AT504025B9 - Offlinefertigbearbeitungsmaschine und verfahren zur fertigbearbeitung einer in einer papier-/kartonmaschine produzierten faserbahn - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigbearbeitung einer in einer Papier-/Kartonmaschine produzierten Faserbahn, wobei die Faserbahn einer Offlinefertigbearbeitungsvorrichtung übergeben wird, wobei ein Ankleben einer neuen Faserbahn (W2) einer neuen Rolle (10) an eine Faserbahn (W1) einer vorangegangenen Rolle im Wesentlichen ununterbrochen betrieben wird und als fliegendes Ankleben erfolgt, und wobei vorgesehen ist, dass die Laufgeschwindigkeit einer Faserbahn zu dem Zeitpunkt des Anklebens durch einen Kalander innerhalb einer Bandbreite von 0 bis etwa 30% von einer standardmäßigen Laufgeschwindigkeit der Faserbahn herabgesetzt wird, die alte Bahn (W1) gegen die Oberfläche einer neuen Bahn (W2) durch ein Klebeband (13) gepresst wird, wobei ein Abschnitt (13a) des Klebebandes (13), der sich über das Vorderende der neuen Bahn (W2) hinaus erstreckt, von einer verbleibenden Oberfläche (15) der neuen Bahn (W2) getrennt wird und eine leimüberzogene Seite des Bandabschnitts (13a) passiviert wird, bevor sie mit Kalanderwalzen in Kontakt kommt.

Description

österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigbearbeitung einer in einer Papier-/Kartonmaschine produzierten Faserbahn, wobei die Faserbahn einer Offlinefertigbear-beitungsvorrichtung übergeben wird, die eine Abwickeleinrichtung und eine Aufwickelstation sowie einen dazwischen liegenden Kalander aufweist, wobei die Faserbahn in Rollen zu der Abwickeleinrichtung zum Abwickeln geliefert und durch den Kalander zu der Aufwickelstation geführt wird, um dieselbe in Form einer bearbeiteten neuen Rolle aufzuwickeln, und wobei das Vorderende einer Faserbahn einer neuen Rolle an dem hinteren Ende einer Faserbahn einer vorangegangenen Rolle angeklebt und die Faserbahn der Rolle während des Verlaufes vorangegangenen des Anklebens geschnitten wird, wobei das Ankleben einer neuen Faserbahn einer neuen Rolle an eine Faserbahn einer vorangegangenen Rolle im Wesentlichen ununterbrochen betrieben wird und als fliegendes Ankleben erfolgt.

[0002] Die EP 611 716 A2 beschreibt dieses Verfahren und einen Aufbau einer Bahn-Endbearbeitungslinie.

[0003] Die nachfolgenden Beschreibungen sind Beispiele von Kalandern nach dem Stand der Technik. Die Beschreibungen basieren hauptsächlich auf der Quellenveröffentlichung „Paper-making Science and Technology", Buch 10, „Papermaking" Teil 3, „Finishing", editiert von Jokio, M., veröffentlicht durch Fapet Oy, Jyväskylä 1999,361 Seiten.

KALANDER

WEICHKALANDER

[0004] Ein Weichkalander (oder Kalander mit weichem Walzenspalt) weist einen weichen Walzenüberzug auf mindestens einer seiner zwei Walzenspaltwalzen auf. Am häufigsten ist eine der zwei Walzen eine weiche Walze und die andere ist eine beheizte harte Walze, ähnlich wie die beheizten Walzen von Kalandern mit hartem Walzenspalt. Für Mattpapierqualitäten ist eine Variante vorhanden, bei der beide Walzen weiche Walzen sind.

WEICHKALANDRIERPROZESS

[0005] Der Weichkalandrierprozess unterscheidet sich von dem Kalandrierprozess mit hartem Walzenspalt auf eine bedeutende Art: Die Walzenspaltstützwalze weist eine weiche Oberfläche auf. Durch diesen Unterschied verändert sich die Art des gesamten Prozesses. Bei dem Weichkalandrierprozess lauten die Prozessvariablen wie folgt:

LINEARDRUCK

LAUFGESCHWINDIGKEIT

[0006] Oberflächentemperatur der heißen Walze [0007] Überzugswerkstoff der weichen Walze [0008] Bedampfen [0009] Befeuchten [0010] Position der weichen Walze (gegen die Ober- oder Unterseite der Bahn).

[0011] Der Hauptunterschied beim Walzenspaltverhalten von Weichkalandern besteht darin, dass sowohl die Bahn als auch der Walzenüberzug komprimierbar sind, was einen bedeutend niedrigeren tatsächlichen Druck in dem Walzenspalt im Vergleich zu Kalandern mit hartem Walzenspalt zum Ergebnis hat. Der Walzenspalt ist länger und ermöglicht eine bessere Wärmeübertragung und nachfolgende Verformung der kalandrierten Bahn. Ein weiterer bedeutender Unterschied besteht darin, dass die Kompression der Bahn sowohl an hohen als auch an niedrigen Punkten gleichmäßiger verteilt ist. Durch die Verformung des weichen Überzuges wird 1/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 der maximale örtliche Walzenspaltdruck verringert, was eine einheitlichere Kalandrierung zum Ergebnis hat. Ein Kalander mit hartem Walzenspalt neigt zum Ausgleichen der Papierstärke der Papierbahn, was kleine Dichteschwankungen in der Bahn zum Ergebnis hat. Der Weichkalander neigt zum Ausgleichen der Dichte der Bahn, was Papierstärkenunterschiede zum Ergebnis hat.

[0012] Die Weichkalandrierung bietet gegenüber der Kalandrierung mit hartem Walzenspalt viele Vorteile. Auf Grund der einheitlicheren Dichte sind die Absorptionseigenschaften der Bahn und die Druckergebnisse einheitlicher. Da die örtlichen hohen Punkte nicht sehr hart komprimiert werden, gibt es in dem gedruckten Bild weniger Glanzmarmorierung. Ein niedrigerer Maximaldruck ermöglicht es, dass die Bahn ohne Gefahr der Schwärzung zu besserer Glattheit kalandriert werden kann. Die Festigkeitseigenschaften der Bahn werden im Vergleich zur Kalandrierung mit hartem Walzenspalt besser aufrechterhalten.

[0013] Die oben erwähnten Vorteile hatten eine Veränderung bei dem Kalandrierungsverfahren bei der Mehrheit von neuen Papiermaschinen zum Ergebnis. Außerdem wurden alte Maschinen in mehreren Fällen mit einem Weichkalander ausgerüstet. Durch die Möglichkeit, die Fähigkeit zur Weichkalandrierung online zu installieren, wurde es sogar möglich, mit Weichkalandern mit zwei bis vier Walzenspalten alte Superkalander in Prozessen zu ersetzen, die nicht das volle Potential von Super-kalandern erfordern.

WEICHKALANDERKONZEPTE, GLANZKALANDER

[0014] Der Vorgänger des heutigen Weichkalanders war der Glanzkalander. Für Kartonqualitäten mit hohem Flächengewicht setzt die Formation die Grenzen für die Kalandrierung mit hartem Walzenspalt. Örtliche Schwankungen führen zu sehr bedeutenden Glanzmarmorierungen und schlechter Bedruckbarkeit. Kartonqualitäten hoher Qualität wurden ebenfalls superka-landriert (siehe den Abschnitt über Feuchtigkeit), doch da es sich hierbei um einen Offlinepro-zess handelte, der eine große Menge an Rollenausschuss bei den Produkten mit hohem Flächengewicht zum Ergebnis hatte, war dieser Prozess niemals weitverbreitet.

[0015] Kartonqualitäten mit hoher Qualität sind mit einem Überzug mit schwerem Gewicht überzogen, der es ermöglicht, dass sie sehr leicht mit einer hohen Oberflächengüte kalandriert werden können. Die Temperatur ist ein Schlüsselparameter bei diesem Prozess. Deshalb wurde ein Kalandrierungsprozess entwickelt, bei dem hohe Temperaturen (120-150¾) und niedrige Drücke verwendet wurden. Dies wird Glanzkalandrierung genannt. Da die Stützwalze weich ist, gibt es keine Glanzmarmorierung. Für diese Kartonqualitäten erzeugen die hohe Temperatur und der niedrige Druck zusammen eine sehr gute Struktur. Die Oberfläche wird zwecks gutem Druckergebnis plastifiziert, und der Rest der Kartonstruktur bleibt weniger komprimiert und massig.

[0016] Ein Glanzkalander weist einen polierten Zylinder auf, der mit Dampf, heißem Öl oder Strom auf eine hohe Oberflächentemperatur aufgeheizt wird. Der Zylinder ist gewöhnlich chrombeschichtet. Der Kalanderwalzenspalt ist zwischen diesem Zylinder und einer Walze mit weichem Überzug ausgebildet, die gegen den Zylinder gedrückt wird. Traditionell handelte es sich bei dem Werkstoff der weichen Walze um Gummi, wobei heute jedoch gewöhnlich Polyurethan verwendet wird. Obwohl die Temperatur des heißen Zylinders hoch ist, können weiche Walzen verwendet werden, da die weiche Walze auf Grund des dicken Kartons keinen Kontakt mit der heißen Zylinderoberfläche hat. Deshalb können Gummi und Polyurethan, die nur Temperaturen bis zu 80°C aushalten, sicher verwendet werden.

