston ohjaamiseksi paperikoneen 5 puristinosassa, jolloin kuivattava paperiraina (11) johdetaan kahden puristinhuovan (4,8) välissä telojen (5,6) muodostaman puristusnipin läpi veden poistamiseksi Tainasta huopiin ja veden poistumista rainasta suunnataan ve-denvastaanottokyvyltään erilaisilla huovilla, t u n-10 n e t t u siitä, että veden suuntaamiseksi rainasta ylöspäin (A) paperirainan (11) viirapuolella oleva huopa (8) muodostetaan jatkuvasti vettä hylkiväksi ja paperirainan (11) viirapuoleen nähden vastakkaispuolella oleva huopa (4) jatkuvasti vettä imeväksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että paperirainan (11) viirapuoleen nähden vastakkaispuoleisena huopana (4) käytetään tavallista neulottua puristinhuopaa.

3. Alempi puristinhuopa (8) vaatimuksen 1 mukaisen 20 menetelmän soveltamiseksi paperikoneen puristinosaa varten kuivattavan paperirainan (11) kuljettamiseksi ylemmän puristinhuovan (4) kanssa telojen (5,6) muodostaman puristusnipin läpi, tunnettu siitä, että alempi puristinhuopa (8) on tehty jatkuvasti vettä hylkiväksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen puristinhuopa, tunnettu siitä, että se on rakenteeltaan tavanomaisen neulotun puristinhuovan (8) muodostama, jota on käsitelty vettä hylkivällä aineella.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen puristinhuopa, 30 tunnettu siitä, että se on rakenteeltaan tavanomaisen neulotun puristinhuovan muodostama, jonka kuidut ja/tai muut valmistuksessa käytetyt raaka-aineet ovat vettä hylkiviä. 8 79732