DE102017130071A1

DE102017130071A1 - Bahnbehandlung

Info

Publication number: DE102017130071A1
Application number: DE102017130071.6A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Mendez-Gallón; Joachim Fischer
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-06-19
Also published as: EP3724396A1; WO2019115440A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) nach deren Trocknung.Dabei soll eine umfassendere Befeuchtung der Faserstoffbahn (1) dadurch erreicht werden, dass die Faserstoffbahn (1) mit flüssigem Schaum befeuchtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn nach deren Trocknung.
Zur Herstellung von Papier- oder Kartonbahnen verwendet man üblicherweise eine Papier- oder Kartonmaschine mit Stoffauflauf, Former, Presse und Trockenpartie. Am Ausgang der Trockenpartie oder hinter einer Trockengruppe innerhalb der Trockenpartie sind meist ein Kalander und/oder eine Streicheinrichtung angeordnet. Im Kalander wird die Bahn geglättet und dabei auch verdichtet. Demgegenüber wird in einer Streicheinrichtung eine Streichfarbe auf eine oder beide Oberflächen der Bahn aufgetragen.
Zur Vergleichmäßigung der Feuchte der Bahn in Querrichtung ist es bekannt, vor dem Kalander Dampf oder Wasser auf die Bahn aufzutragen.
Problematisch sind allerdings eine ausreichende Infiltration der Faserstoffbahn mit Feuchtigkeit sowie die Temperierung der Faserstoffbahn als Grundlage für eine optimale Glättung und Aufrollung.
Die Aufgabe der Erfindung ist die Gewährleistung einer verbesserten Oberflächenqualität bei möglichst großem Bahnvolumen.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn innerhalb wenigstens einer Teilbehandlung mit flüssigem Schaum befeuchtet wird. Flüssiger Schaum besteht aus kleinen Gasbläschen, die durch flüssige Wände getrennt sind, welche meist aus Wasser und/oder Wasserdampf und Tensiden gebildet werden.
Über den Schaum kann die Flüssigkeit stärker in die Faserstoffbahn penetrieren, wobei die Porosität der Faserstoffbahn ausgenutzt wird.
Die Temperatur des wässrigen Schaums liegt mit Vorteil zwischen 15 und 50°C, insbesondere zwischen 15 und 30°C. Allein dies kann zu einer merklichen Abkühlung der mittleren Schicht der Faserstoffbahn führen, was sich positiv auf eine volumenschonende Glättung derselben auswirkt.
Bei speziellen Anwendungen, insbesondere wenn eine höhere Plastizität und Verformbarkeit der Außenschichten der zu glättenden Faserstoffbahn angestrebt wird, kann es aber ebenso vorteilhaft sein, wenn die Temperatur des Schaums wesentlich höher als die Bahntemperatur ist. In diesem Fall unterstützt die höhere Temperatur der Außenschichten die Glättung und die niedrigere Temperatur der Innenschicht den Volumenerhalt.
Unabhängig von der Temperatur des Schaums kann über diesen der Feuchtegehalt der Faserstoffbahn so auf ein optimales Niveau für eine nachfolgende Behandlung gebracht werden.
Für das Streichen oder Glätten der Faserstoffbahn sind die Bahnfeuchte und/oder die Bahntemperatur besonders wichtig. Genauso kann es aber ebenso wichtig sein, wenn Bahnfeuchte und/oder Temperatur nach dem Streichen oder Glätten wieder verändert werden.
In Abhängigkeit von der gewünschten Einwirkzeit des flüssigen Schaums auf die Faserstoffbahn kann es vorteilhaft sein, diesen direkt oder indirekt auf die Faserstoffbahn aufzubringen.
Während der direkte Auftrag mittels Düsen erfolgt, ist es für einen indirekten Auftrag des Schaums von Vorteil, wenn dieser auf die Mantelfläche einer rotierenden, mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommenden Walze aufgebracht wird.
Dies bedeutet, dass beim indirekten Auftrag der Schaum unmittelbar nach dem Kontakt mit der Faserstoffbahn im Einlaufspalt zwischen dieser Walze und der Faserstoffbahn zerdrückt wird.
Handelt es sich bei der Walze, auf deren Mantelfläche der flüssige Schaum aufgetragen wird, um eine Glättwalze eines, einen Glättspalt bildenden Glättwalzenpaares, so kann auf diese Weise eine Befeuchtung der Faserstoffbahn während einer Glättbehandlung derselben realisiert werden.