[0017] Da die Lineardrücke niedrig sind, d. h. 20-80 kN/m, sind die Walzen mit weicher Oberfläche normalerweise nicht durchbiegungskompensiert. Die Weichheit des Walzenüberzuges und der niedrige Druck erfordern keine hohe Genauigkeit. Außerdem waren Kartonmaschinen traditionellerweise schmale Maschinen, weshalb die Walzendurchbiegungen gering sind. Für bessere Kalandrierungsergebnisse werden auch Glanzkalander mit zwei Walzenspalten mit zwei Walzen mit weichen Überzügen gegen einen beheizten Zylinder verwendet. 2/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

WEICHKALANDER MIT ZWEI WALZEN

[0018] Glanzkalandrierung ist ein guter Prozess für Kartonqualitäten, der jedoch nicht für Papier verwendet werden kann, da die erforderlichen Drücke höher sind als diejenigen, die durch die Überzüge des Glanzkalanders toleriert werden. Dies ist auf Grund der höheren Laufgeschwindigkeiten und des weniger komprimierbaren Werkstoffes der Fall. Außerdem ist das Papier so dünn, dass ein direkter Kontakt mit der heißen Walze und der weichen Stützwalze vorhanden wäre. Die Vorteile, die jedoch bei der Glanzkalandrierung zu sehen sind, sind so vielversprechend, dass Versuche unternommen wurden, einen Walzenüberzug zu entwickeln, der einer höheren Linearlast widerstehen kann und auch einen höheren spezifischen Druck in dem Walzenspalt erzeugt. Der Weichkalandrierungsprozess wurde zuerst für alle Arten von holzfreien Spezialpapieren und Mattpapiere verwendet. Der sich ergebende weiche Weichkalander wurde Mattkalander oder „Matt-Online-„-Kalander genannt, wie der erste Hauptlieferant dieser Kalander, Küsters Corporation, sein Produkt nannte.

[0019] Da die Technologie von ölbeheizten Thermowalzen mit der Entwicklung der Weichüberzugstechnologie kombiniert wurde, wurde der Weichkalander in die sehr vielseitige Maschine für Onlinefertigbearbeitung umgewandelt, die wir heute kennen. Die Hauptkomponenten eines Weichkalanders mit zwei Walzen sind die durchbiegungs-kompensierte Walze mit weichem Überzug und die beheizte Walze mit einer glatten polierten Oberfläche. Der Lineardruckbereich eines Weichkalanders ist viel höher als derjenige eines Kalanders mit hartem Walzenspalt, wobei auch die Walzendurchmesser größer sind. Der dimensionierende Lineardruck von Weichkalandern variiert von 150 bis 450 kN/m. Die Oberflächentemperatur der heißen Walze kann bis zu 220 °C - 230 Ό betragen.

[0020] Für die zweiseitige Kalandrierung werden zwei Walzenspalte, die eine umgekehrte Walzenreihenfolge aufweisen, miteinander kombiniert, so dass sie insgesamt vier Walzen ausmachen. Die heiße Walze ist meistens die oberste Walze in dem ersten Walzenspalt, und die unterste Walze in dem zweiten Walzenspalt. Die Walzenreihenfolge wird ausgewählt, indem die Zweiseitigkeit der Bahn, die Streichreihenfolge und die Lauffähigkeit auf dem Kalander berücksichtigt werden. Die Linearlasten des Weichkalanders können hoch sein, weshalb der Durchmesser der heißen Walze groß sein muss, um der Last mechanisch zu widerstehen und einen geraden Walzenspalt zusammen mit der passenden durchbiegungskompensierten Walze auszubilden. In der Tat war bis in die frühen neunziger Jahre die Größe von Thermowalzen begrenzt, und heiße Weichkalander mussten so gebaut werden, dass beide Walzenspaltwalzen durchbiegungskompensiert waren. Die heiße Walze war auch durchbiegungskompensiert. Als die Hersteller von gekühlten Gusseisenwalzen ihre Kapazitäten erhöhten, war diese Technologie überholt.

[0021] Weichkalander werden bei einer großen Bandbreite von Layouts verwendet. Am einfachsten in der Konstruktion ist ein echter Mattkalander mit zwei Walzen mit weichem Überzug. Dieses Konzept ist eine Alternative zur Erzeugung von gestrichenen Mattqualitäten. Bei diesem Konzept ist mindestens eine der Walzen durchbiegungskompensiert. Die meisten Weichkalander werden mit einer Walze mit weichem Überzug und einer harten Walze gebaut. Die harte Walze kann beheizt oder unbeheizt sein. Sie erzeugt eine höhere Oberflächengüte und kann entweder die obere oder untere Walze sein, je nachdem, welche Seite fertig zu bearbeiten ist.

[0022] Weichkalander mit zwei Walzen können zwecks höherer Oberflächengüte kombiniert werden. Normalerweise sind zwei Walzenspalte vorhanden, die eine umgekehrte Walzenreihenfolge aufweisen, wobei es jedoch auch Kalander gibt, bei denen zwei Walzenspalte dieselbe Seite zwei Mal fertigbearbeiten, und Kalanderanordnungen mit vier Weichkalandern mit zwei Walzen, die beide Seiten zwei Mal fertigbearbeiten. Es gibt auch Spezialkalander, bei denen ein Kalander mit hartem Walzenspalt und ein Weichkalander kombiniert sind.

[0023] Die Hauptkonstruktion eines Weichkalanders mit zwei Walzen ist derjenigen eines Kalanders mit hartem Walzenspalt mit zwei Walzen sehr ähnlich. Es gibt jedoch bedeutende Unterschiede. Da die durchbiegungskompensierte Walze einen weichen Überzug besitzt, kann die Einfädelung nicht mit geschlossenen Walzenspalten wie bei einem Kalander mit hartem Wal- 3/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 zenspalt erfolgen. In einem Weichkalander wird der Walzenspalt während der Bahneinfädelung geöffnet, und die Walzen drehen sich mit derselben Oberflächengeschwindigkeit. Wenn sich das Ende auf der Rolle befindet, wird das Papier auf die volle Breite breitgestreckt, und der Walzenspalt wird dann geschlossen. Nach dem Schließen des Walzenspaltes kann der Kalander entweder im Geschwindigkeitsunterschiedsmodus oder im Spannungsregelungsmodus betrieben werden.

[0024] Der weiche Walzenüberzug ist eine kritische Komponente in einem Weichkalander. Bei den ersten Weichkalandern für Papier gab es nahezu ununterbrochen Walzenausfälle. Dadurch beschleunigte sich jedoch die Entwicklung von Walzenüberzügen, und die heutigen Überzüge sind sehr leistungssicher, wenn die korrekten Betriebs- und Wartungsverfahren ausgeführt werden. In diesem Sinne kann ein Weichkalander niemals so leicht betrieben werden wie ein Kalander mit hartem Walzenspalt. Die Kantenbereiche sind insbesondere entscheidend, da dort ein direkter Kontakt mit der heißen Walze erfolgen kann. Da der Walzenüberzug in Bezug auf diesen Kontakt nicht beständig ist, wurden mehrere Verfahren entwickelt, um dieses Problem zu bewältigen. Das Kühlen der Kante des weichen Überzuges mit kalter Luft ist eine sehr oft verwendete Alternative. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verjüngung der Kanten der weichen Walze, um den direkten Kontakt zu beseitigen. Das sicherste Betriebsverfahren besteht in der Verwendung von Kantenschneidern nach dem Kalander, und das Laufenlassen von Überbreite in dem Kalander, um den Kontakt mit der heißen Walze an den Kanten zu verhindern. Bei diesem Verfahren geht ein Randstreifen verloren, und es kann auch Trimmprobleme geben, wenn die Maschinenbreite kritisch ist.

[0025] Die Walze mit weichem Überzug verschleißt schneller als eine Walze mit harter Oberfläche, so dass der Walzenaustauschvorgang einfach und sicher sein muss. In einigen Fällen kann der Warenaustausch sogar bei laufender Papiermaschine ausgeführt werden, ohne sie abzuschalten.

[0026] Es ist zu bemerken, dass die heiße Walze die schwerste Komponente in der Papiermaschine sein kann und daher die Krankapazität, Schleifmaschinenkapazität und Transportmethodologie von der Maschine zu dem Walzenwartungsbereich bestimmt.

[0027] Ein weiterer bedeutender Aspekt beim Maschinenlayout ist der Raumbedarf für die Hydrauliksysteme, Ölheiz-systeme, elektrischen Antriebsanordnungen usw. Ein Weichkalander ist eine kompakte Einheit, wobei jedoch die Peripherieeinheiten und Systeme eine Menge an Raum benötigen. Im Falle von schmalen Kalandern können die Peripheriesysteme mehr Raum als der Kalander selbst einnehmen. Bei der Positionierung der Einheiten gibt es auch Begrenzungen in Bezug auf den Abstand zu dem Kalander und den dazugehörigen Vertikalebenen.

[0028] Das Kalanderrahmenkonzept weist auch einen bedeutenden Einfluss auf das Layout auf. Schmale Maschinen sind gewöhnlich Anordnungen mit offenen Seiten, die einen Walzenaustausch mit einem Kran ermöglichen, insbesondere dann, wenn die Walzenspaltwalzen nicht vollständig vertikal angeordnet, sondern stattdessen leicht winklig gebaut sind. Bei dieser Art von Rahmenanordnung muss Raum für das Anheben und Transportieren sowohl von oberen als auch unteren Walzen reserviert werden. In breiteren Kalandern weist eine Anordnung mit offenen Seiten Begrenzungen auf. Die Kräfte, die von den Lagergehäusen zu dem Rahmen übertragen werden, wachsen bei breiteren Maschinen schnell, und die Befestigung der Lagergehäuse an den Rahmen wird kritisch. Dieses Problem kann durch zwei unterschiedliche Konstruktionen beseitigt werden, indem eine „Nase" in dem Rahmen über dem Lagergehäuse der oberen Walze vorhanden ist, oder durch den Bau eines geschlossenen Rahmens. Die Kraftübertragung von dem Walzenspalt zu dem Rahmen ist in der geschlossenen Anordnung leicht einrichtbar.

[0029] Der geschlossene Rahmen weist jedoch seine Nachteile auf. Die unteren Walzen können nur unter Verwendung eines Wagens ausgetauscht werden, der die Walzen seitlich aus der Maschine herausnimmt. Der Wagen läuft auf Schienen, die entweder in dem Boden oder auf einem separaten Träger eingebettet sein müssen, der beim Austausch der Walzen zu dem Kalander bewegt wird. Problematischer ist der geschlossene Rahmen bei vorhandenen Pa- 4/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 piermaschinen, da der Bereich für den Wagen und die Walze auf der Seite der Maschine so breit wie der Kalander selbst sein muss, um das Anheben der Walze in dieser Position zu ermöglichen. Bei einigen Maschinenlayouts ist der Maschinenbau nicht breit genug, oder es kann bereits ein Steuerraum in diesem Bereich vorhanden sein.

