Filmipäällystimen nippitapahtuman vaikutus päällystyskoneen ajettavuuteen

Abstract

Työn tavoitteena oli syventyä filmipäällystimen nippitapahtumaan ja siellä tapahtuviin ilmiöihin. Tämän lisäksi selvitettiin esipäällystysparametrien ja pohjapaperin merkitys filmipäällystimen ajettavuudelle. Erityisesti pyrittiin selvittämään päällystemäärän ja applikointitelojen momenttieron vaikutus ajettavuuteen sekä kiihdytysvaiheessa ilmenevien ajettavuusongelmien syntymekanismit. Työn kokeellinen osa jakaantui kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa pyritään löytämään lisäymmärrystä nippitapahtuman ilmiöille joita sitten hyödynnetään toisen osan koeajoissa. Staattisilla kuormituskokeilla tutkittiin telapinnan kokoonpuristumista ja suurnopeus-kamerakuvauksilla nipin geometriaa päällystyskoneen ajon aikana. Applikointitelojen momenttierokoeajoilla pyrittiin selvittämään paperiradan mahdollista luistoa nipissä. MCA-kosteuspitoisuusanalysaattorilla mitattiin nippitapahtuman muutosten vaikutusta filmipäällystimen paluufilmin ominaisuuksiin. Muuttelemalla päällystemäärää ja – jakaumaa sekä applikointitelojen momenttieroa selvitettiin esipäällystysparametrien vaikutus filmipäällystimen ajettavuuteen. Muokkaamalla pohjapaperin absorptiokykyä sekä pastan vedenpidätyskykyä tutkittiin nestepenetraation vaikutusta ajettavuuteen. Telapinnan kokoonpuristuman havaittiin olevan pieni eikä ajon aikana nipin geometriassa havaittu muutoksia. Paperiradan todettiin luistavan nipissä, mutta luistoilmiö oli huomattavasti pienempi mitä nopeuserolukemista voidaan päätellä. Kiihdytysvaiheessa havaittiin selviä muutoksia paluufilmissä, mutta ajon aikana paluufilmi pysyi lähes vakiona. Päällystemäärän todettiin olevan suurin yksittäinen tekijä filmipäällystimen ajettavuudessa ja siihen tulee kiinnittää erityistä huomiota filmipäällystimen kiihdytysvaiheessa. Aukirullauksen levitystelan vaihdon myötä todettiin pohjapaperiin kohdistuvilla kuormituksilla olevan myös suuri merkitys filmipäällystimen ajettavuudelle.

The aim of this study was to clarify the phenomenon of film transfer and the effect of precoating variables and base paper properties on metering size press runnability. Especially, the effect of coat weight and torque difference of precoater’s transfer rolls on runnability were studied. Also, the origins of acceleration stage difficulties were a part of the research. Better understanding of metering size press nip event was established in the first phase of the experimental part. Static load trials were conducted on transfer rolls to detect constriction of the roll cover. The change of transfer nip geometry during coating was examined by digital high-speed camera. By changing the torque difference and the coat weight distribution between the transfer rolls the possible slide-effect was examined. The effect of nip event on transfer roll’s return film was explored by IR-functioning moisture content analyzer (MCA). The main precoating variables used to study the runnability were coat weight and transfer roll’s coat weight distribution and torque difference. The effect of fluid penetration into the paper web was investigated by manipulating the absorption capacity of the base paper and the water retention of the coating color. Detected constriction of the roll cover was very small. Also, no deformation of the nip was perceived during coating. Paper web does slide in the nip, but the phenomenon is significantly smaller than expected. With the exception of the acceleration stage, it can be said that the return film of the transfer roll stays quite constant during coating. Coat weight applied on the roll has the biggest single effect on runnability. Attention must be paid to the coat weight especially during the start of the coating and the acceleration. The stress and the load focused on the base paper before entering the film transfer nip have notable effect on runnability. This was learned by the change of spreader roll in the coater’s unwinding section.