5.1. Suomalaisten paperinpäällystyskoneiden historiaa

7. August 2012

Kirjoittaja: Seppo Luomi
Companies:  Blandin Paper Co, KCL, Metsäliitto, Valmet, Wärtsilä
People: Seppo Luomi

5.1. Suomalaisten paperinpäällystyskoneiden historiaa

Päällystystekniikka

Ensimmäiset ajatukset paperinpäällystyskoneiden valmistuksesta Suomessa syntyivät Wärtsilän paperikoneosastolla vuoden 1962 alkupuolella ja jo lokakuussa 1963 saatiin tarjouspyyntö päällystyskoneen toimittamisesta Metsäliiton Äänekosken tehtaalle. Päällystyskoneiden rakentamisessa tarvittavan erikoistietouden hankkimiseksi solmittiin amerikkalaisen Blandin Paper Co:n kanssa konsulttisopimus syyskuussa 1964.

Ensimmäinen päällystysajo Äänekoskelle toimitetulla koneella suoritettiin 25.2.1966 ja varsinainen päällystystuotanto aloitettiin 2.3.1966. Toimitettu kone oli ns. erillispäällystyskone (off machine coater) eli siinä oli erillinen aukirullain, jolle paperikoneen tekemä konerulla siirrettiin. Täten konetta voitiin ajaa itsenäisesti erillään paperikoneesta. Koneella päällystettiin korkealaatuista painopaperia. Kyseinen kone purettiin kun Äänekosken tehdas investoi uuteen modernimpaan tekniikkaan 1980-luvun lopulla.

1960-luvulla Wärtsilä toimitti yhteensä kolme päällystyskonetta (Äänekoski, Kuusankoski, Kemi). Kaikissa koneissa oli päällystystekniikkana sivelytelatyyppinen yksikkö. Auki- ja kiinnirullauksessa suoritettiin ns. lentävä rullanvaihto eli rulla vaihdettiin täydessä ajonopeudessa. Paperiradan kuivaus tapahtui ilmapuhallushuuvilla, joissa kuumaa ilmaa puhallettiin paperin päällystettyyn pintaa ja näin haihdutettiin ylimääräinen vesi pois. Koneiden rataleveydet olivat 3.1 – 4.5 m. Ensimmäiset toimitukset ulkomaille tapahtuivat 1972.

Päällystys jaoteltiin 1960-luvulla painopapereiden pigmenttipäällystykseen ja pakkausmateriaalien suojapäällystykseen. Wärtsilän strategiana oli keskittyä painopaperien pigmenttipäällystykseen ja erityisesti ohuiden paino- ja aikakauslehtipaperien päällystyksessä käyttävään teräpäällystystekniikkaan, jota kaikki kolme ensimmäistäkin toimitusta olivat. Kyseiset päällystyslinjat olivat aikanaan nopeimpia ja leveimpiä koneita alallaan. Koko 70-luvun ja vielä pitkälle 80-luvullakin Wärtsilä nähtiin uusien suurten ja nopeiden koneiden kehittäjänä, valmistajana ja toimittajana. 80-luvun puolenvälin jälkeen keskityttiin myös kapeampiin koneisiin ja olemassa olevien linjojen modernisointeihin. Ensimmäinen kartongin päällystyssovellus toimitettiin 1970 Takon tehtaalle Tampereelle.

Sivelytelalla varustettu teräpäällystysasema säilytti painopaperialueella valta-asemansa vuoteen 1983 asti. Senkin jälkeen asematyyppiä on toimitettu raskaiden painopaperien ja erityisesti kartonkien päällystystarkoituksiin ja sitä toimitetaan edelleenkin.

Vuonna 1982 ns. lyhytviipymäpäällystysasemat alkoivat yleistyä. Päällystysasematyyppi kehitettiin USA:ssa erityisesti parantamaan ohuiden painopaperilinjojen ajettavuutta eli vähentämään ratakatkoja. Päällystyskoneiden kapasiteetit olivat kasvaneet siten, että 1980-luvun alussa uusien koneiden rataleveys oli noin 8 m ja ajonopeudet olivat nousseet tasolta 600 m /min tasolle 1200 m/min. Automaatio lisääntyi ja kuivatustekniikka kehittyi. Suomessa päällystyksen kuivatustekniikan kehitys on tapahtunut erityisesti Valmetin Pansion tehtaiden toimesta.

