DE112004001826T5

DE112004001826T5 - Verfahren zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn

Info

Publication number: DE112004001826T5
Application number: DE112004001826T
Authority: DE
Inventors: Maria Lepola; Henri Vaittinen; Reijo PIETIKÄINEN; Jari Ilomäki
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-08-10
Also published as: WO2005031064A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung (1) für eine Faserbahn (W), die ein Metallband (2) aufweist, welches zum Drehen um eine Führungseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei außerhalb des Bandes mindestens ein Gegenelement (5) angeordnet ist, welches eine Berührungsfläche mit dem Band ausbildet, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone (N) ausgebildet wird, durch welche die zu verarbeitende Bahn hindurchgeführt wird, wobei in der Verarbeitungsvorrichtung (1) optional mindestens eine zusätzliche Belastungswalze (4) innerhalb der Metallbandschleife vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Form der Feuchtigkeitsverteilung in z-Richtung der Faserbahn durch die Regulierung der Temperatur der mit der Faserbahn (W) in Berührung befindlichen Flächen gesteuert wird, um die Kräuselung der Bahn kontrolliert zu steuern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein bei der Herstellung von Papier und Karton angewandtes Verfahren zur Steuerung der strukturellen und funktionellen Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn, wobei die Vorrichtung ein Metallband aufweist, welches zum Drehen um eine Führungseinrichtung angeordnet ist, wobei außerhalb des Bandes mindestens ein Gegenelement angeordnet ist, welches eine Berührungsfläche mit dem Band ausbildet, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone ausgebildet wird, durch welche die zu verarbeitende Bahn hindurchgeführt wird, wobei in der Verarbeitungsvorrichtung optional mindestens eine zusätzliche Belastungswalze innerhalb der Metallbandschleife vorhanden ist.
Ein Problem bei der Herstellung von Papier und Karton und bei dem Endprodukt ist die Kräuselungsneigung der Faserbahn. Kräuselung wird oftmals durch die Ungleichseitigkeit oder Asymmetrie des Belastungszustandes in der Richtung der Ebene der Faserbahn in Dickenrichtung verursacht. Die Ungleichseitigkeit des Belastungszustandes kann zum Beispiel auf Grund der strukturellen Ungleichseitigkeit der Bahn erfolgen (wie zum Beispiel Faserausrichtung, Dichte, Werkstoffverteilungen oder Fasereigenschaften) in Kombination mit Veränderungen des Feuchtigkeitsniveaus. Ein bedeutender Mechanismus, der Ungleichseitigkeit verursacht, ist auch die Ungleichseitigkeit von Trocknung, oder im Allgemeinen die Asymmetrie der Feuchtigkeitsströme in dem Trockner und Fertigbearbeitungsbereichen einer Papier- und Kartonmaschine. Um es einfach auszudrücken, ist es denkbar, dass sich das Papier auf der Seite kräuseln wird, auf der Wasser zuletzt entfernt wird, das heißt auf der zuletzt getrockneten Seite. Die zuerst getrocknete Seite neigt zum Schrumpfen, während sie trocknet, wobei diese Seite in einen Zustand von Zugspannung übergeht, während die Struktur gezwungen wird, auf Grund der Spannung der Bahn in einem ebenenähnlichen Zustand zu verbleiben. Bei Zugspannung werden durch das Kriechen in der Faserstruktur bahninterne Spannungen frei gesetzt, und die Struktur dehnt und lockert sich ständig. Wenn auch die andere Seite schließlich trocknet, schrumpft sie ebenfalls und kräuselt das Papier zu der Seite. /1/–/2/.
Es sollte bemerkt werden, dass in Abhängigkeit von der Art des Trocknungsprozesses das Trocknen von unterschiedlichen Seiten der Bahn her beginnen kann. Beim Trocknen mit niedriger Trocknungsintensität (zum Beispiel mit einer niedrigen Temperatur in dem Trockenzylinder), wird die Wärme von dem Zylinder zu der Bahn, und weiter zu den inneren Teilen der Bahn geleitet. Die Temperatur der Bahn steigt relativ stetig an, der Temperaturgradient ist niedrig und das Trocknen beginnt auf der Seite des offenen Siebes (kühlere Seite). Die Trocknungsfront fährt durch die Bahn fort, wobei die zylinderseitige Fläche zuletzt getrocknet wird. Bei hoher Intensität (höhere Zylindertemperatur, ein Trockner und ein Metallbandkalander) ist die Situation genau gegensätzlich. Durch eine wirksame Wärmeübertragung und die hohe Temperatur der Berührungsfläche wird Wasser zur sofortigen Verdampfung veranlasst, wenn es nahe damit in Berührung kommt. Das Trocknen beginnt auf der Seite der warmen Fläche, auf der Bahn wird ein starker Temperaturgradient ausgebildet und Feuchtigkeit geht durch die Struktur in Richtung der kühleren Fläche hindurch. Die kühlere Seite trocknet schließlich zuletzt.
Bei der Papier- und Kartonherstellung muss ein weiteres Problem berücksichtigt werden, und zwar die sogenannte Übertrocknungsanforderung. So wird zum Beispiel in dem Trockenbereich einer Produktionslinie für superkalandriertes Papier dasselbe zuerst zu einem Feuchtigkeitsgehalt übertrocknet, der so niedrig wie etwa 2–4% ist. Diese Bahn wird jedoch mit Online-Befeuchtungsvorrichtungen wieder auf einen Feuchtigkeitsgehalt von annähernd 10% vor der Kalandrierung wiederbefeuchtet. Es gibt zwei Gründe für diese Vorgehensweise. Zunächst wird die Faserstruktur des Papiers durch die Übertrocknung keratinisiert, mit anderen Worten ausgedrückt verschließen sich die Poren dauerhaft, wodurch sich die Struktur im Hinblick auf nachfolgende Feuchtigkeitsveränderungen stabilisiert. Eine Korrektur des Profils durch die Anpassung der Trocknung ist ungenau und schwierig, während die Wiederbefeuchtung einer übertrockneten Bahn genauer steuerbar ist. Vom Gesichtspunkt der Energieeinsparung her sind Übertrocknung und Wiederbefeuchtung jedoch extrem kostspielig.