[0030] Auf Grund des Bedürfnisses nach Genauigkeit der Oberflächengeschwindigkeit während der Einfädelung und der unterschiedlichen Betriebsmodi müssen die Antriebe ein genaues Steuersystem aufweisen. Die Gleichstromantriebe werden oftmals durch frequenzgesteuerte Wechselstromantriebe ersetzt. Die mechanische Antriebsanordnung variiert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Last des Kalanders. Beheizte Walzen werden mit einer Universalwelle und einem Getriebeuntersetzungselement angetrieben. Durchbiegungskompensierte Walzen in schmalen und langsamen Kalandern werden durch einen Zahnriemenantrieb (Zahnriemen) angetrieben. In breiten und schwer belasteten Kalandern werden die durchbiegungskompensierten Walzen mit einer integrierten Getriebeanordnung angetrieben.

[0031] Weitere Hauptkomponenten eines Weichkalanders sind Breitstreckwalzen vor den Walzenspalten, Papierleitrollen, Dampfduschen, Schaberklingen, Walzenkantenkühlvorrichtungen und Papierstärkenstellglieder. Da der weiche Walzenüberzug durch die in den Walzenspalt eintretenden Falten negativ beeinflusst werden kann, ist die Funktion der Breitstreckrollen sehr wichtig. Beim Betrieb eines Kalanders mit einem Faserstoff, der klebende Verunreinigungen und andere Unreinheiten enthält, ist das Schaben der Walzenspaltwalzen ein Schlüsselfaktor für den sicheren Betrieb der weichen Walzen. Klebende Verunreinigungen müssen von der Oberfläche der Walzen entfernt werden, bevor sich mehr Fasern, Füllstoffe oder andere Werkstoffe auf der Walzenoberfläche ansammeln.

WEICHKALANDER MIT DREI WALZEN

[0032] Ein Walzenspalt pro Seite des Papiers ist nicht immer genug zur Fertigbearbeitung des Bogens. Mehr Fertigbearbeitungskapazität kann durch Hinzufügen von mehr ähnlichen Walzenspalten erhalten werden. Dies ist jedoch kostspielig, da die Walzenspaltwalzen eines Weichkalanders einen großen Durchmesser aufweisen und teuer sind. Die Thermowalze des Weichkalanders muss gegen die volle Linearlast von einer Seite des Walzenspaltes beständig sein. Es wird weniger Beanspruchung auf die Thermowalze ausgeübt, wenn zwei weiche Walzen vorhanden sind, die auf entgegengesetzten Seiten der Thermowalze angeordnet sind. In dieser Situation gleichen die Walzenspaltlasten einander aus, und die Thermowalze kann vollkommen anders dimensioniert werden. Es sind jedoch nun zwei Walzenspalte vorhanden, die Wärme von einer Walze verbrauchen, wodurch die erhaltene maximale Oberflächentemperatur begrenzt werden wird.

[0033] Wenn die Papierbahn von dem ersten zu dem zweiten Walzenspalt in derselben Kalan-dereinheit mit drei Walzen weitergeht, kann nur eine einseitige Fertigbearbeitung erreicht werden. Durch Hinzufügen einer weiteren Einheit mit drei Walzen stellt ein schlangenlinienförmiger Bogenlauf die Kalandrierung mit vier Walzenspalten bereit. Diese Art von Anordnung entweder mit Vertikalwalzen oder Horizontalwalzen wird zur Fertigbearbeitung von holzfreien gestrichenen Papieren in einigen Mühlen verwendet. Die vertikale Walzenanordnung wird für Offline-weichkalander oder Onlinekalander mit langsamer Geschwindigkeit verwendet. Für Online-Kalandrierung mit höheren Geschwindigkeiten wird eine horizontale Walzenanordnung verwendet.

[0034] Die Einheit mit drei Walzen ist ein gutes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere zur einseitigen Fertigbearbeitung, wobei sie eine hohe Fertigbearbeitungsfähigkeit zu einem günstigen Preis bietet. Es ist eine interessante Einheit für zweiseitige Fertigbearbeitung, wenn die Papierbahn mit hoher Temperatur plastifiziert werden kann, und die ziemlich begrenzte Entwicklung von Glattheit kein Problem ist. Bei Weichkalandrierung mit hoher Temperatur ist hoher Glanz leichter erreichbar als gute Glattheit.

SUPERKALANDER 5/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 [0035] Ein Superkalander ist ein Mehrwalzenkalander, der abwechselnd aus harten und weichen Walzen besteht. Die weichen Walzen ermöglichen die Verwendung von schweren Linearlasten, um eine gute Glattheit zu erhalten, und zwar ohne schwere Schwärzung oder Marmorierung der Bahn. Die Steuerparameter eines Superkalanders lauten wie folgt: [0036] - Linearlast in dem unteren Walzenspalt [0037] - Oberflächentemperatur von beheizten Walzen [0038] - Härte und Werkstoff von gefüllten Walzen [0039] - Kalandergeschwindigkeit [0040] - Bedampfen [0041] - Befeuchten [0042] - Positionierung an dem doppelten Fertigbearbeitungswalzenspalt.

[0043] Die weiche Walze eines Superkalanders ist eine gefüllte Walze. Diese gefüllte Walze weist eine Stahlwelle auf, um die herum Spezialpapierbögen mit einem Loch in der Mitte gleitend eingeführt werden. Das Papier ist normalerweise entweder eine Mischung aus Wolle und Baumwolle oder besteht nur aus Baumwolle. Wenn die gewünschte Härte der Walze erreicht ist, wird das komprimierte Papier mit Arretierungsmuttern in seiner Position arretiert. Diese Technologie der Herstellung von weichen gefüllten Walzen ist seit 150 Jahren in Gebrauch.

[0044] Superkalander sind immer Einheiten außerhalb der Maschine, wenn gefüllte Walzen verwendet werden. Die häufigste Anzahl von Walzen ist 9-12, wobei Spezialkalander zur Erzeugung von Abziehpapier für Trockenabziehbilder und Pergamentpapiere bis zu 16 Walzen aufweisen können. Wenn eine gleichmäßige Anzahl von Walzen in dem Superkalander vorhanden ist, dann wird ein doppelter Fertigbearbeitungswalzenspalt in der Mitte der Baugruppe vorhanden sein, der zwei gegeneinander angestellte gefüllte Walzen aufweist. Die Seite des Papiers, die gegen die harte Walze anliegt, verändert sich in dem Walzenspalt, so dass der obere Abschnitt des Kalanders die gegenüberliegende Seite der Bahn von dem unteren Abschnitt fertigbearbeitet. Die häufigste Anzahl von Walzen ist 10 oder 12.

[0045] Eine ungerade Anzahl von Walzen hat eine Kalandrierung zum Ergebnis, die eine Seite des Bogens begünstigt, d. h. eine Seite wird mehr als die andere kalandriert. Dies ist dann erwünscht, wenn ein einseitiges Produkt hergestellt wird oder in einem Fall, in dem die einlaufende Bahn bereits Zweiseitigkeit bei der Glätte oder beim Glanz zeigt. Dies war einmal in Nordamerika üblich, wo Langsiebpapiermaschinen einen zweiseitigen Bogen produzierten, und die Endqualität mit Streichfarben und Superkalandrierung gesteuert wurde. Die häufigste Anzahl von Walzen in einem solchen Fall beträgt 9 oder 11.

[0046] Die Superkalanderwalzenbaugruppe ist vertikal angeordnet. Beim Laufen trägt die untere Walze, die manchmal Tragwalze genannt wird, das Gewicht aller darüber vorhandenen Walzen. Die Linearlast des Kalanders wird durch das Gewicht der Zwischenwalzen entwickelt. Da diese Last aus dem Gewicht der Walzen besteht, wird sie gleichmäßig verteilt und erzeugt eine ziemlich einheitliche Lineardruckverteilung in Querrichtung der Maschine. Da die Gewichtslast der Zwischenwalze für die Mehrheit von Papierqualitäten nicht ausreicht, besteht ein Bedürfnis nach Entwicklung einer zusätzlichen Last durch Pressen der Lagergehäuse der oberen Walze mit Hydraulikzylindern. Diese externe Kraft und daher das Lineardruckniveau des Superkalanders, können leicht gesteuert werden. Da jede Walze den Gesamtlineardruck vermehrt, ist der Maximaldruck in dem unteren Walzenspalt und der Minimaldruck in dem oberen Walzenspalt vorhanden. Da der Lineardruckbereich eines Superkalanders ziemlich groß sein kann, besteht ein Bedürfnis nach durchbiegungskompensierten Walzen in den oberen und unteren Positionen. Der interne Druck für die Durchbiegungskompensation muss mit den äußeren Belastungszylindern synchronisiert werden, um einheitlich arbeitende Walzenspalte zu haben.

[0047] Bei dem Superkalander handelt es sich um einen Offlinebetrieb, so dass der Kalander jedes Mal angehalten wird, wenn die Maschinenrolle ausgetauscht wird. Dieser Vorgang ist der 6/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

Hauptgrund für die geringe Kapazität von Superkalandern. Ein Teil dieser verlorenen Kapazität kann durch Verwendung von Anklebe-Abwickel-und Aufwickeleinheiten wiedergewonnen werden. Unabhängig davon verursacht jeder Rollenwechsel einen Produktionsverlust, da die Rollen nicht bis zum Ende laufen können. Ein weiterer Grund für die niedrige Kapazität von Superkalandern ist die niedrige Laufgeschwindigkeit. Zur Erfüllung von Qualitätszielen kann die Superkalandergeschwindigkeit in einigen Fällen nicht 500 m/min. überschreiten. Normale maximale Produktionsgeschwindigkeiten sind 750-850 m/min. Der hauptsächliche geschwindigkeitsbegrenzende Faktor ist die gefüllte Walze. Normalerweise können maximale Kalandergeschwindigkeit, maximaler Lineardruck und maximale Temperatur der beheizten Walzen auf Grund der potentiellen Ausfälle der gefüllten Walzen in den zwei unteren Positionen nicht alle gleichzeitig verwendet werden.

