DE102005047208A1

DE102005047208A1 - Verfahren, Prozess und Vorrichtung zur Einwirkung auf die Glätte der Papierbahn

Info

Publication number: DE102005047208A1
Application number: DE200510047208
Authority: DE
Inventors: Reijo PIETIKÄINEN; Eero Suomi; Mika Viljanmaa; Markku Kojo; Timo Torvi; Erkki Kiiski
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2005-10-01
Publication date: 2006-04-20
Also published as: FI117639B; FI20041306A; FI20041306A0

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der auf die Glätte der herzustellenden Papier-/Kartonbahn (W) wirkenden Faktoren während der Produktion in der Weise, dass die Glätte der Papier-/Kartonbahn (W) sich während der für die Produktion verwendeten Zeit bzw. als Funktion der Länge der produzierten Papier-/Kartonbahn (W) höchstens bis zum zulässigen Grenzwert ändert, dass der Zustand der auf die Glätte der Papier-/Kartonbahn (W) wirkenden Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) ständig oder zumindest in bestimmten Abständen während der Produktion überwacht wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) während der Produktion und/oder bei vorübergehender Unterbrechung der Produktion in der Weise instand gehalten wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) gereinigt und/oder ständig oder je nach erkanntem Bedarf in der Weise behandelt wird, dass die Reinigung und/oder Behandlung mit einem elektromagnetischen Strahl durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der auf die Glätte der herzustellenden Papier-/Kartonbahn wirkenden Faktoren während der Produktion in der Weise, dass die Glätte der Papier-/Kartonbahn sich während der für die Produktion verwendeten Zeit bzw. als Funktion der Länge der produzierten Papier-/Kartonbahn höchstens bis zum zulässigen Grenzwert ändert, dass der Zustand der auf die Glätte der Papier-/Kartonbahn wirkenden Bahnbehandlungsoberfläche ständig oder zumindest in bestimmten Abständen während der Produktion überwacht wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche während der Produktion und/oder bei vorübergehender Unterbrechung der Produktion in der Weise instand gehalten wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche gereinigt und/oder ständig oder je nach erkanntem Bedarf behandelt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Prozess, wobei die auf die Glätte der herzustellenden Papier-/Kartonbahn wirkenden Faktoren während der Produktion in der Weise aufrecht erhalten werden, dass die Glätte der Papier-/Kartonbahn sich während der für die Produktion verwendeten Zeit bzw. als Funktion der Länge der produzierten Papier-/Kartonbahn höchstens bis zum zulässigen Grenzwert ändert, dass der Zustand der auf die Glätte der Papier-/Kartonbahn wirkenden Bahnbehandlungsoberfläche ständig oder zumindest in bestimmten Abständen während der Produktion überwacht wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche während der Produktion und/oder bei vorübergehender Unterbrechung der Produktion in der Weise instand gehalten wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche gereinigt und/oder ständig oder je nach erkanntem Bedarf behandelt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Aufrechthaltung der auf die Glätte der herzustellenden Papier-/Kartonbahn wirkenden Faktoren in der Weise, dass die Glätte der Papier-/Kartonbahn sich während der für die Produktion verwendeten Zeit bzw. als Funktion der Länge der produzierten Papier-/Kartonbahn höchstens bis zum zulässigen Grenzwert ändert, dass die Vorrichtung über Überwachungseinrichtungen zur Überwachung des Zustandes der auf die Glätte der Papier-/Kartonbahn wirkenden Bahnbehandlungsoberfläche ständig oder zumindest in bestimmten Abständen während der Produktion verfügt, über Instandhaltungseinrichtungen zur Instandhaltung der Bahnbehandlungsoberfläche während der Produktion und/oder bei vorübergehender Unterbrechung der Produktion verfügt, dass zu den Instandhaltungseinrichtungen zumindest die Reinigungsgeräte zur Reinigung der Bahnbehandlungsoberfläche und/oder die Behandlungsgeräte zur Behandlung der Bahnbehandlungsoberfläche gehören, dass die Instandhaltungseinrichtungen entweder ständig oder je nach erkanntem Bedarf verfügbar sind.
