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Einige
Druckpapierqualitäten,
wie zum Beispiel SC-Papier
(superkalandriertes Papier) und Kartonqualitäten, werden notwendigerweise
so hergestellt, dass eine Papier-/Kartonbahn in einen Zustand übertrocknet
wird, in dem sie trockener als die Endfeuchtigkeit ist, woraufhin
eine Wiederbefeuchtung vor der Abschlusskalandrierung folgt. Diese
Verfahrensweise ist zum Erhalten eines genügend guten Feuchtigkeitsprofils
und zur Steuerung der Feuchtigkeitsverteilung in Richtung der Papierdicke
notwendig.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Papier oder Karton,
wobei eine zu verarbeitende Bahn vor der Abschlusskalandrierung
wieder befeuchtet wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht
in einer Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens und in mittels des Verfahrens hergestelltem Papier
oder Karton.
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Beispielhafterweise
wird in der nachfolgenden Beschreibung SC-Papier (superkalandriertes Papier)
abgehandelt, welches in allgemeinem Bezug zu dem steht, was in der
Quellenveröffentlichung
Papermaking Science and Technology (Papierherstellungswissenschaft
und -technologie), Abschnitt Papermaking (Papierherstellung) Teil
3, Finishing (Fertigbearbeitung), editiert von Jokio M., veröffentlicht von
Fapet Oy, Jyväskylä 1999, 361,
Seiten 53-68. SC-Papier ist nur ein Beispiel eines Papiers dieses Grades,
welches mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung der Erfindung
hergestellt werden kann.
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SC-Papiere
bilden eine in Magazinpapieren enthaltene Produktlinie, wobei Holzschliff
einen vorherrschenden Bestandteil darstellt, der keinen Überzug aufweist.
Sie enthalten gewöhnlich
50-75% Holzschliff, 5-25% Vollzellstoff und 10-35% eines Füllstoffes.
Solches Papier kann auch tintengereinigten Holzschliff (DIP) umfassen.
Typische Flächengewichte
sind 40-60 g/m2.
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Traditionellerweise
wird SC-Papier mit Superkalandern kalandriert, die 10-12 Walzen
aufweisen. Typischerweise kann die Produktion einer einzelnen Papiermaschine
von 2 oder 3 Offline-Kalandern abgewickelt werden. Die Kalandriergeschwindigkeiten
variieren innerhalb des Bereiches von 500-700 m/min. Linearlasten
betragen typischerweise 300-400 kN/m, und die Wassertemperatur in
der Thermowalze liegt innerhalb des Bereiches von 80-120°C. Die Zweiseitigkeit
von Papier kann durch umgekehrte Positionierung der oberen und unteren Walzenspalte
eines Kalanders, durch verschiedene Temperaturen oder Dampfraten
gesteuert werden. Das Dampfen von SC-Papier in einem Kalander mittels
Dampfduschen ist ein wesentlicher Teil der Superkalandrierung. Typischerweise
ist ein Satz von Kalandrierwalzen mit 3 oder 4 Dampfkästen ausgerüstet, um
die Papierqualität
zu verbessern. In letzter Zeit installierte Dampfkästen sind
zonengesteuert, wobei die Glanzsteuerung mit geschlossener Schleife
gute Glanzprofile in Querrichtung ermöglicht. Die Papierdicke wird
mittels durchbiegungskompensierter oberer und unterer Walzen gesteuert.
SC-C- und SC-B-Qualitäten,
die Zwischenprodukte zwischen Zeitungs- und glatten SC-Papieren
sind, können auch
mittels Weichkalandern mit zwei Walzenspalten produziert werden.
Die Oberflächentemperatur
beim Lauf beträgt
160-200°C,
und die Linienlasten betragen bis zu 350 kN/m. Dampfen ist auch
ein wesentlicher Teil bei der Kalandrierung dieser Qualitäten.
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Bei
der SC-Papierkalandrierung wurden nach und nach Polymerüberzüge und hohe
Temperaturen eingeführt.
Gegenwärtig
läuft der
Trend in Richtung der Mehrwalzenkalandrierung. Neue Papiermaschinen,
die mit einer Geschwindigkeit von 1800-2000 m/min. laufen, erfordern
so viel wie 4 Superkalander pro Papiermaschine. Neue Kalandrierkonzepte
ermöglichen
höhere
Kalandriergeschwindigkeiten, Temperaturen und Linienlasten dank
der Polymerüberzüge. Die
Anzahl von Walzen für
die anspruchsvollsten Qualitäten
beträgt
10 oder 12.