[0048] Da die Oberfläche der weichen gefüllten Walzen leicht durch Papierdefekte, Bahnrisse oder schlechte Profile Spuren bekommt, müssen die gefüllten Walzen ziemlich oft ausgetauscht werden. Es ist ganz normal, dass in einem gegebenen Kalander mindestens eine gefüllte Walze pro Tag ausgetauscht wird. Wenn die Kalandergeschwindigkeit hoch ist, müssen in einem Superkalander bis zu drei Walzen pro Tag ausgetauscht werden. Dieser Austausch der gefüllten Walzen ist ein weiterer Faktor, der Bezug zur Kalanderkapazität hat. Um zu verhindern, dass die Walzen durch Bahnrisse Spuren bekommen, werden Superkalander mit einem Schnellöffnungsmerkmal ausgerüstet.

[0049] Hydraulikzylinder tragen die untere Walze. Wenn ein Bahnriss eintritt, wird der Druck dieser Zylinder sehr schnell gelöst, was die untere Walze zum Absinken veranlasst. Wenn die Walze so weit abgesunken ist, dass alle Kalanderwalzenspalte offen sind, wird die untere Walze am Ende des Zylinderhubes sanft gestoppt. Diese Art von schneller Öffnung gemeinsam mit einer Bahnschneidvorrichtung, welche die volle Breite der einlaufenden Papierbahn schneidet, verringert das Risiko von Spuren auf der gefüllten Walze.

[0050] Nachdem die gefüllten Walzen aus dem Superkalander ausgetauscht sind, lässt man sie auf Raumtemperatur abkühlen. Nach dem Abkühlen werden die Walzen durch Drehen oder Schleifen nachbearbeitet. Die nachbearbeiteten Walzen werden wiederum in den Superkalander zurückgebracht. In breiten Kalandern kann das Schleifen mehrere Male erfolgen, da der Radius der schleifbaren Fläche 50-65 mm beträgt. Wenn der Walzendurchmesser zum erneuten Schleifen zu klein ist, wird die Walze zur Wiederbefüllung geschickt, um sie wieder auf den ursprünglichen Durchmesser zu bringen.

[0051] Aufgrund dieser konstanten Veränderungen bei den Durchmessern der gefüllten Walze muss eine Möglichkeit zur Einstellung der Walzenspalte bestehen. Dies ist bei modernen Kalandern mit der schnellen Öffnung der Walzenspalte extrem wichtig. Wenn der Abstand der Walzenbewegung während der schnellen Öffnung zu lang ist, werden die Anstoßkräfte auf die Spindeln und andere Ausrüstungen zu hoch, was den Ausfall der Ausrüstung unter Dauerschwingbeanspruchung verursacht. Normalerweise wird die Walzenspaltöffnung zwischen jeder der Walzen bei 5 mm in breiten Kalandern und 3 mm in schmalen Kalandern gehalten. Dies wird mittels Spindeln bewerkstelligt, welche die Zwischenwalzen tragen, wenn die Kalanderbaugruppe geöffnet wird.

[0052] Es gibt im Grunde vier unterschiedliche Arten zum Tragen der Walzen in einer Öffnungssituation. Die einfachste ist eine einstückige Spindel. Die Muttern auf der Spindel tragen jedes der Zwischenwalzengehäuse, und sie werden manuell eingestellt. Die Öffnung zwischen jeder der Walzen beträgt 5 mm, weshalb die Bewegungsdistanz einer jeden Walze zusätzliche 5 mm beträgt, wenn die Baugruppe geöffnet wird. Die Walzen in dem unteren Abschnitt des Kalanders bewegen sich über die längste Distanz. Um schnell zu dem Einstellbereich der Spindel zu gelangen, kann die Trägermutter mithilfe eines Elektromotors mechanisch einstellbar sein. Die Spindeleinstellungszeit nach dem Walzenaustausch kann bis zu 1-2 Stunden dauern.

[0053] Eine weiterentwickelte Version der Spindeleinstellung ist eine geteilte Spindel, die kurze Spindelabschnitte zwischen jeder der Walzen aufweist. Die Spindeleinstellung wird mittels Drehen der Spindel bei jeder der auszutauschenden Walzen bewerkstelligt. An jedem Ende des 7/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

Spindelabschnittes sind Gewinde, die eine andere Drehrichtung aufweisen. Deshalb ist die Spindel dazu in der Lage, einen Spalt über und unter der auszutauschenden Walze zu öffnen. Bei dem Teilspindelkalander haben die Bediener einen Satz von Schlüsseln, und testen den Spalt bei jeder Spindelmutter mit dem entsprechenden Schlüssel. Der Teilspindelabschnitt wird normalerweise mithilfe eines Pneumatikwerkzeuges und einem eingebauten Getriebe gedreht. Die Spindeleinstellungszeitdauer nach dem Walzenaustausch beträgt 15-30 Minuten. Diese Art von Spindel kann auch automatisiert sein. In diesem Fall weist jeder Spindelabschnitt seinen eigenen Antriebsmotor und einen Näherungsschalter auf, um den genauen Spalt einzustellen.

[0054] Ein weiteres, vielfach verwendetes automatisches Spindelsystem weist einen Antriebsmotor und eine einstückige Spindel auf. Der genaue Spalt wird unter Verwendung einer Pneumatikvorrichtung eingestellt, welche die Mutter entweder in ihrer Position arretiert oder es ihr ermöglicht, sich mit der Spindel zu bewegen. Es werden Näherungsschalter für den richtigen Spalt bei jeder Spindelmutter eingestellt. Die zu verändernde Walzenposition wird mit einem Druckknopf oder dem Automatikbildschirm ausgewählt. Die Automatisierung überwacht den Spalt für den Walzenaustausch automatisch, und stellt die richtigen Spalte nach dem Walzenaustausch ein. Normalerweise wird eine Walze auf einmal ausgetauscht, um Spalteinstellungsprobleme zu vermeiden. Die Spindeleinstellungszeitdauer vor und nach dem Walzenaustausch beträgt 1-2 Minuten.

[0055] Eine spezielle Anordnung zur Einstellung des Spaltes wird in Superkalandern mit geschlossenem Rahmen mit Schnellöffnung verwendet. Die Walzen werden mit Hydraulikzylindern getragen, und der Spalt wird automatisch eingestellt, wenn die Kalanderbaugruppe geschlossen wird. Der Schnellabsenkungsspalt wird mit einer Anordnung eingerichtet, die mehr Raum für die Walzen zum Absinken auf den Boden des Kalanders aufweist. Diese Art von Anordnung, ist leicht auf Kalandern mit geschlossenem Rahmen betreibbar, die vier Spindeln zur Einstellung der korrekten Spalte erfordern würden.

[0056] Da der Austausch der gefüllten Walzen in einem Superkalander praktisch täglich ausgeführt wird, sollten alle anderen, während eines Walzenaustausches auszuführenden Aufgaben einfach und schnell sein. Die Vorgehensweise zum Austausch der gefüllten Walze umfasst: Einstellen der Spindel für den Austausch, Anheben der Leitrolle auf den Rollenstand, wenn er sich vor der auszutauschenden Walze befindet, Drehen des Einlaufschutzes aus dem Weg hinaus, Gleiten der Kranhubzusätze zu den Walzenzapfen und leichtes Anheben der Walze mit dem Kran vor der Öffnung der Lagergehäusebolzen. Die Warenbewegungen mit dem Kran müssen sehr vorsichtig sein, da insbesondere bei breiten Kalandern die Walzen schwer sind und Schäden an dem Kalander verursachen können, wenn sie nicht vorsichtig genug gehand-habt werden. Es besteht auch Verletzungsgefahr während des Warenaustausches, weshalb nur qualifiziertes Personal den Warenaustausch ausführen sollte. Nach dem Austausch der Walze wird eine neue Walze in dem Kalander installiert, indem die Aufgabenreihenfolge umgekehrt wird. Eine normale Warenaustauschzeitdauer beträgt 10-30 Minuten, kann jedoch im Falle von Kalandern mit geschlossenem Rahmen ohne automatisierte Spindeln viel länger sein.

[0057] Glücklicherweise schritt die Entwicklung von mit Weichpolymer überzogenen Walzen schnell voran. Heute können in fast allen Superkalandern Polymerwalzen in jeder Position hinsichtlich der mechanischen Belastung verwendet werden. Der einzige Grund, der immer noch die Verwendung traditioneller gefüllter Walzen erfordern kann, besteht in der Papierqualität. Polymerüberzogene Walzen benötigen nicht so viel mechanische Energie zum Drehen wie gefüllte Walzen. Daher fehlt dem Prozess ein entsprechender Betrag an Wärme. Wenn keine Kapazität zur Erhöhung der Oberflächentemperatur der beheizten Walzen oder des Lineardruckes der Kalander besteht, können Polymerwalzen nicht dieselbe Papierqualität wie gefüllte Walzen produzieren. Doch selbst in diesem Fall können zwei oder drei gefüllte Walzen durch Polymerwalzen ersetzt werden und es kann dieselbe Qualität erreicht werden.

[0058] Polymerwalzen weisen ein Austauschintervall von 3-4 Monaten auf, weshalb sie die Superkalanderkapazität wesentlich erhöhen. Ein weiterer Vorteil von Polymerwalzen bei Superkalandern besteht in dem verbesserten Papierstärkenprofil. Bei Verwendung von gefüllten 8/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

Walzen kann die aktive Profilierung nicht erfolgen, da die Walze so leicht verformt wird, dass die Lineardruckprofilierung innerhalb von 15-30 Minuten verloren geht. Ein traditioneller Superkalander kann daher das Papierstärkenprofil nicht mit Lineardruckprofilierung beeinflussen. Die zonengesteuerte Bedampfung übt jedoch einen Einfluss sowohl auf den Glanz als auch auf die Papierstärke aus. Die einlaufenden Profile müssen gut sein, und das Schleifen der gefüllten Walze sollte genau ausgeführt werden. Polymerwalzen ermöglichen es, das Profil von Papierrollen für eine längere Zeitdauer zu beeinflussen, wobei jedoch die Schleifqualität der Walzen präziser sein muss. Die Polymerwalze wird nicht auf dieselbe Art und Weise wie die gefüllte Walze verformt.