Bei der Herstellung der Papier- oder Kartonbahn ist die Kalandrierung die Prozessphase, in der die Oberfläche der Bahn mittels Wärme und Pressen bis zur gewünschten Glätte nivelliert wird. Durch die Wärme wird die Oberfläche der Bahn in einen solchen Zustand gebracht, in dem die Bahn plastisch formbar ist. Ein auf die zu erreichende Glätte der Papier-/Kartonbahn wirkender Faktor ist die Oberflächenrauheit und das Oberflächenprofil der Walze oder des Bandes, welche die Papier-/Kartonbahn pressen, da die Oberfläche der Kalanderwalze bzw. des Bandes zumindest teilweise Spuren auf der sich im plastischen Zustand befindlichen Papier-/Kartonbahn hinterlässt. Prinzipiell kann je glatter die Oberfläche der Kalanderwalze bzw. des Bandes ist, desto glatter auch die zu erreichende Ober fläche der Papier-/Kartonbahn sein. Anwendungsgegenstand der Erfindung kann zum Beispiel ein Soft-, Mehrfachwalzen-, Schuh-, Band- oder Metallbandkalander sein. Die Papier-/Kartonbahn wird auch bei anderen Vorgängen im Herstellungsprozess durch Pressen behandelt, wie zum Beispiel mit einer Presse, in Trocknern oder Streichgeräten, in denen auch wie vorstehend beschrieben die behandelnde Oberfläche Spuren auf der Papier-/Kartonbahn hinterlässt. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird für die Oberfläche der die Papier-/Kartonbahn pressenden Walze, die eine Metall- oder Polymeroberfläche sein kann, oder für die Oberfläche des Bandes, die ebenfalls eine Metall- oder Polymeroberfläche sein kann, und welche zum Beispiel der folgender Gruppe angehören können: Kalanderwalze, zum Beispiel Kokille- oder Stahlwalze, Band, wie Polymer- oder Stahlband, Trockenzylinder, Yankee-Zylinder, Pressenwalze oder Spannwalze einer Trockenstreichmaschine, die Bezeichnung Bahnbehandlungsoberfläche verwendet.
Die Grenze zwischen Papier und Karton ist gleitend, diese können nach dem Flächengewicht in zwei Klassen unterteilt werden: in Papiere, die einschichtig sind und von ihrer Flächenmasse her 25 – 300 g/m² wiegen, und in Kartons, die mit Mehrfachschichttechnik hergestellt werden und von ihrer Flächenmasse her 150 – 600 g/m² wiegen. Wie schon festgestellt, ist die Grenze zwischen Papier und Karton gleitend, denn die von ih rem Flächengewicht her leichtesten Kartons sind leichter als die schwersten Papiere. Im Allgemeinen wird Papier zum Drucken und Karton zum Verpacken verwendet.
Die im Folgenden dargestellten Beschreibungen sind Beispiele von heutigentags verwendeten Werten für Papier-/Kartonbahnen und bei diesen können bedeutende Abweichungen von den gegebenen Werten vorkommen.
Die Idee nach der Erfindung lässt sich fast für alle Papier- und Kartonsorten anwenden, insbesondere für die Herstellung von Sorten mit sehr glänzender Oberfläche.
Aus mechanischer Masse hergestellte, d.h. holzhaltige Druckpapiere sind Zeitungs-, unbestrichenes Zeitschriften- und bestrichenes Zeitschriftenpapier.
Zeitungspapier (newsprint) setzt sich entweder ganz aus mechanischer Masse zusammen oder kann geringfügig gebleichte Nadelholzzellulose (0 – 15 %) enthalten und/oder die mechanische Masse kann durch Rollfasern ersetzt werden. Als allgemeine Werte für Zeitungspapier können gelten: Flächengewicht 40 – 48,8 g/m², Aschegehalt 0 – 20 %, PPS S10-Griffigkeit 3,0 – 4,5 μm, Bendtsen-Griffigkeit 100 – 200 ml/min, Dichte 600 – 750 kg/m³, Remissionsgrad im Blauen 57 – 63 % und Opazität 90 – 96 %.
Das unbestrichene Zeitschriftenpapier (SC = supercalendered) besteht allgemein aus mechanischer Masse 50 – 70 %, gebleichter Nadelholzzellulose 10 – 25 % und Füllstoffen 15 – 30 %. Typische Werte für kalandrierte SC-Papiere (die u.a. SC-C, SC-B und SC-A/A+ enthalten) sind Flächengewicht 40 – 60 g/m², Aschegehalt 0 – 35 %, Hunter-Glanz <20 – 50 %, PPS S10-Griffigkeit 1,0 – 2,5 μm, Dichte 700 – 1250 kg/m³, Remissionsgrad im Blauen 62 – 70 % und Opazität 90 – 95 %.
