DE10037835A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kalanders und Kalander - Google Patents

Abstract

Es wird ein Kalander angegeben mit mindestens einem Nip (14-22), der durch eine harte Walze (3, 5, 8, 10) und eine weiche Walze (2, 4, 6, 7, 9, 11) gebildet wird und ein Verfahren zum Betreiben dieses Kalanders 1. DOLLAR A Hierbei möchte man die Qualität einer in dem Kalander behandelten Materialbahn (13) verbessern. DOLLAR A Die Oberfläche der im Kalander eingebauten weichen Walze (7, 9, 11) wird mit einer Politur versehen. Hierzu ist an der weichen Walze (7, 9, 11) eine Politurmittelauftragseinrichtung (24-26) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben ei­ nes Kalanders mit mindestens einem Nip, der durch eine harte Walze und eine weiche Walze mit elastischer Ober­ fläche gebildet wird. Ferner betrifft die Erfindung ei­ nen Kalander mit mindestens einem Nip, der durch eine harte und eine weiche Walze mit einer elastischen Ober­ fläche gebildet ist.

Derartige Kalander werden verwendet, um eine Material­ bahn, die durch den Nip läuft, mit erhöhtem Druck und gegebenenfalls auch einer erhöhten Temperatur zu beauf­ schlagen. Hierbei erfolgt zum einen eine Verdichtung der Materialbahn, zum anderen kann man mit der Behand­ lung im Nip aber auch bestimmte Oberflächeneigenschaf­ ten, wie Glanz oder Glätte, beeinflussen:

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend eine Pa­ pierbahn als Beispiel für eine Materialbahn verwendet. Das Kalandrieren einer Papierbahn ist auch der Hauptan­ wendungszweck der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Materialbahnen, die auf ähnliche Weise behandelt werden müssen, anwendbar.

Ein Nip, der durch eine weiche Walze mit elastischer Oberfläche und eine harte Walze gebildet wird, wird auch als "weicher" Nip bezeichnet. Aufgrund der unter­ schiedlichen Eigenschaften der beiden den Nip bildenden Walzen ergeben sich in der Regel nach dem Durchlaufen des weichen Nips unterschiedliche Oberflächen auf den beiden Seiten der Papierbahn. Die Seite, die mit der harten Walze Kontakt gehabt hat, zeigt eine sehr glatte Oberfläche. Dies ist dadurch bedingt, daß man der har­ ten Walze eine sehr glatte Oberfläche verschaffen kann. Anders sieht es aus bei der elastischen Walze, deren Oberfläche derzeit überwiegend durch einen Kunststoff­ belag gebildet ist. Es ist relativ schwierig, dem Kunststoff die gewünschte Glätte zu vermitteln. Die Oberflächenrauhigkeit des Kunststoffs ist in der Regel weitaus größer als die Oberflächenrauhigkeit der harten Walze.

Aus DE 195 06 301 A1 ist es bekannt, den Kunststoffbe­ lag der weichen Walze in zwei Schichten auszubilden, wobei die äußere Schicht eine geringere Elastizität und eine größere Härte als die innere Schicht aufweist. Beispielsweise kann die äußere Schicht durch einen Si­ likon-Kautschuk gebildet werden. Die Oberflächenrauhig­ keit einer derartigen weichen Walze ist zwar relativ gering verglichen mit anderen weichen Walzen. Man kann dennoch deutliche Unterschiede in den Oberflächeneigen­ schaften der in dem Kalander behandelten Materialbahn erkennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Materialbahn zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß die Oberfläche der im Kalander eingebauten weichen Walze mit einer Politur versehen wird.

