DE19903581A1 - Trocknungs- und Glättungseinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen zur Trocknung und Glättung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papierbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung derselben, bestehend aus zumindest einer Trockenpartie, in der die Faserstoffbahn (1) über mehrere beheizte Zylinder (2) geführt wird und einem Kalander mit mehreren Glättspalten (3), wobei die Faserstoffbahn (1) vor dem Kalander ein- oder beidseitig befeuchtet wird. DOLLAR A Zur Gewährleistung einer guten Feuchteverteilung in der Faserstoffbahn (1) und damit eines guten Glättergebnisses insbesondere bei hohen Bahngeschwindigkeiten ist es wesentlich, daß das Eindringen der Feuchtigkeit in die Faserstoffbahn (1) über die Einwirkung von Druckkräften gefördert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen zur Trocknung und Glättung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung derselben, bestehend aus zumindest einer Trockenpartie, in der die Faserstoffbahn über mehrere beheizte Zylinder geführt wird und einem Kalander mit mehreren Glättspalten, wobei die Faserstoffbahn vor dem Kalander ein- oder beidseitig befeuchtet wird.

Um dabei ein möglichst gleichmäßiges Feuchtequerprofil zu erreichen, werden die Faserstoffbahnen relativ stark ausgetrocknet und am Ende des Trocknungsvorganges wieder befeuchtet. Herkömmliche SC-Papiere erreichen beispielsweise 97%-98% Trockengehalt am Ende der Trockenpartie bei einem guten Feuchtequerprofil von 2Sigma von ca. 0,15% bis 0,3%. Durch die Befeuchtung am Ende der Trockenpartie wird dabei der Trockengehalt auf 91% bis 93% gesenkt. Nach einer "Reifezeit" der Papierrolle, in welcher sich auch ein Ausgleich des Feuchtegehaltes über die Dicke des Papiers hin vollzieht, wird das Papier einem Kalander zugeführt.

Zur Effektivierung des Herstellungsprozesses besteht jedoch ein steigendes Interesse, das Kalandrieren unmittelbar an den Trocknungsvorgang anzuschließen. Durch den Wegfall der o. g. "Reifezeit" ergeben sich jedoch insbesondere bei hohen Bahngeschwindigkeiten Probleme hinsichtlich einer ausreichenden Eindringtiefe der Flüssigkeit und damit in Verbindung stehend auch einer möglichst gleichmäßigen Feuchteverteilung insbesondere über die Dicke der Faserstoffbahn.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher Verfahren und Vorrichtungen zur Trocknung und Glättung von Faserstoffbahnen derart weiterzuentwickeln, daß das Kalandrieren dem Trocknungsvorgang insbesondere auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten sowie bei Gewährleistung einer möglichst guten Feuchteverteilung innerhalb der Faserstoffbahn unmittelbar angeschlossen werden kann.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß hinsichtlich des Verfahrens, das Eindringen der Feuchtigkeit in die Faserstoffbahn über die Einwirkung von Druckkräften gefördert wird.

Dies erfolgt vorzugsweise in der Form, daß die Feuchtigkeit in die Faserstoffbahn gedrückt wird und/oder über auf der gegenüberliegenden Seite anliegenden Unterdruck in die Faserstoffbahn gesogen wird. Im Ergebnis kommt es schneller zu einer ausgeglichenen Feuchteverteilung, insbesondere über die Dicke der Faserstoffbahn. Jedoch sollte dabei gewährleistet sein, daß der Quotient der Faserstoffbahnlänge zwischen der letzten Befeuchtung und dem ersten Glättspalt des folgenden Kalanders dividiert durch die Geschwindigkeit der Faserstoffbahn mindestens eine Sekunde beträgt. Hierdurch eignet sich das Verfahren insbesondere für Maschinen, in denen die Faserstoffbahn die Trockenpartie sowie den Kalander mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1200 m/min. vorzugsweise von mehr als 1500 m/min durchläuft.

Dabei sollte zumindest die letzte Befeuchtung vor dem Glätten im letzten Drittel der Trockenpartie oder zwischen der Trockenpartie und dem Kalander erfolgen.

Zur Gewährleistung eines möglichst ausgeglichenen Feuchtequerprofils - quer zur Faserstoffbahn betrachtet - sollte die Intensität der Befeuchtung zonenweise über die Breite der Faserstoffbahn einstellbar sein und vorzugsweise anhand einer der Befeuchtung nachgeordneten Messung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn geregelt werden.

Gute Glättergebnisse werden insbesondere dann erreicht, wenn die Faserstoffbahn im Kalander beheizt und über die Breite der Faserstoffbahn zonenweise steuerbar gepreßt wird.