Bestrichenes Zeitschriftenpapier (LWC = light weight coated) enthält mechanische Masse 40 – 60 %, gebleichte Nadelholzzellulose 25 – 40 % und Füll- und Streichstoffe 20 – 35 %. Als allgemeine Werte für LWC-Papier können gelten: Flächengewicht 40 – 70 g/m², Hunter-Glanz 50 – 65 %, PPS S10-Griffigkeit 0,8 – 1,5 μm (offset) und PPS S10-Griffigkeit 0,6 – 1,0 μm (roto), Dichte 1100 – 1250kg/m³, Remissionsgrad im Blauen 70 – 75 % und Opazität 89 – 94 %.
Als allgemeine Werte für MFC-Papier (machine finished coated) können gelten: Flächengewicht 50 – 70 g/m², Hunter-Glanz 25 – 70 %, PPS S10-Griffigkeit 2,2 – 2,8 μm, Dichte 900 – 950 kg/m³, Remissionsgrad im Blauen 70 – 75 % und Opazität 91 – 95 %.
Als allgemeine Werte für FCO-Papier (film coated offset) können gelten: Flächengewicht 40 – 70 g/m², Hunter-Glanz 45 – 55 %, PPS S10-Griffigkeit 1,5 – 2,0 μm, Dichte 1000 – 1050 kg/m³, Remissionsgrad im Blauen 70 – 75 % und Opazität 91 – 95 %.
Als allgemeine Werte für MWC-Papier (medium weight coated) können gelten: Flächengewicht 70 – 90 g/m², Hunter-Glanz 65 – 75 %, PPS S10-Griffigkeit 0,6 – 1,0 μm, Dichte 1150 – 1250 kg/m³, Remissionsgrad im Blauen 70 – 75 % und Opazität 89 – 94 %.
Für HWC (heavy weight coated) beträgt das Flächengewicht 100 – 135 g/m² und das Papier kann sogar mehr als zweimal bestrichen werden.
Aus Zellulose hergestellte holzfreie Druckpapiere bzw. Feinpapiere sind die unbestrichenen – und bestrichenen Druckpapiere auf Zellulosebasis mit einem Anteil an mechanischer Masse von weniger als 10 %.
Das unbestrichene Druckpapier auf Zellulosebasis (WFU) besteht aus gebleichter Birkenzellulose 55 – 80 %, gebleichter Nadelholzzellulose 0 – 30 % und Füllstoffen 10 – 30 %. Die Werte von WFU-Papier schwanken erheblich: Flächengewicht 50 – 90 g/m² (sogar 240 g/m²), Bendtsen-Griffigkeit 250 – 400 ml/min, Remissionsgrad im Blauen 86 – 92 % und Opazität 83 – 98 %.
Bei bestrichenen Druckpapieren auf Zellulosebasis (WFC) schwanken die Streichmengen je nach den Anforderungen und dem Verwendungszweck erheblich. Nachstehend typische Werte für einmal oder zweimal bestrichenes Druckpapier auf Zellulosebasis: einmal bestrichenes Papier Flächengewicht 90 g/m², Hunter-Glanz 65-80 %, PPS S10-Griffigkeit 0,75 – 2,2 μm, Remissionsgrad im Blauen 80 – 88 % und Opazität 91 – 94 %, und zweimal bestrichenes Papier Flächengewicht 130 g/m², Hunter-Glanz 70-80 %, PPS S10-Griffigkeit 0,65 – 0,95 μm, Remissionsgrad im Blauen 83 – 90 % und Opazität 95 – 97 %.
Nichthaftendes Papier (release paper) mit einem Flächengewicht zwischen 25 – 150 g/m².
Andere oft aus Zellulose hergestellte Papiere sind u.a. Packpapiere (Sackkraft), oft Softpapiere (Tissue) und Tapetenpapiere (Wallpaper).
Bei der Herstellung von Karton wird Zellulose, mechanische Masse und/oder Sekundärmasse verwendet. Kartons können nach ihrem Verwendungszweck u.a. in folgende Hauptgruppen unterteilt werden.
