DE102007024581A1

DE102007024581A1 - Kalander und Verfahren zur Satinage von Papier- oder Kartonbahnen

Info

Publication number: DE102007024581A1
Application number: DE200710024581
Authority: DE
Inventors: Dirk Cramer; Manfred Feichtinger; Norbert Karner; Johann Moser; Jochen Dr. Niemann; Jörg Dr. Rheims; Ulrich Rothfuss; Eugen Schnyder; Lothar Dr. Zimmermann; Hans-Peter Steininger; Michael Rönchen
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-11-27

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Kalander mit einer ersten und einer zweiten, jeweils zwei Kontaktflächen aufweisenden Bahnbehandlungseinrichtung, wobei zwischen den Kontaktflächen jeder Bahnbehandlungseinrichtung eine laufende Papier- oder Kartonbahn unter Druck- und/oder Temperaturbeaufschlagung behandelt werden kann und die Kontaktzone mit der Bahn sowohl der ersten als auch der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung eine Länge in Bahnlaufrichtung von mindestens 100 mm aufweist, und ein Satinageverfahren mit diesem Kalander, welche in der Lage sind, die Einflussparameter eines Sitanageprozesses unabhängiger als bisher beeinflussen zu können. Zu diesem Zweck wird der ersten und der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung wenigstens eine weitere Bahnbehandlungseinrichtung mit zwei Kontaktflächen mit der Bahn, deren Kontaktzonenlänge mit der Bahn kleiner 50 mm ist, zwischengeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander mit einer ersten und einer zweiten, jeweils zwei Kontaktflächen, von denen wenigstens eine eine umlaufende Kontaktfläche darstellt, aufweisenden Bahnbehandlungseinrichtung, wobei zwischen den Kontaktflächen jeder Bahnbehandlungseinrichtung eine laufende Papier- oder Kartonbahn unter Druck- und/oder Temperaturbeaufschlagung behandelt werden kann und die Kontaktzone mit der Bahn sowohl der ersten als auch der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung eine Länge in Bahnlaufrichtung von mindestens 100 mm aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Satinage einer Papier- oder Kartonbahn mittels des Kalanders.
In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Methoden entwickelt, mit denen sich eine Warenbahn wie Papier oder Karton mittels eines sogenannten Breitnipkalanders glätten lässt. Dabei wird die Kontaktzone, in der die Warenbahn geglättet wird, nicht durch zwei gegeneinander gepresste feste Walzen erzeugt, sondern es wird ein Aggregat installiert, welches er erlaubt, in Laufrichtung der Warenbahn, der sogenannten Maschinenrichtung oder MD (= machine direction), einen verlängerten Nip zu erzeugen. Alle Verfahren haben zum Ziel, den positiven Effekt der Verbesserung der Oberflächenqualität zu erreichen, und gleichzeitig den dabei auftretenden, unerwünschten Dickenverlust zu minimieren, sinnvollerweise auf einen derartigen Wert, der kleiner ist als bei einem konventionellen Walzenkalander.
Der verlängerte Nip kann bei einem Walzennip erreicht werden, indem man ein zusätzliches elastisches Band einsetzt, um die Kontaktzone zu verlängern, oder durch einen sogenannten Schuhkalander, bei dem ein statisches, konkav geformtes und von einem weichen, rotierenden Mantel umhülltes Element gegen eine Walze gepresst wird.
Eine kurze Kontaktzone wirkt im Vergleich zur langen Kontaktzone bei einem Breitnipkalander deutlich anders auf die Warenbahn.
Grundsätzlich gibt es drei wesentliche Einflussfaktoren auf die Satinage einer Warenbahn. Dies sind die Druckspannung im Nip, die übertragene Wärme und die eingeschlossene Feuchtigkeit.