Hierbei geht man davon aus, daß die Oberflächenrauhig­ keit der weichen Walze durch Poren bedingt ist, die sich im Kunststoff bilden. Mit Hilfe der Politur werden diese Poren ausgefüllt und die Walzenoberfläche wird damit entsprechend glatt gemacht. Wie bei anderen po­ lierten Oberflächen auch, läßt sich aber beobachten, daß eine derart behandelte Walze nur für eine bestimmte Zeit glatt bleibt. Offensichtlich bilden sich die Poren im Betrieb also wieder aus, beispielsweise dadurch, daß die Politur durch die durchlaufende Materialbahn wieder abgetragen wird. Wenn man nun die Walze im eingebauten Zustand mit der Politur versieht, ist man in der Lage, immer wieder oder ständig eine Verschleißschicht aufzu­ bringen, die die weiche oder elastische Walze für eine gewisse Zeit sehr glatt sein läßt. Diese Glätte der weichen Walze wirkt sich sehr positiv auf Glanz und Glätte der durchlaufenden Materialbahn aus.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß ein flüssiges Po­ liturmittel auf die Oberfläche aufgetragen und getrock­ net wird. Mit Hilfe eines flüssigen Politurmittels läßt sich relativ schnell eine gleichmäßige Beaufschlagung der Oberfläche der Walze mit dem Politurmittel errei­ chen. Der Begriff "flüssig" ist hier weit zu fassen. Es kann sich um eine pastöse Masse handeln, die nur be­ schränkt fließfähig ist. Das Politurmittel kann aber auch in Form eines Sprühnebels aufgesprüht werden. Schließlich ist es auch möglich, daß das Politurmittel zunächst einmal in Dampfform vorliegt und auf der Ober­ fläche der weichen Walze kondensiert. Der Schritt des Trocknens ist empfehlenswert, um zu vermeiden, daß die vorbeilaufende Materialbahn mit dem Politurmittel ver­ unreinigt wird. Darüber hinaus haftet ein getrocknetes Politurmittel besser an der Oberfläche.

Hierbei ist bevorzugt, daß das Politurmittel auf die Oberfläche aufgetragen wird, wenn diese warm ist. Die Wärme beschleunigt den Trockenvorgang. Die Walze ist im Betrieb normalerweise ohnehin warm, weil der elastische Belag im Betrieb gewalkt wird und dabei Wärme erzeugt.

Vorzugsweise wird die Politur geglättet. Dies kann im einfachsten Fall dadurch bewirkt werden, daß die Walze an einer Poliereinrichtung vorbeibewegt wird, bei­ spielsweise einem textilen Polster. Dies verbessert die Glätte der Oberfläche der weichen Walze weiter.

Bevorzugterweise wird der Kalander zu Wartungszwecken in Wartungspausen still gesetzt und die Politur wird außerhalb der Wartungspausen aufgebracht. Mit anderen Worten kann das Politurmittel während des Betriebs des Kalanders aufgebracht werden, so daß die Oberflächenpo­ litur bereits erneuert werden kann, bevor sie soweit verschlissen ist, daß sich wieder eine erhöhte Rauhig­ keit zeigt.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Politur in Betriebsun­ terbrechungen aufgebracht wird. Derartige Betriebsun­ terbrechungen, beispielsweise beim Abriß der Papier­ bahn, sind zwar unerwünscht, lassen sich aber nicht prinzipiell vermeiden. Bei einer derartigen Betriebsun­ terbrechung muß der Kalander ohnehin für eine bestimmte Zeit still gesetzt werden, um beispielsweise die abge­ rissene Papierbahn zu beseitigen. Diese Zeit kann man nutzen, um Politurmittel auf die Oberfläche der weichen Walze aufzutragen. Ein Ausbau der Walze ist aber immer noch nicht erforderlich.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Politur konti­ nuierlich aufgebracht werden. Damit erreicht man quasi konstante Bedingungen an der Oberfläche der weichen Walze.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Politur mit Hilfe einer im Nip zu kalandrierenden Materialbahn auf­ gebracht wird. Beispielsweise kann man die Papierbahn mit dem Politurmittel so versehen, daß die Papierbahn das Politurmittel an die Oberfläche der weichen Walze abgibt. Natürlich muß hierbei eine Verträglichkeit zwi­ schen Papier und Politurmittel vorhanden sein, so daß die Qualität der Papierbahn nicht beeinträchtigt wird.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann aber auch vorgese­ hen sein, daß die Politur in den Wartungspausen aufge­ bracht wird. In den Wartungspausen ist der Kalander still gesetzt, so daß die Politur auch unter Mithilfe menschlicher Tätigkeit gefahrlos aufgebracht werden kann.