Bei der Condebelt-Trocknung wird die Faserbahn unter konstantem Druck getrocknet, während sie zwischen zwei flexible und kompakte Stahlbandschleifen gepresst wird. Zwischen den Metallbändern ist ein Temperaturunterschied so angeordnet, dass das obere Band mit Dampf erwärmt und das untere mit Wasser gekühlt wird. Wärme wird von dem warmen Band zu der Papierbahn übertragen, die das Wasser in derselben verdampft. Der leicht überhitzte Wasserdampf geht von der Bahn durch das durchlässige Sieb auf die ,kalte' Seite des Systems hindurch, von wo aus der Dampf auf der Oberfläche des gekühlten Bandes kondensiert und das System als Wasser verlässt. Die von der Kondensation freigesetzte Wärme wird zu dem Kühlwasser des Bandes übertragen. Für das Funktionieren des Prozesses ist es wichtig, dass so wenig Luft wie möglich zwischen den zwei Stahlbändern vorhanden ist. Aus diesem Grund wird die Luft in der Bahn durch Dampf ersetzt, der durch die Siebe gesaugt wird. Es ist für den Prozess kennzeichnend, dass während der gesamten Trocknungsstufe ein bedeutender Temperaturunterschied zwischen den Flächen der Bahn wirkt, und dass Feuchtigkeit einseitig in Richtung der kalten Oberfläche ausgestoßen wird.
Es ist auch eine Version der Condebelt-Trocknung bekannt, bei der eine Faserbahn mittels Beförderung derselben zwischen einer Walze und einem Metallband (Patentanmeldung 810507, Patentanmeldung 843958) getrocknet wird. Das Prinzip ist dasselbe, wobei jedoch die zweite Metallbandschleife gegen einen Zylinder oder eine Walze mit großem Durchmesser ausgetauscht wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn, die ein Metallband aufweist, welches zum Drehen um eine Führungseinrichtung angeordnet ist, wobei außerhalb des Bandes mindestens ein Gegenelement angeordnet ist, welches eine Berührungsfläche mit dem Band ausbildet, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone ausgebildet wird, durch welche die zu verarbeitende Bahn hindurchgeführt wird, wobei in der Verarbeitungsvorrichtung optional mindestens eine zusätzliche Belastungswalze innerhalb der Metallbandschleife vorhanden ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Form der Feuchtigkeitsverteilung in z-Richtung der Faserbahn durch die Regulierung der Temperatur der mit der Faserbahn in Berührung befindlichen Flächen gesteuert wird, um die Kräuselung der Bahn kontrolliert zu steuern.
Durch die Steuerung der Feuchtigkeitsverteilung in der Dickenrichtung in Verbindung mit Trocknung und Fertigbearbeitung, zum Beispiel Kalandrierung, können die strukturellen und funktionellen Merkmale der Bahn, wie zum Beispiel Dichteverteilung in der z-Richtung, Kräuselungsneigung und Ungleichseitigkeit der Flächen (zum Beispiel Glattheit) eingestellt werden. Mittels des Verfahrens kann auch das Feuchtigkeitsprofil in Querrichtung und Maschinenrichtung angepasst werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Steuerung der Aufrauung einer gestrichenen oder ungestrichenen Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn und zur Verringerung oder Verhinderung sekundärer Aufrauung in nachfolgenden Prozessstufen.
Eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist Zeitungsdruck, wobei die Erfindung auch auf andere Papier- oder Kartonqualitäten anwendbar ist.
In der Buchreihe „Papermaking Science and Technology" (Papierherstellungswissenschaft und -technologie) sind in dem Abschnitt über „Papermaking Part 3, Finishing„ (Papierherstellung, Teil 3, Fertigbearbeitung), editiert von Jokio, M., veröffentlicht von Fapet Oy, Jyväskylä 1999, 361 Seiten, Seiten 53–68, verschiedene Papierqualitäten und ihre Verwendungen beschrieben. Die Beschreibungen unten sind Beispiele der Werte gegenwärtig verwendeter Faserbahnen und typischer Kalandrierungsbedingungen unter Bezugnahme auf die Quellenveröffentlichung /3/.
Auf mechanischem Zellstoff basierende, das heißt holzhaltige Druckpapiere umfassen Zeitungsdruckpapier, gestrichenes Zeitschriftenpapier und ungestrichenes Zeitschriftenpapier.
Zeitungsdruckpapier enthält gewöhnlich 75–100 mechanischen Zellstoff, 0–25% chemischen Zellstoff und ein Maximum von 8% Füllstoff. Papierzellstoff kann mechanische Fasern oder so viel wie 100% Recyclingfasern enthalten. Der Füllstoffgehalt von Recyclingfasern kann höher sein als derjenige von aus Frischfasern hergestelltem Papier (bis zu 20%).
Als allgemeine Werte für den Zeitungsdruck kann Folgendes angesehen werden: Flächengewicht 40–48,8 g/m², Aschegehalt 0–20%, PPS-s10-Rauheit (ISO 8791-4) 3,0–4,5 μm, Bendtsen-Rauheit (SCAN-P21:67) 100–200 ml/min., Dichte 600–750 kg/m³, Helligkeit 57–63% und Undurchsichtigkeit 90–96%.
Zeitungsdruckpapier wird in einer Papiermaschine in einem Online-Kalander kalandriert. Herkömmlicherweise muss dies mittels eines Kalanders mit 4–6 Walzen mit hartem Walzenspalt erfolgen. Zeitungsdruck wird normalerweise bei einer Geschwindigkeit von 1100 m/min.–1700 m/min. betrieben. Die Linienlasten betragen 80–100 kN/m, und die Wassertemperaturen der Thermowalze 80–120°C.
Die Steuerung der Dicke des Papiers ist ein wesentlicher Teil des Zeitungsdruckkalanders. Herkömmlicherweise wurde das Querrichtungsdickenprofil mittels warmer/kalter Luftstrahlen, Induktionsspulen und/oder zonenanpassbarer Kalanderwalzen eingestellt. Seit kurzem sind einzeln zoneneinstellbare Walzen in der Lage, das Querrichtungsdickenprofil ohne externe Vorrichtungen einzustellen.
Da es immer leichter wurde, die Struktur von Papier zu formen (mehr entschwärzter Zellstoff DIP) und eine verbesserte Glattheit auf dem Former und der Presse erhalten wird, bestand das Ziel in der Verringerung der Anzahl von Walzenspalten in den Kalandern und somit auch der Linienlast.
Typische Laufbedingungen auf einem Weichkalander für Zeitungsdruck unter Verwendung einer DIP-Basis sind 20–80 kN/m bei zwei weichen Walzenspalten und einer Temperatur von 80–100°C. In manchen Fällen genügt in Abhängigkeit von der Zweiseitigkeit des Papiers (die von der Realisierung des Pressbereiches der Papiermaschine abhängig ist) sogar nur ein weicher Walzenspalt.