[0059] Die Oberfläche der gefüllten Walze ist ziemlich rau, wenn sie zu dem Kalander gebracht wird. Die normale RA-Rauheit beträgt 0,5-0,8 Mikrometer. Diese raue Oberfläche erzeugt niedrigere Glanzwerte insbesondere dann, wenn mehrere Walzen gleichzeitig ausgetauscht werden. Die Walze wird jedoch in dem Kalander glatte, und nach ein paar Stunden des Betriebes liegt die Oberflächenrauheit nahe bei der Rauheit der heißen Walzenoberfläche (0,2-0,3 Mikron Ra). Das Verhalten der Polymerwalze kann ganz anders sein. Einige Walzen werden in dem Kalander rauer und einige werden extrem glatt. Dieses Phänomen hat eine starke Wirkung auf die erreichte Papierqualität.

[0060] Schwimmende Einfachzonenwalzen stellen eine genügende Steuerung für schmale Kalander bereit, wobei zonengesteuerte Walzen in breiteren Kalandern notwendig sind. Superkalander weisen dasselbe Lineardruckverteilungsproblem auf, welches die Mehrwalzenkalander mit hartem Walzenspalt betrifft: Überhangslasten. Da ein Superkalander Walzen mit unterschiedlichen Steifigkeiten und auch Überhangslasten aufweist, die von einem Walzenspalt zu dem anderen Walzenspalt schwanken, ist die Lineardruckverteilung in Querrichtung niemals flach, außer wenn Überhangslastenausgleichsvorrichtungen verwendet werden. Diese Vorrichtungen sind ziemlich neu, und stammen aus den späten 80er Jahren. Die Mehrheit der Superkalander ist immer noch ohne diese Vorrichtungen. Superkalandergleitbahnen erfahren eine wesentliche Reibung, so dass nur Überhangslastenausgleichsvorrichtungen, die mit Drehpunkten arbeiten, dazu neigen, auf lange Sicht zu funktionieren.

[0061] Dampfduschen sind ebenfalls ein Teil des Kalandrierprozesses, insbesondere bei ungestrichenen SC-Qualitäten. Die Wirkung von Dampfduschen basiert auf zwei Faktoren: Erwärmen der Papierbahn und Befeuchten der Oberfläche. Duschen sind am wirksamsten in dem obersten Abschnitt des Kalanders und können wirksam für die zweiseitige Steuerung und Glanzsteuerung in Querrichtung verwendet werden. Wenn der Überzug dem Bedampfen widersteht, kann er sogar bei LWC- und WFC-Qualitäten verwendet werden, jedoch nur in kleinen Mengen. Wenn die Dampfmenge zu groß wird, lockert sich der Überzug von der Oberfläche der Bahn und klebt an der Oberfläche der Kalanderwalzen.

[0062] Da es sich bei dem Superkalander um einen separaten Prozess handelt, ist es sehr wichtig, dass die Maschinenrollenqualität nach dem Kalander so gut ist, dass die Aufwicklerlauffähigkeit nicht durch die Kalanderaufwicklung beeinflusst wird. In jedem Fall dehnt jede Aufwicklung das Papier leicht aus, da es unter Spannung steht und das Dehnungspotential des Papiers aufnimmt. Es muss immer noch genügend Dehnungspotential für die Druckmaschine vorhanden sein, um die Lauffähigkeit des Druckprozesses sicherzustellen. Heute werden nahezu ausschließlich mittelpunktangetriebene Aufwickler mit einstellbarer Reiterwalzenbelastung verwendet. Mittelpunktaufwickler ohne Reiterwalzen haben Lufteinschlussprobleme. Bei ober-flächenangetriebenen Popeaufwicklern werden sehr hohe Walzenspaltlasten verwendet, um den Schlupf der glatten Papieroberfläche auf der Rolle zu verhindern. Der Mittelpunktantrieb gemeinsam mit der Reiterwalze weist diese Probleme nicht auf. Es sind mehrere Arten von mittelpunktangetriebenen Aufwicklern vorhanden, die im Grunde auf dieselbe Art arbeiten. Bei den meisten modernen Hochgeschwindigkeits-Offlinekalandern sind Aufwickler mit einer angetriebenen Reiterwalze zur Drehmomenteinstellung vorhanden. 9/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

MEHRWALZENSPALTKALANDER

[0063] Bis Mitte der 90er Jahre wurden nahezu alle Kalandrierungen mit den drei zuvor beschriebenen Grundkalandrierkonzepten ausgeführt: Kalander mit hartem Walzenspalt, Weichkalander und Superkalander. Jeder von diesen hatte seine Vorteile und Nachteile. Die schnelle Entwicklung, die mit der Weichkalandrierungstechnologie und ihren positiven Einflüssen auf Papiereigenschaften stattfand, stieß an ihre physikalischen Grenzen. Es gab ein klares Zeichen dafür, dass Oberflächeneigenschaften nicht aufgrund einer Technologiegrenze aufgerissen werden. Der Mehrwalzenspalt-Superkalander war immer noch das Arbeitspferd zur Ausführung der anspruchsvollsten Kalandrierung. Als jedoch die Papiermaschinengeschwindigkeiten gleichzeitig 1600 m/min. erreichten, gab es ein ernstes Kapazitätsproblem bei Superkalandern, bei denen gefüllte Walzen verwendet wurden. Für Geschwindigkeiten über 1600 m/min. wären drei Superkalander nicht genug, d. h. es würde ein vierter benötigt werden. Dies hätte eine sehr teure Investition und teuren Betrieb bedeutet.

[0064] Glücklicherweise hatte die für Weichkalander entwickelte Weichwalzentechnologie einen Punkt erreicht, an dem gefüllte Walzen von Superkalandern durch polymerüberzogene Walzen ersetzt werden konnten. Es wurden Versuche bei vorhandenen Produktionslinien durchgeführt und es wurde bald festgestellt, dass, wenn mehr als zwei oder drei Walzen durch Polymerwalzen zu ersetzen waren, sich die Papierqualität in gewisser Weise verschlechterte. Da jedoch die heutigen Polymerwalzen Lineardrücken, Belastungszyklen und Temperaturen widerstehen können, die höher als diejenigen der gefüllten Walzen sind, gibt es Möglichkeiten, die von der mechanischen Antriebskraft verlorene Wärmeenergie auszugleichen. Wenn vorhandene Kalander an ihren maximalen Konstruktionsgrenzen laufen, ist ein Umbau notwendig, wobei dies jedoch für neue Kalander völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Die hauptsächlichen neuen Möglichkeiten sind Geschwindigkeiten, die mehr als doppelt so hoch wie diejenige von Superkalandern sind, und eine Onlinefähigkeit auf Grund hoher Geschwindigkeiten und elastischer Walzenüberzüge.

[0065] An diesem Punkt sind drei Kalanderkonstruktionen auf dem Markt, bei denen diese neue Technologie verwendet wird: Der Janus-Kalander von Voith-Sulzer, der Pro-soft-Kalander von Kusters-Beloit, und der OptiLoad-Kalander von Valmet.

[0066] Alle diese Kalander basieren auf der wirksamen Verwendung von Polymerwalzen, unterscheiden sich jedoch in ihrer Konstruktion und ihrem Prozessbereich. Alle diese Kalander können bei Offline- und Online-Prozessen verwendet werden.

[0067] Die bei diesen Kalandern verwendete neue Mehrwalzenspaltkalandrierungstechnologie ist bei heutigen Kalandrieranwendungen zum Standard geworden. Superkalander als neue Maschinen sind verschwunden und so wurden in manchen Fällen auch Weichkalander durch Mehrwalzenspaltkalander ersetzt, die unter extremen Bedingungen laufen müssten. Da die Kalandrierungskapa-zität nicht länger ein begrenzender Faktor ist, können Mehrfachqualitäts-Online-Produktionslinien geschaffen werden. Ein solches Beispiel ist die Produktion von Papierqualitäten von Zeitungsdruckpapier zu SC-A, wenn die Papiermaschine und der Lack selbst für diese Art von Betrieb geeignet sind.

JANUS-KALANDER

[0068] Der Janus-Kalander war der erste Mehrwalzenkalander, der auf einer schnellen Papiermaschine online positioniert werden konnte. Die bei dieser Anwendung verwendeten primären neuen Konzepte sind die Polymerwalzen und die Bahnendeinfädelungstechnologie. Dieses Kalanderkonzept basiert auf der Verwendung von Polymerwalzen und einer höheren Prozesstemperatur als diejenige, die bei einem traditionellen Superkalander verwendet wird. Um in der Lage zu sein, hohe Qualität bei hohen Geschwindigkeiten zu erreichen, werden hohe Lineardrücke verwendet (450600 kN/m). Der Kalander kann entweder in Form einer Einfachbaugruppen- oder Zweifachbaugruppenkonfiguration gebaut sein. Die normalen Konfigurationen in einer Baugruppe sind 6-10 Walzen und in zwei Baugruppen 2x5 Walzen, 2x7 Walzen, 3+5 Walzen oder 5+7 Walzen. 10/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 [0069] Der Kalander ist normalerweise so konfiguriert, dass er eine sogenannte umgekehrte Walzenreihenfolge aufweist (im Vergleich zu einem Superkalander), was bedeutet, dass die oberen und die unteren durchbiegungs-kompensierten Walzen einen weichen Überzug aufweisen. Dadurch wird es möglich, dass der erste Walzenspalt eine heiße Walze mit einer höheren Temperatur aufweist als diejenige einer normalen durchbiegungskompensierten Walze bei einer normalen Walzenreihenfolge. Deshalb ist der erste Walzenspalt wirksamer als in einem normalen Mehrwalzenspaltkalander.

[0070] Die beheizten Walzen sind normalerweise auf dem Umfang gebohrte Walzen mit direkter Dampfbeheizung, die Walzenoberflächentemperaturen von 150^ erzeugt. Da die Betriebsbedingungen eine Kombination aus hoher Temperatur und hohem Lineardruck sind, müssen die weichen Walzenüberzüge sehr fortschrittlich sein, um eine sichere Leistung zu erbringen. Mit diesen Betriebsbedingungen kann eine hohe Papieroberflächenqualität mit Geschwindigkeiten erreicht werden, die wesentlich höher liegen als traditionelle Superkalandergeschwindigkeiten.