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Ein
Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Papier oder Karton,
bei dem eine Wiederbefeuchtung an einem Punkt zwischen Nasspressen und
Umrollen erforderlich ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine
Papier-/Kartonbahn
vor der Wiederbefeuchtung in mindestens einem Vorgang mittels einer
Metallbandkalanderverarbeitungsbaugruppe kalandriert und/oder getrocknet
wird, die ein Metallband umfasst, welches so angepasst ist, dass
es sich um mindestens ein Führungselement
herum bewegt, wobei außerhalb
des Bandes mindestens ein Gegenelement vorgesehen ist, welches eine
Kontaktfläche mit
dem Band erzeugt, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement
eine Bahnverarbeitungszone aufgebaut wird, wobei die zu verarbeitende
Bahn durch dieselbe hindurchgeführt
wird, und wobei in der Verarbeitungsbaugruppe die Verarbeitungszonenlänge mittels
Anordnung des Bandführungselementes
und/oder Formgebung des Gegenelementes regulierbar ist, und dass
stromabwärts
der Wiederbefeuchtung die Papier-/Kartonbahn eine Abschlusskalandrierung
mit einer gewünschten
Kalandriertechnik durchläuft.
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Eine
Vorrichtung der Erfindung ist wiederum durch das gekennzeichnet,
was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 3 ausgesagt ist.
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Bei
einem Herstellungsverfahren der Erfindung wird die Kontaktzeit einer
Bahn mit einem Metallband auf den Bereich von etwa 5-200 ms, vorzugsweise
auf den Bereich von etwa 20-80 ms reguliert, und die Temperatur
eines Metallbandes wird am besten auf den Bereich von etwa 20-400°C, vorzugsweise
auf den Bereich von etwa 150-200°C
reguliert. Die Feuchtigkeit einer an dem Kalander ankommenden Bahn
ist innerhalb des Bereiches von etwa 1-65%, vorzugsweise innerhalb
des Bereiches von etwa 8-15% in Abhängigkeit von der Kontaktzeit
mit einem Metallband und bei der Kalandrierung angewandten Temperaturen
regulierbar. Die Befeuchtung kann mittels eines Online-Feuchtwerkes
stromaufwärts
des Metallbandkalanders durchgeführt
werden.
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Das
Gegenelement für
ein Metallband umfasst vorzugsweise eine Walze mit flexibler Oberfläche, wie
zum Beispiel eine polymerbeschichtete Walze, eine gummibeschichtete
Walze oder eine Walze mit Elastomeroberfläche. Eine weitere vorstellbare Lösung besteht
darin, dass SC-Papier zwischen einer Thermowalze und einem beschichteten
Metallband kalandriert wird. Bei Verwendung einer Thermowalze wird
deren Temperatur passend auf den Bereich von etwa 20-400°C, vorzugsweise
auf den Bereich von etwa 150-200°C
reguliert. Das Gegenelement kann auch etwas Anderes als eine Walze,
zum Beispiel eine Schuh- oder Balkenbaugruppe sein.
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Bei
einem in einem Papier- oder Kartonherstellungsverfahren der Erfindung
verwendeten Metallbandkalander ist es möglich, mindestens ein Druckausübungselement
zu verwenden, welches innerhalb des Bandes zum Pressen des Bandes
gegen das Gegenelement vorgesehen ist, um einen auf die durch die
Kalandrierzone hindurchgehende Bahn ausgeübten Druckimpuls zu steigern.
Das Druckausübungselement
weist vorzugsweise eine Walze auf, die so angepasst ist, dass sie
das Metallband einer Lastbeanspruchung von etwa 0-400 kN/m, vorzugsweise
etwa 30-100 kN/m aussetzt. Das Gegenelement für ein Metallband umfasst vorzugsweise
eine Walze mit flexibler Oberfläche,
wie zum Beispiel eine polymerbeschichtete Walze, eine gummibeschichtete
Walze oder eine Walze mit Elastomeroberfläche. Eine weitere vorstellbare
Lösung
besteht darin, dass SC-Papier zum Beispiel zwischen einer Thermowalze
und einem beschichteten Metallband kalandriert wird. Bei Verwendung
einer Thermowalze wird deren Temperatur passend auf den Bereich
von etwa 20-400°C,
vorzugsweise auf den Bereich von etwa 150-200°C reguliert. Das Gegenelement
kann auch etwas Anderes als eine Walze, zum Beispiel eine Schuh-
oder Balkenbaugruppe sein.
