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Die
Erfindung betrifft Verfahren zur Reinigung einer Faserstoffbahn,
insbesondere Papier- oder Kartonbahn.
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Bei
der Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer ungestrichenen,
nicht stark verdichteten Papier- oder Kartonbahn, das heißt
zum Beispiel einer für Zeitungsdruck- und aufgebessertes Zeitungsdruckpapier
bestimmten Bahn, die sich in der Regel mit hoher Geschwindigkeit
durch die Herstellungsmaschine bewegt, werden oft Partikel aus der
Bahn herauslöst. Diese Partikel, insbesondere Faserteile,
sind nur schlecht an der Bahnoberfläche gebunden und stellen
im trockenen Zustand der Bahn Staub bzw. Verunreinigungen dar. Diese
Partikel bewirken wiederum später beim weiteren Verarbeiten
der hergestellten Faserstoffbahn Probleme. Vor allem dann, wenn
die Faserstoffbahn später bedruckt werden soll, können
die besagten Partikel auf Druckplatten oder Gummitücher
der Druckmaschine gelangen, sich dort festsetzen und über
einen langen Zeitraum Druckfehler wie insbesondere sogenannte Whitespots,
das heißt kleine weiße unbedruckte Flecken, oder
sogenannte Hickies, das heißt ringförmige Stellen,
verursachen.
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Zu
einem großen Teil handelt es sich bei diesen Partikeln
um Gefäßzellen vom Eukalyptusbaum, die insbesondere
durch die Verwendung von Altpapier als Rohstoff insbesondere über
Kopierpapiere in das Zeitungsdruckpapier gelangen. Es können
aber auch kleinste klebende Bestandteile vorkommen, die vergleichbare
Druckdefekte mit sich bringen.
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Die
genannten Druckprobleme treten insbesondere dann auf, wenn bei der
Herstellung des Papiers die betreffende Faserstoffbahn in der Presse einseitig
entwässert und damit einseitig verdichtet wird. Ein wichtiges
Beispiel dafür ist die kompakte 3-Nip-Presse, wie beispielsweise
eine Duo-Centri II- oder DuoCentri-Nipcoflex-Presse. Bei einer solchen Presse
kommt die Faserstoff- bzw. Papierbahn in der Regel nur im ersten
Nip mit einem Filz an der Unterseite in Kontakt. In den beiden darauf
folgenden Nips kommt nur die Oberseite der Bahn mit einem Filz in Kontakt,
während die Unterseite jeweils mit einer glatten Walze
in Berührung steht. Das Papier wird an der filzberührten
Oberseite stärker verdichtet als an der einer glatten Walze
zugewandten Seite. Die entsprechende Verdichtung hat nun aber einen
entscheidenden Einfluss auf die Bindung der Gefäßzellen
und Partikel an die Bahnoberfläche, was auf den geringeren
hydraulischen und größeren Strukturdruck auf der
befilzten Seite zurückzuführen ist.
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Es
bestehen verschiedene Möglichkeiten, diesem Problem von
der papiertechnischen Seite her entgegenzuwirken. So könnte
beispielsweise ein vierter Pressnip installiert erden, in dem wieder
die Bahnunterseite mit einem Filz in Kontakt kommt. Ein entsprechendes
Vorgehen wurde bereits mehrfach vorgeschlagen. Ein solcher vierter
Pressnip bringt jedoch eine Reihe von Nachteilen wie insbesondere hohe
Investitionskosten, insbesondere bei Nachrüstungen, und
hohe Betriebskosten aufgrund einer zusätzlichen Bespannung
und eines zusätzlichen Equipments mit sich. Es stehen auch
verschiedene chemische Hilfsmittel zur Verfügung, durch
die die genannten Partikel besser an das Papier gebunden werden
können. Auch solche chemischen Hilfsmittel stellen jedoch
einen erheblichen Kostenfaktor für die Produktion dar.
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Aus
der
EP 0 937 178 B1 ist
ein Verfahren zum Entfernen von Staub bei der Papierherstellung bekannt.
Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Luftzug auf die Bahn gerichtet,
der den Staub von der Bahnoberfläche trennt. Zudem wird
eine Saugwirkung auf die Bahn aufgebracht, um den Staub zu entfernen.