[0071] Da der Kalander für ein Polymer-Mehrwalzenspaltkalandrierkonzept gebaut ist, werden keine Gleitbahnen oder Spindeln benötigt. Die Walzen werden von ihren Lagergehäusen mit Belastungsarmen getragen, worin die Überhangslastausgleichsfunktion enthalten ist. Es besteht offensichtlich ein Trend zur Verringerung des Gewichtes der Zwischenwalzen und zur Verbesserung der Steifigkeit der weichen Walzen, um in der Lage zu sein, eine höhere Linearlast in dem ersten Walzenspalt im Vergleich zu derjenigen des letzten Walzenspaltes zu erhalten, indem bei der Walzenkonstruktion Aluminiumsegmente verwendet werden.

[0072] Derselbe Vorteil wird mit Zweifachbaugruppenkonfigurationen erreicht. Ein Zweifachbaugruppenkalander bietet ebenfalls die Möglichkeit zur Einstellung der Zweiseitigkeit von Papier mit dem Lineardruckunterschied sowie mit der Temperatur der beheizten Walzen. Die Konstruktion ist niedrig und kompakt. Andererseits haben zwei Baugruppen höhere Investitionsund Betriebskosten (mehr durchbiegungskompensierte Walzen) und eine kompliziertere Antriebsanordnung. Der freie Zug zwischen den Baugruppen erzeugt mehr Trocknung des Papiers.

[0073] Wenn dieser Mehrwalzenspaltkalander in einer Papiermaschine online positioniert wird, muss die Bahnendein-fädelungsanordnung eine andere Leistung erbringen als in einem Mehrwalzenkalander mit hartem Walzenspalt. Ein Kalander mit hartem Walzenspalt führt Bahnend-ein-fädelung mit geschlossenen Walzenspalten aus, und weist keine Leitrollen zwischen den Walzenspalten zum Breitstrecken der Bahn auf. Der Janus-Kalander benötigt die Leitrollen in vielfacher Hinsicht, wie dies bei dem Superkalander der Fall ist, wobei die Bahnendeinfädelung mit offenen Walzenspalten wie bei einem Weichkalander ausgeführt wird.

[0074] Bei dem ersten installierten Kalander wird dies mit Saugfördervorrichtungen und zwei Seilen bewerkstelligt, welche den Bahnendeinfädelungsstreifen durch die Kalanderbaugruppe führen.

PROSOFT-KALANDER

[0075] Die typischen Prosoft-Kalanderkonfigurationen sind 2x3 Walzen, 3+5 Walzen, 2x5 Walzen und 2x7 Walzen. Der Prosoft-Kalander ist den anderen Mehrwalzenspaltkalandern in den Merkmalen der Verwendung von Polymerwalzen und erhöhter Prozesstemperaturen ähnlich. Der Prosoft-Kalander weist Antriebe an allen Hauptwalzen auf, um die Durchbiegung aus der Ebene des Walzenspaltes hinaus zu beseitigen. Diese Technologie wird allgemein bei allen Onlinekalandern verwendet, wobei bei dem Prosoft-Kalander mehrere Antriebspunkte auch in Offlinekalandern verwendet werden.

OPTILOAD-KALANDER

[0076] Der OptiLoad-Kalander kam etwa um dieselbe Zeit auf den Markt wie der Janus-Kalander. Dieses Konzept basiert ebenfalls auf Polymenwalzen und der Verwendung höherer Temperaturen, wobei auch eine spezielle Belastungsanordnung verwendet wird. Bei diesem 11 /19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15

Mehrwalzenspaltkonzept handelt es sich normalerweise um eine Einfachbaugruppenkonfiguration mit 6-12 Walzen, die eine umgekehrte Walzenreihenfolge aufweist (weiche obere und untere Walzen).

[0077] Die Belastungsanordnung des Kalanders ist einzigartig. Durch die Konstruktion der Kalanderbaugruppe mit dem Prinzip von gleichmäßiger Durchbiegung kann das Gewicht der Zwischenwalzen vollständig ausgeglichen werden. Das Gewicht der Zwischenwalzen übt keinen Einfluss auf den Belastungsbereich und den Prozess des Kalanders aus.

[0078] Da die Linearlast durch die externen Belastungszylinder erzeugt wird, ist dieselbe Linearlast in allen Kalanderwalzenspalten vorhanden. Diese wird durch sogenannte Belastungswinkelparameter festgelegt, die 90 Grad betragen, wenn dieselbe Last in allen Walzenspalten vorhanden ist. Dies ist mit einem Belastungswinkel von 45-60 Grad im Falle von normalen Superkalandern vergleichbar, bei denen sich die Walzenspaltlast erhöht, wenn das Papier durch die Baugruppe nach unten läuft.

[0079] Dieses Belastungsprinzip ermöglicht es, dass der Kalander dieselben Oberflächeneigenschaften bei einem Linearlastniveau erreicht, welches 100-200 kN/m niedriger ist, als bei traditionell belasteten Mehrwalzenspaltkalandern, was einen sichereren Betrieb der Polymerwalzen und einige Einsparungen an Masse bedeutet. Da dieser Mehrwalzenspaltkalander dieselbe Last in allen Walzenspalten aufweisen kann, ist die Walzenspaltlänge ebenfalls dieselbe wie in allen Walzenspalten, wodurch es möglich ist, dass dieses Kalanderkonzept die erforderlichen Papieroberflächeneigenschaften mit extrem hohen Geschwindigkeiten erreicht.

[0080] Der Belastungswinkel des Kalanders kann eingestellt werden, wodurch es möglich wird, dass der Kalander mehr als einen Steuerungsparameter im Vergleich zu anderen Mehrwalzenspaltkalandern aufweist. Dieser Parameter kann zur Zweiseitigkeitssteuerung verwendet werden, indem das Lineardruckniveau zwischen den oberen und unteren Walzen eingestellt wird.

SPEZIALKALANDER

NASSBAUGRUPPE

[0081] Die Nassbaugruppe wird als Vorkalander für eine Vielzahl von Kartonqualitäten verwendet. Eine Nassbaugruppe ist nahezu identisch mit einem Mehrwalzenkalander mit hartem Walzenspalt, wobei der Prozess jedoch vollkommen anders als die standardmäßige Kalandrierung mit hartem Walzenspalt ist. In einer Nassbaugruppe werden Feuchtigkeitsgradienten effektiv genutzt. In der Tat weist die in den Kalander eintretende Bahn nur 1%-2% Feuchtigkeit auf. Bei dem Nassbaugruppenkalander sind Wasserkästen auf 1-3 Walzen vorhanden, um einen Wasserfilm auf die Oberfläche der Walze vor dem Walzenspalt aufzutragen. Dieser Film wird auf die Oberfläche der Bahn in dem Walzenspalt gedrückt. Die relativ dicke Bahn wird nur von der Oberfläche her befeuchtet, so dass die Bahn mit gleichzeitigem Druck mehr auf der Oberfläche als im Vergleich zu dem übertrockneten Inneren kalandriert wird. Dies hat ein gutes Glattheits-Massenverhältnis zum Ergebnis.

[0082] Der kritische Faktor in einer Nassbaugruppe ist die Lauffähigkeit. Wenn die Walzenspaltdruckverteilung der Walzenspalte mit den Wasserkästen nicht gut genug ist, kann Wasser durch den Walzenspalt hindurchgehen und eine Tasche mit Wasser unter der Bahn ausbilden. Dies führt zum Bahnriss bei dem nächsten Walzenspalt. Da die Masse ein kritischer Faktor bei Kartonqualitäten ist, muss ein Lineardruckbereich vorhanden sein, der für alle Produkte geeignet sein muss, die mit Profilen zu produzieren sind, welche die Verwendung der Wasserkästen ermöglichen. Dies wird normalerweise mit einer schwankenden Menge von Walzen bewerkstelligt, und indem die Position der durchbiegungskompensierten Walze(n) so ausgewählt wird, dass die mit den Wasserkästen verwendeten Walzenspalte mit guten Profilen arbeiten.

[0083] Da die Nassbaugruppe Lauffähigkeitsprobleme hat und die Übertrocknung der Bahn vor derselben erfordert, und die Trocknung der Bahn nach dem Kalander, wird sie nur in solchen Prozessen verwendet, die absolut über ein hervorragendes Glattheits-Massenverhältnis verfügen müssen. In anderen Fällen werden Kalander mit heißen hartem Walzenspalt oder Weichka- 12/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 lander verwendet.

FEUCHT-GLÄTTWERK

[0084] Ein Feucht-Glättwerk ist ein Kalander mit hartem Walzenspalt, der innerhalb des Trockenabschnittes der Papiermaschine positioniert ist. Die Feuchtigkeit der Bahn beträgt etwa 15%-20%. Feucht-Glättwerke werden allgemein bei Zeitungspapierqualitäten verwendet, wobei jedoch viele davon seither außer Betrieb genommen wurden. Das Feucht-Glättwerk produziert eine gute Glattheit und kann auch einen guten Einfluss auf Festigkeitseigenschaften der Bahn ausüben. Auf der negativen Seite weist die Bahn jedoch eine Neigung auf, Masse zu verlieren. Bei einigen neuen Papiermaschinen mit einem Lack, der aus relativ rauen Fasern besteht, werden Weichkalander an der Nassbaugruppenposition und an dem Trockenende der Maschine verwendet. Diese Art von Anwendung entwickelt Glattheit mit weniger negativen Auswirkungen auf das Endprodukt.

FRIKTIONSKALANDER

[0085] Ein Friktionskalander weist zwei Walzen auf, wovon eine mit einer höheren Geschwindigkeit als die andere gedreht wird. Die sich daraus ergebenden Scherkräfte und Schlupf entwickeln den Bahnoberflächenglanz besser als ein einzelner Walzenspalt. Friktionskalander werden heute selten verwendet, da sie Lauffähigkeits-, Steuerungs- und Fusselbildungsprobleme aufweisen.