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In 1 ist
eine zur Verwendung bei einem Verfahren der Erfindung geeignete
Verarbeitungsvorrichtung dargestellt, die als Bandkalander 1 bezeichnet
ist, die ein Kalandrierband 2 aufweist, welches sich um
Führungsrollen 3 herum
bewegt, wobei mindestens einige der Führungsrollen zwecks Regulierung
der Straffheit des Bandes 2 und/oder der Verarbeitungszonenlänge, wie
gewünscht
verlagerbar sind. Das Kalandrierband 2 bewegt sich um eine
auf seiner Außenseite
positionierte Walze 5 herum, wodurch eine Kalandrierzone
N zwischen dem Band 2 und der Walze 5 aufgebaut
wird. Eine zu kalandrierende Materialbahn W geht durch die Kalandrierzone hindurch,
wobei sie somit einem gewünschten
Druckimpuls und einer Wärmewirkung
in Abhängigkeit
von der Zeit ausgesetzt wird. Die Form einer Druckwirkung ist in 2 in
Form einer Strichpunktlinie 9 dargestellt, wenn innerhalb
des Kalandrierbandes 2 eine Presswalze 4 vorgesehen
ist, die als ein Druckausübungselement
funktioniert und das Band gegen die Walze 5 drückt, um
eine Walzenspaltzone mit höherem
Druck innerhalb der Kalandrierungszone aufzubauen. Andererseits
stellt eine gestrichelte Linie 8 die Form einer Druckwirkung
dar, wann immer der in der Kalandrierzone vorhandene Kontaktdruck
nur mittels der Straffheit des Bandes 2 aufgebaut wird,
wenn die Presswalze 4 außer Kontakt mit dem Band 2 steht (oder
wenn innerhalb des Bandes 2 keine Presswalze 4 installiert
ist). Die Walze 5 und auf ähnliche Weise die Presswalze 4 kann
eine durchbiegungskompensierte Walze sein oder nicht und kann aus
einer Gruppe ausgewählt
sein, die besteht aus: einer Walze mit flexibler Oberfläche wie
zum Beispiel einer polymerbeschichteten Walze, einer gummibeschichteten
Walze oder einer Walze mit Elastomeroberfläche, einer Schuhwalze, einer
Thermowalze, einer Metallwalze, einer Faserwalze und einer Verbundwalze. Anstatt
der Walze 4 kann das Druckausübungselement ein anderes profilierbares
oder Druckausübungselement
mit festem Profil aufweisen, welches weiterhin aus mehreren in Querrichtung
der Maschine aufeinanderfolgenden Elementen bestehen kann. Das rollenförmige Druckausübungselement 4 kann auch
aus mehreren in Querrichtung der Maschine aufeinanderfolgenden Elementen
bestehen. Das Druckausübungselement 4 kann
eine Oberfläche aufweisen,
die so konzipiert ist, dass sie durchgehend oder unterbrochen ist.
Das Druckausübungselement 4 kann
auch so angepasst sein, dass es zum Variieren der Verarbeitungszonenlänge und/oder
der Straffheit des Bandes verlagerbar ist.
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Bei
der Verarbeitungsvorrichtung von 1 umfasst
die Presswalze 4 eine Schuhwalze. Das Bezugszeichen 6 stellt
Heizelemente, wie zum Beispiel ein Induktionsheizelement, einen
Infrarotstrahler, einen Gasbrenner oder ein kapazitatives Heizelement dar.
Die Verarbei tungsvorrichtung kann in Abhängigkeit von der jeweiligen
Anwendung mit erhöhten
Temperaturen, zum Beispiel von höher
als etwa 100°C
bis höher
als etwas 200°C
und selbst so hoch wie 400°C versehen
sein.
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In 2 ist
schematisch eine Ausführungsform
für eine
Produktionslinie dargestellt, bei der das erfindungsgemäße Verfahren
angewandt wird, wobei die Liniensegmente ab einem Pressbereich I
nach vorne dargestellt sind. Auf den Pressbereich I folgt der Trockenbereich
II. Auf den Trockenbereich folgt eine Behandlung mit einer Metallbandkalanderbaugruppe
III und dann ein Wiederbefeuchtungsvorgang IV, wobei stromabwärts desselben
ein Abschlusskalandriervorgang V, und schließlich die Endbearbeitungen
VI folgen, die zum Beispiel Aufwickelvorgänge und Längsschneiden umfassen. Bei
diesem Beispiel ist der Abschlusskalandriervorgang als mittels eines
Superkalanders durchgeführte
Kalandrierung vorstellbar, wobei dieser jedoch durch Verwendung zum
Beispiel eines Metallbandkalanders der in Folge III verwendeten
Art, oder durch jeden anderen, für
die zu verarbeitende Papier-/Kartonqualität geeignete Art von Kalander
ersetzt werden kann.
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Zusammenfassung
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Vorrichtung
und Verfahren zur Herstellung von Papier oder Karton, und damit
hergestelltes Papier oder Karton Die Erfindung betrifft ein Papier-/Kartonherstellungsverfahren,
bei dem eine Papier-/Kartonbahn an einem Punkt zwischen Nasspressen
(I) und Umrollen (VI) wieder befeuchtet wird, und eine Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird eine Papier-/Kartonbahn (W)
vor der Wiederbefeuchtung in mindestens einem Vorgang (III) mittels
einer Metallbandkalanderverarbeitungsbaugruppe (1) kalandriert
und/oder getrocknet, die ein Metallband (2) umfasst, welches
so angepasst ist, dass es sich um mindestens ein Führungselement
(3) herum bewegt, wobei außerhalb des Bandes mindestens
ein Gegenelement (5) vorgesehen ist, welches eine Kontaktfläche mit
dem Band erzeugt, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement
eine Bahnverarbeitungszone (N) aufgebaut wird, durch welche die
zu verarbeitende Bahn (W) hindurchgeführt wird. In der Verarbeitungsbaugruppe
ist die Verarbeitungszonenlänge
mittels Anordnung des Bandführungselementes
und/oder Formgebung des Gegenelementes regulierbar. Stromabwärts der
Wiederbefeuchtung (IV) durchläuft die
Papier-/Kartonbahn eine Abschlusskalandrierung (V) mit einer gewünschten
Kalandrierungstechnik.