Außerdem kann es von Vorteil sein, die Faserstoffbahn zumindest vor der Befeuchtung, aber eventuell auch während dieser und/oder danach zu kühlen. Dies verringert erstens die Verdunstung von Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn, erhöht zweitens die Feuchtigkeitsaufnahme beim Einsatz von Dampf durch vermehrte Kondensation und verbessert drittens die Glättwirkung der beheizten Glättwalzen des Kalanders.

Infolge der Befeuchtung kann es zur Dehnung der Faserstoffbahn kommen. Um dem entgegen wirken zu können, sollte die Faserstoffbahn zwischen mehreren Befeuchtungen und/oder nach der Befeuchtung und vor der Glättung zumindest über eine kurze Wegstrecke ungestützt verlaufen und zwischen dem davor und danach angeordneten Stützelement der Faserstoffbahn eine Differenzgeschwindigkeit einstellbar sein.

Bezüglich der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens besteht einerseits die Möglichkeit, daß die Faserstoffbahn über eine Saugwalze geführt ist, wobei zwischen der Saugwalze und der Faserstoffbahn eine luftdurchlässiges Band verlaufen kann und die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich der Saugwalze von außen mit heißem Dampf beblasen wird und eine andere Möglichkeit darin, daß die Faserstoffbahn über einen Zylinder mit befeuchteter Mantelfläche geführt und die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich von einem Band auf den Zylinder gedrückt wird.

Beide Vorrichtungen können auch gemeinsamen innerhalb der Maschine realisiert sein, beispielsweise zur mehrfachen Befeuchtung einer Seite und/oder zur beidseitigen Befeuchtung der Faserstoffbahn.

Die Befeuchtung des Zylinders kann dabei durch Aufsprühen und/oder Auftragen mittels Rakelstab oder Auftragswalze - bekannt aus dem Bereich des Streichens von Papieren - und/oder Aufbringen mit Dampf erfolgen. Hierbei sind auch mehrere Möglichkeiten miteinander kombinierbar, wobei der Zylinder insbesondere beim Einsatz von Dampf gekühlt sein sollte.

Zur Entfernung der außerhalb der Faserstoffbahn auf dem Zylinder befindlichen Flüssigkeit sollte der Zylinder nach der Befeuchtung der Faserstoffbahn im außerhalb der Faserstoffbahn liegenden Randbereich beschabt und/oder besaugt sein.

Für beide Vorrichtungen ist es von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn vor der Befeuchtung über wenigstens einen Kühlzylinder geführt wird, welcher vorzugsweise auf der zu befeuchtenden Seite der Faserstoffbahn angeordnet ist. Wie bereits beschrieben, verringert sich dadurch u. a. die Verdunstung und verbessert sich das Glättergebnis.

Zum Ausgleich der Längsdehnung der Faserstoffbahn infolge der Befeuchtung sollte das stützende Band nach der Befeuchtung von der Faserstoffbahn weggeführt werden, die Faserstoffbahn danach eine vorzugsweise kurze Wegstrecke ungestützt verlaufen und das nachfolgende Stützelement für die Faserstoffbahn separat antreibbar sein. Hiermit läßt sich eine positive Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Ort der betreffenden Befeuchtung und einer folgenden Einheit, was eine weitere Befeuchtung, eine weitere Trockengruppe oder beispielsweise den Kalander darstellen kann, herstellen.

Sollten beide Seiten der Faserstoffbahn befeuchtet werden, so ist es hinsichtlich der Konstruktion von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn vorzugsweise nacheinander auf beiden Seiten befeuchtet wird.

Da die Faserstoffbahn eine bestimmte Zeit - mindestens eine Sekunde - benötigt, bis sich eine etwa ausgeglichene Feuchteverteilung einstellt, kann die Faserstoffbahn zur Platzeinsparung nach der Trockenpartie mäanderförmig über mehrere Leitwalzen zum Kalander geführt werden. Es können der letzten Befeuchtung jedoch auch noch einige Trockenzylinder folgen, so daß die Faserstoffbahn direkt zum Kalander geführt werden kann.

Der Kalander besteht dabei vorzugsweise aus zumindest drei Glättwalzen, welche paarweise jeweils einen Glättspalt bilden, wobei zumindest eine Glättwalze beheizt und zumindest eine Glättwalze durchbiegungsgesteuert ausgeführt ist.

Falls zumindest vorwiegend nur eine Seite der Faserstoffbahn mit beheizten Zylindern in Kontakt kommt, ist es von Vorteil, wenn zumindest überwiegend, vorzugsweise ausschließlich, nur diese Seite der Faserstoffbahn befeuchtet wird.

Im anderen Fall, nämlich dann, wenn beide Seiten mit den Zylindern in Kontakt kommen, sollten auch beide Seiten befeuchtet werden.

