DE10326763A1

DE10326763A1 - Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE10326763A1
Application number: DE2003126763
Authority: DE
Inventors: Holger Humberg; Roland Mayer; Frank Wegehaupt; Dominik Mai; Antje Vogel
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-20
Also published as: EP1486610A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, umfasst wenigstens eine zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse umfassende Sprühauftragseinrichtung zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn. Dabei ist eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse in einem Abstand von der Faserstoffbahn angeordnet, der in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegt. DOLLAR A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse umfassenden Sprühauftragseinrichtung zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP-A-0 979 897 bekannt.

Bei den bisher üblichen Düsenfeuchtern mit pneumatischen Zerstäuberdüsen erfolgt die Rückbefeuchtung mit einem Bahnabstand ≥ 75 mm. Die Zonenbreite liegt in einem Bereich von 12,5 mm bis 150 mm. Das Sprühbild der bisher üblichen Feuchter ist jedoch nicht gut genug für eine SC-A-Qualität mit höchster Oberflächengüte, bei der die Befeuchtung kurz vor einem Multinipkalander erfolgt.

Es werden bereits pneumatische Zerstäuberdüsen in Düsenfeuchtern zur Rückbefeuchtung und Feuchteprofilierung faserförmiger Bahnen eingesetzt. Ein wichtiges Kriterium ist hierbei, die Flüssigkeit sehr fein aufzusprühen, um gleichmäßige Oberflächen- und Papiereigenschaften zu gewährleisten. Diesem Zweck dient der Einsatz von pneumatischen Zerstäuberdüsen. Bei solchen Düsen soll durch das Zerstäubungsgas die Flüssigkeit in sehr kleine Tropfen zerstäubt werden.

Wesentliche Einflussgrößen sind die Auftragsqualität und -quantität. So nimmt mit größer werdenden Bahngeschwindigkeiten und abnehmender Sprühtropfengröße der Wirkungsgrad der Befeuchtung ab, und es kommt zu einem ungleichmäßigen, wolkigen Auftrag. Der Grund dafür besteht darin, dass sich mit zunehmender Geschwindigkeit auf der Bahn eine zunehmend stabilere, d.h. schnellere und dickere Luftgrenzschicht, laminar und turbulent, aufbaut, die von den Tropfen kaum noch zu durchdringen ist. So wird ein Teil der Tropfen von der Luftschicht mitgerissen und verwirbelt, bevor er die Bahn erreicht, wodurch eine Wolkigkeit und Steifigkeit des Auftrags erzeugt wird. Als Wolkigkeit werden hier Auftragsmengenschwankungen der einzelnen Düse auf dem Papier bezeichnet. Die Größe der Wolken und/oder Flecken beträgt im allgemeinen 1 cm bis 8 cm, je nach Betriebsbedingungen. Unter Steifigkeit werden Auftragsmengenschwankungen der einzelnen Düse auf dem Papier in Maschinenlaufrichtung bezeichnet. Die Breite der Streifen hängt u.a. vom Verhältnis Düsenabstand in Querrichtung zum Bahnabstand und Sprühwinkel ab. Diese Effekte sind darauf zurückzuführen, dass die kleineren Tropfen nicht mehr den erforderlichen Impuls aufbringen, der für ein Durchdringen der Luftgrenzschicht erforderlich wäre. Deren Puls nimmt mit der dritten Potenz zum Tropfendurchmesser ab, was bedeutet, dass beispielsweise mit einer Halbierung des Durchmessers der Impuls auf 1/8 reduziert wird. Hingegen geht die Geschwindigkeit nur linear mit ein. So gilt für den Impuls die folgende Beziehung: I = m·w = ρ·1/6·π·d3·w,mit m = ρ·V und V = 1/6·π·d3,wobei

I: Impuls
m: Masse des Tropfens
w: Geschwindigkeit des Tropfens
ρ: Dichte der Tropfenflüssigkeit
V: Volumen
d: Tropfendurchmesser.