Vor dem Staubabtrennblasen wird darüber hinaus eine Vortexströmung
erzeugt, um das Befördern des Staubes in die Umgebung zu
verhindern und die Saugwirkung auszugleichen.
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Aus
der
US 3 239 863 ist
ein Bahnreiniger bekannt, der ebenfalls mit auf die Bahn gerichteten Luftdüsen
arbeitet. In dieser Druckschrift ist auch die Anwendung einer stehenden
Bürste und einer in Laufrichtung der Bahn rotierenden Rundbürste
offenbart.
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In
der Zeitschrift Pulp & Paper,
November 2006, ist ein Artikel "Properly Configured Web
Inspection Moves Mills toward Defect-Free Status" veröffentlicht,
in dem auf den Seiten 44 bis 47, insbesondere in 4, ein Vor-Kalander-Reinigungssystem mit
verstellbaren dualen Bürsten angegeben ist, die in direktem
Kontakt mit der Bahn stehen. Zudem sind Saugöffnungen zur
Absaugung der Bahnoberfläche vorgesehen.
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Aus
der
DE 197 36 847
A1 ist eine Vorrichtung zur Vermeidung von Ablagerungen
hydrophober Störstoffe auf einer Faserstoffbahn bekannt.
Diese Vorrichtung weist ein Abnahmeelement, insbesondere eine Walze
oder Endlosband, oder Sieb mit Adsorptionsvermögen auf.
Diese Abnahmeelemente nehmen die Ablagerungen bzw. Verunreinigungen von
der Faserstoffbahn auf, wodurch die Bahn gereinigt wird. Die Faserstoffbahn
läuft während der Abnahme bzw. Reinigung über
Trockenzylinder der letzten und/oder vorletzten Trockengruppe der
Bahnherstellungsmaschine.
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Bisher
wird Zeitungsdruckpapier direkt aus der Trockenpartie kommend mit
einem Feuchtegehalt von etwa 7 bis 9% auf eine große Mutterrolle oder
Tambour aufgewickelt und von dieser bzw. diesem direkt in einer
Rollenschneidmaschine zu Druckrollen verarbeitet.
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In
Papiermaschinen zur Herstellung von Zeitungsdruckpapier findet in
gewissem Maß bereits eine Rückbefeuchtung statt.
So ist es beispielsweise bekannt, in der Trockenpartie teilweise
eine zonengeregelte Düsenbefeuchtung mit Wasser vorzusehen,
um das Feuchtequerprofil zu regeln. Insbesondere bei einer einreihigen
Trockenpartie ist eine solche Feuchtequerprofilregelung in Kombination
mit einer über eine Rückbefeuchtung der Bahnunterseite erfolgenden
Curl-Korrektur vorgesehen. Das betreffende Feuchtequerprofil-Regelglied
bzw. die Curl-Korrektur erfolgt jedoch bei Feuchtegehaltswerten >7%, wobei gleichzeitig
auch die Papierbahnfeuchte um 1 bis 2% erhöht wird.
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Es
ist auch bereits bekannt, vor dem ersten Kalandernip einen Dampfblaskasten
einzusetzen, um die Glättbarkeit des Papiers zu verbessern
und eine Curl-Korrektur durchzuführen. Dabei wird generell
eine relativ geringe Menge Dampf auf die Papierbahn aufgesprüht.
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Dabei
wird in keinem Fall ein Feuchtegehalt der Papierbahn von 6% unterschritten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die erwähnten
Probleme beseitigt sind. Dabei soll insbesondere die Ablösung von
solchen losen und/oder ungebundenen Partikeln von der Faserstoffbahn
optimiert werden, die beim späteren Drucken von Zeitungsdruck
im Offsetverfahren Hickies oder Whitespots verursachen können. Soweit
im Folgenden von Partikeln die Rede ist, sollen auch die eingangs
erwähnten kleinen klebenden Bestandteile mit eingeschlossen
sein.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Reinigung
einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem
zur Ablösung von losen und/oder ungebundenen Partikeln
von der Faserstoffbahn zunächst die laufende Faserstoffbahn
bei deren Herstellung in der betreffenden Herstellungsmaschine auf
einen Feuchtegehalt <5% übertrocknet
und die Faserstoffbahn anschließend auf einen Feuchtegehalt
im Bereich von etwa 7 bis etwa 9% rückbefeuchtet wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren wird auf einfache
und zuverlässige Art und Weise erreicht, dass lose und/oder
ungebundene Artikel einschließlich kleinster klebender
Bestandteile von der Faserstoffbahn abgelöst werden. Dabei
kommt es insbesondere zu einem Abplatzen der Partikel von der Faserstoffbahn
aufgrund der unterschiedlichen Dehnung bei der Wasseraufnahme.