Im Interesse einer längeren Einwirkzeit ist es allerdings oft von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn vor einer Glätt- oder Streichbehandlung derselben mit flüssigem Schaum befeuchtet wird.
In vielen Fällen, insbesondere bei einseitiger Glättung der Faserstoffbahn kann es bereits genügen, wenn die Befeuchtung mit flüssigem Schaum nur auf einer, vorzugsweise der zu glättenden Seite der Faserstoffbahn erfolgt.
Zur umfassenden Nutzung der Erfindung sollte die Schaumbefeuchtung allerdings beidseitig der Faserstoffbahn erfolgen. Um die Wirkung auf die Faserstoffbahnseiten möglichst gleich zu gestalten, ist es dabei von Vorteil, wenn die Schaumbefeuchtung beider Seiten der Faserstoffbahn im gleichen Bahnabschnitt realisiert wird.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die mit flüssigem Schaum befeuchtete Faserstoffbahn nach der darauf folgenden Glättbehandlung gekühlt wird. Durch das Herabsetzen der Bahntemperatur kann eine weitere Glättung und/oder Aufrollen der Faserstoffbahn volumenschonend realisiert werden.
Besonders einfach und effizient gestaltet sich die Kühlung der Faserstoffbahn mittels Luft. Die Luftbeaufschlagung der Faserstoffbahn mit kälterer Luft führt bereits für sich zu einer Kühlung der Faserstoffbahn. Unterstützt wird die Kühlung aber noch durch die vorherige Schaum-Befeuchtung, da es infolge der Luftbeaufschlagung zu einer verstärkten Verdunstungskühlung kommt.
Zwecks Beeinflussung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn sollte die Befeuchtung der Faserstoffbahn mittels Schaum in Zonen quer zur Bahnlaufrichtung steuerbar sein.
Besonders für das nachfolgende Glätten und/oder Aufwickeln der Faserstoffbahn kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn die Luftbeaufschlagung zur Kühlung der Faserstoffbahn in Zonen quer zur Bahnlaufrichtung steuerbar ist.
Außerdem kann es von Vorteil sein, unterschiedliche Schaummengen auf beiden Seiten der Bahn aufzubringen. Damit ist es möglich, Einfluss auf bestimmte Eigenschaften der Bahn zu nehmen, beispielsweise auf den Curl.
Neben Tensiden und Wasser kann der flüssige Schaum auch noch andere Zusätze aufweisen, die in oder auf die Faserstoffbahn gebracht werden sollen.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Querschnitt durch eine Behandlungseinheit einer Papiermaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 1 in Form einer Papierbahn.
Nach der Trocknung der Faserstoffbahn 1 in einer Trockenpartie der Papiermaschine, in der die Faserstoffbahn 1 abwechselnd über beheizte Trockenzylinder und Leitwalzen läuft, wird diese für eine erste Glättbehandlung durch einen, von zwei rotierenden Walzen 3 gebildeten Glättspalt geführt.
Vor diesem Glättspalt werden hier beide Seiten der Faserstoffbahn 1 über den Auftrag von feuchtem Schaum 2 befeuchtet, wobei die Temperatur des Schaums 2 unter der Temperatur der Faserstoffbahn 1 liegt.
Dieser Schaum 2 kann, wie in der Figur angedeutet, direkt über Düsen 4 auf die Faserstoffbahn 1 aufgebracht werden. Über den Abstand dieser Düsen 4 zum folgenden Glättspalt wird dabei die Einwirkzeit des Schaums 2 bestimmt.
Alternativ oder ergänzend gibt es gemäß Figur aber auch die Möglichkeit, den flüssigen Schaum 2 indirekt auf die Faserstoffbahn 1 aufzubringen. Hierzu wird der Schaum 2 ebenfalls über Düsen 4 auf die Mantelfläche der rotierenden Walzen 3 des Glättspalts aufgetragen. Dementsprechend gelangt der Schaum 2 im Einlaufspalt dieses Glättspalts mit der Faserstoffbahn 1 in Kontakt.
Während des Kontakts mit dem Schaum 2 penetriert Flüssigkeit, aber auch Luft in die Faserstoffbahn 1 und kühlt diese bereits. Dies wird bei der Zerstörung des Schaums 2 im Glättspalt noch verstärkt.
Im Ergebnis erfolgt die Glättung bereits in diesem ersten Glättspalt volumenschonender als bisher üblich.
Nach der ersten Glättbehandlung wird die Faserstoffbahn 1 beidseitig gekühlt. Hierzu werden beide Seiten der Faserstoffbahn 1 von je einem Luftblaskasten 5 mit kühler Luft beaufschlagt. Die Kühlung der Faserstoffbahn 1 erfolgt hierbei einerseits über die kühlere Luft und andererseits über Verdunstungskühlung.
