DE10157692A1

DE10157692A1 - Method and calender for smoothing a fibrous web

Info

Publication number: DE10157692A1
Application number: DE2001157692
Authority: DE
Inventors: Ruediger Kurtz; Josef Schneid; Thomas Hermsen; Udo Gabbusch; Harald Hess; Rainer Fenske; Alexander Wassermann
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-11-24
Filing date: 2001-11-24
Publication date: 2003-06-12
Also published as: DE50210110D1; EP1318235A2; EP1318235B1; EP1318235A3

Abstract

Es wird ein Verfahren und ein Kalander (1) zum Glätten einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, angegeben, bei dem die Bahn (2) durch einen Nip (10) geleitet wird. DOLLAR A Man möchte die Glätte der Bahn verbessern. DOLLAR A Hierzu verwendet man als Nip (10) einen Breitnip, der zwischen einer Walze (3) und einem durch einen Stützschuh (5) gegen die Walze (3) gepreßten umlaufenden Mantel (4) gebildet ist, und betreibt die Walze (3) mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die von der Umlaufgeschwindigkeit des Mantels (4) abweicht.The invention relates to a method and a calender (1) for smoothing a fibrous web (2), in particular a paper or cardboard web, in which the web (2) is passed through a nip (10). DOLLAR A You want to improve the smoothness of the train. DOLLAR A For this purpose, a wide nip is used as the nip (10), which is formed between a roller (3) and a circumferential casing (4) pressed against the roller (3) by a support shoe (5), and the roller (3) is operated. at a peripheral speed that differs from the peripheral speed of the jacket (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn durch einen Nip geleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Kalander zum Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem Nip. The invention relates to a method for smoothing a Fibrous web, in particular a paper or Cardboard web in which the web is passed through a nip. The invention further relates to a calender for Smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, with a nip.

Papier- oder Kartonbahnen müssen in der Regel im Laufe ihres Herstellungsverfahrens geglättet werden. Dabei soll eine Oberfläche erzeugt werden, die später besser bedruckt werden kann. Paper or cardboard webs usually have to be in the course of their manufacturing process are smoothed. there a surface should be created that will be better later can be printed.

Es ist hierzu bekannt, die Bahn durch mindestens einen Nip zu leiten, der zwischen zwei Walzen ausgebildet ist. In der Regel ist die eine Walze als weiche Walze ausgebildet, d. h. sie weist eine in gewissen Grenzen nachgiebige Oberfläche auf, während die andere Walze als harte Walze mit einer glatten Oberfläche ausgebildet ist. Die Glätte der glatten Oberfläche soll sich dann in die Oberfläche der Bahn einprägen. It is known to do this by passing the web through at least one To guide nip that is formed between two rollers is. As a rule, one roller is a soft roller trained, d. H. it shows one within certain limits compliant surface on while the other roller as a hard roller with a smooth surface is trained. The smoothness of the smooth surface should decrease then emboss on the surface of the web.

Bei der Glättung gibt es mehrere Einflußfaktoren, die sich zwar positiv auf die Glätte auswirken, unter Umständen aber negative Einflüsse auf andere Eigenschaften der Bahn haben können. Beispielsweise führt ein hoher Druck im Nip dazu, daß die Bahn zwar gut geglättet wird, aber einen teilweise erheblichen Volumenverlust, d. h. eine Verminderung des Bulk, erleidet. There are several factors that influence smoothing have a positive effect on the smoothness, under Under certain circumstances, however, negative influences on others Can have properties of the web. For example, introduces High pressure in the nip means that the web is smoothed out well is, but sometimes a considerable volume loss, d. H. a decrease in bulk.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Glätte der Bahn zu verbessern. The invention has for its object the smoothness to improve the web.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man als Nip einen Breitnip wählt, der zwischen einer Walze und einem durch einen Stützschuh gegen die Walze gepreßten umlaufenden Mantel gebildet ist, und daß man die Walze mit einer Umfangsgeschwindigkeit betreibt, die von der Umlaufgeschwindigkeit des Mantels abweicht. This task is initiated in a procedure mentioned type in that one as a nip Breitnip chooses between a roller and a pressed against the roller by a support shoe circumferential jacket is formed, and that one with the roller a peripheral speed that is operated by the Circulation speed of the jacket differs.

