DE102009009862A1 - Method and installation for applying a suspension to a material web - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf das Aufbringen einer Suspension, insbesondere von Streichfarbe, Stärke, Bindemittel, Leim, Imprägniermittel oder dergleichen Oberflächenbeschichtungsmitteln, auf die laufende Oberfläche einer Materialbahn, wie einer Papierbahn, durch Aufsprühen mittels Düsen. Das Aufsprühen der Suspension erfolgt hierbei mittels Wasserdampf oder eines Wasserdampf/Luft-Gemisches.The invention relates to the application of a suspension, in particular of coating color, starch, binder, glue, impregnating agent or the like surface coating compositions, on the running surface of a material web, such as a paper web, by spraying by means of nozzles. The spraying of the suspension takes place here by means of steam or a water vapor / air mixture.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen einer Suspension, insbesondere von Streichfarbe, Stärke, Bindemittel, Leim, Imprägniermittel oder dergleichen Oberflächenbeschichtungsfluiden, auf die laufende Oberfläche einer Materialbahn, wie einer Papierbahn, durch Aufsprühen mittels Düsen.The The invention relates to a process for applying a suspension, in particular of coating color, starch, binder, glue, Impregnating agent or the like surface coating fluids, on the running surface of a web, such as a Paper web, by spraying with nozzles.
Bei
der Papierherstellung wird Papierbrei, der zu etwa 99% aus Wasser
besteht, auf die Siebpartie einer Papiermaschine aufgebracht. Von
dem endlosen Sieb, welches den Papierbrei transportiert, läuft
ein sehr großer Teil des Wassers ab und die Papierstruktur
entsteht. Bei dem in der
Aus
der
Zur Verbesserung der Eigenschaften des Papiers, wie Glätte und Glanz, werden anschließend Beschichtungen, bspw. Streichfarben oder Stärke, auf die Papierbahn aufgebracht.to Improve the properties of the paper, such as smoothness and gloss, then coatings, such as coating colors or starch, applied to the paper web.
Für
das Auftragen solcher verhältnismäßig viskoser
Suspensionen auf die Oberfläche einer laufenden Papierbahn
wurden bisher u. a. Rakel verwendet, was jedoch nicht immer zu der
gewünschten Gleichmäßigkeit des Auftrages
führte. Deswegen ist man zum Aufsprühen solcher
Suspensionen mittels Düsen übergegangen. So ist
beispielsweise aus der
Die
Auch
in der
Bei hochviskosen Suspensionen, wie Streichfarben oder Stärke, kommt es bei einer solchen Sprühtechnik jedoch häufig zu einem Verstopfen einzelner Düsen mit der Folge eines ungleichmäßigen Fluidauftrages auf die Papierbahn.at highly viscous suspensions, such as coating colors or starch, However, such a spraying technique is common to a clogging of individual nozzles with the result of a uneven fluid deposition on the paper web.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchem ein ungestörter und gleichmäßiger Auftrag auch von hochviskosen feststoffhaltigen Suspensionen, insbesondere Streichfarben oder Stärke, auf eine fortlaufende Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, erfolgen kann.task The present invention is therefore a method of the initially to propose, in which an undisturbed and even application of high viscosity solids-containing suspensions, in particular coating colors or Strength, on a continuous web, in particular a paper web, can be done.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung bei dem eingangs genannten Verfahren insbesondere dadurch gelöst, dass das Aufsprühen der Suspension mittels Wasserdampf oder eines Wasserdampf/Luft-Gemisches erfolgt.These Task is with the invention in the aforementioned method in particular solved in that the spraying the suspension by means of steam or a water vapor / air mixture he follows.
Durch das Wasserdampf/Luft-Gemisch wird die Suspension immer wieder von den Wänden der Düse abgewaschen, so dass das Anbacken von Fluidresten in den Düsen und deren dadurch bedingtes Verstopfen zuverlässig verhindert werden kann.By the water vapor / air mixture keeps repeating the suspension washed off the walls of the nozzle, so that the caking of fluid residues in the nozzles and their consequent clogging can be reliably prevented.