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Bevorzugt
wird die laufende Faserstoffbahn auf einen Feuchtegehalt ≤3% übertrocknet.
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Die
Faserstoffbahn kann zu deren Rückbefeuchtung insbesondere
einseitig befeuchtet werden, wobei es insbesondere in den weiter
unten noch genannten Fällen von Vorteil ist, wenn die Faserstoffbahn
zu deren Rückbefeuchtung auf ihrer Unterseite befeuchtet
wird.
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Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich, die Faserstoffbahn zu deren
Rückbefeuchtung beidseitig zu befeuchten.
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Die
Faserstoffbahn kann insbesondere durch Aufbringen, vorzugsweise
Aufsprühen von Wasser und/oder Dampf rückbefeuchtet
werden.
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Bevorzugt
erfolgt die Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn in Bahnlaufrichtung
nach der Trockenpartie der Herstellungsmaschine oder an deren Ende
in der letzten oder vorletzten Trockengruppe.
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Gemäß einer
vorteilhaften praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Faserstoffbahn rückbefeuchtet, bevor
sie einer Aufrollung zugeführt wird.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Faserstoffbahn rückbefeuchtet
wird, bevor sie einem Kalander zugeführt wird, da sonst
die Wirkung des Kalanders reduziert werden würde.
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Gemäß einer
bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt auch die Rückbefeuchtung bei laufender
Faserstoffbahn bzw. online.
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Da
eine volle Übertrocknung unter einen Feuchtegehalt unter
3% einen entsprechend höheren Energiebedarf mit sich bringt,
kann das Ablösen der Partikel von der Faserstoffbahn vorteilhafterweise
durch den Einsatz wenigstens einer Bürstenanordnung, wenigstens
einer Streichleistenanordnung und/oder wenigstens einer Walzenanordnung
mit Adhäsionsvermögen unterstützt werden.
Insbesondere in diesem Fall genügt also eine solche Übertrocknung,
bei der der Feuchtegehalt zwar <5%
ist, jedoch nicht unter 3% liegt.
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Dabei
kann beispielsweise eine Bürstenanordnung mit wenigstens
einer in oder entgegen der Bahnlaufrichtung rotierenden Rundbürste
eingesetzt werden.
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Grundsätzlich
ist beispielsweise auch der Einsatz einer Bürstenanordnung
mit wenigstens einer stationären Bürste denkbar.
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Zweckmäßigerweise
wird eine Streichleistenanordnung mit wenigstens einer stationären
feststehenden Streichleiste eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich
kann auch eine Streichleistenanordnung mit wenigstens einer rotierenden
Walze eingesetzt werden.
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Wird
eine Streichleistenanordnung mit wenigstens einer rotierenden Walze
eingesetzt, so ist es von Vorteil, wenn deren Rotationsgeschwindigkeit von
der Bahnlaufgeschwindigkeit abweicht, wobei die Relativgeschwindigkeit
der Walze insbesondere größer als 5% und vorzugsweise
größer als 10% der Bahnlaufgeschwindigkeit ist.
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Wie
bereits erwähnt, wird die Faserstoffbahn insbesondere in
dem Fall, dass das Ablösen der Partikel von der Faserstoffbahn
durch den Einsatz wenigstens einer Bürstenanordnung, wenigstens
einer Streichleistenanordnung und/oder wenigstens einer Walzenanordnung
mit Adhäsionsvermögen unterstützt wird,
auf einen Feuchtegehalt übertrocknet, der nicht unter 3%
liegt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die übertrocknete Faserstoffbahn einer Aufrollung
und im Anschluss daran einer Umrollung zugeführt, wobei
die Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn erst beim Umrollvorgang
erfolgt.
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Bevorzugt
erfolgt der Umrollvorgang, bevor die Faserstoffbahn einer Rollenschneidmaschine
zugeführt wird.
