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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veredelung von Trennrohpapieren,
wobei eine Bahn mit 10 bis 20% Einlauf-Feuchtigkeitgehalt in wenigstens einem
Walzenspalt verdichtet und geglättet, im weiteren Verlauf
getrocknet, ggf. gekühlt und schließlich aufgewickelt
wird.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Veredelung von
Trennrohpapieren insbesondere gemäß einem der
Verfahrensansprüche, die einen Bahnlaufpfad durch einen
Mehrwalzenkalander und eine Trockeneinrichtung einschließt.
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Schließlich
betrifft die Erfindung ein Trennrohpapier.
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Mit
einer dünnen, meist aus Polydimethylsiloxanen bestehenden
Schicht ein- oder beidseitig abgedeckte Trennrohpapiere, wie beispielsweise
Silikonrohpapier, Pergamin- oder Kraftpapiere, werden heute bei
hoher Feuchtigkeit und unter großem Druck durch einen mehrwalzigen
Kalander geführt, anschließend in der Regel in
einem Lufttrockner getrocknet und schließlich vor der Aufwicklung
gekühlt. Der Mehrwalzenkalander weist in den meisten Fällen mindestens
11 Walzen und keinen Wechselspalt (in dem zwei elastischen Walzen
aneinanderliegen) auf, so dass im Wesentlichen nur eine Bahnseite
geglättet wird.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Veredelung von Trennrohpapieren
geht beispielsweise aus der
DE
3427967 A1 hervor.
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Der
Energieaufwand einer solchen Anlage ist sehr hoch. Sowohl die Antriebsleistung
des Kalanders und die Beheizung jeder zweiten Kalanderwalze als
auch die Nachtrocknung verschlingen sehr große Energiemengen.
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Hinzu
kommt, dass man bei bestehenden Anlagen zur Kalandrierung von Trennrohpapieren kaum
Möglichkeiten hat, durch geeignete Mittel eine Geschwindigkeitssteigerung
zu bewirken. Das liegt daran, dass eine moderate Geschwindigkeit
gebraucht wird, um die notwendigerweise sehr feucht geglättete
Bahn bis zur Aufwicklung auf ein verträgliches Maß von
ca. 4 bis 7% für die Aufwicklung zu trocknen.
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Ein
weiteres Problem von Veredelungsverfahren und -vorrichtungen gemäß dem
Stand der Technik besteht darin, dass die Eigenschaften des Trennrohpapiers,
so wie es nach dem Kalander beschaffen ist, in der Regel im Lufttrockner
deutlich verschlechtert werden. So ist es bekannt, dass die Glättewerte
in Sekunden nach Bekk um die Hälfte abnehmen können
und die Transparenz verliert bis zu 6%. Ähnlich negativ
verhalten sich Ölabsorption, Glanz und Porosität.
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Die
Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, zumindest einen Teil der oben
geschilderten Nachteile bestehender Verfahren und Vorrichtungen
zur Veredelung von Trennrohpapieren zu beseitigen.
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Die
Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst,
dass die Bahn nach dem wenigstens einen Walzenspalt durch Kontakt
mit wenigstens einem beheizten Zylinder getrocknet wird.
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Die
Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung dadurch gelöst,
dass die Trockeneinrichtung einen beheizten Zylinder und Bahnleitmittel
umfasst, wobei die Bahnleitmittel derart ausgerichtet sind, dass
die Bahn in ihrem Bahnlaufpfad zur Anlage mit dem beizten Zylinder
kommt.
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Die
Lösungen liegen darin begründet, dass die eingesetzte
Trockeneinrichtung einen Teil der Aufgaben des Mehrwalzenkalanders,
wie beispielsweise eine Glättesteigerung, übernimmt.