Die bisher üblichen pneumatischen Zerstäuberdüsen in Düsenfeuchtern besitzen Tropfendurchmesser < 80 μm (arithmetischer Mittelwert). Der Wirkungsgrad liegt bei Bahngeschwindigkeiten > 1000 m/min lediglich in einem Bereich von 40 bis 60 %, während die restliche Sprühwassermenge mit der Umgebungsluft mitgerissen wird. Ein ungleichmäßiger Feuchteauftrag kann insbesondere bei sich direkt anschließender Online-Satinage oder Oberflächenveredelung des Papiers zu ungleichen Glanz-, Glätte- und/oder Flachlageneigenschaften führen.

Bei den bekannten Entwicklungen zum Besprühen schnelllaufender Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen, war man bestrebt, den Impuls der Wassertropfen bei gegebenem Tropfendurchmesser groß zu halten. Dies kann nun aber nur über die Tropfengeschwindigkeit erreicht werden, wodurch gemäß der obigen Formel der Impulse erhöht wird. So ist beispielsweise bei einem auf dem Markt erhältlichen Düsenfeuchter eine sehr feine Tropfengröße von 20 μm vorgesehen. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, wurde bei diesem Düsenfeuchter die Düse so modifiziert, dass sich eine höhere Tropfengeschwindigkeit ergibt, um damit den Impuls zu erhöhen (vgl. erster Auszug aus Wochenblatt der Papierfabrikation, 1999, Nr. 10, Seiten 680 bis 685, "Practical Aspects Concerning Moisture Gradient Calendering"). Während bei einer älteren Düse eine Tropfengeschwindigkeit von etwa 5 m/s bei einer mittleren Tropfengröße von 80 μm vorgesehen war, betrug die Tropfengeschwindigkeit bei einer neueren Düse etwa 15 m/s bei einer mittleren Tropfengröße von 20 μm. Im Ergebnis ist somit festzustellen, dass die bisher üblichen Düsen hinsichtlich einer Befeuchtung mit immer kleineren Tropfen von < 50 μm bei hohen Bahngeschwindigkeiten von > 1000 m/min an ihre Grenzen stoßen. Die Möglichkeiten zur Erhöhung der Tropfengeschwindigkeit reichen also nicht mehr aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind. Dabei sollen insbesondere eine Befeuchtung mit homogenem Sprühbild bei hohen Bahngeschwindigkeiten bzw. ein Sprühbild ohne Wolken oder Streifen bei sehr kleinen Tröpfchengrößen (< 50 μm) möglich sein. Wolkigkeit, Streifigkeit und Markierungen sollen so weit wie möglich eliminiert werden. Zudem werden eine möglichst gute Planlage und optimale Oberflächeneigenschaften von online kalandrierten SC-Papieren angestrebt. Außerdem soll ein Online-Prozess für eine SC-Produktion bei hohen Geschwindigkeiten und höchsten Qualitätsanforderungen ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse in einem Abstand von der Faserstoffbahn angeordnet ist, der in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegt.

Aufgrund dieser Ausbildung wird ein wolkenfreier Auftrag erreicht, wobei gleichzeitig für eine relativ hohe Energie des Sprühstrahls gesorgt ist. Es sind hohe Geschwindigkeiten des die Tropfen transportierenden Zerstäubergases bis zur Faserstoffbahn gewährleistet, wobei gleichzeitig für eine relativ hohe Energie des Sprühstrahls, eine gleichmäßige Auftragsqualität und einen hohen Wirkungsgrad gesorgt ist. Es ergibt sich eine bessere Planlage (weniger Cockling) bei online kalandrierten SC-Papieren. Zudem ergibt sich bei solchen online kalandrierten SC-Papieren auch eine bessere Gleichmäßigkeit der Oberflächeneigenschaften, Glanz und Glätte. Es ist nunmehr ein Online-Prozess für eine SC-Produktion bei hohen Geschwindigkeiten und höchsten Qualitätsanforderungen möglich. Mit einem Sprühbild ohne Wolken oder Streifen und sehr kleinen Tröpfchengrößen ist insbesondere auch eine Rückfeuchtung mit extrem homogenem Sprühbild bei hohen Auftragsmengen möglich, insbesondere auch bei Sprühauftrag kurz vor dem Kalander.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt der Abstand von der Faserstoffbahn in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 60 mm, wobei er vorzugsweise etwa 50 mm beträgt.