Mit dieser Ausgestaltung erzielt man eine relativ hohe Verweilzeit der Bahn im Nip. Dies liegt daran, daß der Breitnip in Umfangsrichtung eine wesentlich größere Behandlungslänge aufweist, als ein Nip, der nur zwischen zwei Walzen gebildet ist. Bei ansonsten gleichen Kräften weist der Breitnip eine wesentlich geringere Druckspannung auf als ein sogenannter "normaler" Nip zwischen zwei Walzen, so daß man volumenschonender glätten kann. Der Bulk wird also nicht oder nicht in dem Maße wie bei einem normalen Nip vermindert. Die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Mantel bewirken, daß die Bahn durch eine Friktionsglättung geglättet wird, d. h. durch eine Relativbewegung von Walze und/oder Mantel zur Bahn. Da die Verweilzeit der Bahn im Breitnip wesentlich länger ist, ist natürlich auch die Einwirkzeit der Reibungsbewegung wesentlich größer, so daß man eine verbesserte Glätte erzielen kann. Alternativ dazu kann man die Bahn mit einer größeren Geschwindigkeit durch den Nip fahren. Der Mantel kann auf unterschiedliche Arten ausgebildet sein. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines relativ steifen Mantels, der elastisch genug ist, um sich an die Krümmung der Walze anzupassen, im übrigen aber praktisch nach Art einer Walze umläuft. Dieser Mantel kann stirnseitig mit Scheiben versehen sein. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines weniger steifen Bandes, das über Stützrollen in einem Umlauf geführt wird, wobei die Umlenkrollen praktisch ein Polygon definieren. Ein derartiges Band kann auch relativ dünn sein. With this configuration, a relatively high level is achieved Time of the train in the nip. This is because the Breitnip in the circumferential direction a much larger Treatment length, as a nip that only between two rollers is formed. Otherwise the same The wide nip has a much lower force Compressive stress on as a so-called "normal" nip between two rollers, so that one saves volume can smooth. The bulk will not or not in diminished as with a normal nip. The different peripheral speeds of roller and Coat cause the web through a Friction smoothing is smoothed, d. H. through a relative movement from roller and / or jacket to the web. Because the dwell time the web in the wide nip is much longer of course also the exposure time of the friction movement much larger, so that you have an improved smoothness can achieve. Alternatively, you can take the train with a drive through the nip at a higher speed. The Sheath can be designed in different ways. One way is to use a relative stiff jacket that is elastic enough to adhere to the Adjust the curvature of the roller, but otherwise practically rotates like a roller. This coat can be provided with washers on the front. Another One option is to use a less rigid one Belt that is circulated over support rollers is, the pulleys practically a polygon define. Such a band can also be relatively thin his.

Vorzugsweise dreht man die Walze mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als den Mantel. Die Walze erzielt also eine gewisse Voreilung gegenüber dem Mantel. Dies ist einfacher zu realisieren, weil man die Walze leichter antreiben kann als den Mantel. The roller is preferably rotated at a higher rate Peripheral speed than the coat. The roller scored so a certain lead over the coat. This is easier to implement because you have the roller can drive more easily than the coat.

Bevorzugterweise beheizt man die Walze. Eine beheizte Walze gibt im Breitnip Wärme an die Bahn ab. Die Wärme fördert den Glättungsprozeß, so daß man eine noch bessere Glättesteigerung der Bahn im Nip beobachten kann. The roller is preferably heated. A heated one The roller emits heat to the web in the wide nip. The heat promotes the smoothing process, so that one is still can observe better smoothness increase of the web in the nip.