Auf TMP (thermomechanischer Zellstoff) basierender Zeitungsdruck erfordert zwei weiche Kalanderspalte und ziemlich strenge Kalandrierungsbedingungen. Linienlasten variieren typischerweise innerhalb des Bereiches von 250–350 kN/m bei einer Temperatur bis zu 160°C. Auf TMP basierende Zellstoffzusammensetzungen erfordern ebenfalls Dampfen, um die Kalandrierungswirkung zu steigern. Dampfen wird extrem wirksam in neuen Papiermaschinen verwendet, die zwecks Steuerung der Kräuselung mit einer einseitigen Trocknung versehen sind. Für raue Zellstoffzusammensetzungen wurde die Vorkalandrierung auch für den Trockenbereich in Erwägung gezogen (Feucht-Glättwerk).
Holzhaltige gestrichene Papiere wie zum Beispiel MFC (maschinell fertigbearbeitetes, gestrichenes Papier), FCO (folienbeschichtetes Offsetpapier), MWC (gestrichenes Papier mit mittlerem Gewicht) und HWC (gestrichenes Papier mit schwerem Gewicht) werden vor dem Streichen oftmals vorkalandriert und schließlich nach dem Streichen kalandriert.
Mechanischen Zellstoff enthaltende gestrichene Papiere enthalten normalerweise 45–75% mechanischen Zellstoff und 25–55% chemischen Zellstoff. Füllstoffe werden normalerweise mit der Ausnahme von Pigmenten, die aus gestrichenem Altpapier erhalten wurden, nicht verwendet. Dies ergibt eine Füllstoffmenge von etwa 5–10% für das Rohpapier. Ein typisches Flächengewicht ist 40–80 g/m². Gestrichenes Zeitschriftenpapier (LWC = gestrichenes Papier mit leichtem Gewicht) enthält 40–60% mechanischen Zellstoff, 25–40% gebleichten Weichholzzellstoff, und 20–35% Füllstoffe und Streichmittel. Als allgemeine Werte für LWC-Papier kann Folgendes angesehen werden: Flächengewicht 40–70 g/m², Hunter-Glanz 50–65%, PPS-S10-Rauheit 0,8–1,5 μm (Offsetdruck) und 0,6–1,0 μm (Rotationsdruck), Dichte 1100– 1250 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Undurchsichtigkeit 89–94%.
Das Ziel der Vorkalandrierung besteht in der Verringerung der Rauheit und Porosität auf das erforderliche Niveau vor dem Streichen. Herkömmlicherweise wurde die LWC-Kalandrierung mittels eines Zweiwalzen-Maschinenkalanders durchgeführt, der eine wasserbeheizte Walze und eine durchbiegungskompensierte Walze umfasste. Die Linienlasten variieren typischerweise zwischen 10–40 kN/m und die Wassertemperatur beträgt im Allgemeinen 80–100°C.
Die Steuerung der Dicke des Papiers ist ein wesentlicher Teil der Vorkalandrierung. Herkömmlicherweise wurde das Querrichtungsdickenprofil mittels warmer/kalter Luftstrahlen, Induktionsspulen und/oder zonenanpassbarer Kalanderwalzen eingestellt. Seit kurzem sind einzeln zoneneinstellbare Walzen in der Lage, das Querrichtungsdickenprofil ohne externe Vorrichtungen einzustellen.
Als allgemeine Werte für MWC-Papier (gestrichenes Papier mit mittleren Gewicht) kann Folgendes angesehen werden: Flächengewicht 70–90 g/m², Hunter-Glanz 65–75%, PPS-s10-Rauheit 0,6–1,0 μm, Dichte 1150–1250 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Undurchsichtigkeit 89–94%.
Herkömmlicherweise werden LWC- und MWC-Papier schließlich mit Superkalandern mit 10–12 Walzen kalandriert. Pro Papiermaschine werden zwei oder drei Offline-Kalander verwendet. Die Laufgeschwindigkeiten der Kalander variieren zwischen 600–800 m/min. Die Linienlasten variieren typischerweise zwischen 300–350 kN/m und die Wassertemperatur beträgt 80–120°C.
Als allgemeine Werte für MFC-Papier (gestrichenes, maschinell fertigbearbeitetes Papier) kann Folgendes angesehen werden: Flächengewicht 50–70 g/m², Hunter-Glanz 25–70%, PPS-s10-Rauheit 2,2–2,8 μm, Dichte 900–950 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Undurchsichtigkeit 91–95%.
Als allgemeine Werte für FCO (folienbeschichtetes Offsetpapier) kann Folgendes angesehen werden: Flächengewicht 40–70 g/m², Hunter-Glanz 45–55%, PPS-s10-Rauheit 1,5–2,0 μm, Dichte 1000–1050 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Undurchsichtigkeit 91–95%. FCO-Papier wird im Allgemeinen schließlich entweder mit Superkalandern mit 12 Walzen oder mit Online-Weichkalandern mit zwei Walzenspalten kalandriert. Die Weichkalandrierung erfordert ziemlich strenge Kalandrierungsbedingungen, Walzentemperaturen bis zu 200°C und Linienlasten bis zu 350 kN/m. MFC-Papier wird schließlich auf einem Online-Weichkalander mit zwei Walzenspalten auf Grund niedriger Glanzziele bei relativ milden Kalandrierungsbedingungen kalandriert. Die Walzentemperaturen betragen typischerweise 70–90°C und die Linienlasten 70–120 kN/m.
HWC (gestrichenes Papier mit schwerem Gewicht) weist ein Flächengewicht von 100–135 g/m² auf, und kann sogar mehr als zwei Mal gestrichen werden.
Ungestrichenes Zeitschriftenpapier (SC = superkalandriert) enthält gewöhnlich 50–70% mechanischen Zellstoff, 10–25% gebleichten Weichholzzellstoff und 15–30% Füllstoffe. Typische Werte für SC-Papier (einschließlich SC-C, SC-B und SC-A/A+) umfassen ein Flächengewicht 40–60 g/m², Aschegehalt 0–35%, Hunter-Glanz <20–50%, PPS-S10-Rauheit 1,0–2,5 μm, Dichte 700–1250 kg/m³, Helligkeit 62–70% und Undurchsichtigkeit 90–95%.