BÜRSTENFERTIGBEARBEITUNG

[0086] Die Bürstenfertigbearbeitung entwickelt den Oberflächenglanz der Bahn. Da es dort keinen eigentlichen Walzenspalt gibt, wird die Glattheit nur leicht beeinflusst. Das Bürsten der Bahn erfolgt durch Bürsten aus Pferdehaar, die sich gegen die Bahn drehen. Die Steuerungsparameter sind der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Bahn und den Bürstenwalzen und die Richtung der Bürstendrehung. Es gibt zwei Möglichkeiten zur Durchführung der Bürstenfertigbearbeitung: auf der durch die Gegenwalze getragenen Bahn oder auf der freien Bahn zwischen tragenden Walzen. Bürstenfertigbearbeitung kam hauptsächlich bei Kartonqualitäten zum Einsatz, da sie Masse nicht verringert, wobei auch einige Papierqualitäten mit Bürsteneinheiten fertigbearbeitet wurden. Die Verwendung von Bürsten wurde auf Grund von Staubproblemen bei der fertigbearbeiteten Bahn und der Einführung von heißer Weichkalandrierung als Alternative selten.

KALANDER MIT LANGEM WALZENSPALT

[0087] Schon lange war bekannt, dass die Verwendung von Walzen mit größerem Durchmesser und von Walzenüberzügen mit niedrigeren dynamischen Elastizitätsmodulen ein besseres Oberflächenqualitäts-/Massenverhältnis entwickelt.

[0088] Somit bestand ein Interesse in Richtung einer Verlagerung zur Kalandrierung mit langem Walzenspalt. Dies hatte jedoch keine neuen vorteilhaften Ergebnisse zur Folge. Nun scheinen Presswalzen mit erweitertem Walzenspalt und Weichkalandrierbänder jedoch in diesem Bereich vielversprechend zu sein. Die ersten Kalander dieser Art zeigten, dass Oberflächeneigenschaften, insbesondere Glanz, bedeutend besser bei dem gleichen Massenniveau als im Vergleich zu dem Weichkalander entwickelt werden können.

[0089] Ein weiterer Vorteil bestand in einer sehr gleichmäßigen Glanzentwicklung, die auf dem gedruckten Bild klar zu sehen ist. Diese Art der Kalandrierung mit extrem weichen bandähnlichen Überzügen und erweiterten Walzenspalt längen wird immer mehr bei Mühlen zu sehen sein, die Karton und Qualitäten mit schwererem Flächengewicht hersteilen.

[0090] Es gibt zwei Varianten von Kalandern mit langem Walzenspalt: einen Schuhwalzenkalander mit einem weichen Band als Hülse rund um die Schuhwalze, und einen Walzenkalander mit einem langen Band, welches sich um eine der Walzenspaltwalzen dreht. Kalander mit langem Walzenspalt nach Art eines Schuhs werden zur Produktion von Kartonqualitäten verwen- 13/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 det.

PRÄGEKALANDER

[0091] Prägekalander sind spezielle Kalander, die dazu konzipiert sind, dass sie nicht Glattheit oder Glanz entwickeln, sondern eine gewünschte Oberflächentopographie der Bahn schaffen. Diese Kalander werden zur Produktion von Tapeten, Geweben und anderen Spezialpapieren und -kartons verwendet. Die Prägung kann entweder mit einem harten Walzenspalt oder mit einem weichen Walzenspalt erfolgen. Bei dem Prozess mit hartem Walzenspalt drehen sich die Walzen, die eine spezielle gravierte Oberfläche aufweisen, synchron, um die Bahn zu komprimieren. Bei dem Prozess mit weichem Walzenspalt können sich Walzen auch unabhängig drehen, wobei dann die Gravur nur in der harten Walze vorhanden ist.

OPTILOAD TWINLINE

[0092] Ein Mehrwalzenspaltkalander der neuen Generation für praktisch jede Druckpapierqualität. Dadurch werden die Kalandriergeschwindigkeit und die Papierqualität auf ein neues Niveau angehoben. Niemals zuvor war es möglich, so viel so schnell zu produzieren. Bei der Opti-Load TwinLine-Konstruktion haben wir den Kalander in zwei separate Baugruppen aufgeteilt. Diese Konfiguration bietet gegenüber den Einfachbaugruppenanwendungen viele bedeutende Vorteile: es ist nun möglich, die Kalandrierungsvariablen unabhängig für beide Seiten des Papiers zu steuern. Die Zweifachbaugruppenkonstruktion ermöglicht auch die Integration neuer Ideen und Ausrüstungen innerhalb des Kalandrierprozesses.

[0093] OptiLoad TwinLine kann nach der Papiermaschinenlinie als eine traditionelle Offline-oder Online-Anwendung installiert werden, um einen maximalen Wirkungsgrad und Betriebszeit zu liefern.

[0094] - Erhöhte Maschinenbetriebszeit [0095] - Höhere Papierqualität [0096] - Hohe Werkstoffeffizienz [0097] - Verringerte Wartungs- und niedrige Betriebskosten [0098] - Schnelle Amortisierungszeit [0099] Bei den heutigen Offlinekalandern wurde der ununterbrochene Prozessmodus durch das Zusammenkleben der Bahnen einer auslaufenden Abwickeleinrichtung und der nächsten Maschinenrolle mittels einer Bandklebestelle und durch Beförderung der Bandklebestelle mit langsamer Geschwindigkeit den ganzen Weg bis zu einer Aufwickelstation bewerkstelligt, in der die Bahn geschnitten und zu der nächsten Rollenspule geführt wurde. Folglich muss das Bannvorderende nicht erneut durch einen Kalander hindurchgeführt werden, was eine bedeutende Erhöhung der Ausgabe des Kalanders zum Ergebnis hat. Bei aktuell erhältlichen Ausführungsformen wird die Laufgeschwindigkeit des Kalanders für die Dauer des Anklebens und Durchlauf der Klebestelle auf eine langsame Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit herabgesetzt (typischerweise 30-50 m/min., max. 100 m/min.). Außerdem werden in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Kalanders die Kalanderwalzenspalte entweder erleichtert oder vollständig geöffnet. Die Gründe für den obigen Laufmodus lauten wie folgt: [00100] Bei voller Laufgeschwindigkeit und vollen Walzenspaltlasten verursacht die Bahnklebestelle einen kraftvollen Stoß auf Walzen mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eines Walzenschadens [00101] Laufen mit langsamer Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit mit geschlossenen Walzenspalten kann ein übermäßiges Trocknen von Papier zum Ergebnis haben, wodurch Bahnrisse verursacht werden [00102] die Papierqualität verschlechtert sich schon ab dem Verlangsamungsstadium bis zu Ausschussqualität, da die Erleichterung der Last über einen bestimmten Grenzwert hinaus nicht 14/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 die Aufrechterhaltung eines bestimmten Niveaus an Glanz und Feuchtigkeit ermöglicht [00103] die Beschleunigung zurück auf Laufgeschwindigkeit führt auf Grund von Schwierigkeiten bei der Verwaltung der Temperatur von Thermowalzen insbesondere dann zunächst zu Substandardpapier, wenn diese mit hohen Kalandriergeschwindigkeiten und mit heißen Walzen laufen.

[00104] Es wird versucht, die Menge an unkalandriertem Ausschuss, die beim Lauf mit geöffneten Walzenspalten produziert wird, durch Herabsetzen der Laufgeschwindigkeit so niedrig wie möglich zu minimieren. Die sich daraus ergebenden langen Verlangsamungs- und Beschleunigungsrampen erhöhen die zum Ankleben verbrachte Zeit, und verringern den Kalanderdurchsatz. Je schneller ein betroffener Kalander ist, umso höher ist die relative Auswirkung. Auf Grund der großen Masse von Kalanderwalzen ist ein wesentlicher Abbau der Beschleunigungsund Verlangsamungszeiten wirtschaftlich nicht rentabel. Eine typische Anforderung sind 2 oder 3 Offlinekalander für eine Papier-/Kartonmaschine.

[00105] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Lösung zum Erreichen eines tatsächlich ununterbrochenen Offlinefertigbearbeitungsprozesses, bei dem die Geschwindigkeit für die Dauer des Anklebens nicht auf eine langsame Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit herabgesetzt werden muss, wobei die Anzahl von Offlinekalandern auf nur einen und die Menge von aus dem Ankleben resultierendem Ausschuss wesentlich verringert werden kann, und wodurch eine Faserbahn mit voller Qualität in einem im Wesentlichen ununterbrochenen Betriebsmodus erhalten wird.

[00106] Zur Erfüllung dieser Aufgabe ist das Verfahren der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Laufgeschwindigkeit einer Faserbahn zu dem Zeitpunkt des Anklebens durch einen Kalander innerhalb einer Bandbreite von 0 bis etwa 30% von einer standardmäßigen Laufgeschwindigkeit der Faserbahn herabgesetzt wird, die alte Bahn gegen die Oberfläche einer neuen Bahn durch ein Klebeband gepresst wird, wobei ein Abschnitt des Klebebandes, der sich über das Vorderende der neuen Bahn hinaus erstreckt, von einer verbleibenden Oberfläche der neuen Bahn getrennt wird und eine leimüberzogene Seite des Bandabschnitts passiviert wird, bevor sie mit Kalanderwalzen in Kontakt kommt.

[00107] Bei einer Lösung der Erfindung werden die Laufparameter eines Offlinekalanders für eine Fähigkeit zur Produktion von marktgängigem Papier mit voller Qualität in einem ununterbrochenen Modus optimiert. Dies stellt eine bemerkenswerte Verbesserung bei einer Kalanderkapazität dar und bietet in Fällen außerhalb der Maschine die Angemessenheit von Produktionslinienkapazitäten mit einer Anzahl von Kalandern, die niedriger als herkömmlicherweise ist, d.h. typischerweise mit einem anstatt mit zwei. Bei einer Konfiguration gemäß der Erfindung werden die Laufgeschwindigkeit und die Walzenspaltlast für die Dauer eines Klebestellendurchlaufes verringert, so dass die Walzen einen milderen Stoß erhalten, jedoch so, dass die Wirkung der Belastung und möglichen zusätzlichen Benetzung, welche die sich verlangsamende Geschwindigkeit ausgleichen, die Papierqualität auf einem annehmbaren Niveau in Bezug auf die Qualitätskriterien ohne übermäßige Trocknung oder Glanzmarmorierung halten. Die eigentliche Anklebezone kann mit einer weiter erleichterten Last durchlaufen werden, wodurch die Ausbildung eines Anklebebereiches ermöglicht wird, der nicht alle Glanzkriterien erfüllt.