Wellpappe mit einer Oberflächenschicht (laineri) sowie einer Wellpappenzwischenlage (fluting).
Aus Schachtelkarton werden Schachteln, Kartons, u.a. Kartons für Flüssigkeitsbehälter (FBB, WLC, SBS) hergestellt.
Grafische Kartons sind u.a. Karten, Mappen, Alben, Schutzhüllen, Deckel.
Tapetenkartons (Wallpaper base).
Bei der Herstellung dieser vorstehend aufgeführten Sorten sind das Verfahren, der Prozess und die Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendbar.
Mit einem Kalander oder einem entsprechenden Gerät wird im Allgemeinen jede von der Papiermaschine oder einem entsprechenden Gerät produzierte Papier-/Kartonbahn behandelt, so dass der Zustand der Bahnbehandlungsoberfläche in der Weise instand gehalten werden muss, dass das Kalandrierungs- oder Behandlungsergebnis nicht wesentlich zum Beispiel durch die Verschmutzung oder den Verschleiß der Bahnbehandlungsoberfläche geschwächt wird. Durch Abwischen der Bahnbehandlungsoberfläche während des Betriebs wird versucht, eine Verschmutzung zu verhindern, aber gegen den Verschleiß müssen andere Instandhaltungsmittel verwendet werden. Herkömmlich wurde diese Instandhaltung in der Weise durchgeführt, dass in festgesetzten Zeitintervallen beim Erreichen einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden oder beim Erreichen einer bestimmten kalandrierten oder behandelten Länge oder einem passenden Stillstand die verschlissenen und verschmutzten Bahnbehandlungsoberflächen gewechselt und der Walzenwartung oder einer entsprechenden Stelle zum Schleifen übergeben wurden. Ein solches Vorgehen erfordert das Vorhandensein von mehreren Bahnbehandlungsoberflächen zu Wechselzwecken, damit die Kalandrierung oder der Behandlungsprozess nicht wegen fehlender Wechselteile unterbrochen würde. Natürlich sollte angestrebt werden, eine solche Maßnahme möglichst selten durchzuführen, da die Maßnahme Kosten aufgrund verlorener Produktionszeit als auch Arbeitskraftkosten verursacht. Außerdem entsteht durch das Schleifen der Bahnbehandlungsoberfläche Materialverlust und damit ein zeitweiliger Erneuerungsbedarf, wenn die Bahnbehandlungsoberfläche dünner wird, als es die zulässige Untergrenze gestattet.

Als der Stand der Technik ist die Veröffentlichung WO 99/36616 bekannt, welche ein Verfahren und ein Gerät zur Instandhaltung der Walze enthält, wobei der Zustand der Walze ständig während des Betriebs überwacht und die Oberfläche der Walze gereinigt oder geschliffen wird, und zwar in der Weise, dass die Oberfläche der Walze ständig in einem guten Zustand bleibt und damit auch die Qualität des Papiers ständig gut bleibt. Die Veröffentlichung beschreibt auch ein Gerät zur Instandhaltung der Walze, welches Einrichtungen zur Überwachung des Zustands, zur Reinigung oder zum Schleifen umfasst, die Ausrüstung eine Reinigungs-/Instandhaltungseinheit, eine Überwachungseinheit, eine Messeinheit umfasst und dass die Ausrüstung ständig während des Betriebs zur Verfügung steht.

Die im Zusammenhang mit dieser Erfindung verwendeten Termini, die mit der Oberflächengriffigkeit verbunden sind, sind detaillierter im Buch von Aimo Pere mit dem Titel Koneenpiirustus 2 (Maschinenzeichnung 2), auf den Seiten 21-1 – 21-17, Verlag Offsetpiste Ky, Helsinki, 1988, ISBN 951-99334-1-7 erklärt.

Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zu erhalten, mit dem die auf die Glätte der zu bildenden Papier-/Kartonbahn wirkenden Faktoren während des Betriebs in der Weise aufrecht erhalten werden, dass die Glätte der Papier-/Kartonbahn sich möglichst wenig während der für die Produktion verwendeten Zeit bzw. als Funktion der Länge der produzierten Papier-/Kartonbahn ändert. Zweck ist es auch, vorteilhaft auf das Profil der Bahnbehandlungsoberfläche sowohl der Mikro- als auch der Makroebene und mit deren Hilfe auf die Eigenschaften der zu kalandrierenden oder zu behandelnden Bahnbehandlungsoberfläche einzuwirken, damit die Bedruckbarkeit der Papier-/Kartonbahn möglichst gut ausfallen würde. Eines der Ziele der Erfindung ist also auch, die erzielbare Glätte der Papier-/Kartonbahn durch Kalandrierung oder Behandlung zu verbessern. Zweck ist es auch, die Anzahl der das Stoppen des Kalanders oder Behandlungsgeräts voraussetzenden Instandhaltungsmaßnahmen zu reduzieren, den Zeitraum für den ununterbrochenen Betrieb zu verlängern, die Wartungsintervalle der Bahnbehandlungsoberfläche zu ver längern sowie den Bedarf eines Wechsels von Bahnbehandlungsoberflächen in festgesetzten Zeitintervallen zu reduzieren. Ein weiterer Zweck ist auch die Verlängerung der Lebensdauer der Bahnbehandlungsoberfläche.

Für ein Verfahren nach der Erfindung ist es charakteristisch, dass die Reinigung und/oder Behandlung mit einem elektromagnetischen Strahl durchgeführt wird. Für ein Gerät nach der Erfindung wiederum ist es charakteristisch, dass die Reinigungsgeräte und/oder Behandlungsgeräte aus einem oder mehreren elektromagnetischen Strahlern bestehen. So kann die Bahnbehandlungsoberfläche während des Betriebs unberührt instand gehalten werden. Nach der Erfindung wird entweder die Reinigung oder die Behandlung oder alternativ beide mit einem elektromagnetischen Strahl durchgeführt. Die Reinigung kann auf herkömmliche Weise erfolgen, zum Beispiel mit einem Wischer, wobei nur die Behandlung mit einem elektromagnetischen Strahl durchgeführt wird. Alternativ wird die Reinigung mit einem elektromagnetischen Strahl und die Behandlung auf herkömmliche Weise durch Schleifen vorgenommen. Welche der Alternativen sich zu wählen lohnt, hängt in erster Linie vom vorherrschenden Schmutztyp und anderen Umständen ab. Falls es beispielsweise vorkommt, dass der elektromagnetische Strahl zu tief in die Bahnbehandlungsoberfläche einschmilzt, empfiehlt es sich, den Schmutz vor der Behandlung mechanisch, zum Beispiel durch Abwischen, zu entfernen.

Für eine der Anwendungsformen der Erfindung ist es auch charakteristisch, dass bei der Reinigung auf der Bahnbehandlungsoberfläche haftende Schmutzpartikel entfernt werden, die von der Papier-/Kartonbahn, von der Bahnbehandlungsoberfläche oder von irgendeiner externen Quelle stammen. Das ist insofern ein Grundausgangspunkt für die Instandhaltung, dass, wenn fast eine Spiegelfläche angestrebt wird, jedes überflüssige Schmutzpartikel ein mit dem Verfahren erzielbares Endergebnis verschlechtert. Ein Schmutzpartikel verbraucht einen Teil der für die eigentliche Behandlung vorgesehenen Leistung pro Flächeneinheit, so dass die Wirkung der Behandlungsleistung bei einer sauberen und schmutzigen Bahnbehandlungsoberfläche unterschiedlich ist.

Für eine andere Anwendungsform der Erfindung ist es charakteristisch, dass mit der Behandlung eine dauerhafte Änderung der Form und möglicherweise eine Änderung der Kristallstruktur für die Bahnbehandlungsoberfläche erreicht wird. Bei der Behandlung werden auch die Oberflächenprofilhöhen der Bahnbehandlungsoberfläche ausgeglichen und flacher gemacht. Je nach den Stoffeigenschaften werden auch die Profiltiefen gefüllt. Vorteilhaft wird dies in der Weise durchgeführt, dass die Reinigung und/oder Behandlung mit einer Leistung erfolgt, die das Schmelzen der Oberflächenprofilhöhen der Bahnbehandlungsoberfläche verur sacht. Hinsichtlich der Qualität des Behandlungs- oder insbesondere des Kalandrierungsergebnisses der Papier-/Kartonbahn ist es wichtig, dass die Bahnbehandlungsoberfläche ständig in einem guten Zustand erhalten wird; in der Praxis bedeutet dies, dass die Oberflächengriffigkeit R_a auf einem Niveau unter 0,2 μm gehalten wird, vorteilhafter unter 0,1 μm, am vorteilhaftesten unter 0,05 μm.

