DE202015105426U1

DE202015105426U1 - Calender for processing fiber webs

Info

Publication number: DE202015105426U1
Application number: DE202015105426.2U
Authority: DE
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2015-10-26
Anticipated expiration: 2025-10-15
Also published as: EP3012371A1; CN205152719U

Abstract

Kalander, welcher wenigstens einen zwischen zwei Kalanderwalzen (11, 12) gebildeten Kalandrierspalt (N) oder eine Bandkalandrierzone aufweist, die durch ein entlang einer Oberfläche einer beheizten Kalanderwalze geführtes Band gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalander des Weiteren wenigstens einen Sprühkühler (11, 12; 21, 22) zum derartigen Kühlen und Befeuchten wenigstens einer Seite der Faserbahn (W) vor dem Kalandrieren aufweist, dass die Temperatur der Faserbahn (W) unter oder auf einem niedrigen Niveau des Glasübergangstemperaturbereichs (Tgr) ist.Calender comprising at least one calendering nip (N) formed between two calendering rolls (11, 12) or a belt calendering zone formed by a belt guided along a surface of a heated calendering roll, characterized in that the calender further comprises at least one spray cooler (11 , 12, 21, 22) for cooling and wetting at least one side of the fibrous web (W) prior to calendering such that the temperature of the fibrous web (W) is below or at a low level of the glass transition temperature range (Tgr).

Description

Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung die Behandlung von Faserbahnen in einer Faserbahnherstellungslinie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Kalander gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.In general, the present invention relates to the treatment of fibrous webs in a fiber web manufacturing line. In particular, the present invention relates to a calender according to the preamble of claim 1.

Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, weisen Faserbahnherstellungsprozesse üblicherweise eine Anordnung auf, die durch eine Vielzahl von nacheinander in der Prozesslinie angeordneten Vorrichtungen gebildet ist. Eine typische Herstellungs- und Behandlungslinie weist einen Stoffauflauf, eine Siebpartie und eine Pressenpartie sowie eine nachfolgende Trockenpartie und einen Aufwickler auf. Die Herstellungs- und Behandlungslinie kann des Weiteren andere Vorrichtungen und/oder Partien zur Endbearbeitung der Faserbahn aufweisen, zum Beispiel einen Vorkalander, eine Leimpresse, einen Endkalander oder eine Beschichtungspartie. Die Herstellungs- und Behandlungslinie weist auch wenigstens einen Rollenschneider zur Bildung von Kundenrollen sowie eine Rollenverpackungsvorrichtung auf. In dieser Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen sind mit Faserbahnen zum Beispiel Papier- und Kartonbahnen gemeint.As is known in the art, fiber web manufacturing processes typically include an assembly formed by a plurality of devices sequentially arranged in the process line. A typical manufacturing and treatment line comprises a headbox, a wire section and a press section and a subsequent dryer section and a rewinder. The manufacturing and processing line may further comprise other devices and / or parts for finishing the fibrous web, for example a precalender, a size press, an end calender or a coating section. The manufacturing and treatment line also has at least one slitter for forming customer rolls and a roll wrapping device. By this description and the claims which follow, by fibrous webs are meant, for example, paper and board webs.

Abhängig von der Art der Herstellungslinie kann Kalandrieren Vorkalandrieren oder Endkalandrieren sein. Vorkalandrieren wird typischerweise zur Erzeugung erforderlicher Oberflächeneigenschaften zur weiteren Behandlung, zum Beispiel zur Beschichtung, verwendet und Endkalandrieren wird im Allgemeinen durchgeführt, um die Eigenschaften, wie Glätte und Glanz, eines bahnartigen Materials, wie zum Beispiel einer Papier- oder Kartonbahn zu verbessern. Beim Kalandrieren wird die Bahn in einen Spalt bzw. Nip, d. h. den Kalandriernip, geleitet, der zwischen gegeneinander gedrückte Walzen gebildet ist, wobei die Bahn in dem Nip durch die Wirkung von Temperatur, Feuchtigkeit und Nipdruck deformiert wird. In dem Kalander sind die Nips zwischen einer eine glatte Oberfläche aufweisenden Presswalze, wie zum Beispiel einer Metallwalze, und einer mit einem elastischen Material beschichteten Rolle, wie zum Beispiel einer Polymerrolle, oder zwischen zwei eine glatte Oberfläche aufweisenden Walzen gebildet. Die eine elastische Oberfläche aufweisende Walze stellt sich selbst auf die Formen der Bahnoberfläche ein und drückt die gegenüberliegende Seite der Bahn gleichmäßig gegen die eine glatte Oberfläche aufweisende Presswalze. Die Nips können auch durch Verwenden eines Bands oder eines Schuhs anstatt einer Rolle gebildet werden, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Viele unterschiedliche Arten von Kalandern, die als ein Vorkalander oder als ein Endkalander verwendet werden können, sind bekannt, wie zum Beispiel Hartnipkalander, Weichnipkalander, Superkalander, Metallbandkalander, Schuhkalander, Langnipkalander, Mehrfachnipkalander, usw.Depending on the type of production line, calendering may be pre-calendering or end calendering. Pre-calendering is typically used to produce required surface properties for further processing, for example, for coating, and end calendering is generally performed to improve the properties, such as smoothness and gloss, of a web-like material, such as a paper or board web. In calendering, the web is placed in a nip, i. H. the calendering nip formed between rollers pressed against each other, the web being deformed in the nip by the action of temperature, humidity and nip pressure. In the calender, the nips are formed between a smooth-surfaced press roll, such as a metal roll, and a roll coated with an elastic material, such as a polymer roll, or between two smooth-surfaced rolls. The elastic surface roller self-adjusts to the shapes of the web surface and presses the opposite side of the web evenly against the smooth surface press roll. The nips may also be formed by using a tape or shoe instead of a roll, as is known in the art. Many different types of calenders that can be used as a precalender or as an end calender are known, such as hard nip calenders, soft nip calenders, supercalenders, metal belt calenders, shoe calenders, long nip calenders, multiple nip calenders, etc.

In jüngster Zeit ist es ein Hauptaugenmerk bei der Entwicklung der Kalandrierung von Faserbahnen, erforderliche Oberflächeneigenschaften zu erreichen und gleichzeitig die erforderliche Sperrigkeit bzw. Massigkeit, d. h. das Verhältnis der Dicke der Bahn zu ihrer Grammatur (Riesgewicht) zu erreichen. Wenn die Faserbahn eine hohe Massigkeit aufweist, kann das Riesgewicht verringert werden, was zu beträchtlichen Einsparungen des Rohmaterials führt.Recently, a major focus in the development of calendering of fibrous webs has been to achieve required surface properties while maintaining the required bulkiness, ie. H. to achieve the ratio of the thickness of the web to its grammage (basis weight). If the fibrous web has a high bulk, the basis weight can be reduced, resulting in substantial savings of the raw material.