Bevorzugterweise dreht man die Walze mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die größer ist als die Laufgeschwindigkeit der Bahn. Damit ist sichergestellt, daß tatsächlich eine Friktionsglättung auf der Seite der Bahn erfolgt, die an der Walze anliegt. It is preferable to turn the roller with a Peripheral speed that is greater than that Running speed of the web. This ensures that actually a friction smoothing on the side of the track takes place, which rests on the roller.

Vorzugsweise wählt man den Mantel aus einem Material, dessen Reibungskoeffizient gegenüber der Bahn mindestens um den Faktor 1,5 größer ist als der Reibungskoeffizient der Bahn gegenüber der Oberfläche der Walze. Damit stellt man sicher, daß die hauptsächliche Relativbewegung zwischen der Bahn und der Walze erfolgt, d. h. dem den Breitnip begrenzenden Element mit der glatteren Oberfläche. Die Bahn wird bei der höheren Geschwindigkeit der Walze sozusagen auf dem Mantel festgehalten, weil hier die Reibungskräfte größer sind. Preferably you choose the jacket from a material its coefficient of friction compared to the web is at least 1.5 times greater than that Coefficient of friction of the web against the surface of the Roller. This ensures that the main one There is relative movement between the web and the roller d. H. the element limiting the wide nip with the smoother surface. The track is at the higher one Speed of the roller on the jacket, so to speak captured because the frictional forces are greater here.

Die Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Nip als Breitnip ausgebildet ist, der zwischen einer Walze und einem durch einen Stützschuh gegen die Walze gepreßten umlaufenden Mantel gebildet ist, und daß die Walze eine erste Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtung und der Mantel eine zweite Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtung aufweist, wobei beide Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtungen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Mantel erzeugen. The task is the beginning of a calender mentioned type in that the nip as a wide nip is formed between a roller and a pressed against the roller by a support shoe circumferential jacket is formed, and that the roller first speed control device and the Coat a second Has speed influencing device, both Speed influencing devices different Generate peripheral speeds of roller and jacket.

Wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren ausgeführt, hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß man die Bahn im Breitnip mit wesentlich geringeren Druckspannungen beaufschlagt, als in einem normalen Nip, der zwischen zwei Walzen ausgebildet ist. Die Verminderung der Druckspannung wird aber ausgeglichen durch die vergrößerte Verweilzeit der Bahn im Breitnip, die durch eine größere Erstreckung des Breitnips in Umfangsrichtung gegeben ist. Zusätzlich kommt hinzu, daß man durch die unterschiedlichen Umfangs- oder Umlaufgeschwindigkeiten von Walze und Mantel eine Reibungs- oder Friktionsglättung an der Bahn bewirkt. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten werden durch die Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtungen realisiert, die sowohl als Antrieb als auch als Bremse ausgebildet sein können. Die Steuerung der Geschwindigkeiten von Mantel und Walze ist auf diese Weise relativ einfach zu realisieren. As stated above in connection with the process, This design has the advantage that the web in the wide nip with much lower compressive stresses acted upon as in a normal nip that is between two rollers is formed. The decrease in Compressive stress is compensated for by the increased dwell time of the web in the Breitnip, caused by a greater extension of the wide nip in the circumferential direction given is. In addition, you can by different circumferential or rotational speeds of roller and jacket a friction or Friction smoothing on the track causes. The different Speeds are determined by the Speed control devices realized both as Drive as well as a brake can be formed. The Control of jacket and roller speeds is relatively easy to implement in this way.