Aus chemischem Zellstoff hergestellte holzfreie Druckpapiere oder Feinpapiere umfassen gestrichene und ungestrichene, auf chemischem Zellstoff basierende Papiere, bei denen der Anteil von mechanischem Zellstoff weniger als 10% beträgt.
Ungestrichene, auf chemischem Zellstoff basierende Druckpapiere (WFU) enthalten 55–80% Birkenholzzellstoff und 10–30% Füllstoffe. 0–30% gebleichten Weichholzzellstoff und 10–30% Füllstoffe. Bei WFU-Papier variieren die Werte beträchtlich: Flächengewicht 50–90 g/m² (bis zu 240 g/m²), Bendtsen-Rauheit 250–400 ml/min., Helligkeit 86–92% und Undurchsichtigkeit 83–98%.
Bei ungestrichenen, auf chemischem Zellstoff basierenden Druckpapieren (WFC) variieren die Mengen an Streichmittel in großem Umfang in Übereinstimmung mit den Anforderungen und der beabsichtigten Verwendung. Nachfolgend die typischen Werte für einfach und zweifach gestrichenes, auf chemischem Zellstoff basierendes Druckpapier: Flächengewicht von einfach gestrichenem Papier 90 g/m², Hunter-Glanz 65–80%, PPS-S10-Rauheit 0,75–2,2 μm, Helligkeit 80–88% und Undurchsichtigkeit 91–94%, und Flächengewicht von zweifach gestrichenem Papier 130 g/m², Hunter-Glanz 70–80%, PPS-S10-Rauheit 0,65–0,95 μm, Helligkeit 83–90% und Undurchsichtigkeit 95–97%,
Bei der Kartonherstellung wird chemischer Zellstoff, mechanischer Zellstoff und/oder Recyclingzellstoff verwendet. Karton kann gestrichen oder ungestrichen sein. Kartons können zum Beispiel gemäß ihrer beabsichtigten Verwendung in die folgenden Gruppen unterteilt werden.
Wellpappe, die eine Deckschicht und Wellen aufweist.
Kartonagenkartons zur Herstellung von Schachteln und Kisten. Kartonagen umfassen Flüssigkeitsverpackungskartons (FBB = Faltschachtelkarton, LPB = Flüssig keitsverpackungskarton, WLC = White-lined Chipboard, SBS = festes gebleichtes Sulfit, SUS = festes ungebleichtes Sulfit)
Grafikkartons zum Beispiel zur Herstellung von Karten, Akten, Ordnern, Schachteln, Deckeln usw.
Eine große Menge an Wasser verdampft bei der Kalandrierung von dem Papier, wenn eine hohe Temperatur und/oder eine lange Verweildauer verwendet werden. Durch eine wesentliche und schnelle Verdampfung von Wasser in Verbindung mit der Kalandrierung wird das Papier aufgeraut, was gewöhnlich als nachteiliges Phänomen angesehen wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass sich die sekundäre Aufrauungs- (Post-Aufrauungs-) – Neigung der Oberfläche von Papier nach einer langen Belastungs-/Behandlungszone in nachfolgenden Prozessstufen (zum Beispiel Drucken und Streichen) zu verringern scheint. Die Verhinderung von sekundärer Aufrauung kann auch auf Grund einer Freisetzung von Trocknungsspannungen bei der Verwendung eines hohen Feuchtigkeitsgehaltes und einer langen Zeitdauer in der Kalandrierungsstufe erfolgen.
Dementsprechend besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem die Aufrauung einer gestrichenen oder ungestriche nen Faserbahn in einer bestimmten Stufe der Verarbeitung der Faserbahn gesteuert reguliert werden kann, und wobei mit dem Verfahren die sekundäre Aufrauung in nachfolgenden Prozessstufen verhindert, und die Struktur der Faserbahn stabiler gestaltet wird. Um dieses Ziel zu erreichen, ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Eingangsfeuchtigkeit der zu der Verarbeitungsvorrichtung geführten Faserbahn relativ hoch ist und gleichzeitig eine höhere Verarbeitungstemperatur angewandt und die Verweilzeit in der Verarbeitungsvorrichtung so eingestellt wird, dass die gewünschte Nachverarbeitungsfeuchtigkeit zur Aufrauung der Faserbahn und zur Stabilisierung der Fläche erreicht wird, dass bei dem Verfahren eine Faserbahn verarbeitet wird, deren Eingangsfeuchtigkeit sich beim Führen zu der Verarbeitungsvorrichtung innerhalb des Bereiches von etwa 6% bis etwa 50% befindet, während sich die Verarbeitungstemperatur innerhalb des Bereiches von etwa 100 bis 400°C befindet, und sich die endgültige Feuchtigkeit auf Grund des Trocknens nach der Verarbeitung innerhalb des Bereiches von etwa 1% bis 12% befindet, wobei die Verweilzeit der Papierbahn in der Verarbeitungsvorrichtung etwa 5–200 ms beträgt, und dass eine Metallbandkalanderverarbeitungsvorrichtung oder Schuhkalander als Verarbeitungsvorrichtung bei dem Verfahren verwendet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise zum Beispiel durch Verwendung eines Metallbandkalanders implementiert, der zum Drehen um eine Führungseinrichtung angeordnet ist, wobei außerhalb des Bandes mindestens ein Gegenelement angeordnet ist, welches eine Berührungsfläche mit dem Band ausbildet, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone ausgebildet wird, durch welche die zu verarbeitende Bahn hindurchgeführt wird. Verschiedene Implementierungen des Metallbandkalanders sind zum Beispiel in der Internationalen Anmeldung WO 03/064761 A1 detaillierter beschrieben. Der Metallbandkalander kann in dem Trockenabschnitt oder an einem Punkt danach angeordnet sein.
Die Produktionsline für Faserbahnen kann mehrere Teilprozesse umfassen, zum Beispiel so, dass auf die Papier- oder Kartonmaschine ein Kalander, eine Bahndimensionierungseinheit, ein Kalander, eine Streichmaschine, ein Kalander und ein Abschlusskalander folgen. Diese Teilprozesse können als Online- oder Offline-Lösungen realisiert werden. Entweder alle oder nur einige der Teilprozesse können enthalten sein. Der Kalander kann ein beliebiger bekannter Kalander sein. Die zur Implementierung der oben erwähnten Verfahren verwendete Verarbeitungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Metallbandkalander, der zum Beispiel einer der oben erwähnten Kalander sein kann, die einen Teilprozess ausführen, oder er kann in einer Papier- oder Kartonmaschine zum Beispiel in dem Trockenbereich angeordnet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.