In der EP 2 682 520 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Faserbahn beschrieben, wobei in dem Verfahren die Faserbahn in wenigstens einem Kalandriernip von wenigstens einem Kalander kalandriert und in einem Aufwickler aufgewickelt wird. Die Faserbahn wird vor dem Kalandrieren mittels einer Kühleinrichtung auf Temperaturen von nicht mehr als 40°C gekühlt, vorzugsweise auf eine Temperatur in dem Bereich von 10–30°C. Als eine Aufgabe dieses bekannten Verfahrens ist angegeben worden, ein Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen zu schaffen, mit denen eine hohe Massigkeit mit geringerem Rohmaterialeinsatz erhalten wird. Gemäß dieser bekannten Anordnung wird die Faserbahn auf einen Massigkeitsverlust von weniger als 4% kalandriert.In the EP 2 682 520 A1 In the method, the fibrous web is calendered in at least one calendering strip of at least one calender and wound up in a rewinder. The fibrous web is cooled to temperatures of not more than 40 ° C prior to calendering by means of a cooling device, preferably to a temperature in the range of 10-30 ° C. As an object of this known method, it has been stated to provide a method for producing fibrous webs, with which a high bulkiness with a lower raw material input is obtained. According to this known arrangement, the fiber web is calendered to a mass loss of less than 4%.

Es ist aus dem Stand der Technik auch bekannt, Faserbahnen in einem Bandkalander, typischerweise in einem Metallbandkalander, zu kalandrieren, in dem eine Kalandrierzone zwischen der Oberfläche einer Kalanderwalze und einem über die Walze geführten Band gebildet ist. Das Band ist als eine Schleife gebildet, die von innerhalb oder außerhalb der Schleife angeordneten Leitwalzen geführt ist. In einigen bekannten Anwendungen des Bandkalandrierens wird eine Kalandrierzone durch das Band um eine beheizte Walze gebildet und als eine Vorwärmzone genutzt, in welche die Faserbahn zunächst geführt wird und dann in einem Walzennip zwischen der beheizten Kalanderwalze und einer weiteren Kalanderwalze kalandriert wird. Des Weiteren wird in einigen bekannten Anwendungen des Bandkalandrierens die Faserbahn zuerst in einem Walzennip zwischen einer beheizten Kalanderwalze und einer weiteren Kalanderwalze kalandriert und dann in einer Kalandrierzone erwärmt, die durch ein um die beheizte Walze umlaufendes Band gebildet wird. In diesen bekannten Kalandern wird die Faserbahn bei Temperaturen von 50–130°C kalandriert.It is also known in the art to calender fiber webs in a belt calender, typically a metal belt calender, in which a calendering zone is formed between the surface of a calender roll and a belt passed over the roll. The band is formed as a loop, which is guided by arranged inside or outside the loop guide rollers. In some known band calendering applications, a calendering zone is formed by the belt about a heated roll and used as a preheat zone into which the fibrous web is first fed and then calendered in a nip between the heated calender roll and another calender roll. Furthermore, in some known applications of ribbon calendering, the fibrous web is first calendered in a nip between a heated calender roll and another calender roll and then heated in a calendering zone formed by a belt circulating about the heated roll. In these known calenders, the fiber web is calendered at temperatures of 50-130 ° C.

Es ist aus dem Stand der Technik auch bekannt, die Faserbahn vor dem Kalandrieren zu befeuchten, um die erforderlichen Oberflächeneigenschaften zu erreichen und gleichzeitig die erforderliche Massigkeit, d. h. das Verhältnis der Dicke der Bahn zu ihrer Grammatur (Riesgewicht), zu erreichen oder die Kräuselung bzw. Rollneigung der Faserbahn zu steuern.It is also known from the prior art to wet the fibrous web prior to calendering in order to achieve the required surface properties while achieving the required bulkiness, ie the ratio of the thickness of the web to its grammage (ream weight) or to control the curl or curl of the fibrous web.

Ein wichtiger, die Eigenschaften der Oberfläche der Faserbahn, die durch das Kalandrieren erhalten wird, beeinflussender Faktor ist das Rauheitsvolumen der Oberfläche der Faserbahn. Das Rauheitsvolumen ist das Volumen unterhalb eines imaginären Niveaus, das oben auf die Rauheitsspitzen des Rauheitsniveaus gesetzt ist.An important factor influencing the properties of the surface of the fibrous web obtained by calendering is the roughness volume of the surface of the fibrous web. The roughness volume is the volume below an imaginary level set at the top of the roughness peaks of the roughness level.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Kalandern effektiveren Kalander zu schaffen, insbesondere im Hinblick auf das Rauheitsniveau.An object of the invention is to provide a calender that is more effective than calenders known from the prior art, particularly with regard to the roughness level.

Der Kalander gemäß der Erfindung ist hauptsächlich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.The calender according to the invention is mainly characterized by the features of the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous features and embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird wenigstens eine Seite der Faserbahn durch einen Sprühkühler vor dem Kalandrieren derart gekühlt, dass die Temperatur der Faserbahn unterhalb oder auf einem niedrigen Niveau des Glasübergangstemperaturbereichs (T_g) ist. Unterschiedliche Faserbahnqualitäten haben unterschiedliche Glasübergangstemperaturbereiche (T_gr). Der typische Glasübergangstemperaturbereich von trockener Pulpe ist 200–250°C. Feuchtigkeit, wie zum Beispiel das Hinzufügen von Wasser, verringert den Glasübergangstemperaturbereich von Zellulose signifikant, abhängigen von der Kristallinität, typischerweise hinunter auf 20–80°C.According to an advantageous feature of the invention, at least one side of the fibrous web is cooled by a spray cooler prior to calendering so that the temperature of the fibrous web is below or at a low level of the glass transition temperature range (T _g ). Different fiber web qualities have different glass transition temperature ranges (T _gr ). The typical glass transition temperature range of dry pulp is 200-250 ° C. Moisture, such as the addition of water, significantly reduces the glass transition temperature range of cellulose, depending on the crystallinity, typically down to 20-80 ° C.

Vorteilhafterweise wird durch das Kühlen der Faserbahn unterhalb des oder auf ein niedriges Niveau des Glasübergangstemperaturbereichs der Elastizitätsmodus von mittleren Schichten der Faser vergrößert. Wenn der Elastizitätsmodus der mittleren Schichten vergrößert wird, sind beim Kalandrieren die Oberflächenschichten der Faserbahn unter vergrößertem Nipdruck, wodurch das Rauheitsvolumen verringert und die Oberflächenschichten verdichtet werden.Advantageously, by cooling the fibrous web below or to a low level of the glass transition temperature range, the modulus of elasticity of middle layers of the fiber is increased. When the elastic modulus of the middle layers is increased, in calendering, the surface layers of the fibrous web are under increased nip pressure, thereby reducing the roughness volume and compacting the surface layers.

