DE102006011853A1

DE102006011853A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102006011853A1
Application number: DE200610011853
Authority: DE
Inventors: Frank Wegehaupt; Dominik Mai; Holger Humberg
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-27

Abstract

Ein Verfahren zur Rückbefeuchtung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei ihrer Herstellung und/oder Behandlung in einer Trockenpartie (2) mit einer einen Düsenfeuchter (5) umfassenden und innerhalb der Trockenpartie (2) angeordneten Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) in der Trockenpartie (2) auf einen Trockengehalt im Bereich zwischen 95 und 99% übertrocknet und anschließend durch den Düsenfeuchter (5) rückbefeuchtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückbefeuchtung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei ihrer Herstellung und/oder Behandlung in einer Trockenpartie mit einer einen Düsenfeuchter umfassenden und innerhalb der Trockenpartie angeordneten Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn.
Bei bekannten Papiermaschinen wird die Papierbahn mit gleichmäßiger Feuchteverteilung in allen drei Raumrichtungen innerhalb der Papierbahn zum Kalander geführt. Anschließend wird, um eine effektive Kalandrierung zu ermöglichen, zur Erzeugung eines Feuchtegradienten in Richtung der Bahndicke (z-Richtung) („moisture gradient calendering") üblicherweise ein Dampfblaskasten zur Kondensat-Filmbildung auf derjenigen Papierbahnseite eingesetzt, die der heißen Walze im Kalandernip zugeordnet ist.

Aus der DE-AS 1 295 993 ist eine Dampfbefeuchtungseinrichtung für Warenbahnen, insbesondere für Papierbahnen, bekannt, in der ein mit Dampfaustrittslöchern versehener Umlenkbalken mit gekrümmter Oberfläche eingesetzt wird. Der Umlenkbalken hat auf der Auslaufseite der Papierbahn einen wesentlich größeren Krümmungsradius als auf der Zulaufseite. Die Dampfaustrittsdüsen sind jedoch im Bereich des Bahneinlaufs angeordnet. Ein derartiger Umlenkbalken lässt sich an jeder beliebigen Stelle eines Satinierkalanders einsetzen. Es soll erreicht werden, dass die Papierbahn im Bereich des Umlenkbalkens auf einem Dampfpolster schwimmt, wobei im Bereich der kleinen Krümmung und des dort herrschenden starken Andrucks der noch hohe Dampfdruck wirkt, während entsprechend dem durch die zunehmende Kondensation auf der Papierbahn verringerten Dampfdruck auch der geringere Andruck im Bereich des großen Krümmungsradius entspricht. Dies hat außerdem zur Folge, das durch dass Temperaturgefälle innerhalb der Papierschicht der Dampf kondensiert und tief in die Fasern eindringt, wobei er gegen Ende der Balkenumschlingung abgebaut wird.

Zur Beeinflussung der Rollneigung (Curl) der Papierbahn wird dabei Wasser mittels Düsen gleichmäßig über die Papierbahnbreite aufgebracht. Wesentlich ist dabei, dass das Wasser einseitig bzw. bei einer zweiseitigen Beaufschlagung zumindest in unterschiedlichen Mengen auf die beiden Seiten aufgebracht wird. Damit wird die Quellungsänderung der Fasern zwischen der Ober- und der Unterseite der Faserstoffbahn beim Trocknungsprozess gezielt beeinflusst und entsprechend das Curl-Verhalten korrigiert.

Das Wasser kann über Düsen oder über spezielle Walzenauftragswerke aufgebracht werden. Insbesondere bei qualitativ hochwertigen Papieren muss zusätzlich noch auf ein möglichst gutes Feuchtequerprofil geachtet werden. Dies wird durch sektional steuerbare Düsenfeuchter erreicht.

Bei Düsenfeuchtern mit separaten Vorrichtungen zur gleichzeitigen Beeinflussung von Curl und Feuchtequerprofil liegt die maximale Auftragsmenge je Düse in einem Bereich zwischen zwölf und fünfzehn Litern je Stunde bei einem Tröpfchendurchmesser von 100 μm oder weniger. Eine Korrektur des Curls, d. h. der Planlage des Papiers, erfolgt durch eine zweireihige Anordnung der Trockenzylinder zumindest am Ende der Trockenpartie oder einen Dampfauftrag auf der Papierunterseite nach der Trockenpartie und/oder einen zusätzlichen Wasserauftrag auf die Papierbahnunterseite.

Aus der DE 102 41 944 A1 sind eine Einrichtung und ein Verfahren zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bekannt. Dabei kommt eine Befeuchtungseinheit zum Einsatz, durch die gleichzeitig sowohl das Feuchtequerprofil als auch der Curl der Faserstoffbahn beeinflusst werden, wobei das Feuchtequerprofil und der Curl getrennt voneinander beeinflusst werden.