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Zu
diesem Zweck wird zumindest ein Teil des Lufttrockners nach dem
Kalander durch einen beheizten Trockenzylinder mit glatter Oberfläche
ersetzt, an dessen Oberfläche die Bahn sowohl getrocknet
als auch mit den gewünschten Eigenschaften in Bezug auf
Glätte, Transparenz etc. versehen wird. Der Einsatz eines
solchen Trockenzylinders bedeutet, dass man entweder einerseits
bei Neuanlagen auf einen Teil der hoch beheizten Kalanderwalzen
verzichten kann, um Heiz- und Antriebsenergie einzusparen, oder
andererseits bei Umbauten von bestehenden Anlagen die Bahngeschwindigkeit
und somit die Produktion erhöhen kann.
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Bei
dem Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Bahn während
des Trocknens mittels einer Andrückeinrichtung über
einen Umschlingungswinkel größer 120° an
den beheizten Zylinder angedrückt wird. Bei einer Anlage
der Bahn über einem solchen Umfang (unter Berücksichtigung,
dass die üblichen Zylinderdurchmesser 2 bis 5 m betragen)
wird ein großer Einfluss auf die Glätteausprägung
ausgeübt. Die in der Regel relativ großen Glätteverluste
bei einer Lufttrocknung können im Wesentlichen vermieden werden.
In einigen Fällen wurde sogar eine Glättezunahme
bei der Trocknung gegenüber dem Glättewert (in
sec Bekk) nach dem Kalander verzeichnet.
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Bevorzugt
läuft die Bahn mit einer Geschwindigkeit oberhalb von 800
m/min, vorzugsweise oberhalb von 1000 m/min. Die hohe Geschwindigkeit
gegenüber dem Stand der Technik, dessen Werte sich aus
der begrenzten Trocknungsfähigkeit im Kalander und im Lufttrockner
ergaben, gestattet es, die Produktionsleistung zu erhöhen.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Bahn in wenigstens einem Walzenspalt mit
einer Streckenlast von über 300 N/m beaufschlagt wird.
Diese Streckenlast verdichtet die Bahn in einem Maß, das
für qualitativ hochwertige Trennrohpapiere ausreichend
ist.
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Mit
besonderem Vorteil erfolgt die Veredelung der Bahn online mit der
Herstellung in eine Papiermaschine. Das bedeutet, dass die Bahn,
die aus der Papiermaschine kommt, nicht mehr aufgewickelt werden
muss, bevor sie durch den Mehrwalzenkalander und die Trocknungseinrichtung
gefahren wird. Es wird also erheblich an Rüst- und Wechselzeiten eingespart.
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Bei
der Vorrichtung besitzt der Mehrwalzenkalander vorteilhafterweise
weniger als 10 Walzen. Dies ist ein bedeutender Fortschritt gegenüber
dem Stand der Technik, bei dem Trennrohpapiere mit mindestens 11
Walzen geglättet wurden. Es kann bei einem solchen Mehrwalzenkalander
erheblich an Energie- und Produktionskosten gespart werden. Unter einem
Mehrwalzenkalander sind auch solche Kalander zu verstehen, die nicht
als einzelner Stack aufgebaut sind. Der Mehrwalzenkalander kann
durchaus auch mehrere Stacks mit Walzen aufweisen.
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Es
ist günstig, wenn der Mehrwalzenkalander keinen Wechselspalt
hat. Auf diese Weise kann zwar nur eine Seite der Bahn geglättet
werden, aber das reicht für viele Anwendungen aus.
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Es
ist von Vorteil, wenn wenigstens ein Walzenspalt im Mehrwalzenkalander
geeignet ist, eine Streckenlast über 300 N/mm aufzubringen.
Man hat dann in jedem Fall einen Nip im Kalander, der die Bahn auf
ein notwendiges Maß verdichten kann.
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Vorzugsweise
ist ein Andrückmittel vorhanden, das die Bahn über
einen Umschlingungswinkel größer 120° an
den beheizten Zylinder andrücken kann. Auf diese Weise
wird ein hoher Wärmeübergang zur Trocknung der
Bahn realisiert. Eine isolierende Luftgrenzschicht wird weitgehend
verhindert. Die Einwirkdauer der Oberflächentemperatur
des Zylinders auf die Bahn ist so lang, dass eine große
Wärmemenge in die Bahnoberfläche abgeleitet werden kann.