Gemäß eines vorteilhaften Merkmals der Erfindung wird die Faserbahn durch Aufbringen eines Befeuchtungsmittels mit Hilfe des Sprühkühlers derart befeuchtet, dass ein Feuchtigkeitsfilm auf wenigstens einer der Oberflächen der Faserbahn erzeugt wird.According to an advantageous feature of the invention, the fibrous web is moistened by applying a moistening agent with the aid of the spray cooler in such a way that a moisture film is produced on at least one of the surfaces of the fibrous web.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird die Faserbahn durch Aufbringen von Befeuchtungsmittel mit Hilfe des Sprühkühlers derart befeuchtet, dass der Feuchtigkeitsfilm mittels eines Luftstoßes mit hoher Geschwindigkeit vollständig oder teilweise von den Oberflächen der Faserbahn vaporisiert bzw. verdampft wird.According to an advantageous feature of the invention, the fibrous web is moistened by applying moistening agent with the aid of the spray cooler such that the moisture film is vaporized completely or partially from the surfaces of the fibrous web by means of an air blast at high speed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wirkt der Sprühkühler wie eine Luftquellen-Wärmeblaseinrichtung (ASHB bzw. LQWB), in welcher die Flüssigkeit von der befeuchteten Faserbahnoberfläche durch Impingement-Luftstrahlen mit hoher Geschwindigkeit vaporisiert wird, und Wärme in die Luft absorbiert und mit der nach außen austretenden Luft abgegeben wird. Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wirkt Wasser oder eine sehr flüchtige Flüssigkeit, die auf die Faserbahn gesprüht wird, als Kältemittel.According to an advantageous embodiment, the spray cooler acts like an air source heat blower device (ASHB or LQWB) in which the liquid is vaporized from the moistened fiber web surface by impingement air jets at a high speed and absorbs heat into the air and outwardly exiting air is delivered. According to an advantageous feature, water or a very volatile liquid which is sprayed onto the fibrous web acts as a refrigerant.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist das Befeuchtungsmittelspray in einer belüfteten, abgeschirmten Box angeordnet, so dass keine Flüssigkeitstropfen austreten können.According to an advantageous feature, the wetting agent spray is arranged in a ventilated, shielded box so that no liquid drops can escape.

Vorteilhafterweise weist die belüftete, abgeschirmte Box einen Saugbereich gegenüber der Faserbahn auf eine solche Art und Weise auf, dass der Saugbereich um die gesamte abgeschirmte Box geht.Advantageously, the ventilated, shielded box has a suction area opposite to the fibrous web in such a way that the suction area goes around the entire shielded box.

Gemäß der Erfindung wird wenigstens ein Zyklus von Kühlen und/oder Befeuchten verwendet und vorzugsweise wird mehr als ein Zyklus verwendet, die ähnliche oder unterschiedliche Stufen des Kühlens und/oder Befeuchtens haben.According to the invention, at least one cycle of cooling and / or wetting is used and preferably more than one cycle is used, which have similar or different stages of cooling and / or wetting.

Der Elastizitätsmodus der mittleren Schichten beträgt 100–10000 MPa.The elastic modulus of the middle layers is 100-10000 MPa.

Die Temperaturen des Glasübergangstemperaturbereichs betragen 10–120°C.The temperatures of the glass transition temperature range are 10-120 ° C.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird als Kühlmittel kühle und trockene Außen- oder Untergeschossluft verwendet.According to an advantageous feature is used as a coolant cool and dry outdoor or basement air.

Vorteilhafterweise wird das Kühlen der Faserbahn 1 ms–10 s vor dem Punkt gestartet, an dem die Faserbahn zu dem Kalandrieren eintritt, d. h. in den ersten Kalandriernip oder den einzigen Kalandriernip oder den Beginn der Bandkalandrierzone.Advantageously, the cooling of the fibrous web is started 1 ms-10 s before the point at which the fibrous web enters calendering, i. H. into the first calandrip or the only calandrip or the beginning of the band calendering zone.

Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung die Faserbahn nach dem Trocknen befeuchtet und wieder getrocknet, was zu verbesserten Eigenschaften der Faserbahn führt, weil die Größe der Mikroporen auf der Oberfläche der Faserbahn minimiert wird, wodurch die Wirkung des Kalandrierens und auch des Beschichtens verbessert und beim Beschichten auch Material eingespart wird.Preferably, according to the invention, after drying, the fibrous web is moistened and dried again, resulting in improved properties of the fibrous web, because the size of the micropores on the surface of the fibrous web is minimized, thereby improving the calendering and also the coating effect and also in coating Material is saved.

Die Erfindung verwendet vorzugsweise die Wärmeenergie der Faserbahn, wenn der Teildampfdruck der Feuchtigkeitsschicht erhöht wird, wenn die Feuchtigkeit durch die Bahn erwärmt wird. Ein höherer Dampfdruck erhöht die Verdampfung und somit die Kühlwirkung.The invention preferably uses the thermal energy of the fibrous web when the Partial vapor pressure of the moisture layer is increased when the moisture is heated by the web. A higher vapor pressure increases the evaporation and thus the cooling effect.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird durch Befeuchten das Feuchtigkeitsprofil und dadurch die Temperatur und das Feuchtigkeitsprofil der Faserbahn beeinflusst und schließlich durch Kalandrieren das Dickenprofil der Faserbahn.According to an advantageous feature, the moisture profile and thereby the temperature and the moisture profile of the fibrous web are influenced by moistening and finally by calendering the thickness profile of the fibrous web.

Gemäß der Erfindung wird als Befeuchtungsmittel ein Fluid oder eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine Flüssigkeits- oder Wasser-Alkohollösung, insbesondere eine Wasser-Stärke-Lösung, verwendet.According to the invention, the moistening agent used is a fluid or a liquid, preferably a liquid or water-alcohol solution, in particular a water-starch solution.

Die Kalanderwalze ist vorzugsweise eine gegen einen Thermoschock widerstandsfähige Kalanderwalze, zum Beispiel eine einen geschmiedeten Stahlmantel aufweisende Walze.The calender roll is preferably a thermal shock resistant calender roll, for example a roll having a forged steel shell.

Gemäß eines vorteilhaften Merkmals der Erfindung weist der Kalander wenigstens einen Sprühkühler zum Kühlen und Befeuchten wenigstens einer Seite der Faserbahn vor dem Kalandrieren auf, wobei die Vorrichtung vorzugsweise einen unter Verwendung stehenden Satz Befeuchtungseinrichtungen und einen Satz Standby-Befeuchtungseinrichtungen und einen Satz Befeuchtungseinrichtungen als Ersatzeinrichtungen aufweist. Jeder Satz weist vorzugsweise Schnellkupplungseinrichtungen auf, um, falls notwendig, schnelle Wechsel zu ermöglichen.According to an advantageous feature of the invention, the calender comprises at least one spray cooler for cooling and wetting at least one side of the fibrous web prior to calendering, the apparatus preferably comprising a set of moistening devices and a set of standby moistening devices and a set of moistening devices as replacement devices. Each set preferably has quick coupling means to allow quick changes, if necessary.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist der Kalander eine Kühleinrichtung, zum Beispiel Pumpen und Düsen, auf, um das Kühlmittel zum Kühlen der Faserbahn zur Verfügung zu stellen.According to an advantageous feature of the invention, the calender has a cooling device, for example pumps and nozzles, in order to provide the coolant for cooling the fiber web.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist der Sprühkühler selbstabstützend.According to an advantageous feature, the spray cooler is self-supporting.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist der Sprühkühler als ein Modul aufgebaut.According to an advantageous feature, the spray cooler is constructed as a module.