Vorzugsweise weist der Mantel gegenüber der Bahn einen größeren Reibungskoeffizienten als die Walze gegenüber der Bahn auf. Dies hat zur Folge, daß bei einem Unterschied in den Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Mantel sich eher die Walze relativ zur Bahn bewegt als der Mantel relativ zur Bahn. Da die Walze in der Regel die glattere Oberfläche aufweist, führt dies dann zu einer verbesserten Reibungsglättung. The jacket preferably has one opposite the web larger coefficient of friction than the roller the web on. This has the consequence that in one Difference in peripheral speeds of roller and If the roller moves relative to the web rather than the coat relative to the web. Because the roller usually then has the smoother surface an improved friction smoothing.

Vorzugsweise ist die Walze beheizt. Über eine beheizte Walze läßt sich Wärme in die Bahn im Breitnip eintragen, was den Glättungsprozeß weiter fördert. The roller is preferably heated. Via a heated The roller lets heat into the web in the wide nip enter what further promotes the smoothing process.

Bevorzugterweise weist der Mantel eine Bremse auf. Die Walze kann stattdessen angetrieben werden. Da ein zusätzlicher Antrieb in der Regel durch die Bahn, die durch den Breitnip läuft, gegeben ist, ist die Bremse am Mantel eine relativ einfache Möglichkeit, um die Geschwindigkeit des Mantels anders einzurichten als die Geschwindigkeit der Walze. The jacket preferably has a brake. The The roller can be driven instead. There a additional drive usually through the train that through which Breitnip runs, is the brake on the coat a relatively easy way to get the To set the speed of the jacket differently than that Roller speed.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die The invention is based on a preferred embodiment in connection with the Drawing described in more detail. Herein shows the

einzige Figur: eine schematische Ansicht eines Kalanders zum Glätten einer Faserstoffbahn. single figure: a schematic view of a Calender for smoothing a fibrous web.

Ein Kalander 1 zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn 2, die im folgenden kurz "Bahn" genannt wird, ist ähnlich aufgebaut wie ein 2-Walzen-Kalander. Der Kalander 1 weist eine Walze 3 auf, die eine harte, glatte Oberfläche aufweist, beispielsweise eine polierte Stahlwalze. A calender 1 for smoothing a paper or cardboard web 2 , hereinafter referred to as "web" for short, is constructed similarly to a 2-roll calender. The calender 1 has a roller 3 which has a hard, smooth surface, for example a polished steel roller.

Die Walze 3 wirkt allerdings nicht mit einer zweiten Walze zusammen, sondern mit einem Mantel 4, der unter der Wirkung eines Stützschuhs 5 über einen vorbestimmten Umfangsbereich an die Oberfläche der Walze 3 angedrückt wird. Der Stützschuh 5 weist eine Andruckfläche 6 auf, deren Krümmung der Krümmung der Walze 3 angepaßt ist. Die Andruckfläche 6 ist geschmiert, beispielsweise durch eine hydrostatische Schmierung, so daß der Mantel 4 reibungsarm über den Stützschuh 5 gleiten kann. Der Mantel 4 ist hierbei so flexibel und nachgiebig, daß er von der normalerweise über seinen Umfang vorherrschenden konvexen Form im Bereich des Stützschuhs 5 eine konkave Form annehmen kann. Der Mantel 4 ist in der Regel aus einem Kunststoff gebildet. The roller 3 does not cooperate with a second roller, however, but with a jacket 4 , which is pressed under the action of a support shoe 5 over a predetermined circumferential area onto the surface of the roller 3 . The support shoe 5 has a pressure surface 6 , the curvature of which is adapted to the curvature of the roller 3 . The pressure surface 6 is lubricated, for example by hydrostatic lubrication, so that the jacket 4 can slide over the support shoe 5 with little friction. The jacket 4 is so flexible and resilient that it can assume a concave shape from the convex shape normally prevailing over its circumference in the region of the support shoe 5 . The jacket 4 is usually made of a plastic.

Der Mantel 4 ist über Stützrollen 7, 8, 9 geführt, so daß die Umfangsfläche des Mantels 4 einen Umlauf praktisch in der Art wie die Umfangsfläche einer Walze beschreibt. The jacket 4 is guided over support rollers 7 , 8 , 9 , so that the peripheral surface of the jacket 4 describes a circulation practically in the manner of the peripheral surface of a roller.