1 stellt die Feuchtigkeitsverteilung von Papier in z-Richtung dar, die durch Heißpresstests erhalten wurde, die mit einer statischen Presstestvorrichtung in einer Situation ausgeführt wurden, in der die Pressflächen undurchlässig sind,
2 stellt eine entsprechende Testreihe von Heißpresstests dar, bei denen eine der Pressflächen porös ist,
3 stellt schematisch einen Metallbandkalander nach dem Stand der Technik dar, der zur Verwendung bei der Implementierung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist,
4 stellt die Testergebnisse für die Aufrauung dar, die durch die Verdampfung von Wasser beim Zeitungsdruck verursacht wird,
5 stellt die in 4 eingekreisten Teile separat als ein Balkendiagramm dar, und
6 stellt die Ergebnisse des Aufrauungstests für mit unterschiedlichen Kalandern kalandriertes Zeitungsdruckpapier dar.
1 stellt die Feuchtigkeitsverteilung von Papier in z-Richtung dar, die durch Heißpresstests erhalten wurde, die mit einer statischen Presstestvorrichtung ausgeführt wurden. Eine der Pressflächen der Testvorrichtung wurde auf eine Temperatur von 110°C erwärmt, während die andere auf einer Temperatur von 30°C gehalten wurde. Das gepresste Papier wurde in fünf unterschiedliche Schichten gleicher Stärke unterteilt (in dem Test waren 5 Bogen in einem Stapel), so dass die 1. Schicht die wärmere Berührungsfläche berührte und die 5. Schicht die kältere Fläche berührte. Die Tests wurden durch die Anwendung von Presszeiten mit variierender Länge (1, 2, 5 und 10 Sekunden) durchgeführt. Nach jedem Pressimpuls wurden die unterschiedlichen Schichten in dem Bogenstapel schnell getrennt, in Kunststoffbeutel bewegt, um Verdampfung zu verhindern, und gewogen, um den Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen. In den durchgeführten Tests wiesen die Bogenstapel einen Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von etwa 40% auf. Die Ergebnisse des Tests sind in 1 dargestellt, wobei die Vertikalachse der Kurve den Feuchtigkeitsgehalt und die Horizontalachse Gruppen von Balken darstellt, die jeder Presszeit entsprechen, so dass die Schichten 1..5 den Balken von links nach rechts in Gruppen entsprechen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Feuchtigkeitsverteilung nach einer bestimmten Presszeit in eine stark einseitige ändert, wobei die warme Fläche eine Trocknung durchläuft, und sich die Feuchtigkeit in Richtung der kühlen Fläche bewegt. Es sollte bemerkt werden, dass die Pressflächen undurchlässig sind, was bedeutet, dass die Gesamtfeuchtigkeit des Musters nicht fallen wird, sondern sich nur die Feuchtigkeitsverteilung ändert. Es sollte weiterhin bemerkt werden, dass die Presszeit in der statischen Testanordnung, die in der Kurve dargestellt ist, im Vergleich zu einer wirklichen Situation sehr lang ist, da sie die Schließungs- und Öffnungsverzögerungen der Platten der Testvorrichtung enthält. Der Test zeigt jedoch, dass durch die Regulierung der Temperatur der Pressflächen und der Presszeit die Bewegung der Feuchtigkeit in z-Richtung, und eine gesteuerte Feuchtigkeitsverteilung, wie oben beschrieben, erreicht werden.
In 2 sind die Ergebnisse einer Testreihe entsprechend 1 bei der sogenannten Condebelt-Trocknung dargestellt, das heißt in einer Situation, in der ein durchlässiges Sieb auf der Seite der kühlen Fläche angeordnet ist, wobei in dessen Poren Siebwasser kondensieren kann. Beim Studium dieser Ergebnisse wird bemerkt, dass die Trocknung auf der Seite der warmen Fläche beginnt, von wo aus sich die Feuchtigkeit durch die Struktur in Richtung der Seite der kühlen Fläche bewegt. Es ist insbesondere bemerkenswert, dass die Gesamtfeuchtigkeit der Bahn fällt, weil das Wasser in dem Siebraum auf der kühlen Seite kondensiert.
Ein besonderer Gegenstand der Anwendung für die Erfindung ist die Metallbandkalandrierung, die zum Beispiel zur Ausbildung einer Struktur der Bahn, oder zum Komprimieren der Fläche oder zum Trocknen der Bahn ausgeführt wird. Durch die Anordnungen gemäß der Erfindung kann die Einstellung der Feuchtigkeitsverteilung in z-Richtung in dem Prozess ausgeführt werden, wobei damit die Walzenspaltdrucksteuerung kombinierbar ist, wobei die Maßnahmen auf eine gesteuerte einseitige Ausbildung der Struktur der Bahn abzielen, wie zum Beispiel die Steuerung der Einseitigkeit der Dichteverteilung oder die Oberflächenrauheit oder die Kräuselungsneigung.
Eine weitere Anwendung der Erfindung ist die Verarbeitung mit einer Condebelt-Vorrichtung, die zum Beispiel zur Bahntrocknung und/oder Oberflächenfertigbearbeitung verwendet wird. Durch die Steuerung des Umfanges der Feuchtigkeitsverteilung der Bahn durch die oben erwähnten Einrichtungen kann die Einseitigkeit der Bahnstruktur und die Kräuselungsneigung beeinflusst werden.