Vorzugsweise Ist der Sprühkühler in dem Untergeschossbereich der Faserbahnherstellungsanlage oder über der Hauptlauflinie der Faserbahn angeordnet.Preferably, the spray cooler is located in the basement area of the fiber web manufacturing plant or above the main run line of the fiber web.

Ein Satz der Befeuchtungseinrichtungen kann vorzugsweise wenigstens drei Düsen zum derartigen Sprühen von Feuchtigkeit in Querrichtung der Faserbahn aufweisen, dass eine dreifache Feuchtigkeitsabdeckung auf der Oberfläche der Faserbahn erreicht wird.A set of humidifiers may preferably have at least three nozzles for spraying moisture in the transverse direction of the fibrous web such that a triple moisture coverage is achieved on the surface of the fibrous web.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal weist der Sprühkühler eine Einrichtung zum Steuern von wenigstens einem der folgenden auf:

1) Abstand der Befeuchtungs- bzw. Sprühdüsen von der Oberfläche der Faserbahn, 60–200 mm, vorzugsweise 80–160 mm
2) Menge des von einer Düse aufgetragenen Befeuchtungsmittels, 0,1–0,5 l/min, vorzugsweise 0,15–0,25 l/min
3) Druck des Befeuchtungsmittels, 1,5–5 bar
4) Winkel des Befeuchtungsmittelsprays in Bezug auf das Niveau der Oberfläche der Faserbahn, 90–150°, vorzugsweise 100–120°
5) Sprühwinkel in Bezug auf die Oberfläche der Faserbahn, +/–45°, vorzugsweise +/–15°–+/–40°
6) Versatz der Sprühspitze der Düsen, 7–10°

According to an advantageous feature, the spray cooler has a device for controlling at least one of the following:

1) Distance of the moistening or spraying nozzles from the surface of the fibrous web, 60-200 mm, preferably 80-160 mm
2) amount of moistening agent applied by a nozzle, 0.1-0.5 l / min, preferably 0.15-0.25 l / min
3) Pressure of humidifying agent, 1.5-5 bar
4) The angle of the wetting agent spray with respect to the level of the surface of the fiber web, 90-150 °, preferably 100-120 °
5) Spray angle with respect to the surface of the fiber web, +/- 45 °, preferably +/- 15 ° - + / - 40 °
6) Offset the spray tip of the nozzles, 7-10 °

Vorzugsweise steuert die Einrichtung zum Steuern zumindest den Winkel des Befeuchtungsmittelsprays in Bezug auf das Niveau der Oberfläche der Faserbahn und die Menge des von einer Düse abgegebenen Befeuchtungsmittels, was vorzugsweise durch den Druck des Befeuchtungsmittels in Bezug auf die Laufgeschwindigkeit der Faserbahn gesteuert wird.Preferably, the means for controlling at least controls the angle of the wetting agent spray with respect to the level of the surface of the fiber web and the amount of wetting agent dispensed from a nozzle, which is preferably controlled by the pressure of the wetting agent with respect to the running speed of the fiber web.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist der Kalander wenigstens einen Kalanderwalzennip oder eine Bandkalandrierzone, die durch ein entlang einer Oberfläche einer beheizten Kalanderwalze geführtes Band gebildet ist, einen vor dem Kalander in der Laufrichtung der Faserbahn angeordneten Sprühkühler und eine Einrichtung zum Steuern der Kühlwirkung der Kühleinrichtung auf.According to an advantageous feature of the invention, the calender has at least one calender roll nip or tape calendering zone formed by a belt guided along a surface of a heated calender roll, a spray cooler disposed in front of the calender in the direction of travel of the fiber web, and means for controlling the cooling effect of the cooling device on.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Walzennip zwischen einer beheizten Kalanderwalze und einer weiteren Kalanderwalze gebildet.Preferably, at least one roller nip is formed between a heated calender roller and another calender roller.

Der Kalander gemäß der Erfindung ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Vorkalander und er kann zum Vorkalandrieren der Faserbahn verwendet werden.The calender according to the invention is a pre-calender according to an embodiment of the invention and it can be used for precalendering the fibrous web.

Der Kalander gemäß der Erfindung ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Endkalander und er kann zum Endkalandrieren der Faserbahn verwendet werden.The calender according to the invention is an end calender according to one embodiment of the invention and can be used for end calendering of the fibrous web.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist das Band des Bandkalanders ein Metall-, Polymer-, beschichtetes Metall- oder Polymerband.According to an advantageous feature, the belt of the belt calender is a metal, polymer, coated metal or polymer belt.

Vorzugsweise wird die Faserbahn durch Sprühen von kühlendem Befeuchtungsspray bzw. -sprays wenigstens auf eine der Oberflächen der Faserbahn gekühlt und befeuchtet und dann wird das aufgesprühte Mittel verdampft, um die Bahn zu kühlen.Preferably, the fibrous web is cooled and moistened by spraying cooling moisturizing sprays onto at least one of the surfaces of the fibrous web and then the sprayed agent is evaporated to cool the web.

Gemäß vorteilhafter Merkmale der Erfindung ist bzw. sind die Kühleinrichtung bzw. Kühleinrichtungen eine Vorrichtung zum Blasen oder Erzeugen eines Stroms von gekühltem Gas, zum Beispiel Luft.According to advantageous features of the invention, the cooling device or Cooling means means for blowing or generating a flow of cooled gas, for example air.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist das Gas für den Kühlstrom oder Blasstoß trockene, kühle Außenluft, von welcher insbesondere in der nordischen und in entsprechenden Klimazonen sich befindenden Ländern während den meisten Jahreszeiten eine unbegrenzte Zufuhr in den erforderlichen Temperaturen verfügbar ist und keine weitere Vorrichtung zum Kühlen oder Trocknen des Gases erforderlich.According to an advantageous feature of the invention, the gas for the cooling flow or blast is dry, cool outside air, of which an unlimited supply in the required temperatures is available during most seasons, especially in the Nordic and corresponding climatic zones Cooling or drying of the gas required.

Gemäß eines vorteilhaften Merkmals der Erfindung ist eine Befeuchtungseinrichtung vor dem Kalander angeordnet, um eine Verdampfung der Feuchtigkeit von der Faserbahn mit einem latenten thermischen Kühleffekt zu erzeugen. Die Verdampfung der Feuchtigkeit kann durch die Blasgeschwindigkeit, zum Beispiel 30–60 m/s, und niedrige Luftfeuchtigkeit verstärkt werden.According to an advantageous feature of the invention, a moistening device is arranged in front of the calender to produce vaporization of the moisture from the fiber web with a latent thermal cooling effect. The evaporation of moisture can be enhanced by the blowing speed, for example 30-60 m / s, and low humidity.