Es ist leicht verständlich, dass man über einen Breitnip aufgrund der längeren Verweilzeit eine größere Wärmemenge in die Bahn einbringen kann. Dadurch wird allerdings auch die Gefahr der plötzlichen und zerstörerisch auf die Warenbahn wirkenden Verdampfung nach dem Nip vergrößert. Es ist auch verständlich, dass in einer kürzeren Kontaktzone größere Druckkräfte eingeleitet werden können, die zwar der Warenbahn in der Regel einen höheren Glanz und eine bessere Glätte beibringen, im Grundsatz aber auch unerwünschte Dickeverluste zufügen. Insbesondere in Mehrwalzenkalandern wird eine Papier- oder Kartonbahn deutlich komprimiert.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die bei der Satinage wirkenden Einflussfaktoren unabhängiger voneinander als bisher einstellen zu können.
Die Aufgabe wird durch die den Vorrichtungsanspruch 1 und die den Verfahrensanspruch 18 kennzeichnenden Merkmale erreicht. Dies geschieht also in Bezug auf den Kalander dadurch, dass der ersten und der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung wenigstens eine weitere Bahnbehandlungseinrichtung mit zwei Kontaktflächen mit der Bahn, deren Kontaktzonenlänge mit der Bahn kleiner 50 mm ist, zwischengeschaltet ist. Die weitere Bahnbehandlungseinrichtung sollte dabei von der Temperatur und/oder der Druckspannung in der Kontaktzone her vollkommen unabhängig von der ersten und der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung einstellbar sein. Es ist demnach erfindungsgemäß vorgesehen, zwei Bahnbehandlungseinrichtungen als Breitnips einzusetzen, die durch wenigstens einen druckmäßig in der Regel höher beaufschlagten kürzeren Nip unterbrochen werden. Die erste Bahnbehandlungseinrichtung ist bei dieser Erfindung im Wesentlichen durch den Einflussfaktor Wärmezufuhr gekennzeichnet. Der wenigstens eine mittlere kurze Pressspalt der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung verursacht einen Glättimpuls auf die Bahn. In dieser weiteren Bahnbehandlungseinrichtung wird also im Wesentlichen die Glätte definiert. Im Pressspalt der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung wird das Ergebnis im Rahmen eines Temperaturabbaus der Warenbahn eingefroren, d. h. es findet ein Vergleichmäßigen der Glättwirkung bei gleichzeitigem Abkühlen der Bahn in einer Atmosphäre mit kontrollierter Feuchte statt.
Zum zahlreichen Stand der Technik sei hier beispielhaft die WO 1999/067462 A genannt, in der zwei Kalander mit unterschiedlichen Kontaktlängen miteinander kombiniert werden. Allerdings ist in dieser Schrift ein Streichaggregat zwischen einem langen und einem kurzen Nip angeordnet, so dass hier keine Wechselwirkung dieser beiden Nips realisierbar ist.
Von Vorteil ist es, wenn die erste und zweite Bahnbehandlungseinrichtung zumindest einseitig durch ein umlaufendes Band gebildet ist. Dabei ist vorzugsweise ein Metallband zu wählen, weil dieses induktiv oder über Brenner von außen beheizt werden kann. Da erfindungsgemäß insbesondere der erste Breitnip zum Eintrag von Wärme vorgesehen ist, ist zumindest die erste Bahnbehandlungseinrichtung besonders für ein solches umlaufendes Band geeignet. Aber auch bei der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung bringt es Vorteile, wenigstens einseitig ein (Metall-)Band anstelle beispielsweise einer weichen Walze für die Erzeugung eines breiten Nips zu verwenden. Das liegt darin begründet, dass die Oberfläche größer und die Wärmekapazität kleiner ist, so dass eine Kühlung des Bandes und somit der Bahn im Auslauf leichter – beispielsweise durch gekühlte Blasluft – zu bewerkstelligen ist.