Die Metallbandkalanderlösung wird nachfolgend beschrieben. Der Metallbandkalander kann zum Beispiel von der in 3 dargestellten Art sein, die ein Kalandrierband 2 aufweist, welches aus Metall hergestellt ist, welches sich um Führungsrollen 3 dreht, wobei von den Führungsrollen mindestens ein Teil beweglich ist, um die wunschgemäße Einstellung der Spannung des Bandes 2 und/oder der Länge der Prozesszone zu ermöglichen. Das Kalandrierband 2 läuft um eine außerhalb desselben angeordnete Rolle 5 um, wodurch der Kalandrierbereich zwischen dem Band 2 und der Rolle 5 ausgebildet wird. Die zu kalandrierende Materialbahn W bewegt sich durch den Kalandrierbereich hindurch, wodurch der gewünschte Druckimpuls und Thermoeffekt in Abhängigkeit von der Zeit auf dieselbe ausgeübt werden. In 3 ist mit einer aus Punkten und Strichen bestehenden Linie 9 die Form des Druckimpulses dargestellt, wenn eine als Presseinrichtung funktionierende Presswalze 4, die das Band gegen die Rolle 5 drückt, innerhalb des Kalandrierbandes 2 angeordnet ist und somit einen Walzenspaltbereich mit höherem Druck innerhalb des Kalandrierbereiches ausbildet. Die gestrichelte Linie 8 stellt andererseits die Form des Druckimpulses dar, wenn der den Kalandrierbereich beeinflussende Kontaktdruck nur mittels der Straffheit von Band 2 ausgebildet wird, während sich die Presswalze 4 außer Druckkontakt mit dem Band 2 befindet (oder wenn die Presswalze 4 überhaupt nicht innerhalb des Bandes 2 installiert ist). Mit Kontaktdruck wird die Summe von auf die Bahn W in dem Kalandrierbereich zwischen dem Band 2 und dem Gegenelement 5 ausgeübten Druckimpulsen bezeichnet, die auf Grund der Spannung des Bandes 2 und/oder der durch mögliche bandinterne Presseinrichtungen 4 ausgeübten Druckkraft erfolgen. Die Rolle 5, und auf ähnliche Weise die Presswalze 4, kann eine durchbiegungskompensierte Walze sein oder nicht, und wird aus einer Gruppe ausgewählt, 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 und einer gefüllten Walze. In dem in 3 dargestellten Metallbandkalander ist die Presswalze 4 eine Schuhwalze. 6 bezieht sich auf die Heizeinrichtung wie zum Beispiel ein Induktionsheizelement, einen Infrarotstrahler, einen Gasbrenner oder ein kapazitatives Heizelement. In einem Metallbandkalander können in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung erhöhte Temperaturen, zum Beispiel von höher als etwa 100°C bis höher als etwa 200°C und selbst so hoch wie 400°C verwendet werden.
Durch die Regulierung der Kontakttemperatur auf den unterschiedlichen Seiten des Papiers wird der über das Papier wirkende Temperaturunterschied zur Steuerung der Bewegungsrichtung des Wassers und der Intensität der Übertragung in der Struktur des Papiers verwendet. In einem Metallbandkalander können sowohl das als Gegenelement wirkende Band als auch die Thermowalze auf dieselbe Temperatur erwärmt werden. In der Presszone der Papierbahn liegt die Papierbahn daher auf beiden Seiten gegen erwärmte Flächen an, wodurch die Bahn ausgehend von beiden Flächen symmetrisch erwärmt wird. In dieser Situation beginnt Wasser, in die kühleren mittleren Teile der Bahn übertragen zu werden und zu kondensieren. Durch die Veränderung des Wirksamkeitszeitraumes der Presszone und der Temperatur der Flächen kann die Intensität der symmetrischen Wärme- und Feuchtigkeitsverteilung gesteuert werden. Nach der Presszone verlässt das Wasser die Bahn symmetrisch, und das Biegemoment, welches die Kräuselungsneigung verursacht, wird nicht auftreten.
Wenn die Bahn einseitig erwärmt wird, wird Wasser dazu neigen, sich in die Richtung der kälteren Fläche zu bewegen, wodurch Wasser nach der Presszone hauptsächlich durch die Fläche auf dieser Seite des Papiers austritt und die Kräuselungsneigung somit in dieser Richtung entsteht. Durch die Einstellung des Wirksamkeitszeitraumes der Presszone können das Temperaturniveau der Flächen und der Temperaturunterschied zwischen den Flächen, die Größenordnung des ausgebildeten Feuchtigkeitsgradienten und somit die Kräuselungsneigung beeinflusst werden.
Bei aufeinanderfolgenden Prozessen ist der letzte Prozess der Entscheidendste. Das sich auf der kalten Fläche ansammelnde Wasser wird durch andere Einrichtungen abgeschabt oder entfernt. Die warme Fläche kann eine Thermowalze, und die kalte Fläche ein Band (oder umgekehrt) sein. Zusätzlich zu der einseitigen Erwärmung kann die kältere Fläche gekühlt werden (zum Beispiel durch Kaltwasserumlauf oder Blasen), um den Temperaturunterschied zwischen den Flächen zu erhöhen. Durch diese einseitige Erwärmung kann das Feuchtigkeitsprofil in Querrichtung und in Maschinenrichtung ausgeglichen werden.
In Verbindung mit beiden oben beschriebenen Fällen, das heißt symmetrischen oder einseitigen Feuchtigkeits- und Temperaturgradienten, können die Kraft und der Zeitpunkt des mechanischen Pressens zum Beispiel mittels der zusätzlichen Belastungswalze eingestellt werden, um das z-Profil der Struktur der Bahn gesteuert anzupassen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine der Berührungsflächen stärker erwärmt, um Wasser zu der kälteren Seite zu führen, und sobald sich ein starker Feuchtigkeitsgradient ausgebildet hat, wird ein Belastungsimpuls mittels der innerhalb der Metallbandschleife 2 angeordneten zusätzlichen Belastungswalze 4 auf die Bahn gerichtet, wodurch die Bahn W auf ihrer feuchteren Seite mehr verdichtet wird, wodurch die Ausbildung des in z-Richtung verlaufenden Dichtegradienten auf der Bahn verursacht wird.
Bei einem Prozess gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Eingangsfeuchtigkeit hoch, und die Ka landrierbedingungen sind so, dass das Papier auf die gewünschte Endfeuchtigkeit trocknet. Während der Trocknung (= Verdampfung nach dem Walzenspalt) wird die Fläche aufgeraut, wodurch die Aufrauung in nachfolgenden Prozessstufen verhindert wird.
Der Prozess gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wurde bei Zeitungsdruck getestet. Die Testergebnisse werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Referenz /4/ präsentiert. Zeitungsdruckpapier (51 g/m²) wurde bei dem Test mit einem Metallbandkalander unter Bedingungen kalandriert, welche die Verdampfung von viel Wasser während der Kalandrierung verursachten. In diesem Fall verdampften in Abhängigkeit von Kalandrierbedingungen 3–8 g/m² Wasser. Da die Endfeuchtigkeit bei Zeitungsdruck konstant ist (typischerweise 7–9 g/m²) muss die Eingangsfeuchtigkeit erhöht werden, wenn sich die Verdampfung erhöht.