Vorzugsweise wird die Erfindung verwendet, wenn Faserbahnqualitäten wie die nachfolgend genannten behandelt werden:
Papier und Pappe bzw. Karton sind in einer großen Vielzahl von Arten verfügbar und können gemäß dem Riesgewicht in zwei Qualitäten unterteilt werden: Papiere mit einer einzelnen Lage und einem Riesgewicht von 25–300 g/m² und Pappen, die in Mehrlagen-Technologie hergestellt worden sind und ein Riesgewicht von 150–600 g/m² aufweisen. Es sollte betont werden, dass die Grenze zwischen Papier und Pappe flexibel ist, weil Pappequalitäten mit dem geringsten Riesgewicht leichter sind als die schwersten Papierqualitäten. Allgemein ausgedrückt wird Paper zum Bedrucken und Pappe zum Verpacken verwendet.Preferably, the invention is used when treating fiber web qualities such as the following:
Paper and paperboard are available in a wide variety of ways and can be divided into two grades according to the basis weight: single layer papers having a basis weight of 25-300 g / m ² and paperboards produced using multilayer technology and have a basis weight of 150-600 g / m ² . It should be emphasized that the border between paper and paperboard is flexible because paperboard qualities of the lowest ream weight are lighter than the heaviest paper grades. Generally speaking, paper is used for printing and cardboard for packaging.

Die nachfolgenden Beschreibungen sind Beispiele von Werten, die derzeit bei Faserbahnen angewendet werden, und es können beträchtliche Abweichungen von den angegebenen Werten bestehen. Die Beschreibungen basieren hauptsächlich auf der Quelle der Veröffentlichung Papermaking Science and Technology, Abschnitt Papermaking Teil 3, editiert von Rautiainen P. und veröffentlicht von der Paper Engineers' Association, Helsinki 2009; 404 Seiten .The following descriptions are examples of values currently used on fibrous webs and there may be significant deviations from the given values. The descriptions are mainly based on the Publication Papermaking Science and Technology, Papermaking Section 3, edited by Rautiainen P. and published by the Paper Engineers' Association, Helsinki 2009; 404 pages ,

Auf mechanischer Pulpe basierende, d. h. Holz enthaltende Druckpapieqre, beinhalten Zeitungspapier, unbeschichtetes Magazin- und beschichtetes Magazinpapier.Based on mechanical pulp, d. H. Wood-containing printing papers include newsprint, uncoated magazine and coated magazine paper.

Die Faserstoffe von heutigem Zeitungspapier beinhalten meist zwischen 80 und 100% deinkte Pulpe (DIP). Der Rest des Faserstoffs ist mechanische Pulpe (typischerweise TMP). Es gibt jedoch auch Zeitungspapier, das aus 100% mechanischen Faserstoffen besteht. Auf DIP basierendes Zeitungspapier kann bis zu 20% Füllstoffe aufweisen. Der Füllstoffgehalt eines auf einer Primärfaser basierenden Zeitungspapier-Faserstoffs beträgt ungefähr 8%.The fibers of today's newsprint usually contain between 80 and 100% deinked pulp (DIP). The remainder of the pulp is mechanical pulp (typically TMP). However, there is also newsprint made of 100% mechanical fiber. DIP-based newsprint can contain up to 20% fillers. The filler content of virgin fiber-based newsprint is about 8%.

Allgemeine Werte für CSWO-Zeitungspapier können wie folgt angenommen werden: Riesgewicht 40–48.8 g/m², PPS s10-Rauigkeit (SCAN-P 76–95) 4,0–4,5 μm, Bendtsen Rauigkeit (SCAN-P21:67) 150 ml/min, Dichte 600–750 kg/m³, Heiligkeit ( ISO 2470:1999 ) 58–59% und Opazität ( ISO 2470:1998 ) 92–95%.General values for CSWO newsprint can be assumed as follows: basis weight 40-48.8 g / m ² , PPS s10 roughness (SCAN-P 76-95) 4.0-4.5 μm, Bendtsen roughness (SCAN-P21: 67 ) 150 ml / min, density 600-750 kg / m ³ , sanctity ( ISO 2470: 1999 ) 58-59% and opacity ( ISO 2470: 1998 ) 92-95%.

Unbeschichtete Magazinpapierqualitäten (SC-superkalandriert) beinhalten normalerweise 50–75% mechanische Pulpe, 5–25% chemische Pulpe und 10–35% Füllstoffe. Das Papier kann auch DIP beinhalten. Typische Werte für kalandriertes SC-Papier (das z. B. SC-C, SC-B und SC-A/A+ umfasst) beinhalten Riesgewicht 40–60 g/m², Aschegehalt (SCAN-P 5:63) 0–35%, Hunter-Glanz ( ISO/DIS 8254/1 ) < 20–50%, PPS s10-Rauigkeit (SCAN-P 76:95) 1,0–2,5 μm, Dichte 700–1250 kg/m³, Helligkeit ( ISO 2470:1999 ) 62–75% und Opazität ( ISO 2470:1998 )90–95%.Uncoated magazine paper grades (SC supercalendered) typically contain 50-75% mechanical pulp, 5-25% chemical pulp and 10-35% fillers. The paper may also contain DIP. Typical values for calendered SC paper (including, for example, SC-C, SC-B, and SC-A / A +) include 40-60 g / m ² basis weight, ash content (SCAN-P 5:63) 0-35 %, Hunter-Glanz ( ISO / DIS 8254/1 ) <20-50%, PPS s10 roughness (SCAN-P 76:95) 1.0-2.5 μm, Density 700-1250 kg / m ³ , Brightness ( ISO 2470: 1999 ) 62-75% and opacity ( ISO 2470: 1998 ) 90-95%.

Beschichtete mechanische Papiere beinhalten zum Beispiel MFC-(maschinenfertig bearbeitet, beschichtet), LWC-(Leichgewicht, beschichtet), MWC-(mittleres Gewicht beschichtet) und HWC-(Schwergewicht, beschichtet) Qualitäten. Beschichtete mechanische Papiere beinhalten üblicherweise 45–75% mechanische oder recycelte Fasern und 25–55% chemische Pulpe. Semichemische Pulpen sind typisch in LWC-Papierqualitäten, die im Fernen Osten hergestellt werden. Der Füllstoffgehalt beträgt ungefähr 5–10%. Die Grammatur liegt üblicherweise in dem Bereich von 40–80 g/m².Coated mechanical papers include, for example, MFC (machined, coated), LWC (weight, coated), MWC (medium weight coated), and HWC (heavy weight, coated) grades. Coated mechanical papers typically contain 45-75% mechanical or recycled fibers and 25-55% chemical pulp. Semichemical pulps are typical in LWC paper grades made in the Far East. The filler content is about 5-10%. The grammage is usually in the range of 40-80 g / m ² .

Allgemeine Werte für LWC-Papier können wie folgt angenommen werden: Riesgewicht 40–70 g/m², Hunter-Glanz 50–65%, PPS S10-Rauigkeit 1,0–1,5 μm (Offset) und 0,6–1,0 mm (Roto), Dichte 1100–1250 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Opazität 89–94%.General values for LWC paper can be assumed as follows: basis weight 40-70 g / m ² , Hunter gloss 50-65%, PPS S10 roughness 1.0-1.5 μm (offset) and 0.6-1 , 0 mm (Roto), density 1100-1250 kg / m ³ , brightness 70-75% and opacity 89-94%.