Durch diese Einrichtung lassen sich Korrekturen des Feuchtequerprofils und des Curls mittels einer einzigen kompakten Einheit, beispielsweise mittels eines einzigen Düsenfeuchters, durchführen. Hierdurch wird eine Egalisierung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn bei gleichzeitiger Mindestrückbefeuchtung der Faserstoffbahn über die gesamte Breite zur Gewährleistung der Planlage der Bahn möglich. Eine zuverlässige Feuchtequerprofilregelung sowie eine Korrektur der Planlage sind damit auch noch bei höheren Maschinengeschwindigkeiten möglich.

Die bekannte Einrichtung ist insbesondere auch für Papiere mit hohen Flächengewichten geeignet.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine optimale Rückbefeuchtung einer Faserstoffbahn vor dem Kalandrieren der Bahn zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn in der Trockenpartie auf einen Trockengehalt im Bereich zwischen 95 und 99 % übertrocknet und anschließend durch den Düsenfeuchter rückbefeuchtet wird.

Erfindungsgemäß erfolgt die Rückbefeuchtung innerhalb der Trockenpartie, um die Papiereigenschaften zu vergleichmäßigen, insbesondere den Trockengehalt. Dies wird durch innerhalb der Trockenpartie angeordneten Düsenfeuchter gewährleistet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von SC- (super calendered) Papier eingesetzt. Nachdem die Papierbahn die Trockenpartie mit dem gewünschten Feuchtegehalt verlassen hat, wird sie auf einen Tambour aufgewickelt und wird dann nach einer gewissen Reifezeit durch einen Offline-Kalander geglättet.

Zwar ist die Installation eines Düsenbefeuchters nach dem Stand der Technik zum Zwecke der Feuchteprofilierung bekannt, nicht aber zum Zwecke der Rückbefeuchtung, nachdem die Faserstoffbahn vorher übertrocknet worden war. Zur Feuchteprofilierung soll nur soviel Wasser aufgetragen werden, wie zur Profilierung erforderlich ist. Bei der Rückbefeuchtung hingegen wird die mittlere Feuchte nach der Übertrocknung auf einen definierten Wert eingestellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Von Vorteil ist ein Verfahren, bei dem durch den Düsenfeuchter auch der Curl der Faserstoffbahn beeinflusst wird.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Faserstoffbahn durch den Düsenfeuchter auf einen Trockengehalt im Bereich zwischen 87 und 94 % rückbefeuchtet wird. In vorteilhafter Weise wird die Faserstoffbahn um mindestens 7 % rückbefeuchtet.

Vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem während des Betriebs der mittlere Düsendurchsatz, ermittelt aus dem Gesamtdurchsatz der Düsen, dividiert durch deren Anzahl, zumindest im wesentlichen konstant gehalten wird.

Zusätzlich ist ein Verfahren von Vorteil, bei dem das Feuchtequerprofil über eine entsprechende Regelung und/oder Steuerung in der gewünschten Weise beeinflusst wird.

Ebenso ist ein Verfahren vorteilhaft, gemäß dem der Curl über eine entsprechende Regelung und/oder Steuerung in der gewünschten Weise beeinflusst wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Curlbeeinflussung in Abhängigkeit von der mittleren Bahnfeuchte und insbesondere der Größe der im Labortest ermittelten Curls gesteuert und/oder geregelt wird.

Zusätzlich erweist es sich als vorteilhaft, wenn alle Düsen des Düsenfeuchters gleichzeitig sowohl zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch zur Beeinflussung des Curls der Faserstoffbahn herangezogen werden.

Ebenso lässt sich mit Vorteil vorsehen, dass ein Teil der Düsen des Düsenfeuchters ausschließlich zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils und ein Teil der Düsen ausschließlich zur Beeinflussung des Curls herangezogen wird.

Alternativ wird das Verfahren so durchgeführt, dass ein Teil der Düsen des Düsenfeuchters gleichzeitig sowohl zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch zur Beeinflussung des Curls der Faserstoffbahn und ein Teil der Düsen ausschließlich zur Beeinflussung des Curls herangezogen wird.

In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Teil der Düsen sowohl zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch zur Beeinflussung des Curls der Faserstoffbahn und ein Teil der Düsen ausschließlich zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils herangezogen wird.

Ebenso lässt sich das Verfahren in vorteilhafter Weise so weiterbilden, dass der Feuchtegehalt der Faserstoffbahn vor dem Düsenfeuchter über dessen Wasserauftrag und einen in Bahnlaufrichtung nach dem Düsenfeuchter angeordneten Feuchtescanner berechnet wird.