Dabei transportiert das Gas des Sprühstrahls die feinen Tropfen. Der kleine Bahnabstand bringt hohe Gasgeschwindigkeiten des Sprühstrahls mit sich, der dadurch extrem stabil und störungsunanfällig gegen äußere Einflüsse wie z.B. gegenüber der Luftgrenzschicht der Bahn wird.

Bei einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse erfolgt zweckmäßigerweise eine Vernebelung des Sprühmediums mittels Luft und/oder mittels eines anderen Gases bzw. Gasgemisches.

Bevorzugt ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse vorgesehen, die einen Vollkegelstrahl, Hohlkegelstrahl, elliptischen Strahl oder Flachstrahl erzeugt.

Vorteilhafterweise ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse vorgesehen, die eine mittlere Tröpfchengröße (arithmetischer Mittelwert) < 50 μm erzeugt.

Die Geschwindigkeit des Zerstäubungsgases beim Auftreffen auf die Faserstoffbahn ist vorzugsweise > 0,5 m/s, insbesondere > 0,8 m/s und vorzugsweise > 1,1 m/s.

Die theoretische Geschwindigkeit ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen der verbrauchten normierten Zerstäubergasmenge der Düse und der projizierten Fläche des Sprühstrahls auf der Bahn. Das Gas des Sprühstrahls transportiert die feinen Tropfen. Der Impuls der Tropfen selbst spielt nur noch eine ungeordnete Rolle. Die hohen Gasgeschwindigkeiten des Sprühstrahls machen den Strahls extrem stabil und störungsunanfällig gegen äußere Einflüsse wie z.B. die Luftgrenzschicht der Bahn.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist insbesondere bei einem gegenseitigen, quer zur Bahnlaufrichtung gegebenen Düsenabstand < 30 mm und/oder insbesondere bei einem Bahnabstand < 75 mm, vorzugsweise < 60 mm, der Sprühwinkel einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse > 45°. Aufgrund des relativ kleinen Düsenabstands in Querrichtung und des relativ großen Sprühwinkels der Düsen ergibt sich ein streifenfreier Auftrag. Der Sprühwinkel wird dabei so festgelegt, dass 90 % der zerstäubten Wassermenge innerhalb des Sprühwinkels auf die Bahn trifft.

Der Volumenstrom des von einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse gelieferten Zerstäubungsgases ist vorteilhafterweise größer oder gleich 7 Nm³/h (Normkubikmeter/Stunde) und vorzugsweise größer oder gleich 10 Nm³/h.

Das Gas des Sprühstrahls transportiert die feinen Tropfen. Die hohen Volumenströme führen zu hohen Gasgeschwindigkeiten des Sprühstrahls, die ihn extrem stabil und störungsunanfällig gegen äußere Einflüsse machen.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sprühmenge einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse im Betrieb > 8 l/h, vorzugsweise > 12 l/h.

Vorteilhafterweise ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse mit Innenmischung vorgesehen.

Bei innen mischenden Düsen ist der Strahlaufbau bei Austritt aus der Düse bereits erfolgt, und es sind somit ein störungsunanfälliger Betrieb sowie kleinere Abstände zur Bahn möglich.

Bevorzugt ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse mit einem Sprühwinkel > 48° vorgesehen. Damit ergibt sich eine breite Verteilung des Auftrags bei kleinem Bahnabstand.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse vorge sehen, bei der der Winkel zwischen Zerstäubungsgas und Sprühmedium im Zerstäubungsbereich > 50° ist.