Bei den Tests bestand das Ziel darin, die Endfeuchtigkeit konstant zu halten (8,5%). Das heißt, dass die Eingangsfeuchtigkeit in Übereinstimmung mit den Prozessbedingungen verändert wurde. Unten sind die bei den Tests verwendeten Eingangsfeuchtigkeiten dargestellt:
–100°C, 40 ms → etwa 12%
–150°C, 40 ms → etwa 14–15%
–200°C, 40 ms → etwa 16–20%
In 4 ist die Aufrauung auf Grund umfassender Verdampfung von Wasser dargestellt. Aus der Figur ist ersichtlich, dass sich durch die gleichzeitige Erhöhung der Kalandriertemperatur und der Eingangsfeuchtigkeit das Papier aufraut, und sich seine Dichte verringert. In 4 sind Punkte eingekreist, bei denen die Bedingungen identisch waren (Linienlast 30 kN/m, Verarbeitungszeit 40 ms, Endfeuchtigkeit 8,5%), mit unterschiedlichen Eingangsfeuchtigkeits- und Verarbeitungstemperaturwerten. Die Aufrauung ist besonders klar zu sehen, wenn die Kalandriertemperatur von 150°C auf 200°C erhöht wird (Eingangsfeuchtigkeit wird gleichzeitig erhöht). Eine moderate Aufrauung erscheint bereits dann, wenn die Temperatur von 100°C auf 150°C erhöht wird. In 5 sind die in 4 eingekreisten Punkte als separates Balkendiagramm dargestellt.
Bei der Bewertung dieser Ergebnisse sollte daran gedacht werden, dass die Erhöhung der Kalandriertemperatur und Feuchtigkeit normalerweise die Rauheit durch die Plastifizierung des Papiers verringert. Plastifizierung war sehr wahrscheinlich der Faktor, der die Rauheitswerte in dem Test verringerte. Aufrauung auf Grund der Wirkung der Verdampfung von Wasser ist daher wahrscheinlich größer als in 4 und 5 dargestellt, da die Plastifizierungswirkung in der anderen Richtung wirkt.
In 6 sind die Ergebnisse des Aufrauungstestes für mit unterschiedlichen Kalandern dargestellt (in den Figuren: LN = langer Walzenspalt = Metallbandkalander). Wie aus 6 ersichtlich, verringert sich durch die Erhöhung der Temperatur und Kalandrierfeuchtigkeit die Aufrauungsneigung, wenn sich die Kalandriertemperatur erhöht. Im Vergleich zur Maschinen- und Weichkalandrierung, die gegenwärtig die beim Zeitungsdruckkalandrierung am häufigsten verwendeten Verfahren sind, ist der Unterschied ziemlich groß. Bei der Schuhkalandrierung verursacht der relativ lange Walzenspalt auch eine beträchtliche Verdampfung von Wasser, wodurch sich auch eine ziemlich stabile Fläche ergibt.
Bei dem Prozess gemäß der Erfindung verdampft eine wesentliche Menge von Wasser während der Kalandrierung (zum Beispiel mehr als etwa 1 g/m², vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 2 g/m² bis etwa 8 g/m², oder sogar mehr als 8 g/m²), woraufhin das Papier sich aufraut und sich die Oberfläche stabilisiert. Die Kalandrierbedingungen werden so ausgewählt, dass sie eine schnelle Verdampfung ermöglichen.

– Zum Beispiel können die Werte bei der Metallbandkalandrierung wie folgt sein: Temperatur >120°C, vorzugsweise etwa 150–250°C, Verweilzeit > 10 ms.
– Zum Beispiel können die Werte bei der Schuhkalandrierung wie folgt sein: Temperatur >120°C, vorzugsweise etwa 150–250°C, Walzenspaltlänge mehr als 30 mm, vorzugsweise etwa 50–300 mm.

Eine alternative Ausführungsform des Prozesses ist so beschaffen, dass die Verdampfung von Wasser nach der Kalandrierung mittels der verschiedenen Trockenvorrichtungen angeordnet wird, wenn die Verdampfung nach der Kalandrierung ungenügend ist. Die Trockenvorrichtung kann zum Beispiel ein Infrarottrockner, Suspensionstrockner, ein Trockenzylinder oder eine Trockenzylindergruppe sein.
Die bevorzugteste Anwendung der Erfindung besteht für Papierqualitäten, die eine große Menge an mechanischem Zellstoff enthalten. Mechanischer Zellstoff weist eine höhere Aufrauungsneigung als chemischen Zellstoff enthaltende Papierqualitäten auf. Die Erfindung ist insbesondere gut für Zeitungsdruck oder Papierqualitäten geeignet, die Zeitungsdruckpapier ähnlich sind, wobei jedoch der Schutzumfang der Erfindung auch deren Anwendung für andere Papierqualitäten wie zum Beispiel die Kalandrierung von LWC-Papier oder anderen gestrichenen Qualitäten abdeckt, die mechanischen Zellstoff enthalten, wobei das Ziel in der Verhinderung von sekundärer Aufrauung beim Streichen besteht. Die Erfindung kann auch bei chemischen Zellstoff enthaltenden Qualitäten angewandt werden (gestrichen oder ungestrichen).
Bibliografie:

/1/ „Papermaking Science and Technology" (Papierherstellungswissenschaft und -technologie), Buchreihe: „Papermaking Part 2, Drying" (Papierherstellung, Teil 3, Trocknung), Seiten 351–361, editiert von Karlsson, M., veröffentlicht von Fapet Oy, Jyväskylä, Finnland, 1999.
/2/ „Papermaking Science and Technology" (Papierherstellungswissenschaft und -technologie), Buchreihe: „Papermaking Part 16, Paper Physics" (Papierherstellung, Teil 16, Papierphysik), Kajanto, I. & Kiskanen, K., „Dimensional Stability" (Größenmäßige Stabilität), Seiten 223–259, editiert von Niskanen, K., veröffentlicht von Fapet Oy, Jyväskylä, Finnland, 1998.
/3/ „Papermaking Science and Technology" (Papierherstellungswissenschaft und -technologie), Buchreihe: „Papermaking Part 3, Finishing" (Papierherstellung, Teil 3, Fertigbearbeitung), editiert von Jokio, M., veröffentlicht von Fapet Oy, Jyväskylä, Finnland, 1999, 361 Seiten, Seiten 53–68.
/4/ These für ein Diplom von Maria Lepola: „Kalenterointiparametrien vaikutus pitkänippikalanterissa", Espoo, Finnland, 8.9.2003.