In vorteilhafter Weise wird das Verfahren so ausgeführt, dass durch den Düsenfeuchter Wassertropfen mit einem Sauter-Durchmesser von weniger als 200 μm, vorzugsweise weniger als 100 μm, auf die Faserstoffbahn aufgebracht werden. Bekanntlich ist der Sauter-Durchmesser ein mittlerer Tropfendurchmesser, der zur Spraycharakterisierung benutzt wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer Trockenpartie und mit einer einen Düsenfeuchter umfassenden Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn nach einem der oben aufgeführten Verfahren.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenfeuchter in der letzten oder vorletzten Trockengruppe einer einreihigen Trockenpartie angeordnet ist.

Für den Fall, dass die Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn eine einen einreihigen und einen zweireihigen Teil aufweisende Trockenpartie und eine einen Düsenfeuchter aufweisende Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn umfasst, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Düsenfeuchter in der letzten oder vorletzten Trockengruppe des einreihigen Teils der Trockenpartie angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Düsenfeuchter an der letzten Trockensiebsaugwalze der letzten oder vorletzten Trockengruppe angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Düsenfeuchter mit pneumatischen Zerstäuberdüsen oder mit Zweistoff-Düsen ausgestattet ist.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der Düsenfeuchter mindestens vierzig Düsen je Meter Bahnbreite umfasst.

Ebenso ist eine Vorrichtung vorteilhaft, in der dem Düsenfeuchter eine Messeinrichtung zur Feuchtemessung der Faserstoffbahn vorgeordnet ist. Dadurch wird die ungenaue Messung der Bahnfeuchtigkeit nach dem Düsenfeuchter vermieden. Eine derartige Messung, wie sie nach dem Stand der Technik verwendet wird, ist nämlich sehr fehlerhaft, da das Wasser unmittelbar nach der Befeuchtung an der Bahnoberfläche lokalisiert ist und bei der Messung anders bewertet wird als initial in der Bahn vorhandenes Wasser. Außerdem beeinflusst auch der in der Luft vorhandene Sprühnebel die Messung nachteilig. Erfindungsgemäß ist demgegenüber die Messeinrichtung an einer Stelle der Trockenpartie angeordnet, nachdem die Faserstoffbahn gerade über einen Trockenzylinder gelaufen ist. Dadurch ist die Feuchtigkeit gut in die Bahn penetriert, Fehlmessungen durch feuchte Luft sind auszuschließen.

Zusätzlich wird mit Vorteil vorgesehen, dass die Trockenpartie Stellmittel zum Einstellen des Trockengrades der Faserstoffbahn vor dem Erreichen des Düsenfeuchters umfasst.

Durch die Erfindung wird ein einfaches Verfahren zur Herstellung von Papier geschaffen, das erst in einem späteren nachgeordneten Verfahren offline kalandriert werden soll. Dadurch, dass der Düsenfeuchter in der Trockenpartie integriert ist, wird der freie Bahnzug im Bereich des Düsenfeuchters vermieden. Vielmehr wird eine bereits vorhandene Bahnführung im Bereich der Trockenpartie genutzt. Dadurch wird die Gefahr von Abrissen reduziert; es wird eine bessere Lauffähigkeit der Faserstoffbahn erreicht. Überführvorrichtungen sind nicht erforderlich. Auch zusätzlich auftretender Curl lässt sich bereits in der Trockenpartie beseitigen. Damit werden auch aufstehende Ränder der Faserstoffbahn beseitigt. Durch die Integration des Düsenfeuchters in die Trockenpartie wird eine gleichmäßige Befeuchtung der Faserstoffbahn gewährleistet.

Es lässt sich ein einfacher, kostengünstiger Düsenfeuchter einsetzen, da keine Luftmesser und keine aufwendigen Einrichtungen zur Vermeidung des Wegblasens der Bahn erforderlich sind.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Ansicht des hinteren Teils einer einreihigen Trockenpartie und einer dieser nachgeordneten Wickeleinrichtung.
Eine Faserstoffbahn 1 (Figur) wird in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn erzeugt. Die Maschine umfasst eine einreihige Trockenpartie 2 mit Trockenzylindern 3 und Trockensiebsaugwalzen 4, um die die Faserstoffbahn 1 zusammen mit einem Trockensieb herumgeführt wird. Je ein Trockenzylinder 3 und eine Trockensiebsaugwalze 4 bilden jeweils eine Trockengruppe.
Unterhalb der letzten Siebsaugwalze 4 wird die Faserstoffbahn 1 durch einen mit Zweistoffdüsen oder pneumatischen Düsen ausgestatteten Düsenfeuchter 5 durchfeuchtet, um einen gewünschten Feuchtegehalt einzustellen, bevor die Faserstoffbahn 1 später offline kalandriert wird. Alternativ kann der Düsenfeuchter 5 erfindungsgemäß auch an der vorletzten Trockensiebsaugwalze 4 angebracht sein.
Anschließend wird die Faserstoffbahn 1 über Umlenkrollen 6 einer Wickelmaschine 7 zugeführt, in der sie auf einem Wickelkern 8 zu einer Wickelrolle 9 aufgewickelt wird. Der Wickelkern 8 wird aus einem Vorrat 10 mit Wickelkernen 8 zugeführt.