Der Druck des Zerstäubungsgases liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa 0,5 bar bis etwa 1 bar, wobei er vorzugsweise etwa 0,65 bar beträgt.

Die Düsenteilung in Querrichtung ist vorzugsweise so gewählt, dass der gegenseitige Abstand der Sprühzonen in einem Bereich von etwa 15 bis 30 mm liegt und vorzugsweise etwa 20 mm beträgt.

Der direkte Abstand einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse zu einer jeweiligen anderen pneumatischen Zerstäuberdüse ist insbesondere in Querrichtung vorteilhafterweise > 110 mm. Dadurch werden Wechselwirkungen zwischen benachbarten Düsen vermieden.

Bei einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen zur Erzielung eines gleichmäßigen Auftrags einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar.

Insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen können vorteilhafterweise auch zur Profilierung der Feuchte einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sein.

Die Temperatur des Sprühmediums liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 90°C und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 60 bis etwa 80°C.

Das Sprühmedium kann beispielsweise Chemikalien, Wasser, Wasser mit Additiven, z.B. Tensiden, Stärke, Streichfarben, Pigmente und/oder dergleichen umfassen.

Ziele des Auftrages können neben der Rückbefeuchtung und Profilierung auch Veränderungen von Papiereigenschaften wie Glanz, Glätte, Oberflächenspannung, Rupffestigkeit, Planlage, Curl etc. sein.

Bei einer Online-Satinage ist die Sprühauftragseinrichtung vorzugsweise in einem solchen Abstand vom Kalander angeordnet, dass sich bis zum ersten Kalandernip eine Verweilzeit ergibt, die in einem Bereich von etwa 0,1 sec bis etwa 0,8 sec liegt.

Bei einer Online-Satinage erfolgt vorzugsweise eine beidseitige Beaufschlagung bzw. Befeuchtung der Faserstoffbahn. So ist bei einer solchen Online-Satinage vorteihafterweise auf jeder Seite der Faserstoffbahn jeweils wenigstens eine Sprühauftragseinrichtung vorgesehen.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn bei einer Online-Satinage die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt größer oder gleich 96 % mittels der Sprühauftragseinrichtung rückbefeuchtet wird.

Die beispielsweise als Feuchter ausgeführte Sprühauftragseinrichtung kann mehrere, z.B. maximal sechs oder vier Düsenreihen je Auftragsseite umfassen, um bei den hohen Luftmengen gegenseitige Düsenbeeinflussungen zu minimieren.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist die Rückfeuchtungskapazität einer jeweiligen Sprühauftragseinrichtung mit insbesondere maximal sechs oder vier Düsenreihen je Auftragsseite so bemessen, dass sich ausgehend von einem Trockengehalt der Faserstoffbahn in einem Bereich von etwa 96 % bis etwa 99 % ein auf dem Bereich von etwa 88 bis etwa 93 % reduzierter Trockengehalt ergibt. Bei maximalen Betriebsgeschwindigkeiten werden mindestens 7 bis 9 % Rückfeuchtung erreicht.

In bestimmten Fällen kann es auch von Vorteil sein, wenn mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung zuerst die Oberseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet wird.

Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform wird mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung zuerst die Unterseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet.

Grundsätzlich können jedoch auch durch wenigstens zwei einander gegenüberliegende Sprühauftragseinrichtungen die beiden Seiten der Faserstoffbahn gleichzeitig beaufschlagt bzw. befeuchtet werden. Die Faserstoffbahn liegt in diesem Fall also zwischen den einander gegenüberliegenden Sprühauftragseinrichtungen.

Eine gleichzeitige Befeuchtung der beiden Bahnseiten durch zumindest zwei sich gegenüberliegende Feuchter bringt u.a. den Vorteil mit sich, dass die Feuchter durch ihr Zerstäubergas gleichzeitig die Faserstoffbahn zwischen den Feuchtern stabilisieren.