Bevorzugterweise verwendet man mehr als eine weiche Walze und versieht eine vorbestimmte Anzahl der letzten weichen Walzen mit Politur. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Materialbahn einen Kalander zu­ nächst so durchläuft, daß eine Seite nur mit harten Walzen in Berührung kommt, während diese geglättete Seite dann beim Durchgang durch den restlichen Kalander mit den weichen Walzen beaufschlagt wird. Wenn man nun diese weichen Walzen mit Politur versieht, dann wird die Qualität dieser Oberfläche nicht wieder schlechter gemacht, sondern man kann die Qualität zumindest hal­ ten.

Die Aufgabe wird auch bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an der weichen Walze eine Politurmittelauftragseinrichtung angeordnet ist. Mit der Politurmittelauftragseinrichtung ist man in der Lage, auch bei einer im Kalander eingebauten weichen Walze Politurmittel aufzubringen, um die Oberfläche der weichen Walze extrem glatt zu machen. Der Auftrag des Politurmittels kann hierbei unter Umständen sogar in Betrieb erfolgen, so daß die Oberfläche auf konstanter Güte gehalten werden kann.

Vorzugsweise weist die Politurmittelauftragseinrichtung einen Spender für flüssiges oder pastöses Politurmittel auf. Das Politurmittel kann beispielsweise aufgesprüht oder auf andere Weise aufgebracht werden. Durch ein im weiteren Sinne flüssiges Politurmittel läßt sich eine gleichmäßige Beaufschlagung der Oberfläche der weichen Walze erreichen.

Bevorzugterweise weist die Politurmittelauftragsein­ richtung eine in Drehrichtung der Walze auf den Spender folgende Glätteinrichtung auf. Das Politurmittel wird dann noch weiter geglättet.

Vorzugsweise sind mehrere Nips mit harten und weichen Walzen sowie ein Wechselnip mit zwei gleichartigen Wal­ zen vorgesehen, wobei an allen weichen Walzen hinter dem Wechselnip eine Politurmittelauftragseinrichtung angeordnet ist. Die Materialbahn, die einen derartigen Kalander durchläuft, wird zunächst mit einer Seite nur mit harten, aber extrem glatten Walzen in Kontakt kom­ men. Dadurch wird die eine Seite der Papierbahn sehr glatt gemacht. Diese Seite wird dann aber beim Durch­ laufen der Nips hinter dem Wechselspalt mit den weichen Walzen in Kontakt kommen, so daß der Glanz oder die Glätte dieser Oberfläche wieder zerstört wird. Wenn man nun an allen weichen Walzen hinter dem Wechselnip die Politurmittelauftragseinrichtung anordnet, dann hält man die Oberflächen dieser weichen Walzen hinter dem Wechselnip so glatt, daß zumindest keine Verschlechte­ rung der Qualität der Oberfläche zu befürchten ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kalanders und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Politurmitte­ lauftragseinrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Kalander 1 mit zehn Walzen 2-11, die übereinander in einem Walzenstapel angeordnet sind. Hierbei bilden die obersten fünf Walzen 2-6 eine erste Gruppe und die untersten fünf Walzen 7-11 eine zweite Gruppe. Beide Gruppen können auch nebeneinander ange­ ordnet sein. Die Walzen 2, 4, 6, 7, 9, 11 sind soge­ nannte weiche Walzen, d. h. sie weisen einen elastischen Belag 12 auf, während die Walzen 3, 5, 8, 10 als soge­ nannte harte Walzen ausgebildet sind, deren Oberfläche aus einem Metall besteht, beispielsweise Stahl. Die harten Walzen 3, 5, 8, 10 haben eine sehr glatte Ober­ fläche.