Im Stand der Technik wurde in letzter Zeit ein Glättaggregat vorgestellt, bei dem in einem aus zwei harten Walzen bestehenden Kalander ein zusätzliches, steifes Band, in der Regel auch aus Metall, eingesetzt wird. Die Anordnung findet ihren Niederschlag in der WO 2003/064761 A . Hierbei soll der positive Glätteffekt dadurch erreicht werden, dass man vor und nach dem eigentlichen, gering belasteten aber harten Nip lange Zonen schafft, in denen die Bahn ohne bzw. nur mit geringer Kraft vom Metallband gegen die metallische, i. d. R. beheizte Walze gepresst wird. Der geringe Anpressdruck entsteht dabei aus der Krümmung des an der Walze anliegenden Metallbandes und der Zugkraft, mit der das Metallband bewegt wird, und beträgt wenige zehntel MPa. Dabei soll in der ersten Zone vor dem Nip die Warenbahn an der Oberfläche und den oberflächennahen Schichten vorgewärmt werden, um so die für den Glätteffekt entscheidenden Schichten an der Oberfläche besser verformbar zu machen. Der Druckimpuls im Glättnip soll sodann für die erforderliche Glättwirkung sorgen, wobei dieser aber nur über das Metallband erfolgen kann. Dies allerdings hat negative Auswirkungen auf die gewünschte gleichmäßige Verdichtung, was sich vielfach in Mottling und Schwarzsatinage wiederfindet. In der anschließenden, ebenfalls nahezu drucklosen Zone soll die Glättwirkung vergleichmäßigt werden. Da das Band der Einlauf- und Auslaufzone dasselbe ist, ist eine Kühlung im Auslauf nicht realisierbar. Besonders nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass das Band mit durch den Glättnip geführt ist, denn bei einer hohen Druckspannung ist die Gefahr, dass das Band ungewünschte Markierungen erhält sehr groß, wenn einmal ein Fremdkörper mit in den Glättnip eingezogen wird.
Bevorzugt sind bei den Bahnbehandlungseinrichtungen der hier beschriebenen Erfindung mit Mitteln zur Druckgebung auf das umlaufende Band in Richtung Kontaktzone versehen. Auf diese Weise kann der Anpressdruck gegen beheizte oder gekühlte Kontaktflächen und somit der Wärmeübergang gesteuert werden. Besonders bevorzugt ist dabei die Druckgebung durch ein Druckfluid oder wenigstens eine Stützwalze. Druckfluidanschlüsse wie beispielsweise für Pressluft sind in einer Papierfabrik nahezu unbegrenzt vorhanden und somit gut zugänglich. Da in der ersten und zweiten Bahnbehandlungseinrichtung nur sehr niedrige Anpressdrücke notwendig sind, ist Druckluft hier ein sehr geeignetes Mittel. Alternativ sind dünne Stützwalzen gängiger Standard in vielen Bereichen der Papierherstellung und somit eine erprobte Technik. Unter Umständen ist es zudem sinnvoll, den Anpressdruck über die Warenbahnbreite variabel einstellbar zu machen.
Es ist von Vorteil, wenn zumindest eine umlaufende Kontaktfläche der ersten und/oder zweiten Bahnbehandlungseinrichtung durch eine Walze gebildet ist. Die Beheizung einer solchen Walze stellt eine ausgereifte und relativ preiswerte Technik dar. Eine Walze ist leicht über ihre Zapfen anzutreiben und hat den Vorteil, als massives Widerlager für ein umlaufendes anliegendes Band als zweiter Kontaktfläche zu wirken.
Außerdem kann eine Walze für mehrere umlaufende Bänder als Gegenkontaktfläche dienen. Dies führt zu einer Vereinfachung und einer Raumersparnis.
Es ist von Vorteil, wenn jede Bahnbehandlungseinrichtung jeweils mindestens eine, von den anderenen Bahnbehandlungseirichtungen unabhängige umlaufende Kontaktfläche besitzt. Dadurch wird die separate Temperierung der einzelnen Nips vereinfacht.