[00108] Die Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf die dazugehörige Zeichnung beschrieben, wobei: [00109] Fig. 1 schematisch eine Offlinefertigbearbeitungsvorrichtung darstellt, und [00110] Fig. 2 schematisch eine Ausführungsform zum schnellen Ankleben in einer Grundan sicht darstellt.

[00111] Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Offlinefertigbearbeitungsvorrichtung eine Abwickeleinrichtung 1, einen Kalander 2 und eine Aufwickelstation 3 auf.

[00112] In Fig. 2 ist schematisch eine Art des Anklebens des Vorderendes einer neuen Faserbahn einer neuen Rolle an eine Faserbahn einer vorangegangenen Rolle dargestellt. Die ange- 15/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 klebte neue Rolle ist im Allgemeinen mit 10 bezeichnet. Die Anklebestufen sind in vergrößerten Teilansichten dargestellt, wobei die Stufe I das Hinzufügen eines Leimes 12 auf die Oberfläche einer alten Bahn mit einer Leimauftragsvorrichtung 16 und Schneiden der Bahn bei 14, zum Beispiel mit einem Schneidwerkzeug umfasst. In Stufe II wird eine alte Bahn W1 gegen die Oberfläche einer neuen Bahn W2 vorzugsweise entlang einer Klebezone 13 gepresst. Somit wird ein Abschnitt 13a des Bandes 13, der sich über das Vorderende der neuen Bahn hinaus erstreckt, von einer verbleibenden Oberfläche 15 der neuen Bahn getrennt. Die leimüberzogene Seite dieses Bandabschnittes 13a wird in Stufe III passiviert, bevor sie mit Kalanderwalzen in Kontakt kommt, wodurch das Anhaften des Bandes an den Walzenoberflächen mit den nachfolgenden Problemen vermieden wird. Die Passivierung kann zum Beispiel mit Passivierungschemikalien oder durch Verwendung von „künstlichem Papier" erfolgen, welches den leimüberzogenen Abschnitt bedeckt. Das Passivierungsmittel kann zum Beispiel ein Tetrafluorid- oder Silikonderivat umfassen. Das Band kann Kapseln mit Passivierungsmittel aufweisen, die zuvor in dessen Leimschicht integriert wurden, die unter Druck und Hitze brechen. Das Band kann auch mit einem Leim versehen sein, der schlecht an warmen Stahlwalzen und Polymerwalzen anhaftet, d. h. der Leim muss seine Haftung merkbar verschlechtern, wenn die Temperatur auf mehr als 80 °C steigt.

[00113] Die Optimierung von LaufParametern (Geschwindigkeit, Kalanderbelastung, Temperaturen, Feuchtigkeit) ermöglicht die Produktion von Papier mit voller Qualität über die gesamte Anklebefolge (eine Hauptausführungsform) bzw. die Menge an Ausschuss wird durch die Optimierung so verringert, dass sie zu der Menge von Papier passt, die bei dem nächsten Abwickeln sowieso entsorgt wird. Die Laufgeschwindigkeit eines Offlinekalanders wird zum Ankleben wesentlich verringert (zum Beispiel 5 ... 50%), vorzugsweise 10 ... 30%, und andere Kalandrierungsvariablen werden an ein Steuerungsmodell so angepasst, dass das Kalandrierergebnis konstant bleibt. Während der Anklebefolge kann die Trocknung einer Bahn durch separate Wasser- oder Dampfbenetzung ausgeglichen werden. Die zum Ankleben in einem Off-linekalander verwendete Produktionszeit beträgt 0,1 ... 2% der Zeit, die für herkömmliches Ankleben verbracht wird, welches bei einer Bahngeschwindigkeit von 30 ... 100 m/min. ausgeführt wird.

[00114] Die Bahnspannung wird durch Geschwindigkeits- und Momenteinsteilungen der Walzenbaugruppe und Aufroller gesteuert, die einer Einstellung der Bahnspannung in Maschinenrichtung unterzogen werden, und die eingestellten Werte der Bahnspannung folgen den Richtlinienwerten, die zu der Anklebefolge angegeben werden, und die zum Beispiel 5 ... 50% niedriger als innerhalb eines standardmäßigen Laufbereiches liegen.

[00115] Durch eine Lösung der Erfindung erreichbare Vorteile umfassen unter Anderem: [00116] Dass bei der Hauptausführungsform überhaupt kein Ausschuss während der Anklebefolge produziert wird, während seine Maximalproduktion bei einer zweiten Ausführungsform derart ist, dass die Menge in die Menge des oberen oder unteren Ausschusses hineinpasst, der bei dem nächsten Abwickeln sowieso entsorgt wird (zum Beispiel Entfernen eines Teiles der Oberfläche zur Musterentnahme) [00117] dass die beim Ankleben enthaltenen Verlangsamungs- und Beschleunigungsrampen im Wesentlichen von der Zeitdauer kürzer sind, da die Geschwindigkeit zum Hindurchführen einer Klebstelle durch einen Kalander wesentlich höher als die aktuelle langsame Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit ist [00118] dass die zur Beförderung einer Klebstelle durch einen Kalander sehr kurz ist und somit bedeutend zu dem Kalanderdurchsatz beiträgt [00119] dass insbesondere die Verwendung einer hohen Laufgeschwindigkeit und heißer Thermowalzen eine verbesserte Kontrolle über Walzenoberflächentemperaturen bietet dass Einfädelung in Übereinstimmung mit Offlinekalanderpraxis (Kordeleinfädelung) nach Bahnrissen oder Ausfallzeit ausgeführt wird.

[00120] Bei einer Lösung der Erfindung sind sowohl die Abwickeleinrichtung als auch die Aufwi- 16/19

Claims (6)

1. österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15 ckelstation beide baulich so konstruiert, dass sie Hochgeschwindigkeitsankleben handhaben, und die Bahn mittels der Aufwickelstation zu der nächsten Rollenspule übergeben können. [00121] Anwendbare Implementierungen können zum Beispiel durch die Technologie bereitgestellt werden, die in den Aufwickeleinrichtungen einer Offlinestreichmaschine verwendet wird. In Bezug auf die Implementierung von Offlinekalandern nach dem Stand der Technik handelt es sich bei den bedeutendsten Unterschieden bei der Aufwickeleinrichtungstechnologie um Folgende: ABWICKELEINRICHTUNG [00122] - Ein Bremsgenerator zum Ersetzen einer mechanischen Bremse (angemessene Kapazität) [00123] - ein Satz von gelenkig gelagerten Rollen im Austausch gegen eine Anklebebürste (zur Beseitigung von Längenschwankungen bei der Bahnlänge, und von dadurch verursachten Stößen in dem Kalander) [00124] - ein Schaltgetriebe, welches zum Schneiden einer Hochgeschwindigkeitsbahn in der Lage ist, und Luftdüsen, um losem Papier und Holzstoff den Zugang zu den Walzenspalten des Kalanders zu verwehren. AUFWICKELSTATION [00125] - Ein Schaltgetriebe, welches zum Schneiden einer Hochgeschwindigkeitsbahn in der Lage ist, und diese zu der nächsten Rollenspule übertragen kann. [00126] - eine Aufrollausrüstung, die zu einer präzisen Verwaltung von Linearlast und Bahn spannung in der Lage ist, sowie für ein Hochgeschwindigkeitswachstum des Rollendurchmessers (wie zum Beispiel OptiReel Plus). Patentansprüche 1. Verfahren zur Fertigbearbeitung einer in einer Papier-/Kartonmaschine produzierten Faserbahn, wobei die Faserbahn einer Offlinefertigbearbeitungsvorrichtung übergeben wird, die eine Abwickeleinrichtung (1) und eine Aufwickelstation (3) sowie einen dazwischen liegenden Kalander (2) aufweist, wobei die Faserbahn in Rollen zu der Abwickeleinrichtung zum Abwickeln geliefert und durch den Kalander zu der Aufwickelstation geführt wird, um dieselbe in Form einer bearbeiteten neuen Rolle aufzuwickeln, und wobei das Vorderende einer Faserbahn einer neuen Rolle an dem hinteren Ende einer Faserbahn einer vorangegangenen Rolle angeklebt und die Faserbahn der vorangegangenen Rolle während des Verlaufes des Anklebens geschnitten wird, wobei das Ankleben einer neuen Faserbahn (W2) einer neuen Rolle (10) an eine Faserbahn (W1) einer vorangegangenen Rolle im Wesentlichen ununterbrochen betrieben wird und als fliegendes Ankleben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufgeschwindigkeit einer Faserbahn zu dem Zeitpunkt des Anklebens durch einen Kalander innerhalb einer Bandbreite von 0 bis etwa 30% von einer standardmäßigen Laufgeschwindigkeit der Faserbahn herabgesetzt wird, die alte Bahn (W1) gegen die Oberfläche einer neuen Bahn (W2) durch ein Klebeband (13) gepresst wird, wobei ein Abschnitt (13a) des Klebebandes (13), der sich über das Vorderende der neuen Bahn (W2) hinaus erstreckt, von einer verbleibenden Oberfläche (15) der neuen Bahn (W2) getrennt wird und eine leimüberzogene Seite des Bandabschnitts (13a) passiviert wird, bevor sie mit Kalanderwalzen in Kontakt kommt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufgeschwindigkeit auf eine Bandbreite von 5 bis 30% herabgesetzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierung durch Passivierungschemikalien erfolgt, welche den leimüberzogenen Abschnitt bedecken. 17/19 österreichisches Patentamt AT 504 025 B9 2010-09-15
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Passivierungschemikalien Tetrafluorid- oder Silikonderivat verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungschemikalien in Kapseln aufgenommen sind, die in die Leimschicht integriert werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln unter Druck und Hitze aufgebrochen werden. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 18/19