Sind mehrere sich jeweils in Querrichtung erstreckende, in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgende Düsenreihen vorgesehen, so können diese beispielsweise in einer Ebene liegen, die mit der Horizontalen einen Winkel in einem Bereich von 0 bis etwa 90° einschließt.

Die Sprühauftragseinrichtung kann insbesondere in einem geraden freien Bahnzug oder gegen eine die Faserstoffbahn stützende Walze angeordnet sein.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt der in Bahnlaufrichtung gemessene Mindestabstand der ersten bzw. letzten Düsenreihe der Sprühauftragseinrichtung zu einer die Faserstoffbahn stützenden Walze etwa 0,5 m und vorzugsweise etwa 1 m.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere auch bei höheren Bahngeschwindigkeiten einsetzbar. So kann die Bahngeschwindigkeit beispielsweise > 1000 m/min und vorzugsweise größer 1500 m/min sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist u.a. insbesondere auch zur Herstellung von SC-Papier und SC-B-Papier verwendbar, dessen Porosität kleiner oder gleich 40 ml/min Bendtsen, insbesondere kleiner oder gleich 20 ml/min Bendtsen ist, wobei sich der jeweilige Porositätswert auf kalandrisiertes Papier bezieht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische Teildarstellung einer der Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn dienenden Einrichtung mit zumindest einer, hier beispielsweise zwei jeweils mehrere pneumatische Zerstäuberdüsen umfassen Sprühauftragseinrichtungen und
2 eine schematische Darstellung von zwei einer Sprühauftragseinrichtung gemäß 1 zugeordneten, in einem bestimmten Abstand von der Faserstoffbahn angeordneten sowie in Querrichtung voneinander beabstandeten pneumatischen Zerstäuberdüsen.
1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine der Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn 10 dienende Einrichtung 12. Bei der Faserstoffbahn 10 kann es sich insbesondere um eine Papier- und Kartonbahn handeln.
Die Vorrichtung 10 umfasst wenigstens eine zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse 14 umfassende Sprühauftragseinrichtung 16 zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn 10. In der Darstellung gemäß 1 sind beispielsweise zwei solche Sprühauftragseinrichtungen 16 zu erkennen.
2 zeigt in schematischer Darstellung zwei einer solchen Sprühauftragseinrichtung 16 zugeordnete, in einem bestimmten Abstand von der Faserstoffbahn 10 angeordnete sowie in Querrichtung voneinander beabstandete pneumatische Zerstäuberdüsen 14.
Die pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 sind jeweils in einem Abstand a (vgl. 2) von der Faserstoffbahn 10 angeordnet, der insbesondere in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegen kann. Dabei kann dieser Abstand von der Faserstoffbahn 10 insbesondere in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 60 mm liegen und vorzugsweise etwa 50 mm betragen.