Es ist für den Satinageprozess ausreichend, wenn die maximale Druckspannung in der ersten und/oder der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung auf einen maximalen Wert von 10 MPa begrenzt ist. Dadurch können die Mittel zur Druckgebung klein dimensioniert werden.
Es ist vorteilhaft, wenn zumindest eine Kontaktfläche der ersten Bahnbehandlungseinrichtung auf einen Temperatur von 80 bis 300°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 100 bis 250°C, beheizbar ist. Dadurch entsteht ein Vorwärmeffekt für die Warenbahn vor der Impulsglättung in der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung. Die Temperatur sollte so hoch sein, dass die Oberfläche der Papier- oder Kartonbahn angeschmolzen wird.
Es ist ebenso von Vorteil, wenn zumindest eine Kontaktfläche der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung auf eine Temperatur von 60 bis 120°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 80 bis 100°C, kühlbar ist. Die Bahn kann auf diese Weise vor dem Austritt aus der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung so weit heruntergekühlt werden, dass es nicht mehr zur Schädigung der soeben satinierten Oberfläche durch eine Flashverdampfung kommen kann, d. h. das explosionsartige Verdampfen der heißen Flüssigkeit in der Bahn ausgeschlossen wird.
Es ist bevorzugt, viele Kontaktflächen der ersten und zweiten Bahnbehandlungsvorrichtung mit einer glatten Metalloberfläche zu versehen. Da Metalle reißfest und in der Regel gute Wärmeleiter sind (und hier ist insbesondere Stahl geeignet), wird auf diese Weise für einen Temperaturausgleich innerhalb der Kontaktfläche gesorgt. Dies gilt insbesondere, wenn die Kontaktflächen als umlaufende Bänder ausgebildet sind.
Für die weitere Bahnbehandlungsvorrichtung ist es jedoch vorteilhaft, wenn zumindest eine Kontaktfläche eine elastische Oberfläche besitzt. Die weitere Bahnbehandlungseinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Presseinrichtung hat einen entscheidenden Einfluss auf Glanz und Glätte der zu satinierenden Bahn. Da für diese Oberflächenwerte höhere Druckspannungen benötigt werden, bietet es sich an, vorteilhafterweise die weitere Bahnbehandlungseinrichtung aus zwei Walzen zu gestalten. Zumindest eine Walze sollte ganz nach den individuellen Bedürfnissen der Papier- oder Kartonbahn beheizt, die andere elastisch beschichtet sein, wobei diese Ausstattung unabhängig vom Aufbau der ersten und zweiten Bahnbehandlungseinrichtung realisiert werden kann.
Für diese weitere Bahnbehandlungseinrichtung sollte die Druckspannung in der Kontaktzone auf mehr als 5 MPa einstellbar sein. Dadurch ist der Impuls auf die Warenbahn groß genug, um die gewünschten Glanz- und Glätteeigenschaften zu erzeugen. In der Regel wird der Druck in der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung höher sein als der in der ersten und zweiten Bahnbehandlungseinrichtung.
Es ist von Vorteil, wenn bezüglich des Raumes zwischen wenigstens zwei Bahnbehandlungseinrichtungen eine Abdichtung ober- und/oder unterhalb der Bahn vorgesehen ist. Auf diese Weise werden ein Feuchtigkeits- und ein Wärmeverlust aus der Bahn vermieden.