Allgemeine Werte für MFC-Papier (maschinenfertig bearbeitet, beschichtet) können wie folgt angenommen werden: Riesgewicht 48–70 g/m², Hunter-Glanz 25–40%, PPS S10-Rauigkeit 2,2–2,8 μm, Dichte 950 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Opazität 91–95%.General values for MFC paper (machined, coated) can be considered as follows: basis weight 48-70 g / m ² , Hunter gloss 25-40%, PPS S10 roughness 2.2-2.8 μm, density 950 kg / m ³ , brightness 70-75% and opacity 91-95%.

Allgemeine Werte für MWC-Papier (mittleres Gewicht, beschichtet) können wie folgt angenommen werden: Riesgewicht 70–90 g/m², Hunter-Glanz 65–70%, PPS S10-Rauigkeit 0,6–1,0 μm, Dichte 1150–1250 kg/m³, Helligkeit 70–75% und Opazität 89–94%.General values for MWC paper (average weight, coated) can be considered as follows: basis weight 70-90 g / m ² , Hunter gloss 65-70%, PPS S10 roughness 0.6-1.0 μm, density 1150 -1250 kg / m ³ , brightness 70-75% and opacity 89-94%.

Holzfreies Papier wird in zwei Segmente unterteilt: unbeschichtet und beschichtet. Üblicherweise besteht der Stoffeintrag von holzfreien Papieren aus gebleichter, chemischer Pulpe mit weniger als 10% mechanischer Pulpe.Wood-free paper is divided into two segments: uncoated and coated. Usually The furnish of woodfree papers consists of bleached chemical pulp with less than 10% mechanical pulp.

Typische Werte für unbeschichtetes WFU-Kopierpapier sind: Grammatur 70–80 g/m², Bendtsen-Rauigkeit 150–250 ml/min und Massigkeit bzw. Sperrigkeit bzw. Bulk > 1,3 cm³/g; für unbeschichtetes Offset-Papier: Grammatur 60–240 g/m², Bendtsen-Rauigkeit 100–200 ml/min und Massigkeit 1,2–1,3 cm³/g; und für Farbkopierpapier: Grammatur 100 g/m², Bendtsen-Rauigkeit < 50 ml/min und Massigkeit 1,1 cm³/g.Typical values for uncoated WFU copy paper are: grammage 70-80 g / m ² , Bendtsen roughness 150-250 ml / min and bulk or bulk> 1.3 cm ³ / g; for uncoated offset paper: grammage 60-240 g / m ² , Bendtsen roughness 100-200 ml / min and bulk 1.2-1.3 cm ³ / g; and for color copying paper: grammage 100 g / m ² , Bendtsen roughness <50 ml / min and bulk 1.1 cm ³ / g.

Bei beschichteten, auf Pulpe basierenden Druckpapieren (WFC) variieren die Werte der Beschichtung in Abhängigkeit von den Erfordernissen und der beabsichtigten Anwendung in großem Maße. Die folgenden sind typische Werte für ein- oder zweimal beschichtetes, auf Pulpe basierendes Druckpapier: einmal beschichtet Riesgewicht 90 g/m², Hunter-Glanz 65–80%, PPS s10-Rauigkeit 0,75–1,1 μm, Helligkeit 80–88% und Opazität 91–94%, und zweimal beschichtet Riesgewicht 130 g/m², Hunter-Glanz 70–80%, PPS S10-Rauigkeit 0,65–0,95 μm, Helligkeit 83–90% und Opazität 95–97%.For coated pulp-based printing papers (WFC), the values of the coating vary widely depending on the requirements and the intended application. The following are typical values for once or twice coated pulp-based printing paper: once coated, ream weight 90 g / m ² , Hunter gloss 65-80%, PPS s10 roughness 0.75-1.1 μm, brightness 80- 88% and opacity 91-94%, and twice coated ream weight 130 g / m ² , Hunter gloss 70-80%, PPS S10 roughness 0.65-0.95 μm, brightness 83-90% and opacity 95-97 %.

Behälter- bzw. Verpackungskarton beinhaltet sowohl Decklagenkarton bzw. Linerkarton als auch mittleres Wellenrohpapier. Decklagen sind gemäß ihrer Stoffbasis in Kraftliner, recycelte Liner bzw. Decklagen und weiße oberen Liner bzw. Decklagen unterteilt. Decklagen sind typischerweise 1- bis 3-lagige Kartons mit Grammaturen, die im Bereich von 100–300 g/m² variieren.Container or packaging board contains both liner board or linerkarton as well as medium wave base paper. Cover layers are subdivided into kraft liners, recycled liners or top layers and white top liners according to their fabric basis. Overlays are typically 1 to 3 ply cartons with grammages varying in the range of 100 to 300 g / m ² .

Decklagenkartons sind üblicherweise unbeschichtet, aber die Herstellung von beschichtetem weißen oberen Decklagen nimmt zu, um höhere Forderungen hinsichtlich der Bedruckbarkeit zu erfüllen.Overlay cardboards are usually uncoated, but the production of coated white top covers is increasing to meet higher printability requirements.

Die hauptsächlichen Kartonpappequalitäten sind Faltschachtelkarton (FBB), weiß beschichtete Graupappe (WLC), fester gebleichter Karton (SBS) und Flüssigkeitsverpackungskarton (LPB). Im Allgemeinen werden diese Qualitäten typischerweise für unterschiedliche Arten von Verpackungen für Verbrauchsgüter verwendet. Kartonpappequalitäten variieren von ein- bis zu fünflagigen Pappen (150–400 g/m²). Die obere Seite ist üblicherweise mit einer bis zu drei Schichten beschichtet (20–40 g/m²), die Rückseite hat eine geringere Beschichtung oder gar keine Beschichtung. Es gibt einen großen Bereich von unterschiedlichen Qualitätsdaten für dieselbe Pappequalität. FBB hat die höchste Sperrigkeit bzw. Massigkeit aufgrund der in der mittleren Schicht der Grundpappe verwendeten mechanischen oder chemimechanischen Pulpe. Die mittlere Schicht von WLC besteht hauptsächlich aus recycelten Fasern, wohingegen SBS ausschließlich aus chemischer Pulpe hergestellt ist.The main carton board grades are Folding Boxboard (FBB), White Coated Gray Board (WLC), Solid Bleached Board (SBS) and Liquid Packaging Board (LPB). In general, these qualities are typically used for different types of consumer packaging. Carton board qualities vary from one to about five-layer cardboard (150-400 g / m ^2). The upper side is usually coated with one to three layers (20-40 g / m ² ), the back has a lower coating or no coating. There is a wide range of different quality data for the same paperboard quality. FBB has the highest bulkiness due to the mechanical or chemimechanical pulp used in the middle layer of the base board. The middle layer of WLC consists mainly of recycled fibers, whereas SBS is made entirely of chemical pulp.