Für die Befeuchtung wird in der Regel Wasser oder Wasserdampf eingesetzt, wobei jedoch auch Zusätze oder gänzlich andere Flüssigkeiten, beispielsweise zur Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften zur Anwendung kommen können.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur eine schematische Darstellung des Endes einer Trockenpartie mit folgendem Kalander.

In den hier dargestellten letzten Trockengruppen der Trockenpartie wird die Faserstoffbahn 1 gemeinsam mit einem luftdurchlässigen Band 6 in Form eines Trockensiebes im wesentlichen abwechselnd über Zylinder 2, 2', 2" und besaugte Leitwalzen 13 geführt, wobei das Band 6 auf den Leitwalzen 13 und die Faserstoffbahn 1 auf den Zylindern 2, 2', 2" aufliegt. Die Zylinder 2, 2', 2" und die besaugten Leitwalzen 13 befinden sich dabei in zwei verschiedenen horizontalen Ebenen, wobei jedoch anstelle eines Zylinders 2 in der oberen Reihe zwischen den beiden Trockengruppen eine Saugwalze 5 vorhanden ist.

Durch den Kontakt mit den beheizten Trockenzylindern 2 wird die Faserstoffbahn 1 aufgeheizt und getrocknet. Die Führung über die besaugten Leitwalzen 13 ermöglicht ein Ausdampfen sowie das Halten der Faserstoffbahn 1 am Band 6 während der Umlenkung.

In der Figur sind beide Möglichkeiten der Befeuchtung dargestellt. Gegenüber der Saugwalze 5 in der oberen Reihe befindet sich ein Dampfblaskasten 12 zur Befeuchtung der Oberseite der Faserstoffbahn 1. Der Unterdruck der Saugwalze 5 unterstützt dabei das Eindringen der Feuchtigkeit in die Faserstoffbahn 1.

Die besaugten Leitwalzen 13 und die Saugwalze 5 besitzen einen perforierten Walzenmantel, dessen Innenraum mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Um eine gleichmäßige Befeuchtung der Faserstoffbahn 1 zu erreichen, hat der Walzenmantel der Saugwalze 5 möglichst viele kleine Sauglöcher, wobei die zunehmende Verstopfungsgefahr der Sauglöcher ein Minimum für den Durchmesser vorgibt.

Nach der Saugwalze 5 schließt sich in dieser Reihe ein Kühlzylinder 2" zur Kühlung der Faserstoffbahn 1 an, wobei die Kühlung desselben hier über Kühlwasser erfolgt. Die Abkühlung der Faserstoffbahn 1 verringert die Verdunstung. Vor der Saugwalze 5 kann dabei natürlich auch ein Kühlzylinder 2" angeordnet werden.

Dem Kühlzylinder 2" folgt eine von der Faserstoffbahn 1 und dem Band 6 umschlungene Leitwalze 13, welcher ebenfalls ein Dampfblaskasten 12 zur Befeuchtung der Unterseite der Faserstoffbahn 1 zugeordnet ist.

In der, oberen Reihe schließt sich danach ein Zylinder 2' an, welcher vor dem Kontakt mit der Faserstoffbahn 1 über ein Sprühgerät 11 befeuchtet wird. Das Andrücken der Faserstoffbahn 1 über das Band 6 an diesen Zylinder 2' fördert auch hier das schnelle Eindringen der Flüssigkeit in die Faserstoffbahn 1.

Nach dem Auftragen des Feuchtmittels auf den Zylinder 2' wird das überflüssige Wasser im vorwiegend außerhalb der Faserstoffbahn 1 liegenden Randbereich des Zylindermantels über einen Schaber 10 abgeführt, so daß eine Dosierung bis in den Randbereich der Faserstoffbahn 1 beim Sprühgerät 11 möglich wird.

Je nach Auftragsmedium kann am Zylinder 2' nach dem Wegführen der Faserstoffbahn 1 ein weiterer Schaber 10' angeordnet sein.

Nach der Trockenpartie wird das Feuchtequerprofil von einem Feuchte-Meßgerät 9 erfaßt. Dieses Feuchte-Meßgerät 9 wirkt auf die quer zur Faserstoffbahn 1 zonenweise steuerbaren Dampfblaskästen 12 sowie das Sprühgerät 11 ein.

Nach der Trockenpartie wird das Band 6 weggeführt und die Faserstoffbahn 1 mäanderförmig über mehrere Leitwalzen 7 zum ersten Glättspalt 3 des Kalanders geführt. Diese Streckenführung schafft auf platzsparende Weise Zeit zum Feuchteausgleich in der Faserstoffbahn 1. Die Faserstoffbahn 1 hat beispielhaft eine Geschwindigkeit von ca. 1500 m/min. weshalb die Faserstoffbahnlänge zwischen der letzten Befeuchtung und dem ersten Glättspalt 3 mindestens 25 m lang sein sollte.