1: Faserstoffbahn
2: Trockenpartie
3: Trockenzylinder
4: Trockensiebsaugwalze
5: Düsenfeuchter
6: Umlenkrollen
7: Wickelmaschine
8: Wickelkern
9: Wickelrolle
10: Vorrat

Claims

Verfahren zur Rückbefeuchtung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei ihrer Herstellung und/oder Behandlung in einer Trockenpartie (2) mit einer einen Düsenfeuchter (5) umfassenden und innerhalb der Trockenpartie (2) angeordneten Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) in der Trockenpartie (2) auf einen Trockengehalt im Bereich zwischen 95 und 99 % übertrocknet und anschließend durch den Düsenfeuchter (5) rückbefeuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Düsenfeuchter (5) auch der Curl der Faserstoffbahn (1) beeinflusst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) durch den Düsenfeuchter (5) auf einen Trockengehalt im Bereich zwischen 87 und 94 % rückbefeuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) um mindestens 6 %, vorzugsweise mindestens 7 %, rückbefeuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der mittlere Düsendurchsatz, ermittelt aus dem Gesamtdurchsatz der Düsen, dividiert durch deren Anzahl, zumindest im wesentlichen konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Feuchtequerprofil über eine entsprechende Regelung und/oder Steuerung in der gewünschten Weise beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Curl über eine entsprechende Regelung und/oder Steuerung in der gewünschten Weise beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Curlbeeinflussung in Abhängigkeit von der mittleren Bahnfeuchte und insbesondere der Größe der im Labortest ermittelten Curls gesteuert und/oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Düsen des Düsenfeuchters (5) gleichzeitig sowohl zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch zur Beeinflussung des Curls der Faserstoffbahn (1) herangezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Düsen des Düsenfeuchters (5) ausschließlich zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils und ein Teil der Düsen ausschließlich zur Beeinflussung des Curls herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Düsen des Düsenfeuchters (5) gleichzeitig sowohl zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch zur Beeinflussung des Curls der Faserstoffbahn (1) und ein Teil der Düsen ausschließlich zur Beeinflussung des Curls herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Düsen gleichzeitig sowohl zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch zur Beeinflussung des Curls der Faserstoffbahn (1) und ein Teil der Düsen ausschließlich zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegehalt der Faserstoffbahn (1) vor dem Düsenfeuchter (5) über dessen Wasserauftrag und einen in Bahnlaufrichtung nach dem Düsenfeuchter (5) angeordneten Feuchtescanner berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Düsenfeuchter (5) Wassertropfen mit einem Sauter-Durchmesser von weniger als 200 μm, vorzugsweise weniger als 100 μm, auf die Faserstoffbahn (1) aufgebracht werden.
Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer Trockenpartie und mit einer einen Düsenfeuchter (5) umfassenden Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn (1) nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenfeuchter (5) in der letzten oder vorletzten Trockengruppe einer einreihigen Trockenpartie (2) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, in einer einen einreihigen und einen zweireihigen Teil aufweisenden Trockenpartie (2) mit einer einen Düsenfeuchter (5) umfassenden Befeuchtungseinheit zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn (1) nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenfeuchter (5) in der letzten oder vorletzten Trockengruppe des einreihigen Teils der Trockenpartie (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenfeuchter (5) an der letzten Trockensiebsaugwalze (4) der letzten oder vorletzten Trockengruppe angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenfeuchter (5) mit pneumatischen Zerstäuberdüsen oder mit Zweistoff-Düsen ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenfeuchter (5) mindestens vierzig Düsen je Meter Bahnbreite umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Düsenfeuchter (5) eine Messeinrichtung zur Feuchtemessung der Faserstoffbahn (1) vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenpartie (2) Stellmittel zum Einstellen des Trockengrades der Faserstoffbahn (1) vor dem Erreichen des Düsenfeuchters (5) umfasst.