Zwischen dem Mantel 4 und der Walze 3 ist ein Nip 10, ein sogenannter Breitnip ausgebildet, den die Bahn 2 in Richtung eines Pfeiles 11 durchläuft. Dabei wird mit Hilfe des Stützschuhes 5 ein Druck im Breitnip 10 erzeugt, der dann natürlich auch auf die Bahn 2 wirkt. Da die Bahn an der glatten Oberfläche der Walze 3 anliegt, wird insbesondere diese Seite geglättet, indem sich die Glätte der Oberfläche der Walze 3 auf die Oberfläche der Bahn 2 einprägt. Between the jacket 4 and the roller 3 , a nip 10 , a so-called wide nip, is formed, which the web 2 passes in the direction of an arrow 11 . A pressure in the wide nip 10 is generated with the aid of the support shoe 5 , which then of course also acts on the web 2 . Since the web rests on the smooth surface of the roller 3 , this side in particular is smoothed by impressing the smoothness of the surface of the roller 3 onto the surface of the web 2 .

Unterstützt wird der Glättprozeß noch durch eine Heizeinrichtung 12, die auf die Walze 3 wirkt. Die Heizeinrichtung ist hier als von außen auf die Walze 3 wirkende Heizeinrichtung dargestellt. Diese Heizeinrichtung 12 kann beispielsweise induktiv, mit Infrarot-Strahlen, mit heißer Luft oder auf andere Weise von außen auf die Walze 3 wirken. Anstelle dieser Heizeinrichtung 12 oder zusätzlich zu einer derartigen Heizeinrichtung 12 ist es auch möglich, der Walze 3 ein Wärmeträgermedium zuzuführen, beispielsweise durch periphere Bohrungen, die in der Nähe des Außendurchmessers der Walze 3 angeordnet sind. Die Walze 3 ist also eine beheizte Walze, die im Breitnip 10 Wärme an die durchlaufende Bahn 2 abgeben kann. The smoothing process is also supported by a heating device 12 which acts on the roller 3 . The heating device is shown here as a heating device acting on the roller 3 from the outside. This heating device 12 can, for example, act on the roller 3 inductively, with infrared rays, with hot air or in some other way. Instead of this heating device 12 or in addition to such a heating device 12 , it is also possible to supply the roller 3 with a heat transfer medium, for example through peripheral bores which are arranged in the vicinity of the outside diameter of the roller 3 . The roller 3 is thus a heated roller which can give off heat to the continuous web 2 in the wide nip 10 .

Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung 13 vorgesehen, die die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 einerseits und die Umfangsgeschwindigkeit des Mantels 4 andererseits steuert. Dabei wirkt die Steuereinrichtung 13 auf einen Antrieb 14 der Walze 3 und auf eine Bremse 15, mit der eine der Stützrollen 7-9, vorzugsweise die dem Breitnip 10 in Zulaufrichtung am nächsten benachbarte Stützrolle 9 gebremst wird. Auf diese Weise ist es möglich, daß die Walze 3 eine höhere Umlaufgeschwindigkeit erhält als der Mantel 4. Die Geschwindigkeitsunterschiede können durchaus erheblich sein. Beispielsweise kann sich die Walze 3 so drehen, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit dreimal höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit des Mantels 4. In addition, a control device 13 is provided which controls the peripheral speed of the roller 3 on the one hand and the peripheral speed of the jacket 4 on the other hand. The control device 13 acts on a drive 14 of the roller 3 and on a brake 15 with which one of the support rollers 7-9 , preferably the support roller 9 closest to the wide nip 10 in the feed direction, is braked. In this way it is possible that the roller 3 receives a higher rotational speed than the jacket 4th The speed differences can be considerable. For example, the roller 3 can rotate so that its peripheral speed is three times higher than the peripheral speed of the jacket 4 .