Besonders bevorzugt wird die Abdichtung durch eine rotierende Walze gebildet. Eine solche Walze kann sowohl an einem umlaufenden Band als auch an einer Walze der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung anliegen und somit für eine ausgezeichnete hermetische Abdichtung sorgen. Die Dichtflächen der rotierenden Walze und der Kontaktflächen mit den Bahnbehandlungseinrichtungen bewegen sich auf vorteilhafte Weise gleichsinnig und mit gleicher Geschwindigkeit, so dass ein Verschleiß minimiert werden kann. Mit einer solchen Abdichtung kann beispielsweise in einem Raum zwischen umlaufendem Band, Warenbahn und einer Walze der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung eine mit Dampf gesättigte Atmosphäre geschaffen werden, was für eine gleichbleibende Feuchtigkeit in der Bahn sorgt.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens zur Satinage gemäß Anspruch 18 erfüllt. Indem die Bahn zunächst in einer langen, auf mindestens 120°C erwärmten ersten Bahnbehandlungseinrichtung mit Druckspannungen unter 10 MPa vorgeglättet, anschließend in einer unabhängigen weiteren Bahnbehandlungseinrichtung mit einer maximalen Druckspannung von über 5 MPa kurzzeitig, das heißt unter 2 ms, belastet und anschließend in einer zweiten Bahnbehandlungseinrichtung mit einer auf unter 120° gekühlten Kontaktfläche behandelt wird, können die Einflussfaktoren, die die Satinagequalität bestimmen, einfach unabhängig voneinander eingestellt werden.
In diesem Zusammenhang sind die weiteren Unteransprüche als bevorzugte Varianten zu sehen. Vorteilhaft wird die Trennung vollzogen, indem zumindest einer der folgenden fünf Verfahrensschritte verwendet wird. Es ist bevorzugt, dass erstens die Bahn vor dem Eintritt in den Kalander befeuchtet und zwischen den Bahnbehandlungseinrichtungen über Dichtungen daran gehindert wird, die Feuchte wieder zu verlieren, zweitens die maximale Druckspannung in der ersten und/oder der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung auf einen maximalen Wert von 10 MPa gehalten wird, drittens die Druckspannung in der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung auf einen minimalen Wert von 5 MPa eingestellt wird, viertens zumindest eine Kontaktfläche der ersten Bahnbehandlungseinrichtung auf einen Temperatur von 80 bis 300°C, vorzugsweise auf Temperatur von 100 bis 250°C, beheizt ist und fünftens eine Kontaktfläche der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung auf eine Temperatur von 60 bis 120°C, vorzugsweise auf Temperatur von 80 bis 100°C, gekühlt ist. Je mehr dieser fünf Prozessschritte kombiniert werden, desto besser zeigt sich das Satinageergebnis.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen die 1 bis 3 jeweils eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung in schematischer Form. Allen bevorzugten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sie

– eine erste Bahnbehandlungseinrichtung 1 mit zwei langen Kontaktflächen 11a, 11b, die eine Kontaktzone mit der Papier- oder Kartonbahn 15 von über 100 mm Länge aufweist,
– eine zweite Bahnbehandlungseinrichtung 2 mit zwei langen Kontaktflächen 12a, 12b, die eine Kontaktzone mit der Papier- oder Kartonbahn 15 von über 100 mm Länge aufweist, und
– dazwischen eine weitere Bahnbehandlungseinrichtung 3, gebildet aus zwei Walzen 4, 5 mit zwei kurzen Kontaktflächen 13a, 13b, die eine Kontaktzone mit der Papier- oder Kartonbahn 15 von unter 50 mm Länge aufweist,

Um die funktionalen Einflussparameter Temperatur, Druck und Feuchtigkeit zur Satinage besser trennen zu können, ist in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 vorgesehen, separate Bänder 6, 7 als umlaufende Kontaktflächen 11a, 12a, mit der Papier- oder Kartonbahn 15 vor und nach der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 anzuordnen. Die Bänder werden dabei in bekannter Weise über Leitwalzen 20 geführt und angetrieben. Die Leitwalzen können dabei durchaus als Breitstreckwalze mit einstellbarem Profil ausgeführt sein, um eine eventuelle unterschiedliche Längung über die Breite des Bandes auszugleichen. Ein Teilstück des Bandes bildet die Kontaktfläche 11a, 12a mit der Papier- oder Kartonbahn 15. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn ist nipbildend eine zweite Kontaktfläche 11b, 12b angeordnet, die in den 1 und 3 durch einen Teilumfang einer Walze 5 und in der 2 durch Das Teilstück eines weiteren umlaufenden Bandes gebildet wird. Das Band 6 vor der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 ist beheizt, um die oberflächennahen Schichten der Warenbahn 15 besser verformbar zu machen. Dies kann bei einem Metallband beispielsweise durch eine Außenheizung 8, vorzugsweise eine Induktionsheizung, erfolgen, wie sie in 1 schematisch angedeutet ist. Das Band 7 nach der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 ist bevorzugt gekühlt, um den Feuchteverlust soweit wie möglich zu reduzieren. Dies kann durch eine Außenkühlung 9, beispielsweise ein Kaltluftgebläse, geschehen.