Für einen Prozess nach der Erfindung ist es charakteristisch, dass die Reinigung und/oder Behandlung mit Hilfe eines elektromagnetischen Strahls durchgeführt wird und die Temperatur der Bahnbehandlungsoberfläche während der Produktion bei über 150 °C, vorteilhaft bei über 180 °C liegt, und dass die Verweilzeit der Papier-/Kartonbahn im Bahnformgebungsbereich 0,1 – 1000 ms beträgt.

Nachstehend werden einige der Anwendungsformen der Erfindung mit Beispielen unter Verweisung auf die Figuren erläutert:
1 stellt einen Kalander dar, bei dem ein Walzenpaar nach der Erfindung behandelt wird; und
2 stellt einen Kalander dar, bei dem ein Band und eine Walze nach der Erfindung behandelt wird.
In 1 ist der vom Walzenpaar 1a, 2a gebildete Kalander 1 dargestellt, dessen Bahnbehandlungsoberflächen 1b, 2b nach dem Verfahren der Erfindung behandelt wird. Der Zustand der auf die Glätte der Papier-/Kartonbahn W wirkenden Bahnbehandlungsoberfläche 1b, 2b wird während der Kalandrierung ständig oder zumindest in bestimmten Abständen mit den Überwachungseinrichtungen 11, 21 überwacht. Die Bahnbehandlungsoberfläche 1b, 2b wird während der Kalandrierung und/oder bei vorübergehender Unterbrechung der Produktion in der Weise instand gehalten, dass die Bahnbehandlungsoberfläche mit den Reinigungsgeräten 12, 22 gereinigt und/oder entweder ständig oder je nach erkanntem Bedarf mit den Behandlungsgeräten 13, 23 behandelt wird, dass die Reinigung und/oder die Behandlung mittels eines elektromagnetischen Strahls in der Weise durchgeführt wird, dass die Reinigungsgeräte 12, 22 und/oder Behandlungsgeräte 13, 23 aus einem oder mehreren elektromagnetischen Strahlern bestehen. Es ist technisch möglich, alle drei Funktionen, nämlich Überwachung, Reinigung und Behandlung, für die Durchführung durch den gleichen Strahler in der Weise zu vereinigen, dass der Strahler in einer etwas anderen Weise gesteuert wird. Insbesondere ist ein so genannter Impulslaser für eine solche Lösung eine verwendbare Verwirklichungsart. Je nach den vorherrschenden Umständen wird auch gewählt, ob eine ständige Überwachung benötigt wird oder ob eine Überwachung in bestimmten Ab ständen ausreicht, zum Beispiel eine in einigen Minuten Abstand erfolgende Überwachung zur Sicherstellung einer ausreichenden Qualitätsproduktivität. Desgleichen kann die Instandhaltung sowohl bei Betrieb oder Stillstand der Kalandrierung oder bei beiden Zuständen oder nur bei einem der beiden Zustände durchgeführt werden. Auch hängt es von den Umgebungsbedingungen ab, ob die Bahnbehandlungsoberfläche ständig und/oder je nach erkanntem Bedarf gereinigt und/oder behandelt wird. Diese Wahl wird u.a. aufgrund der Verschmutzungsempfindlichkeit, der zur Verfügung stehenden Reinigungs-/Behandlungsleistung und aufgrund der benötigten Zeit für die Reinigung/Behandlung vorgenommen. Die Schmutzpartikel können von der zu kalandrierenden Papier-/Kartonbahn, von der Bahnbehandlungsoberfläche oder von einer anderen externen Quelle stammen, so dass die Zusammensetzung der Partikel erheblich schwanken kann und für verschiedene Schmutztypen am besten unterschiedliche Reinigungs- und Behandlungsarten passen.