Wie am besten anhand der 2 zu erkennen ist, wird den pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 über einen Einlass 18 jeweils ein Sprühmedium und über einen Einlass 20 jeweils Zerstäubergas in einer bestimmten Menge zugeführt. Dabei erfolgt in den pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 jeweils eine Vernebelung des Sprühmediums mittels Luft und/oder mittels eines anderen Gases bzw. Gasgemisches.
Eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse 14 kann insbesondere einen Vollkegelstrahl, Hohlkegelstrahl, elliptischen Strahl oder Flachstrahl erzeugen.
Die Geschwindigkeit des Zerstäubungsgases beim Auftreffen auf die Faserstoffbahn 10 kann beispielsweise > 0,5 m/s, insbesondere > 0,8 m/s und vorzugsweise > 1,1 m/s sein. Dabei ergibt sich die theoretische Geschwindigkeit aus der verbrauchten normierten Zerstäubergasmenge der Zerstäuberdüse 14 bezogen auf die projizierte Fläche 22 (vgl. 2) des Sprühstrahls 24 auf der Faserstoffbahn 10.
Insbesondere bei einem gegenseitigen, quer zur Bahnlaufrichtung gegebenen Düsenabstand b < 30 mm und/ oder insbesondere bei einem Bahnabstand a < 75 mm, vorzugsweise kleiner 60 mm, ist der Sprühwinkel α einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse 14 beispielsweise > 45°.
Vorzugsweise sind pneumatische Zerstäuberdüsen 14 mit Innenmischung vorgesehen.
Die Düsenteilung in Querrichtung ist vorzugsweise so gewählt, dass der gegenseitige Abstand der Sprühzonen in einem Bereich von etwa 15 bis etwa 30 mm liegt und vorzugsweise etwa 20 mm beträgt.
Der direkte Abstand b einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse 14 zu einer jeweiligen anderen pneumatischen Zerstäuberdüse 14 in Querrichtung ist zweckmäßigerweise > 110 mm.
Die in Querrichtung aufeinanderfolgenden pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 können beispielsweise zur Erzielung eines gleichmäßigen Auftrags und/oder zur Profilierung der Feuchte einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sein.
Das Sprühmedium kann beispielsweise Wasser, Wasser mit Additiven, z.B. Tensiden, Stärke, Streichfarben, Pigmente und/oder dergleichen umfassen.
Wie insbesondere anhand der 1 zu erkennen ist, kann eine jeweilige Sprühauftragseinrichtung 16 mehrere in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgende Düsenreihen umfassen. Im vorliegenden Fall umfassen die Sprühauftragseinrichtungen 16 beispielsweise jeweils drei solche Düsenreihen.
Eine jeweilige Sprühauftragseinrichtung 16 kann beispielsweise in einem geraden freien Bahnzug oder gegen eine die Faserstoffbahn 10 stützende Walze angeordnet sein. Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind die beiden Sprühauftragseinrichtungen 16 jeweils in einem geraden freien Bahnzug angeordnet.
Bevorzugt beträgt der in Bahnlaufrichtung gemessene Mindestabstand der ersten bzw. letzten Düsenreihen einer jeweiligen Sprühauftragseinrichtung 16 zu einer die Faserstoffbahn 10 stützenden Walze 26 etwa 1 m und vorzugsweise etwa 0,5 m.