Im Nip der ersten und zweiten Bahnbehandlungseinrichtung 1, 2 wird eine Druckspannung ≤ 10 MPa ausgeübt, optimal ≤ 5 MPa.
Zudem oder allein kann in nicht dargestellter Weise eine, und zwar vorzugsweise die zu glättende Seite vor der ersten Bahnbehandlungseinrichtung 1 von außen beheizt werden. Dies kann z. B durch Wärmestrahlung erfolgen, wobei ein Heizgas verbrannt wird, oder elektrisch beheizte Elemente kommen zum Einsatz. Sollen beide Seiten geglättet werden, so ist ein entsprechendes Vorheizaggregat für jede Bahnseite vorzusehen.
Für gute Glätte ohne großen Dickenverlust müssen die oberflächennahen Schichten leicht verformbar sein. Um also die Wärme nicht zu tief in die Bahn 15 eindringen zu lassen, sollte das Ende der vorgeheizten ersten Bahnbehandlungseinrichtung 1 im einem Abstand von 0 bis 1000 mm vor der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 mit dem Glättnip aus zwei Walzen 4, 5 angeordnet sein. Grundsätzlich sollte der Abstand möglichst kurz sein, um den Wärmeverlust zu minimieren.
Eine aus der Praxis bekannte Eigenschaft der ersten Bahnbehandlungseinrichtung 1 sollte es sein, dass durch die Beheizung die Oberfläche Der Papier- oder Kartonbahn 15 vor dem Glättnip aus zwei Walzen 4, 5 mindestens 20, besser mindestens 40°C wärmer ist als die Bahnmitte. Mit der separaten ersten Bahnbehandlungseinrichtung 1 kann man dabei das Temperaturprofil in Dickenrichtung besser kontrollieren als mit konventionellen Kalandertypen. Dazu kann es weiterhin sinnvoll sein, die Temperatur an der Bahnoberfläche zumindest nach der Vorheizung zu messen, besser sowohl davor als auch danach.
Weiterhin kann es sinnvoll sein, die Beheizung in der Bahnquerrichtung regelbar auszuführen, um Variationen in der Qualität oder der Dicke ausgleichen zu können. Dazu müssen die Heizelemente, die Regeleinrichtungen und die Messaggregate vor und nach der Beheizung zonenweise angeordnet sein.
Der Glättnip aus den Walzen 4, 5 der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 wird bevorzugt von einem Softnip gebildet, d, h. eine der Walzen trägt einen elastischen Belag. Es können aber auch zwei weiche oder zwei harte, metallische Walzen zum Einsatz kommen. Der Druckimpuls in dieser weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 sollte über 5 MPa liegen, um gute Glätteergebnisse zu erzielen.
In der anschließenden zweiten Bahnbehandlungseinrichtung 2 ist wieder eine Kontaktfläche 12a mit einer langen Kontaktzone mit wenigstens einem umlaufenden Band 7 ausgeführt. In dieser Bahnbehandlungseinrichtung 2 wird die Bahn 15 abgekühlt.