Entsprechend ist in 2 eine entsprechende Vorrichtung im Zusammenhang mit einem Bandkalander dargestellt. 2 enthält den Kalander 1 mit der Schuhwalze 3a und dem Schuh 35, die Gegenwalze 4a und deren Oberfläche 4b, das Überwachungsgerät 41 für die Oberfläche der Gegenwalze, das Reinigungsgerät 42 und das Behandlungsgerät 43. Das Band oder die Bandoberfläche 3b wird mit dem Überwachungsgerät 31 überwacht, mit dem Reinigungsgerät 32 gereinigt und mit dem Behandlungsgerät 33 behandelt. Die Positionen der in der Figur dargestellten verschiedenen Geräte sind nur Beispiele, sie entsprechen nicht unbedingt einer optimalen Positionierung der Geräte.
Der Zweck der Behandlung besteht in der Aufrechterhaltung der Bahnbehandlungsoberfläche in einem solchen Zustand, dass dadurch eine kalandrierte Papier-/Kartonbahn in einer sehr guten Qualität produziert werden kann. Wenn der Kalander in Betrieb ist, beginnt sich die Bahnbehandlungsoberfläche nach einer gewissen Phase unvermeidlich abzunutzen, da die Papier-/Kartonbahn und die Bahnbehandlungsoberfläche miteinander in einem fließenden Kontakt stehen. Dieser Mechanismus verursacht eine Aufrauung der Bahnbehandlungsoberfläche, d.h. der Abstand zwischen den Höhen und Tiefen im Oberflächenprofil nimmt zu. Der Zweck der Behandlung liegt darin, diese Zunahme zu verhindern und zu reduzieren. In der Praxis bedeutet dies, dass mit der Behandlung eine dauerhafte Änderung der Form und möglicherweise eine Änderung der Kristallstruktur für die Bahnbehandlungsoberfläche erreicht wird. Die Kristallstruktur ändert sich als Folge der Behandlung möglicherweise so, dass zum Beispiel, wenn es sich um Metall handelt, die an der Oberfläche liegende Phase, zum Beispiel eine Perlitphase, in eine andere Phase umgewandelt wird.
Bei der Behandlung werden also die Oberflächenprofilhöhen der Bahnbehandlungsoberfläche ausgeglichen und flacher gemacht, damit der erwähnte Abstand ausreichend gering bleibt. Möglicherweise bewegt sich der Stoff auch in der Weise in seitlicher Richtung, dass bei der Behandlung auch die Oberflächenprofiltiefen der Bahnbehandlungsoberfläche gefüllt werden. Damit die Verflachung dieses Profils gelingt, wird die Reinigung und/oder Behandlung mit einer Leistung durchgeführt, die ein Schmelzen der Oberflächenprofilhöhen der Bahnbehandlungsoberfläche verursacht. Das führt auch in den meisten Fällen zu einer Änderung der Kristallstruktur, da das diesbezügliche Schmelzen und das darauf folgende Erstarren in einem sehr kleinen Maßstab und sehr schnell erfolgt. Damit bei der Kalandrierung die gewünschten Glättewerte der Bahnbehandlungsoberfläche erreicht werden, wird die Oberflächengriffigkeit R_a der Bahnbehandlungsoberfläche auf einem Niveau unter 0,2 μm gehalten, vorteilhafter unter 0,1 μm, am vorteilhaftesten unter 0,05 μm.
Einer der Vorgänge des Verfahrens nach der Erfindung ist das Erkennen, in welchem Zustand sich die Bahnbehandlungsoberfläche jeweils befindet. Dies wird vorteilhaft in der Weise verwirklicht, dass der Zustand der Bahnbehandlungsoberfläche bzw. zumindest das Oberflächenprofil von den Überwachungsgeräten ohne Berührung mit einem elektromagnetischen Strahl überwacht wird. Für diesen Zweck eignet sich unter anderem gut, dass die Wellenlänge des bei dem Verfahren verwendeten elektromagnetischen Strahls im Bereich 380 – 700 nm liegt, dass für die Überwachung vorteilhaft eine kürzere Wellenlänge als für die Reinigung und/oder Behandlung verwendet wird, dass am vorteilhaftesten ein sogenannter blauer Laser für die Überwachung verwendet wird. Mittels der für diese Überwachung zu verwendenden kürzeren Wellenlänge, z.B. eines blauen Lasers, kann die Auflösungsfähigkeit von kleinen Details des Profils verglichen mit einem sogenannten roten Laser erhöht werden. Für die Erfindung mögen auch andere Wellenlängenbereiche geeignet sein, doch der vorteilhaft genannte elektromagnetische Strahl ist ein mittels Laser erzeugtes kohärentes Licht, noch vorteilhafter in Impulsform.