Zusammenfassung
Verfahren zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn
Verfahren zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung (1) für eine Faserbahn (W), die ein Metallband (2) aufweist, welches zum Drehen um eine Führungseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei außerhalb des Bandes mindestens ein Gegenelement (5) angeordnet ist, welches eine Berührungsfläche mit dem Band ausbildet, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone (N) ausgebildet wird, durch welche die zu verarbeitende Bahn hindurchgeführt wird. Die Verarbeitungsvorrichtung (1) weist optional mindestens eine zusätzliche Belastungswalze (4) innerhalb der Metallbandschleife auf. Bei dem Verfahren wird die Form der Feuchtigkeitsverteilung in z-Richtung der Faserbahn durch die Regulierung der Temperatur der mit der Faserbahn (W) in Berührung befindlichen Flächen gesteuert, um die Kräuselung der Bahn zu steuern. Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Steuerung der Aufrauung einer gestrichenen oder ungestrichenen Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn, und zur Verringerung sekundärer Aufrauung in nachfolgenden Prozessstufen.

Claims

Verfahren zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung (1) für eine Faserbahn (W), die ein Metallband (2) aufweist, welches zum Drehen um eine Führungseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei außerhalb des Bandes mindestens ein Gegenelement (5) angeordnet ist, welches eine Berührungsfläche mit dem Band ausbildet, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone (N) ausgebildet wird, durch welche die zu verarbeitende Bahn hindurchgeführt wird, wobei in der Verarbeitungsvorrichtung (1) optional mindestens eine zusätzliche Belastungswalze (4) innerhalb der Metallbandschleife vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Form der Feuchtigkeitsverteilung in z-Richtung der Faserbahn durch die Regulierung der Temperatur der mit der Faserbahn (W) in Berührung befindlichen Flächen gesteuert wird, um die Kräuselung der Bahn kontrolliert zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren sowohl das Band (2) als auch das Gegenelement (5) im Wesentlichen auf dieselbe Temperatur erwärmt werden, um Wasser annähernd symmetrisch zu entfernen, um eine Kräuselung der Bahn in nachfolgenden Prozessstufen zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren eine Berührungsfläche stärker und die andere weniger erwärmt wird, und der Temperaturunterschied zwischen den Flächen reguliert wird, um die Kräuselung der Bahn kontrolliert zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren eine der Berührungsflächen stärker und die andere weniger erwärmt wird, um das Wasser zu der kälteren Seite zu führen, und dass, sobald sich ein starker Feuchtigkeitsgradient ausgebildet hat, ein Belastungsimpuls mittels mindestens einer innerhalb der Metallbandschleife (2) angeordneten zusätzlichen Belastungswalze (4) auf die Bahn (W) gerichtet wird, wodurch die Bahn W auf ihrer feuchteren Seite stärker verdichtet wird, wodurch die Ausbildung eines Dichtegradienten in z-Richtung auf der Bahn veranlasst wird.
Verfahren zur Steuerung struktureller und funktioneller Merkmale einer Faserbahn in einer Trockenvorrichtung (1) für eine Faserbahn (W), die eine Metallbandschleife aufweist, die eine undurchlässige Fläche ausbildet, wobei außerhalb des Metallbandes eine Metallbandschleife angeordnet ist, die eine weitere undurchlässige Fläche oder Trockenzylinder oder -walze ausbildet, so dass zwischen den undurchlässigen Flächen eine Bahntrocknungszone ausgebildet wird, durch welche die zu trocknende Bahn gemeinsam mit dem porösen Sieb hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Form der Feuchtigkeitsverteilung in z-Richtung der Faserbahn durch die Regulierung der Temperatur der undurchlässigen Flächen gesteuert wird, um die Kräuselung der Bahn kontrolliert zu steuern.
Verfahren zur Steuerung der Aufrauung einer gestrichenen oder ungestrichenen Faserbahn in einer Verarbeitungsvorrichtung für eine Faserbahn, und zur Verringerung oder Verhinderung sekundärer Aufrauung in nachfolgenden Prozessstufen, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Eingangsfeuchtigkeit der zu der Verarbeitungsvorrichtung geführten Faserbahn relativ hoch ist, und gleichzeitig eine höhere Verarbeitungstemperatur angewandt, und die Verweilzeit in der Verarbeitungsvorrichtung so eingestellt wird, dass die gewünschte Nachverarbeitungsfeuchtigkeit zur Aufrauung der Faserbahn und zur Stabilisierung der Fläche erreicht wird, dass bei dem Verfahren eine Faserbahn verarbeitet wird, deren Eingangsfeuchtigkeit sich beim Führen zu der Verarbeitungsvorrichtung innerhalb des Bereiches von etwa 6% bis etwa 50% befindet, während sich die Verarbeitungstemperatur innerhalb des Bereiches von etwa 100 bis 400°C befindet, und sich die endgültige Feuchtigkeit auf Grund des Trocknens nach der Verarbeitung innerhalb des Bereiches von etwa 1% bis 12% befindet, wobei die Verweilzeit der Papierbahn in der Verarbeitungsvorrichtung etwa 5–200 ms beträgt, und dass eine Metallbandkalanderverarbeitungsvorrichtung oder Schuhkalander als Verarbeitungsvorrichtung bei dem Verfahren verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren Zeitungsdruckpapier kalandriert wird, wobei sich bei dem Verfahren die Eingangsfeuchtigkeit der Papierbahn dann, wenn diese zu dem Kalander geführt wird, innerhalb des Bereiches von etwa 12% bis etwa 20% befindet, während sich die Verarbeitungstemperatur innerhalb des Bereiches von etwa 140°C bis etwa 200°C befindet, und sich die endgültige Feuchtigkeit auf Grund des Trocknens nach der Kalandrierung innerhalb des Bereiches von etwa 7% bis 9% befindet,
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit der Papierbahn in dem Kalander bei dem Verfahren etwa 40 ms oder mehr beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Implementierung des Verfahrens verwendete Metallbandkalanderverarbeitungsvorrichtung in dem Trockenbereich oder an einem auf denselben folgenden Punkt angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbandkalander in dem Mittelbereich des Trockenbereiches angeordnet ist, und dass die Eingangsfeuchtigkeit der in den Metallbandkalander geführten Papierbahn etwa 20% beträgt, während die Verarbeitungstemperatur etwa 200°C, und die Ausgangsfeuchtigkeit etwa 10% beträgt, wobei bei dem Verfahren die endgültige Trocknung nach der Kalandrierung zu der endgültigen Feuchtigkeit innerhalb des Endbereiches des Trockenbereiches ausgeführt wird.