In 1 ist zudem eine Abdichtung 14 in Form einer Dichtwalze, anliegend und in entsprechend entgegengesetzter Drehrichtung an dem Band 6, 7 und einer Walze 4 der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung 3 rotierend dargestellt. Mit Hilfe dieser Abdichtung 14 wird ein Raum oberhalb oder unterhalb der Papier- oder Kartonbahn 15 geschaffen, dessen heiße und feuchte Atmosphäre einen Feuchtigkeits- und Wärmeverlust der Bahn 15 verhindert. Selbstverständlich schließt der Erfindungsgedanke auch andere, schleifende oder in geringem Abstand zu den umlaufenden Flächen angeordnete Dichtungen nicht aus.
Insbesondere bei hohen Bahngeschwindigkeiten über 1500 m/min ist es sinnvoll, das Band 6, 7 mit einer nicht dargestellten Bahnkantenregelung zu versehen, um das Verlaufen des Bandes 6, 7 zu vermeiden.
In 2 bilden anstellbare Stützrollen 18 die Kraftgeber auf das Band 6. Die dargestellte Ausführungsform ist sehr gut geeignet, beide Seiten der Bahn über das Band zu beheizen.
2 und 3 zeigen weiterhin unterschiedliche Mittel zur Druckgebung 16 auf das Band 6, 7 in Richtung Kontaktzone mit der Papier- oder Kartonbahn 15. In 3 handelt es sich um einen Druckfluidkasten 17, über den ein Druckfluid auf das Band 6 wirkt. Dieses Druckfluid wird in der Regel aus Düsenöffnungen austretende Druckluft sein.
Von hohem Einflusswert ist wie bereits erwähnt, der Feuchtgehalt der Bahn. Deshalb ist vor dem Einlauf in den Kalander 10 eine Befeuchtungseinrichtung 19 vorgesehen. Die unterschiedlichen Befeuchtungstechniken über Dampf- oder Düsenfeuchter vor der Satinage sind dabei Stand der Technik.
Ein Vorteil der beschriebenen Erfindung ist schließlich auch, dass sie relativ einfach für Umbauten einzusetzen ist, da sie als Ergänzungslösungen zu bestehenden Glättaggregaten installiert werden kann.
Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die weitere Bahnbehandlungseinrichtung 3 als separater Kalander mit Biegeeinstellwalzen ausgebildet sein. Diese weitere Bahnbehandlungseinrichtung kann durchaus auch aus einem Stapel von mehreren Walzen bestehen oder aus mehreren hintereinander geschalteteten Einzelnips bestehen.

1: erste Bahnbehandlungseinrichtung
2: zweite Bahnbehandlungseinrichtung
3: weitere Bahnbehandlungseinrichtung
4: Walze
5: Walze
6: Band
7: Band
8: Außenheizung
9: Außenkühlung
10: Kalander
11: Kontaktfläche der ersten Bahnbehandlungseinrichtung
12: Kontaktfläche der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung
13: Kontaktfläche der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung
14: Abdichtung
15: Papier- oder Kartonbahn
16: Mittel zur Druckgebung
17: Druckfluidkasten
18: Stützrollen
19: Befeuchtungseinrichtung
20: Bandleitwalze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 1999/067462 A [0009]
- WO 2003/064761 A [0011]

Claims

Kalander (10) mit einer ersten und einer zweiten, jeweils zwei Kontaktflächen (11a, 11b, 12a, 12b), von denen wenigstens eine eine umlaufende Kontaktfläche (11a, 11b, 12a, 12b) darstellt, aufweisenden Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2), wobei zwischen den Kontaktflächen (11a, 11b, 12a, 12b) jeder Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) eine laufende Papier- oder Kartonbahn (15) unter Druck- und/oder Temperaturbeaufschlagung behandelt werden kann und die Kontaktzone mit der Bahn sowohl der ersten als auch der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) eine Länge in Bahnlaufrichtung von mindestens 100 mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten und der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) wenigstens eine weitere Bahnbehandlungseinrichtung (3) mit zwei Kontaktflächen (13a, 13b) mit der Bahn (15), deren Kontaktzonenlänge mit der Bahn (15) kleiner 50 mm ist, zwischengeschaltet ist.