Die Ergebnisse des Freihaltens der Düsen sind dann besonders gut, wenn das Wasserdampf/Luft-Gemisch wasserdampfgesättigte oder wasserdampfübersättigte Luft ist.The Results of keeping the nozzles clear are then particular good if the water vapor / air mixture is water vapor saturated or water vapor supersaturated air.
Im praktischen Betrieb wird zur Erzeugung des Wasserdampf/Luft-Gemisches bevorzugt Luft mit einer Temperatur zwischen etwa 25 und 40°C und Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen etwa 100 und 130°C verwendet, und zwar insbesondere in der Weise, dass das der Düse zugeführte Wasserdampf/Luft-Gemisch eine Temperatur zwischen etwa 80 und 110°C aufweist. Dabei sollte das Wasserdampf/Luft-Gemisch der Düse mit einem Druck zwischen etwa 250 und 500 mbar zugeführt werden.in the Practical operation is used to generate the water vapor / air mixture preferably air at a temperature between about 25 and 40 ° C and water vapor at a temperature between about 100 and 130 ° C used, in particular in such a way that the nozzle supplied water vapor / air mixture a temperature between about 80 and 110 ° C has. It should the water vapor / air mixture the nozzle with a pressure between about 250 and 500 mbar be supplied.
Eine Energieersparnis kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Suspension einen Feststoffgehalt von etwa 10 bis 50%, bevorzugt 20 bis 45% und insbesondere 25 bis 40%, also deutlich höher als bisher, hat. Bei Stärke wird ein Feststoffgehalt bis 30% und bei Streichfarbe bis 50% bevorzugt. Dann ist nämlich die in die Materialbahn, insbesondere die Papierbahn, eingetragene Feuchtigkeit entsprechend gering, was beim Trocknen der Materialbahn die Einsparung von Energie mit sich bringt.An energy saving can be achieved in particular if the suspension has a solids content of about 10 to 50%, preferably 20 to 45% and in particular 25 to 40%, ie significantly higher than hitherto. When starch is a Feststoffge up to 30% and in case of coating color up to 50% preferred. Then, in fact, the moisture introduced into the material web, in particular the paper web, is correspondingly low, which brings about the saving of energy during drying of the material web.
Gute Ergebnisse werden insbesondere dann erzielt, wenn die Suspension eine Viskosität zwischen etwa 15 und 100 mPa·s hat. Bei Messung mit einem Brookfield-LVT-Viskosimeter bei 100 U/min; D = 20 mm wird eine Viskosität von 15 bis 30 mPa·s bevorzugt.Quality Results are achieved especially when the suspension a viscosity between about 15 and 100 mPa · s Has. When measured with a Brookfield LVT viscometer at 100 rpm; D = 20 mm, a viscosity of 15 to 30 mPa · s prefers.
Überraschenderweise wurde in Weiterbildung des Erfindungsgedankens gefunden, dass ein Anbacken von Suspensionsresten in den Düsen dadurch besonders zuverlässig verhindert werden kann, dass man als Material für die Düsen einen Kunststoff, vorzugsweise ein Polyetherketon, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK), verwendet. Derartige hochtemperaturbeständige thermoplastische Kunststoffe gewährleisten eine gute Formstabilität auch bei Kontakt mit dem heißen Wasserdampf/Luft-Gemisch. Zudem heizt sich Kunststoff als schlechter Wärmeleiter beim Durchströmen des heißen Wasserdampf/Luft-Gemisches nicht auf, so dass die Gefahr des Anbackens verringert wird.Surprisingly was found in development of the inventive idea that a caking This makes suspension residues in the nozzles particularly reliable can be prevented that as a material for the nozzles a plastic, preferably a polyether ketone, in particular Polyetheretherketone (PEEK), used. Such high temperature resistant Thermoplastic materials ensure good dimensional stability even in contact with the hot water vapor / air mixture. In addition, plastic heats up as a poor conductor of heat when flowing through the hot water vapor / air mixture not on, so that the risk of caking is reduced.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anlage zum Durchführen eines Verfahrens der zuvor genannten Art.The The invention further relates to a plant for performing a method of the aforementioned kind.