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Zur
Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn kann insbesondere eine
ein Gas/Wasser-, insbesondere Luft/Wasser-Gemisch liefernde Zerstäuberdüse eingesetzt
werden.
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Von
besonderem Vorteil ist, wenn eine zuvor durch eine einseitig verdichtende
Pressenanordnung geführte Faserstoffbahn entsprechend übertrocknet und
rückbefeuchtet wird. Dabei kann die Faserstoffbahn zuvor
insbesondere durch eine 3-Nip-Kompaktpresse, vorzugsweise durch
eine 3-Nip-Kompaktpresse mit einer Schuhpresse als dritter Presse
geführt werden.
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Insbesondere
dann, wenn die Faserstoffbahn zuvor durch eine solche einseitig
verdichtende Pressenanordnung geführt wurde, ist es von
Vorteil, wenn die Faserstoffbahn zu deren Rückbefeuchtung zumindest
im Wesentlichen nur auf der Seite geringerer Pressenverdichtung
rückbefeuchtet wird. Da bei den genannten einseitig verdichtenden
Pressenanordnungen in der Regel die Bahnunterseite nur im ersten
Pressnip mit einem Filz in Kontakt kommt, wird in diesem Fall bevorzugt
die Unterseite rückbefeuchtet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist überdies
insbesondere dann mit Vorteil anwendbar, wenn der Altpapier-Anteil
als Faserrohstoff >5%,
insbesondere größer 30% ist, da bei Altpapiereinsatz
störende Partikel eingetragen werden.
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Mit
besonderem Vorteil ist das erfindungsgemäße Verfahren
für Zeitungsdruckpapier anwendbar.
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Es
kann also eine Übertrocknung des Papiers auf einen Feuchtegehalt <5%, vorzugsweise kleiner
3% sowie eine anschließende Rückbefeuchtung auf
einen Feuchtegehalt von 7 bis 9%, vorzugsweise einseitig an der
Unterseite des Papiers, vorgenommen werden, wobei grundsätzlich
auch eine anteilige Rückbefeuchtung der Bahnoberseite denkbar ist.
Damit wird eine optimale Ablösung von Partikeln einschließlich
kleinster klebender Bestandteile erreicht, wobei es durch die unterschiedliche
Dehnung bei der Wasseraufnahme zu einem Abplatzen der Partikel von
der Bahn kommt. Die Rückbefeuchtung auf einen Feuchtegehalt
von 7 bis 9% kann beispielsweise durch aufgesprühtes Wasser
oder Dampf oder eine Kombination von beiden erfolgen. Die Rückbefeuchtung
erfolgt vorzugsweise nach der Trockenpartie, jedoch vor dem Kalander,
da andernfalls die Glättung der Oberfläche, die
im Kalander erfolgt, teilweise wieder durch die Befeuchtung verloren
geht.
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Wie
bereits erwähnt, wird im Rahmen der bisher bekannten Rückbefeuchtung
ein Feuchtegehaltswert von 6% niemals unterschritten. Die bisher übliche,
deutlich geringere Rückbefeuchtung reicht nicht aus, um
die Partikel an der Oberfläche des Papiers abzulösen.
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Demgegenüber
wird beim erfindungsgemäßen Verfahren bedingt
durch eine entsprechende unterschiedliche Dehnung bei der Wasseraufnahme
ein Abplatzen der Partikel von der Faserstoffbahn bewirkt, was zu
einer optimalen Ablösung der betreffenden Partikel führt.
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Da
eine zu starke Übertrocknung der Papierbahn auch wieder
einen entsprechend höheren Energiebedarf mit sich bringt,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Ablösung der
Partikel durch den Einsatz von Bürsten, Streichleisten
oder adhäsiven Walzen zu unterstützen. Die Bürsten
kön nen in Form von gegen oder mit der Bahn rotierenden
Rundbürsten oder stationären Bürsten
ausgeführt sein. Bei den Streichleisten kann es sich beispielsweise
um stationäre feststehende Elemente oder rotierende Walzen
handeln, die sich mit einer signifikanten Relativgeschwindigkeit
zur Bahn von insbesondere >5%,
vorzugsweise >10%
bewegen. Durch solche Elemente kann die notwendige Übertrocknung
der Papierbahn auf einen Feuchtegehalt <5% reduziert werden, das heißt
es ist in diesem Fall keine volle Übertrocknung auf einen Feuchtegehalt
unter 3% mehr erforderlich.