Eine Papierbahn 13 wird nun durch Nips 14-22 geführt, die jeweils durch zwei benachbarte Walzen 2, 3; 3, 4 etc. gebildet sind. Hierbei sind die Nips 14-17 und 19-22 als sogenannte weiche Nips ausgebildet, d. h. sie werden von einer weichen Walze und einer harten Walze begrenzt. Der mittlere Nip 18 ist hingegen als soge­ nannter Wechselnip ausgebildet, d. h. er ist durch zwei weiche Walzen 6, 7 gebildet.

Im übrigen ist die Papierbahn 13 durch nur schematisch dargestellte Leitmittel, wie Leitwalzen 23 im Kalander geführt.

Die Papierbahn wird nun in den Nips der Walzen 2-6 der ersten Gruppe so geführt, daß die Seite, die beim Ein­ lauf oben liegt, zunächst nur mit den harten Walzen 3, 5 in Kontakt kommt. Diese Oberseite wird demnach sehr glatt. Die Glätte der harten Walzen 3, 5 wird auf der Oberfläche der Papierbahn abgebildet.

Nach dem Durchlaufen des Wechselspalts kommt diese Oberseite aber in Kontakt mit den weichen Walzen 7, 9, 11 der zweiten Gruppe. Die Oberfläche dieser weichen Walzen 7, 9, 11 hat normalerweise eine wesentlich grö­ ßere Rauhigkeit als die Oberflächen der harten Walzen 3, 5, 8, 10. Dies führt normalerweise dazu, daß die re­ lativ glatte Oberseite der Papierbahn 13 in den Nips der zweiten Gruppe wieder schlechter gemacht wird, d. h. ihre Glätte verliert.

Um dieses Problem zu verringern, ist nun vorgesehen, daß jede weiche Walze 7, 9, 11 hinter dem Wechselnip 18 mit einer Politurmittelauftragseinrichtung 24, 25, 26 versehen ist, wobei die Politurmittelauftragseinrich­ tung 26 in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist.

Die Politurmittelauftragseinrichtung weist zunächst ei­ ne Sprühdüse 27 auf, die ein flüssiges Politurmittel, beispielsweise einen flüssigen Silikon-Kautschuk, in Form eines feinen Nebels auf die Oberfläche der sich in Richtung eines Pfeils 28 drehenden Walze 11 aufsprüht. Die Walze 11 ist im Betrieb warm, so daß das Politur­ mittel relativ schnell trocknet. In Drehrichtung 28 hinter der Sprühdüse 27 ist eine Glättungseinrichtung 29 angeordnet, die das getrocknete Politurmittel glät­ tet, also sozusagen noch einmal poliert.

Anstelle des genannten Silikon-Kautschuks können auch andere, vorzugsweise synthetische Politurmittel verwen­ det werden, die der Oberfläche der Walzen 7, 9, 11 eine extrem glatte Oberfläche verleihen. Beispielsweise kann man als Politurmittel auch ein teflonhaltiges Hartwachs verwenden, wie es prinzipiell vom Polieren von Autoka­ rosserien her bekannt ist. Die Rauhigkeit dieser Ober­ flächen wird damit praktisch an die Rauhigkeit der har­ ten Walzen 3, 5, 8, 10 angepaßt. Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der die Politurmittelauftragsein­ richtungen 24, 25, 26 während des Betriebs laufend Po­ liturmittel auf die Walzen 7, 9, 11 auftragen können, muß die Politurmittelschicht keine große "Standfestig­ keit" aufweisen, d. h. sie kann relativ schnell ver­ schleißen, weil sie laufend erneuert wird. Unter Um­ ständen kann es auch ausreichen, den Politurmittelauf­ trag nur in Intervallen vorzunehmen, beispielsweise dann, wenn man einen gewissen Verschleiß festgestellt hat. Dies kann mit nicht näher dargestellten Sensoren erfolgen. Voraussetzung für einen derartigen Politur­ mittelauftrag ist, daß das Politurmittel entweder so schnell trocknet, daß eine "Verschmutzung" der Papier­ bahn 13 nicht erfolgt, oder daß das Politurmittel mit der Papierbahn 13 verträglich ist, also keine Quali­ tätsverschlechterungen herbeiführt.