Außerdem kann durch das Anpressen des Andrückmittels
eine zusätzliche Satinageleistung aufgebracht werden. Ein
Anpressdruck zwischen 0,5 und 5 bar hat sich als vorteilhaft herausgestellt.
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Es
ist günstig, wenn das Andrückmittel durch ein
umlaufendes Band gebildet ist. Das Band kann wie die Bahn selbst über
Leitmittel geführt werden, im Gegensatz zur Bahn aber in
einem geschlossenen Kreislauf. Ein langer Abschnitt liegt dabei
auf einem Umfangsabschnitt des Zylinders auf der Bahn auf. Das Band
kann je nach herzustellendem Produkt geschlossen und glatt oder
aber porös sein, um sich bildenden Wasserdampf in der Papierbahn
mehr zur Glättesteigerung festzuhalten oder mehr zur Trocknung
entweichen zu lassen.
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Es
ist von Vorteil, wenn das umlaufende Band aus Metall ist und insbesondere
dann, wenn der beheizte Zylinder und/oder das Band eine Oberflächenrauigkeit
Ra unter 0,1 μm aufweist. Ein derartig glattes Band trägt
ebenso wie eine derartig glatte Zylinderoberfläche in enormem
Maß zur Glättesteigerung bei.
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Des
Weiteren sind mit der Erfindung zwei Ansprüche auf ein
mit dem Verfahren veredeltes Trennrohpapier gerichtet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigt die Figur eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zur Veredelung eines Trennrohpapiers.
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Die
Veredelungsvorrichtung folgt in diesem Ausführungsbeispiel
online direkt der Papiermaschine, die lediglich symbolisch in ihrer
ganzen Einheit mit der Bezugsziffer 2 versehen ist. Die
aus der Papiermaschine oder einer Nachfeuchtung mit einer Feuchtigkeit
zwischen 10 und 20% austretende Bahn 8 durchläuft
auf einem durch Bahnleitmittel 14 vorgegebenen Bahnlaufpfad 15 die
gesamte Vorrichtung zur Veredelung eines Trennrohpapiers 1 und
wird zunächst zu einem Mehrwalzenkalander 3 geführt.
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Der
Mehrwalzenkalander 3 besitzt abwechselnd beheizte Walzen 9 und
elastische Walzen 10 und keinen Wechselspalt mit zwei elastischen
Walzen. So liegt nur eine Seite an den sehr glatten beheizten Walzen 9 an
und wird dort geglättet. In wenigstens einem Kalandernip
herrscht eine Streckenlast von wenigstens 300 N/mm, um die Bahn
ausreichend auf eine Dichte größer 1 zu verdichten.
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Die
Bahn tritt im Folgenden mit einem Feuchtegehalt zwischen 10 und
6% aus dem Mehrwalzenkalander aus und ist für eine Aufwicklung
noch zu feucht und zu heiß.
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Der
sonst übliche Lufttrockner wird bei der Erfindung durch
eine Trockeneinrichtung 4 ersetzt, die einen drehenden
beheizbaren Zylinder 7 umfasst, mit dem die Bahn 8 über
einen Umfangsabschnitt, der größer als 120° sein
sollte, in Kontakt ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel liegt die Bahnseite, die zuvor
im Mehrwalzenkalander 3 höher geglättet
wurde auch an der Zylinderoberfläche an. Bei Trennpapieren
legt man in der Regel Wert darauf, dass eine Bahnseite besonders
glatt wird. Die Glätte dieser Bahnseite wird durch die
Anlage an dem Zylinder 7, dessen Oberflächen ebenfalls
sehr glatt sein sollte (möglichst unter einem Ra-Wert von
0,1 μm), noch einmal verstärkt. Zumindest wird
die Bahn im Wesentlichen nicht rauer, wie es bei einem Lufttrockner
der Fall wäre.