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Unter Übertrocknung
ist allgemein die Unterschreitung des Gleichgewichtsfeuchtegehalts
des Papiers bei normalen Umgebungsbedingungen zu verstehen, der
ungefähr 5 bis 6% beträgt (je nach Papier, Fasermaterial
und klimatischen Randbedingungen).
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Als
weitere Alternative zu der Unterstützung durch Bürsten,
Streichen usw. ist ein weiterer Umrollvorgang der Faserstoffbahn
denkbar. Auch dabei werden die Partikel durch die beim Wickelvorgang unvermeidliche
Lagenverschiebung wieder von der Faserstoffbahn getrennt.
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In
Kombination mit der Übertrocknung ist das Umrollen eine
effektive Maßnahme, um die Partikel von der Bahnoberfläche
zu entfernen. In einem solchen Prozess kann zwischen der Papiermaschinen-Aufrollung
und der Rollenschneidmaschine ein weiterer Umroller installiert
werden. Hierbei ist das von der Papiermaschine kommende Papier übertrocknet,
das heißt der Feuchtegehalt ist <5%, und es wird erst beim Umrollvorgang
zu dessen Rückbefeuchtung, das heißt zur Erzielung
eines Feuchtegehalts von 7 bis 9% angefeuchtet.
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Das
erfindungsgemäße Übertrocknen und Rückbefeuchten
ist mit besonderem Vorteil dort anwendbar, wo die Faserstoffbahn
zuvor eine kompakte 3-Nip-Pressenanordnung vorzugsweise mit Schuhpresse
in dritter Position durchlaufen hat, wobei in diesem Fall die Faserstoffbahn
bevorzugt auf einen Feuchtegehalt von 3% übertrocknet und
auf einen Feuchtegehalt von 7 bis 9% rückbefeuchtet wird.
Die Rückbefeuchtung kann insbesondere mit Wasser erfolgen,
das in speziellen Düsen mit Hilfe von Luft oder einem anderen
Gas zur notwendigen Feinheit und Gleichmäßigkeit
zerstäubt wird.
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Wie
bereits erwähnt, kann das erfindungsgemäße Übertrocknen
und Rückbefeuchten insbesondere auch in Kombination mit
einer Bürste und/oder einem Streichelement bzw. einer adhäsiven
Walze erfolgen, wobei die Übertrocknung der Faserstoffbahn
dann auf einen Feuchteghalt von vorzugsweise nur 5 bis 3% erfolgt.
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Mit
besonderem Vorteil ist das erfindungsgemäße Verfahren
für Zeitungsdruckpapier einsetzbar, bevorzugt in solchen
Fällen, bei denen die Bahn zuvor eine einseitig verdichtende
Pressenanordnung durchlaufen hat.
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Mit
Vorteil ist das erfindungsgemäß Verfahren insbesondere
auch dort anwendbar, wo der Altpapier-(DIP)-Anteil als Faserrohstoff >5% ist.
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In
bestimmten Fällen kann es, wie bereits erwähnt,
zweckmäßig sein, zur Unterstützung der
Ablösung der Partikel Bürsten, Streichleisten,
adhäsive Walzen, einen Umroller und/oder dergleichen einzusetzen.
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Von
besonderem Vorteil ist, wenn, wie ebenfalls bereits erwähnt,
die Rückbefeuchtung gegebenenfalls auf der Seite der geringeren
Pressenverdichtung erfolgt. Da bei den in der Praxis eingesetzten
einseitig verdich tenden Pressenanordnungen in der Regel die Bahnunterseite
eine geringere Verdichtung erfährt, erfolgt die Rückbefeuchtung
bevorzugt auf der Bahnunterseite.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0937178
B1 [0006]
- - US 3239863 [0007]
- - DE 19736847 A1 [0009]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Pulp & Paper, November
2006, ist ein Artikel ”Properly Configured Web Inspection
Moves Mills toward Defect-Free Status” veröffentlicht,
in dem auf den Seiten 44 bis 47 [0008]