Die Walze 3 dreht sich auch mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit der Bahn 2. Zusätzlich ist vorgesehen, daß der Mantel 4 gegenüber der Bahn einen größeren Reibungskoeffizienten aufweist als die Walze 3 gegenüber der Bahn 2. Diese Maßnahmen zusammen stellen sicher, daß sich die Walze 3 gegenüber der Bahn 2 dreht und nicht der Mantel 4 gegenüber der Bahn 2. Auf diese Weise entsteht eine Reibung zwischen der Walze 3 und der Bahn 2, die zu einer Friktionsglättung führt, d. h. die ohnehin schon glatte Oberfläche der Walze 3 führt zu einer noch besseren Glätte in der Oberfläche der Bahn 2 dadurch, daß die Oberfläche der Walze 3 mit einem Schlupf über die Oberfläche der Bahn 2 geführt wird. The roller 3 also rotates at a higher peripheral speed than the speed of the web 2 . In addition, it is provided that the jacket 4 has a greater coefficient of friction with respect to the web than the roller 3 with respect to the web 2 . These measures together ensure that the roller 3 rotates with respect to the web 2 and not the jacket 4 with respect to the web 2 . In this way, there is a friction between the roller 3 and the web 2 , which leads to a friction smoothing, ie the already smooth surface of the roller 3 leads to an even better smoothness in the surface of the web 2 in that the surface of the roller 3 is passed over the surface of the web 2 with a slip.

Aufgrund der relativ langen Verweilzeit der Bahn 2 im Breitnip kann man die Druckspannung im Breitnip 10 niedrig halten. Dies schont das Volumen der Bahn 2. Gleichzeitig verlängert sich die Einwirkzeit der Walze 3. Dies kann man umgekehrt ausnutzen, um die Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn 2 durch den Breitnip 10 zu steigern. Man kann also durchaus noch hervorragende Glättewerte erzielen, auch wenn man die Geschwindigkeit der Bahn 2 in nennenswertem Maße steigert. Due to the relatively long dwell time of the web 2 in the wide nip, the compressive stress in the wide nip 10 can be kept low. This protects the volume of web 2 . At the same time, the exposure time of the roller 3 is extended . Conversely, this can be used to increase the throughput speed of the web 2 through the wide nip 10 . You can still achieve excellent smoothness values, even if you increase the speed of web 2 to a significant degree.

Claims

1. A method for smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, in which the web is passed through a nip, characterized in that a wide nip is chosen as the nip, the circumferential pressed between a roller and a support shoe against the roller Jacket is formed, and that one operates the roller at a peripheral speed which differs from the rotational speed of the jacket.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the roller with a higher Peripheral speed as the sheath rotates.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the roller is heated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the roller with a Peripheral speed that is greater than that Running speed of the web.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the coat from a Chooses material whose coefficient of friction is opposite the web is at least 1.5 times larger than the coefficient of friction of the web against that Surface of the roller.

6. calender for smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, with a nip, characterized in that the nip is designed as a wide nip ( 10 ) between a roller ( 3 ) and a by a support shoe ( 5 ) against the Roll ( 3 ) is formed in a circumferential jacket ( 4 ), and that the roller ( 3 ) has a first speed influencing device ( 14 ) and the jacket ( 4 ) has a second speed influencing device ( 15 ), both speed influencing devices ( 14 , 15 ) having different peripheral speeds of roller ( 3 ) and jacket ( 4 ).

7. Calender according to claim 6, characterized in that the jacket ( 4 ) with respect to the web ( 2 ) has a greater coefficient of friction than the roller ( 3 ) with respect to the web ( 2 ).

8. Calender according to claim 6 and 7, characterized in that the roller ( 3 ) is heated.

9. Calender according to one of claims 6 to 8, characterized in that the jacket ( 4 ) has a brake ( 15 ).