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Wünscht
man, dass beide Bahnseiten eine gewisse Glätte aufweisen,
kann man aber auch dafür sorgen, dass die Bahnseite, die
im Mehrwalzenkalander 3 nicht in Kontakt mit den heißen
Walzen kam, in der Trockeneinrichtung 4 an der Zylinderoberfläche
anliegt. Bei besonders hohen Glättewünschen kann
beispielsweise der Trockeneinrichtung 4 auch eine zweite
Trockeneinrichtung nachgeschaltet werden, bei der die andere Bahnseite
an der Zylinderoberfläche anliegt.
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Um
die Glättewirkung und den Wärmeübergang
am Zylinder 7 zu erhöhen, ist eine Andrückeinrichtung 11 in
Form eines umlaufenden Bandes 12 vorgesehen. Dieses Band 12 kann über
Bandleitwalzen 13 geführt und gespannt werden,
so dass es auf die an der Oberfläche des Zylinders 7 anliegende Bahn 8 einen
Druck ausübt. Zusätzlich können in nicht
dargestellter Weise weitere Kraftgeber (Andruckwalzen, Druckkästen
oder Ähnliches) von außen auf das Band wirken,
um den Anpressdruck zu erhöhen.
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Das
umlaufende Band 12 besteht vorzugsweise aus Kunststoff
oder Metall. Auch hier ist eine hohe Glätte des Bandes
in der Größenordnung unter einem Ra-Wert von 0,1
sehr vorteilhaft, weil auch auf der Bahnseite, an der das Band anliegt,
keine Verschlechterung der Glätte zugelassen wird.
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Abhängig
vom gewünschten Behandlungsergebnis in der Trockeneinrichtung 4,
wählt man ein glattes, undurchlässiges oder ein
poröses Band 12. Das Band 12 kann auch
anders temperiert, insbesondere gekühlt, sein als der beheizte
Zylinder 7. Dadurch wird der Dampfaustritt aus der Bahn 8 begünstigt.
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Sollte
die Bahn nach dem Austritt aus der Trockeneinrichtung 3 noch
zu heiß für die Aufwicklung 6 sein, so
bietet sich ein handelsüblicher Kühlzylinder 5 an,
an den die Bahn ihre Wärme durch eine umschlingende Anlage
abgeben kann.
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Durch
die verbesserte Trocknung der Bahn 8 hat der Betreiber
der Vorrichtung zur Veredelung eines Trennrohpapiers 1 mehrere
Möglichkeiten, sein Geschäftsergebnis zu verbessern.
Bei einer neuen Vorrichtung verringert sich der Anschaffungspreis, weil
weniger Walzen im Mehrwalzenkalander benötigt werden als
bisher. In der Regel sind dann weniger als 10 Walzen notwendig.
Beim Umbau einer bestehenden Papiermaschine, kann bei Beibehaltung
des alten Kalanders und Ersatz des Lufttrockners durch eine erfindungsgemäße
Trockeneinrichtung die Produktionsgeschwindigkeit erheblich gesteigert
werden. Bahngeschwindigkeiten oberhalb von 800 m/min sind problemlos
zu handhaben, aber es werden mit der erfindungsgemäßen
Ausgestaltung auch Bahngeschwindigkeiten höher 1000 m/min
erreicht.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich veredelte
Trennrohpapiere erzeugen, die eine Glätte von mehr als
2300 sec (Bekk) und/oder eine Transparenz von 40 bis 55% (DIN
53147) besitzen.
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- 1
- Vorrichtung
zur Veredelung eines Trennrohpapiers
- 2
- Papiermaschine
- 3
- Mehrwalzenkalander
- 4
- Trockeneinrichtung
- 5
- Kühleinrichtung
- 6
- Aufwicklung
- 7
- Zylinder
- 8
- Bahn
- 9
- beheizte
Kalanderwalze
- 10
- elastische
Kalanderwalze
- 11
- Andrückeinrichtung
- 12
- umlaufendes
Band
- 13
- Bandleitmittel
- 14
- Bahnleitmittel
- 15
- Bahnlaufpfad
- 16
- Walzenspalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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