Die Massigkeit von FBB beträgt typischerweise zwischen 1,1–1,9 cm³/g, wohingegen WLC im Bereich von 1,1–1,6 cm³/g und SBS 0,95–1,3 cm³/g liegt. Die PPS-s10-Glätte beträgt jeweils für FBB zwischen 0,8–2,1 μm, für WLC 1,3–4,5 μm und für SBS 0,7–2,1 μm.The massiveness of FBB is typically between 1.1-1.9 cm ³ / g, whereas WLC is in the range of 1.1-1.6 cm ³ / g and SBS 0.95 to 1.3 cm ³ / g. The PPS-s10 smoothness is between 0.8-2.1 μm for FBB, 1.3-4.5 μm for WLC and 0.7-2.1 μm for SBS.

Träger- bzw. Trennpapier wird in Etikettengrundpapier in verschiedenen Endverbraucher-Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel Lebensmittelverpackungs- und Büroetiketten. Das gebräuchlichste Trägerpapier in Europa ist superkalandriertes Pergaminpapier, das mit Silikon beschichtet ist, um gute Freigabeeigenschaften zu erzeugen.Carrier paper is used in label base paper in various end user applications, such as food packaging and office labels. The most common carrier paper in Europe is supercalendered glassine paper coated with silicone to provide good release properties.

Typische Werte für superkalandrierte Trägerpapiere sind Riesgewicht 60–95 g/m², Dicke 55–79 μm, IGT 12–15 cm, Cobb Unger für Dichteseite 0,9–1,6 g/m² und für offene Seite 1,2 – 2,5 g/m².Typical values for supercalendered base papers are ream weight 60-95 g / m ² , thickness 55-79 μm, IGT 12-15 cm, Cobb Unger for the density side 0.9-1.6 g / m ² and for open side 1.2. 2.5 g / m ² .

Beschichtetes Etikettenpapier wird als Oberpapier zur Freigabe, aber auch für beschichtetes Trägerpapier und flexible Verpackungen verwendet. Beschichtetes Etikettenpapier weist eine Grammatur von 60–120 g/m² auf und ist typischerweise geleimt oder mit einer Leimpresse vorbeschichtet und auf einer Seite mit einer Einzelklinge beschichtet. Einige typische Papiereigenschaften für beschichtetes und kalandriertes Etikettenpapier sind Riesgewicht 50–100 g/m², Hunter-Glanz 70–85%, PPS s10-Rauigkeit 0,6–1,0 μm, Bekk-Glätte 1500–2000 s und Dicke 45–90 μm.Coated label paper is used as top paper for release, but also for coated base paper and flexible packaging. Coated label paper has a grammage of 60-120 g / m ² and is typically sized or precoated with a size press and coated on one side with a single blade. Some typical paper grades for coated and calendered label paper are ream weight 50-100 g / m ² , Hunter gloss 70-85%, PPS s10 roughness 0.6-1.0 μm, Bekk smoothness 1500-2000 s and thickness 45- 90 μm.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im Detail weiter beschrieben, in welcher:The invention will be further described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

1A–1B sehr schematisch Beispiele der Erfindung zeigen. 1A - 1B very schematically show examples of the invention.

2A–2B sehr schematisch Kühlbeispiele einer Faserbahn zeigen. 2A - 2 B very schematically show cooling examples of a fibrous web.

3 sehr schematisch ein Beispiel einer Luftumkehrvorrichtung zeigt. 3 very schematically shows an example of an air reversing device.

4 ein schematisches Beispiel eines Sprühkühlers ist. 4 a schematic example of a spray cooler is.

5 ein schematisches Beispiel einer Düsenanordnung eines Sprühkühlers Ist. 5 a schematic example of a nozzle arrangement of a spray cooler is.

In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen dieselben Bezugszeichen die jeweiligen Bauteile usw., so lange dies nicht anders angegeben ist, und es sollte klar sein, dass die Beispiele Veränderungen unterzogen werden können, um diese an unterschiedliche Verwendungen und Bedingungen innerhalb des Rahmens eines Kalanders anzupassen.In the following description, the same reference numerals designate the respective components, etc., unless otherwise specified, and it should be understood that the examples may be subject to change in order to be construed to adapt different uses and conditions within the framework of a calender.

In dem Beispiel der 1A–1B ist ein Kalander dargestellt, der in diesem Beispiel zwei Kalanderwalzen 15, 16 aufweist, zwischen denen ein Kalandrierspalt bzw. -nip N gebildet ist. In dem Kalandriernip N wird die Faserbahn W unter dem durch die Kalanderwalzen 15, 16 gebildeten Kalandrierdruck kalandriert. Der Kalander kann auch ein Bandkalander, vorzugsweise ein Metall-, beschichtetes Metall- oder Polymerbandkalander sein, in welchem die Faserbahn W in einer Kalandrierzone kalandriert wird, die zwischen der Oberfläche einer beheizten Kalanderwalze und einem über die beheizte Kalanderwalze geführten Riemen gebildet ist. Des Weiteren weist der Kalander einen Sprühkühler 11, 12 auf, der in der Laufrichtung der Faserbahn W vor dem Kalander angeordnet ist. Der Sprühkühler 11, 12 ist vorgesehen, um die Faserbahn W mittels eines Befeuchtungsmittels derart zu befeuchten, dass ein Feuchtigkeitsfilm auf der Oberfläche der Faserbahn vorhanden ist, d. h. keine separate Tropfen auf der Oberfläche der Faserbahn vorhanden sind. Als Befeuchtungsmittel wird eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder eine Wasser-Alkohol-Lösung, insbesondere eine Wasserstärkelösung, verwendet. Der Sprühkühler 11, 12 ist vorzugsweise vorgesehen, um ein Kühlmittel und trockene, kühle Außen- und Untergeschossluft aufzubringen. Der Sprühkühler weist eine Steuereinrichtung zum Steuern von wenigstens einem der folgenden auf: Abstand der Befeuchtungsdüsen von der Oberfläche der Faserbahn, Menge des von einer Düse aufgetragenen Befeuchtungsmittels, Druck des Befeuchtungsmittels, Winkel des Befeuchtungsmittelsprays in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Faserbahn, Abdeckung der Befeuchtungsmittelsprays auf der Oberfläche der Faserbahn. Die Faserbahn W wird mittels Leitwalzen 13, 14 zu und von dem Sprühkühler 11, 12 geführt.In the example of 1A - 1B a calender is shown, in this example two calender rolls 15 . 16 between which a calendering nip N is formed. In the calendering nip N, the fibrous web W becomes lower than that through the calendering rolls 15 . 16 calendering pressure formed calendered. The calender may also be a belt calender, preferably a metal, coated metal or polymer belt calender, in which the fibrous web W is calendered in a calendering zone formed between the surface of a heated calender roll and a belt passed over the heated calender roll. Furthermore, the calender has a spray cooler 11 . 12 on, which is arranged in the running direction of the fiber web W in front of the calender. The spray cooler 11 . 12 is provided to moisten the fibrous web W by means of a moistening agent such that a moisture film is present on the surface of the fibrous web, ie no separate droplets are present on the surface of the fibrous web. The humectant used is a liquid, preferably water or a water-alcohol solution, in particular a water-starch solution. The spray cooler 11 . 12 is preferably provided to apply a coolant and dry, cool outdoor and basement air. The spray cooler has control means for controlling at least one of the following: distance of the wetting nozzles from the surface of the fiber web, amount of wetting agent applied by a nozzle, pressure of the wetting agent, angle of the wetting agent spray relative to the height of the surface of the fiber web, covering the fiber web Humectant sprays on the surface of the fiber web. The fiber web W is by means of guide rollers 13 . 14 to and from the spray cooler 11 . 12 guided.