10: Faserstoffbahn
12: Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer
: Faserstoffbahn
14: pneumatische Zerstäuberdüse
16: Sprühauftragseinrichtung
18: Einlass
20: Einlass
22: projizierte Fläche
24: Sprühstrahl
26: Walze
a: Bahnabstand
b: Düsenabstand in Querrichtung
α: Sprühwinkel

Claims

Vorrichtung (12) zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn (10), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) umfassenden Sprühauftragseinrichtung (16) zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse (14) in einem Abstand (a) von der Faserstoffbahn (10) angeordnet ist, der in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) von der Faserstoffbahn (10) in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 60 mm liegt und vorzugsweise etwa 50 mm beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) eine Vernebelung des Sprühmediums mittels Luft und/oder mittels eines anderen Gases bzw. Gasgemisches erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, die einen Vollkegelstrahl, Hohlkegelstrahl, elliptischen Strahl oder Flachstrahl erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, die eine mittlere Tröpfchengröße (arithmetischer Mittelwert) < 50 μm erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Zerstäubungsgases beim Auftreffen auf die Faserstoffbahn > 0,5 m/s, insbesondere > 0,8 m/s und vorzugsweise > 1,1 m/s ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei einem gegenseitigen, quer zur Bahnlaufrichtung gegebenen Düsenabstand (b) < 30 mm und/oder insbesondere bei einem Bahnabstand (a) < 75 mm, vorzugsweise < 60 mm, der Sprühwinkel (α) einer jeweiligen pneumatische Zerstäuberdüse (14) > 45° ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des von einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) gelieferten Zerstäubungsgases größer oder gleich 7 Nm³/h (Normkubikmeter/Stunde), vorzugsweise größer oder gleich 10 Nm³/h, ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühmenge einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) im Betrieb > 8 l/h, vorzugsweise > 12 l/h, ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) mit Innenmischung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) mit einem Sprühwinkel (α) > 48° vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, bei der der Winkel zwischen Zerstäubungsgas und Sprühmedium im Zerstäubungsbereich > 50° ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Zerstäubungsgases in einem Bereich von etwa 0,4 bar bis etwa 1 bar liegt und vorzugsweise etwa 0,65 bar beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenteilung in Querrichtung so gewählt ist, dass der gegenseitige Abstand der Sprühzonen in einem Bereich von etwa 15 bis etwa 30 mm liegt und vorzugsweise etwa 20 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Abstand (b) einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) zu einer jeweiligen anderen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) insbesondere in Querrichtung > 110 mm ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen (14) zur Erzielung eines gleichmäßigen Auftrags einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen (14) zur Profilierung der Feuchte einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Sprühmediums in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 90°C und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 60 bis etwa 80°C liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühmedium Wasser, Wasser mit Additiven, z.B. Tensiden, Stärke, Streichfarben, Pigmente und/oder dergleichen umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Online-Satinage die Sprühauftragseinrichtung (16) in einem solchen Abstand vom Kalander angeordnet ist, dass sich bis zum ersten Kalandernip eine Verweilzeit ergibt, die in einem Bereich von etwa 0,1 sec bis etwa 0,8 sec liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Online-Satinage auf jeder Seite der Faserstoffbahn (10) jeweils wenigstens eine Sprühauftragseinrichtung (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Online-Satinage die Faserstoffbahn (10) bei einem Trockengehalt größer oder gleich 96 % mittels der Sprühauftragseinrichtung (16) rückgefeuchtet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere als Feuchter ausgeführte Sprühauftragsein richtung (16) mehrere, insbesondere maximal sechs oder vier Düsenreihen umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückfeuchtungskapazität einer jeweiligen Sprühauftragseinrichtung (16) mit insbesondere maximal 6 oder 4 Düsenreihen so bemessen ist, dass sich ausgehend von einem Trockengehalt der Faserstoffbahn (10) in einem Bereich von etwa 96 % bis etwa 99 % ein auf den Bereich von etwa 88 bis etwa 93 % reduzierter Trockengehalt ergibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung (16) zuerst die Oberseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung (16) zuerst die Unterseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens zwei einander gegenüberliegende Sprühauftragseinrichtungen (16) die beiden Seiten der Faserstoffbahn (10) gleichzeitig beaufschlagt bzw. befeuchtet werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere sich jeweils in Querrichtung erstreckende Düsenreihen vorgesehen sind und die in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgenden Düsenreihen in einer Ebene liegen, die mit der Horizontalen einen Winkel in einem Bereich von 0 bis etwa 90° einschließt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühauftragseinrichtung (16) in einem geraden freien Bahnzug oder gegen eine die Faserstoffbahn (10) stützende Walze angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Bahnlaufrichtung gemessene Mindestabstand der ersten bzw. letzten Düsenreihe der Sprühauftragseinrichtung (16) zu einer die Faserstoffbahn stützenden Walze (26) etwa 0,5 m und vorzugsweise etwa 1 m beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahngeschwindigkeit > 1000 m/min, vorzugsweise > 1500 m/min ist.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von SC-Papier und SC-B-Papier, dessen Porosität kleiner oder gleich 40 ml/min Bendtsen, insbesondere kleiner oder gleich 20 ml/min Bendtsen ist, wobei sich der jeweilige Porositätswert auf kalandriertes Papier bezieht.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 zur Herstellung von Karbonpapier.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 zur Herstellung von ungestrichenen Papieren.