In einer anderen Betriebsweise kann man das Politurmit­ tel immer dann auftragen, wenn eine Unterbrechung des Betriebs erfolgt. Eine derartige Unterbrechung kann beispielsweise durch einen Abriß der Papierbahn erzwun­ gen werden. In diesem Fall muß die abgerissene Papier­ bahn ohnehin aus dem Kalander entfernt werden. In die­ ser Zeit kann man Politurmittel auf die weichen Walzen 7, 9, 11 auftragen. Die Standzeit des Politurmittels muß hierbei etwas länger sein.

Insbesondere bei Off-Line arbeitenden Kalandern bietet es sich an, einen Politurmittelauftrag immer dann vor­ zunehmen, wenn ohnehin eine Unterbrechung der normalen Papierbahnsatinage erforderlich ist, beispielsweise bei einem Wechsel der Papierrollen.

Unter Umständen ist es aber auch günstiger, einen Poli­ turmittelauftrag immer nur dann vorzunehmen, wenn der Kalander für Wartungsarbeiten still gesetzt werden muß. Natürlich lassen sich auch alle Auftragsarten miteinan­ der kombinieren.

Schließlich kann man das Politurmittel auch mit Hilfe der Papierbahn zuführen, also sozusagen künstlich eine Patina zuführen, die laufend erneuert wird.

Claims (14)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit minde­ stens einem Nip, der durch eine harte Walze und ei­ ne weiche Walze mit elastischer Oberfläche gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der im Kalander eingebauten weichen Walze mit einer Politur versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Politurmittel auf die Oberfläche aufgetragen und getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Politurmittel auf die Oberfläche aufgetra­ gen wird, wenn diese warm ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Politur geglättet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalander zu Wartungszwecken in Wartungspausen still gesetzt wird und die Poli­ tur außerhalb der Wartungspausen aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Politur in Betriebsunterbrechungen aufge­ bracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Politur kontinuierlich aufge­ bracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Politur mit Hilfe einer im Nip zu ka­ landrierenden Materialbahn aufgebracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Politur in den Wartungspau­ sen aufgebracht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man mehr als eine weiche Walze verwendet und eine vorbestimmte Anzahl der letzten weichen Walzen mit Politur versieht.

11. Kalander mit mindestens einem Nip, der durch eine harte und eine weiche Walze mit einer elastischen Oberfläche gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der weichen Walze (7, 9, 11) eine Politur­ mittelauftragseinrichtung (24, 25, 26) angeordnet ist.

12. Kalander nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Politurmittelauftragseinrichtung (24-26) einen Spender (27) für flüssiges oder pastöses Po­ liturmittel aufweist.

13. Kalander nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Politurmittelauftragseinrichtung eine in Drehrichtung der Walze (11) auf den Spender (27) folgende Glätteinrichtung (29) aufweist.

14. Kalander nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Nips (14-17; 19-22) sowie ein Wechselnip (18) mit zwei gleicharti­ gen Walzen (6, 7) vorgesehen sind, wobei an allen weichen Walzen (7, 9, 11) hinter dem Wechselnip (18) eine Politurmittelauftragseinrichtung (24-26) angeordnet ist.