Kalander gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine umlaufende Kontaktfläche (11a, 12a) der ersten und/oder der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) durch ein umlaufendes Band (6, 7) gebildet ist.
Kalander gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des umlaufenden Bandes (6, 7) Mittel zur Druckgebung (16) auf das Band (6, 7) in Richtung Kontaktzone vorgesehen sind.
Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Druckgebung (16) durch ein Druckfluid gebildet wird.
Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Druckgebung (16) durch Stützwalzen (18) gebildet wird.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine umlaufende Kontaktfläche (11b, 12b) der ersten und/oder der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) durch eine Walze (5) gebildet ist.
Kalander gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (5) die umlaufende Kontaktfläche (11b, 12b) für zumindest zwei Bahnbehandlungseinrichtungen (1, 2, 3) bildet.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2, 3) jeweils mindestens eine, von den anderenen Bahnbehandlungseirichtungen unabhängige umlaufende Kontaktfläche (11a, 12a, 13a) besitzt.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Druckspannung in der ersten und/oder der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) auf einen maximalen Wert von 10 MPa begrenzt ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kontaktfläche (11a, 11b) der ersten Bahnbehandlungseinrichtung (1) auf eine Temperatur von 80 bis 300°C, vorzugsweise auf Temperatur von 100 bis 250°C, beheizbar ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kontaktfläche (12a, 12b) der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (2) auf einen Temperatur von 60 bis 120°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 80 bis 100°C, kühlbar ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, vorzugsweise aber alle Kontaktflächen (11a, 11b, 12a, 12b) der ersten und zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) aus einem glatten Metall gebildet sind.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Bahnbehandlungseinrichtung (3) durch zwei Walzen (4, 5) gebildet wird.
Kalander nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Walzen (4) der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung (3) mit einem elastischen Belag versehen ist.
Kalander nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckspannungen in der Kontaktzone einer weiteren Bahnbehandlungseinrichtung (3) auf mehr als 5 MPa einstellbar ist.
Kalander nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtung (14) ober- und/oder unterhalb der Bahn zwischen wenigstens zwei Bahnbehandlungseinrichtungen (1, 2, 3) vorgesehen ist.
Kalander nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (14) durch eine rotierende Walze gebildet wird.
Verfahren zur Satinage einer Papier- oder Kartonbahn (15) insbesondere mit einem Kalander (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (15) zunächst in einer langen, auf mindestens 120°C erwärmten ersten Bahnbehandlungseinrichtung (1) mit Druckspannungen unter 10 MPa vorgeglättet, anschließend in einer unabhängigen weiteren Bahnbehandlungseinrichtung (3) mit einer Druckspannung von über 5 MPa kurzzeitig, das heißt unter 2 ms, belastet und anschließend in einer zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (2) mit einer auf unter 120° gekühlten Kontaktfläche (12a) behandelt wird.
Verfahren zur Satinage gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (15) zuvor befeuchtet wird.
Verfahren zur Satinage gemäß Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn über eine Abdichtung (14) zwischen den Bahnbehandlungseinrichtungen (1, 2, 3) darin gehindert wird, Feuchtigkeit zu verlieren.
Verfahren zur Satinage gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Druckspannung in der ersten und/oder der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (1, 2) auf einen maximalen Wert von 10 MPa eingestellt wird.
Verfahren zur Satinage gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckspannung in der weiteren Bahnbehandlungseinrichtung (3) auf einen minimalen Wert von 5 MPa eingestellt wird.
Verfahren zur Satinage gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kontaktfläche (11a, 11b) der ersten Bahnbehandlungseinrichtung (1) auf eine Temperatur von 80 bis 300°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 100 bis 250°C, beheizt ist.
Verfahren zur Satinage gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kontaktfläche (12a, 12b) der zweiten Bahnbehandlungseinrichtung (2) auf eine Temperatur von 60 bis 120°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 80 bis 100°C, gekühlt ist.