Auch wenn das Verfahren teilweise auf der Nutzung eines elektromagnetischer Strahls beruht, kann ein Teil der Verfahrensvorgänge auch mit herkömmlichen Mitteln und Geräten durchgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, entweder das Reinigungsgerät oder das Behandlungsgerät in der Weise zu wechseln oder zu ersetzen, dass die entsprechende Arbeit durch mechanische Berührung in der bekannten Weise, wie zum Beispiel mit einem Wischer oder einem Schleifgerät, durchgeführt wird. Hierbei umfassen die Reinigungsgeräte oder Behandlungsgeräte ein Element, das die Bahnbehandlungsoberfläche mechanisch berührt, wie zum Beispiel einen Wischer oder ein abrasives Schleifgerät.
Eine der Eigenschaften der Erfindung zum Erreichen des Zwecks besteht darin, dass die erreichte Glätte der Papier-/Kartonbahn während der Kalandrierung ständig überwacht wird und dass die Vorrichtung gemäß der Erfindung während der Kalandrierung ständig mit dem die erreichte Glätte der Papier-/Kartonbahn überwachendem Gerät in Kommunikationsverbindung steht. In der Praxis ist also die Information über die erreichte Glätte der Papier-/Kartonbahn einer der Steuerparameter, die an die Vorrichtung zurückgeschaltet werden.
Nach einer vorteilhaften Anwendungsform der Erfindung wird die Bahnbehandlungsoberfläche gereinigt und behandelt, ohne diese aus der Maschine zu lösen, und die Bahnbehandlungsoberfläche lässt sich reinigen und behandeln, ohne aus der Maschine gelöst zu werden. Gleichwohl kann die Erfindung auch im Zuge einer herkömmlichen Walzenwartung verwendet werden, indem die Bahnbehandlungsoberfläche aus der Maschine gelöst und zu einem gesonderten Wartungsdienst zur Instandhaltung nach der Erfindung gebracht wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Anwendungsform der Erfindung sind die Reinigungs- und/oder Behandlungsgeräte in der CD-Richtung so breit wie die Bahnbehandlungsoberfläche bzw. in Querrichtung bzw. quer zur Laufrichtung der Papier-/Kartonbahn breiter, oder alternativ sind die Reinigungs- und/oder Behandlungsge räte schmaler als die Bahnbehandlungsoberfläche, aber die Reinigungs- und/oder Behandlungsgeräte sind über die Bahnbehandlungsoberfläche hinweg in CD-Richtung beweglich, zum Beispiel oszillierend oder traversierend, angeordnet.

Claims

Verfahren zur Aufrechterhaltung der auf die Glätte der herzustellenden Papier-/Kartonbahn (W) wirkenden Faktoren während der Produktion in der Weise, dass sich die Glätte der Papier-/Kartonbahn (W) während der für die Produktion verwendeten Zeit bzw. als Funktion der Länge der produzierten Papier-/Kartonbahn (W) höchstens bis zum zulässigen Grenzwert ändert, dass der Zustand der auf die Glätte der Papier-/Kartonbahn (W) wirkenden Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) ständig oder zumindest in bestimmten Abständen während der Produktion überwacht wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) während der Produktion und/oder bei vorübergehender Unterbrechung der Produktion in der Weise instand gehalten wird, dass die Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) gereinigt und/oder ständig oder je nach erkanntem Bedarf behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung und/oder Behandlung mit einem elektromagnetischen Strahl durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reinigung auf der Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) haftende Schmutzpartikel entfernt werden, die von der Papier-/Kartonbahn (W), von der Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) oder von irgendeiner externen Quelle stammen können.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Behandlung eine dauerhafte Änderung der Form und möglicherweise eine Änderung der Kristallstruktur für die Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Behandlung die Oberflächenprofilhöhen der Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) ausgeglichen und flacher gemacht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Behandlung die Oberflächenprofiltiefen der Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) gefüllt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung und/oder Behandlung mit einer Leistung erfolgt, die das Schmelzen der Oberflächenprofilhöhen der Bahnbehandlungsoberfläche (1b, 2b, 3b, 4b) verursacht.