Die Luftblaskästen 5 sind hierzu mit einer Vielzahl von Druckluft-Düsen ausgestattet. Zur Vereinfachung des Aufbaus können diese Druckluft-Düsen von einem gemeinsamen Druckluft-Kasten mit Druckluft versorgt werden. Die Luftblaskästen 5 sind bevorzugt gegenüber angeordnet, so dass sich die Belastung der Faserstoffbahn 1 insbesondere durch die Druckluftbeaufschlagung aufhebt.
Nach dieser Kühlung ist das Feuchte- und Temperaturprofil über die Bahndicke der Faserstoffbahn 1 ausgeglichener als bisher, was auch in Verbindung mit aus dem Schaum 2 aufgenommener Luft einen erhöhten Widerstand gegen Deformation zur Folge hat und so eine volumenschonende Weiterbehandlung der Faserstoffbahn 1 gewährleistet.
Daher wird die Faserstoffbahn 1 bei dem hier gezeigten Beispiel nach der Kühlung einer weiteren Glättbehandlung unterzogen und durch einen, von zwei, weiteren Glättwalzen 6 gebildeten zweiten Glättspalt geführt.
Die Kühlung ermöglicht dabei das Erreichen einer verbesserten Oberflächenqualität bei möglichst großem Bahnvolumen.
An diese weitere Glättbehandlung schließt sich dann in Bahnlaufrichtung 8 eine Aufrollvorrichtung 7 für die Faserstoffbahn 1 an, wobei die Faserstoffbahn 1 zwischen der weiteren Glättbehandung und der Aufrolleinrichtung 7 befeuchtet und/oder gekühlt werden kann.
Die Glättbehandlungen können allgemein von nur einem Glättspalt oder einem Walzenstapel mit mehreren Glättspalten realisiert werden.
Genauso können die Glättspalte gleich oder unterschiedlich, hart oder weich, kurz oder lang ausgebildet sein.
Die Befeuchtung beider Seiten der Faserstoffbahn 1 mittels Schaum kann gleichartig betrieben werden. Es ist aber über das Aufbringen unterschiedlicher Mengen an flüssigem Schaum auch möglich, die Curl-Neigung der Faserstoffbahn 1 zu vermindern.
Um die Temperatur bzw. die Feuchte der Faserstoffbahn 1 quer zur Bahnlaufrichtung 8 beeinflussen und so besser auf die folgende Maschineneinheit vorbereiten zu können, kann die Befeuchtung bzw. die Luftbeaufschlagung zur Kühlung der Faserstoffbahn 1 in Zonen quer zur Bahnlaufrichtung 8 steuerbar sein.
Dementsprechend sind dann zumindest einzelne Schaum-Düsen 4 bzw. einzelne Druckluft-Düsen zur Druckluftbeaufschlagung separat steuerbar.

Claims

Verfahren zum Behandeln einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) nach deren Trocknung, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) mit flüssigem Schaum (2) befeuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Schaum (2) direkt auf die Faserstoffbahn (1) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Schaum (2) indirekt auf die Faserstoffbahn (1) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Schaum (2) auf die Mantelfläche einer rotierenden, mit der Faserstoffbahn (1) in Kontakt kommenden Walze (3) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) während einer Glättbehandlung derselben mit flüssigem Schaum (2) befeuchtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) vor einer Glätt- oder Streichbehandlung derselben mit flüssigem Schaum (2) befeuchtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Seite der Faserstoffbahn (1) mit flüssigem Schaum (2) befeuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seiten der Faserstoffbahn (1) mit flüssigem Schaum (2) befeuchtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des flüssigen Schaums (2) zwischen 15 und 50°C liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des flüssigen Schaums (2) zwischen 15 und 30°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des flüssigen Schaums (2) über der Temperatur der Faserstoffbahn (1) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit flüssigem Schaum (2) befeuchtete Faserstoffbahn (1) nach der darauf folgenden Glättbehandlung gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) mit Luft gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) nach der Kühlung zumindest einer weiteren Glättbehandlung zugeführt wird.