Suomessa päällystyksen kehitys keskittyikin 1980-luvulla erityisesti uuteen lyhytviipymäpäällystimeen. Ensimmäinen Wärtsilän toimitus tapahtui Metsäliiton Kirkniemen päällystyskoneelle, jonka olemassa olevat sivelytelalla varustetut asemat muutettiin lyhytviipymätyyppisiksi vuonna 1983. Uuden päällystysasematyypin kehitys vaati runsaasti koeajoja, jotka suoritettiin Keskuslaboratoriossa Espoossa. Samalla heräsi ajatus oman päällystykseen ja kalanterointiin keskittyvän tutkimuslaitoksen rakentamisesta. Yhtiön strategiaan olikin kirjattu tavoitteeksi kehittää teknisesti ylivoimaisia tuotteita paperin jalostukseen ja käsittelyyn.

Järvenpään tehtaan uusi tutkimuslaitos otettiin käyttöön vuoden 1984 alussa, josta lähtien päällystystekniikan ja kalanteroinnin kehitys pystyttiin tekemään omissa tilossa ja entistä tehokkaammin. Samalla liiketoiminnan painopistettä laajennettiin ohuista painopapeista myös selkeästi raskaiden hienopapereiden ja kartonkien päällystyksen alueelle.

Lyhytviipymätekniikkaan perustuvia päällystimiä toimitettiin ympäri maailmaa. Tekniikan antama paperin laatu ei kuitenkaan riittänyt vaativimmille paperilajeille, joten 1980-luvun lopulla aloitettiin kehittämään uutta ratkaisua, joka antaisi paremman päällysteen laadun mutta myös hyvän ajettavuuden. Vuosien kehityksen tuloksena syntyi Jet-tyyppinen päällystin, joka yleistyi 90-luvun puolen välin jälkeen ja on tänä päivänäkin yksi yleisimmistä myydyistä tekniikoista etenkin paperin päällystykseen.

Ruotsalainen kilpailija myi päällystystekniikkaa, joka käsitteli paperin kummankin puolen samanaikaisesti. 1980-luvun alkupuoliskolla aloitettiin myös Wärtsilässä vastaavan tekniikan kehitys. Tuloksena syntyi TwoStream päällystin, jossa radan molemmat puolet käsiteltiin yhtä aikaa. Ensimmäinen laite toimitettiin Imatralle vuonna 1984.

Paperin pintaliimaus tehtiin perinteisesti ns. liimapuristimella, jossa kahden telan välistä ylhäältä alaspäin kulkevan paperin ja telojen väliin muodostettiin liimalammikot, joissa paperin pintoihin siirtyi liimaa. Menetelmä on kuitenkin nopeusrajoitteinen ja kun nopeudet nousivat lähelle 1000 m/min tuli tarve kehittää uutta tekniikkaa. Pintaliimaus on osa paperikonetta ja siten sen kehitys ja myynti kuului Valmetin tuotealueeseen. Valmetin Jyväskylän yksikössä toteutetun kehityksen tuloksena syntyikin uusi pintaliimaustekniikka, joka sai tuotenimen SymSizer. Ensimmäinen laite toimitettiin Jyväskylään Kankaan paperitehtaalle vuonna1988. Aluksi laite oli tarkoitettu pintaliimaukseen mutta nopeasti sitä kehitettiin myös päällystyssovelluksiin. Päällystyksen siirtyessä yhä enemmän suoraan paperinkoneen yhteyteen kehittyi SymSizer tekniikka (myöhemmin tuotenimellä OptiSizer) yhdeksi päämenetelmäksi valmistettaessa ohuita päällystettyjä painopapereita tehokkailla tuotantolinjoilla. Nykyisin laitetta on myyty yhteensä yli 200 kappaletta ympäri maailmaa.

Haluttaessa kartongin pintaan hyvä päällysteen peitto on kartongin päällystyksessä perinteisesti käytetty ns. ilmaharjapäällystimiä. Ensimmäinen Wärtsilän toimitus tapahtui 1970 Takon tehtaalle. Kartonkilinjojen nopeuksien noustessa tekniikasta tuli nopeuden nostoa rajoittava tekijä ja nykyisin tarkoitukseen käytetäänkin ns. verhopäällystystekniikkaa, joka antaa erittäin hyvän päällysteen peiton ja mahdollistaa jopa useamman erilaisen päällystekerroksen tekemisen samanaikaisesti. Verhopäällystystä käytetään laajalti myös erikoispaperin päällystykseen, koska niissä tarvitaan usein hyvää päällysteen peittokykyä tai useamman erilaisen päällystekerroksen antamia paperin erikoisominaisuuksia.