Die Faserstoffbahn 1 wird hier nach der Befeuchtung zwischen den beiden Stützelementen 4 in Form des Bandes 6 der benachbarten Trockengruppen sowie zwischen den beiden Stützelementen 4 in Form des Bandes 6 und der Leitwalzen 7 übergeben. Zwischen diesen Stützelementen 4 verläuft es ungestützt, so daß eine positive Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Stützelementen 4 zum Ausgleich der Längsdehnung möglich ist.

Der Kalander besteht aus sechs Glättwalzen 8, welche paarweise jeweils einen Glättspalt 3 bilden. Dabei ist pro Glättspalt 3 jeweils eine Glättwalze 8 beheizt und im Kalander mindestens eine Glättwalze 3 in bekannter Weise durchbiegungsgesteuert ausgeführt, was zu einem guten Glättergebnis führen sollte.

Claims (20)

1. Verfahren zur Trocknung und Glättung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papierbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung derselben, bestehend aus zumindest einer Trockenpartie, in der die Faserstoffbahn (1) über mehrere beheizte Zylinder (2) geführt wird und einem Kalander mit mehreren Glättspalten (3), wobei die Faserstoffbahn (1) vor dem Kalander ein- oder beidseitig befeuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindringen der Feuchtigkeit in die Faserstoffbahn (1) über die Einwirkung von Druckkräften gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit in die Faserstoffbahn (1) gedrückt wird und/oder über auf der gegenüberliegenden Seite anliegenden Unterdruck in die Faserstoffbahn (1) gesogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die letzte Befeuchtung im letzten Drittel der Trockenpartie oder zwischen der Trockenpartie und dem Kalander erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Befeuchtung zonenweise über die Breite der Faserstoffbahn (1) einstellbar ist und vorzugsweise von einer der Befeuchtung nachgeordneten Messung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn (1) beeinflußt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) die Trockenpartie sowie den Kalander mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1200 m/min. vorzugsweise von mehr als 1500 m/min durchläuft.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient der Faserstoffbahnlänge zwischen der letzten Befeuchtung und dem ersten Glättspalt (3) des folgendem Kalanders dividiert durch die Geschwindigkeit der Faserstoffbahn (1) mindestens eine Sekunde beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) im Kalander beheizt und über die Breite der Faserstoffbahn (1) zonenweise steuerbar gepreßt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) vor der Befeuchtung gekühlt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) zwischen mehreren Befeuchtungen und/oder nach der Befeuchtung und vor der Glättung zumindest über eine kurze Wegstrecke ungestützt verläuft und zwischen dem davor und danach angeordneten Stützelement (4) der Faserstoffbahn (1) eine Differenzgeschwindigkeit einstellbar ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) über eine Saugwalze (5) geführt ist und im Umschlingungsbereich der Saugwalze (5) von außen mit heißem Dampf beblasen wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) über einen Zylinder (2') mit befeuchteter Mantelfläche geführt wird und die Faserstoffbahn (1) im Umschlingungsbereich von einem Band (6) auf den Zylinder (2') gedrückt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit auf den Zylinder (2') gesprüht und/oder über einen Rakelstab oder eine Auftragswalze aufgetragen und/oder mit Dampf aufgebracht wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2') nach der Befeuchtung der Faserstoffbahn (1) zumindest im außerhalb der Faserstoffbahn (1) liegenden Randbereich beschabt und/oder besaugt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) vor der Befeuchtung über wenigstens einen Kühlzylinder (2") geführt wird, welcher vorzugsweise auf der zu befeuchtenden Seite der Faserstoffbahn (1) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das stützende Band (6) nach der Befeuchtung von der Faserstoffbahn (1) weggeführt wird, die Faserstoffbahn (1) danach eine vorzugsweise kurze Wegstrecke ungestützt verläuft und das nachfolgende Stützelement (4) für die Faserstoffbahn (1) separat antreibbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) vorzugsweise nacheinander auf beiden Seiten befeuchtet wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) nach der Trockenpartie mäanderförmig über mehrere Leitwalzen (7) zum Kalander geführt wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalander aus zumindest drei Glättwalzen (8) besteht, welche paarweise jeweils einen Glättspalt (3) bilden, wobei zumindest eine Glättwalze (8) beheizt und zumindest eine Glättwalze (8) durchbiegungsgesteuert ausgeführt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest vorwiegend nur eine Seite der Faserstoffbahn (1) mit beheizten Zylindern (2) in Kontakt kommt und zumindest überwiegend, vorzugsweise ausschließlich, nur diese Seite der Faserstoffbahn (1) befeuchtet wird.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Faserstoffbahn (1) mit beheizten Zylindern (2) in Kontakt kommen und beide Seiten befeuchtet werden.