Eine solche Anlage ist gekennzeichnet durch wenigstens eine Düse, insbesondere Zweistoffdüse, zum Aufsprühen der Suspension auf die Materialbahn, insbesondere Papierbahn, eine Fluidzufuhrleitung zu der wenigstens einen Düse, eine Luftzufuhrleitung und eine Dampfzufuhrleitung in Richtung der wenigstens einen Düse.A such plant is characterized by at least one nozzle, in particular two-fluid nozzle, for spraying the Suspension on the material web, in particular paper web, a fluid supply line to the at least one nozzle, an air supply line and a steam supply line in the direction of the at least one nozzle.
Soll die Düse nicht mit Wasserdampf alleine, sondern mit einem Wasserdampf/Luft-Gemisch versorgt werden, münden die Luftzufuhrleitung und die Dampfzufuhrleitung zweckmäßigerweise vor der Düse in eine Mischkammer und die Mischkammer hat eine Strömungsverbindung für das Wasser/Luft-Gemisch zu der Düse, die dann im Wesentlichen handelsüblich sein kann.Should the nozzle not with steam alone, but with a Water vapor / air mixture are supplied, open the air supply line and the steam supply line expediently before the nozzle into a mixing chamber and the mixing chamber has a Flow connection for the water / air mixture to the nozzle, which is then essentially commercially available can be.
Für ein zuverlässiges Ausführen des Verfahrens kann in der Anlage der Luftzufuhrleitung ein Kühler, der Dampfzufuhrleitung eine Druckkontrolle und der Luftzufuhrleitung und/oder der Strömungsverbindung eine Temperaturkontrolle zugeordnet sein.For a reliable execution of the method can in the system of the air supply line a cooler, the steam supply line a pressure control and the air supply line and / or the flow connection be associated with a temperature control.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn der Luftzufuhrleitung und/oder der Strömungsverbindung eine Drainage für kondensierten Wasserdampf zugeordnet ist.It is also useful if the air supply line and / or the flow connection a drainage for associated with condensed water vapor.
Für die dauerhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ferner von Vorteil, wenn die Anlage mit einer Düse ausgerüstet ist, deren Austrittsöffnung von einem Steg umschlossen ist, welcher das Herabfließen von Suspension auf der Außenseite des Düsenkörpers verhindert.For the permanent embodiment of the invention Method, it is also advantageous if the system with a Nozzle is equipped, whose outlet opening is enclosed by a footbridge, which the downflow of suspension on the outside of the nozzle body prevented.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further developments, Advantages and applications of the invention result from the following description of an embodiment and the drawing. All are described and / or illustrated illustrated features alone or in any combination the subject of the invention, also independent of their Summary in individual claims or their dependency.
Es zeigen:It demonstrate:
Gemäß
Um
ein Verstopfen der Düse
Die
Dampfzufuhrleitung
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Aufsprühen der Suspension auf eine zwischen zwei Walzen W frei laufende Papierbahn B dargestellt. Die Erfindung eignet sich aber in gleicher Weise für das Aufsprühen der Suspension in oder unmittelbar vor einen Walzenspalt (Nip) in einer Papiermaschine, bspw. auch in der Pressenpartie derselben, oder in einem Kalander.at the illustrated embodiment is the spraying the suspension on a between two rolls W free-running paper web B shown. However, the invention is equally suitable for spraying the suspension in or immediately before a nip in a paper machine, for example in the press section of the same, or in a calender.
An dem Gehäuse der Sprühvorrichtung kann eine nicht dargestellte Absaugung vorgesehen sein, um den Sprühnebel innerhalb des Gehäuses abzusaugen.At the housing of the spray device can not one be shown suction to the spray to suck in the housing.
Als
Düsen können grundsätzlich alle bekannten
Zweistoffdüsen eingesetzt werden, wie sie bspw. aus der
- 11
- Düsejet
- 22
- FluidzufuhrleitungFluid supply line
- 33
- LuftzufuhrleitungAir supply line
- 44
- DampfzufuhrleitungSteam supply line
- 55
- Mischkammermixing chamber
- 66
- Strömungsverbindungflow connection
- 77
- Kühlercooler
- 88th
- Drainageleitungdrainage line
- 9, 9'9 9 '
- Druckkontrolle, VentilPressure control, Valve
- 1010
- TemperaturkontrolleTemperature control
- 1111
- Austrittsöffnungoutlet opening
- 1212
- Stegweb
- BB
- Materialbahnweb
- WW
- Walzenroll
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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