Bei dem Verfahren wird die Faserbahn mittels des Sprühkühlers 11, 12, der in der Laufrichtung der Faserbahn W angeordnet ist, gekühlt und befeuchtet und die Faserbahn W wird in dem durch die Kalanderwalzen 15, 16, die den Kalandriernip N bilden, kalandriert. Typischerweise wird bei der Faserbahnherstellung die Faserbahn W zum Beispiel in der Trockenpartie, die typischerweise vor dem Vorkalander und Endkalander angeordnet ist, wenn beschichtete Faserbahnqualitäten hergestellt werden, oder vor dem Endkalander, wenn unbeschichtete Faserbahnqualitäten hergestellt werden beheizt. Der Kalander kann ein Vorkalander oder ein Endkalander sein. In dem Verfahren wird die Faserbahn W vor dem Kalandrieren derart gekühlt, dass die Temperatur der mittleren Schichten der Faserbahn unterhalb oder auf einem niedrigen Niveau des Glasübergangstemperaturbereichs (T_gr) ist, wodurch der Elastizitätsmodul der mittleren Schichten der Faserbahn erhöht wird. Wenn der Elastizitätsmodul der mittleren Schichten erhöht wird, sind beim Kalandrieren die Oberflächenschichten der Faserbahn unter erhöhtem Nipdruck, wodurch das Rauheitsvolumen reduziert und die Oberflächenschichten komprimiert werden. Wenigstens ein Zyklus des Kühlens und/oder Befeuchtens oder des Befeuchtungskühlens wird verwendet und vorzugsweise werden mehr als ein Zyklus verwendet, die ähnliche oder unterschiedliche Stufen des Kühlens und/oder Befeuchtens haben.In the method, the fiber web by means of the spray cooler 11 . 12 which is arranged in the running direction of the fibrous web W, cooled and moistened and the fibrous web W is in which by the calender rolls 15 . 16 calendering the calender N, calendered. Typically, in fibrous web making, the fibrous web W is heated, for example, in the dryer section, which is typically positioned before the precalender and end calender, when coated fiber web qualities are produced, or before the end calender, when uncoated fiber web qualities are produced. The calender can be a pre-calender or an end calender. In the method, the fibrous web W is cooled prior to calendering such that the temperature of the middle layers of the fibrous web is below or at a low level of the glass transition temperature range (T _gr ), thereby increasing the modulus of elasticity of the middle layers of the fibrous web. When the elastic modulus of the middle layers is increased, in calendering, the surface layers of the fibrous web are under increased nip pressure, thereby reducing the roughness volume and compressing the surface layers. At least one cycle of cooling and / or wetting or humidifying cooling is used, and preferably more than one cycle is used having similar or different stages of cooling and / or wetting.

Wie in den 1A–1B dargestellt, ist der Sprühkühler 11, 12 derart angeordnet, dass die Faserbahn W einen U-förmigen Verlauf nach oben oder nach unten von ihrer Hauptlaufrichtung macht, so dass der Sprühkühler vorteilhafterweise in dem Untergeschossbereich der Faserbahnherstellungsanlage oder oberhalb der Hauptlaufrichtung der Faserbahn angeordnet ist. Des Weiteren ist der Sprühkühler vorzugsweise als zweiteilige Konstruktion ausgeführt; jedes Teil ist an einem Arm der U-Form angeordnet. Der Sprühkühler weist vorzugsweise einen unter Verwendung stehenden Satz Befeuchtungseinrichtungen, einen Satz Standby-Befeuchtungseinrichtungen und einen Satz Befeuchtungseinrichtungen als Ersatzeinrichtungen auf. Jeder Satz weist vorzugsweise Schnellverbindungseinrichtungen auf, um, wenn erforderlich, schnelle Wechsel zu ermöglichen. Die Kühleinrichtung des Sprühkühlers ist vorzugsweise eine Blaseinrichtung zum Erzeugen von Kühlmittel zum Kühlen der Faserbahn. Ein Satz der Befeuchtungseinrichtungen weist vorzugsweise wenigstens drei Düsen zum Sprühen von Feuchtigkeit in der Querrichtung der Faserbahn auf, so dass eine dreifache Feuchtigkeitsabdeckung auf der Oberfläche der Faserbahn erreicht wird.As in the 1A - 1B shown is the spray cooler 11 . 12 arranged such that the fibrous web W makes a U-shaped course upwards or downwards from its main running direction, so that the spray cooler is advantageously arranged in the basement area of the fiber web manufacturing plant or above the main running direction of the fibrous web. Furthermore, the spray cooler is preferably designed as a two-part construction; each part is arranged on an arm of the U-shape. The spray cooler preferably comprises a set of moistening devices, a set of standby moistening devices, and a set of moistening devices as replacement devices. Each set preferably includes quick connect devices to allow quick changes when needed. The cooling device of the spray cooler is preferably a blowing device for producing coolant for cooling the fiber web. A set of humidifiers preferably has at least three nozzles for spraying moisture in the transverse direction of the fibrous web so that a triple moisture coverage is achieved on the surface of the fibrous web.

In den 2A–2B sind Kühlbeispiele einer Faserbahn dargestellt. Auf der Y-Achse der Figuren Ist die Temperatur der Faserbahn in Grad Celsius angegeben und auf der X-Achse die Kühlzeit der Faserbahn in Sekunden. Die Basis der Faserbahn ist durch die Linie B angezeigt und die Oberfläche der Faserbahn durch die Linie S. In dem Beispiel von 2A wird Kühlen-Befeuchten verwendet und in dem Beispiel von 2B wird kein Befeuchten verwendet, d. h. es wird nur Kühlen mit trockenem Kühlmittel eingesetzt. Wie aus 2A ersichtlich ist, wird die Oberfläche schnell abgekühlt, aber innerer Wärmewiderstand beschränkt zunächst die Kühlwirkung aufgrund des Einflusses der mittleren Schichten, d. h. der Basis der Faserbahn, wenn jedoch die erwärmte Feuchtigkeit verdampft, beschleunigt sich die Kühlwirkung und das Kühlen ist schnell. Wie aus 2B ersichtlich ist, folgen ohne den Einfluss der Feuchtigkeit die Abkühlgeschwindigkeiten der Oberfläche S und der Basis B demselben Muster. Abhängig von der Dicke der Faserbahn variiert der Abstand zwischen den Linien B, S in 2B; wenn die Dicke sich verringert, verringert sich der Abstand und umgekehrt.In the 2A - 2 B Cooling examples of a fibrous web are shown. On the Y-axis of the figures, the temperature of the fibrous web is given in degrees Celsius and on the X-axis the cooling time of the fibrous web in seconds. The base of the fibrous web is indicated by the line B and the surface of the fibrous web is indicated by the line S. In the example of FIG 2A is used cooling-humidifying and in the example of 2 B No humidification is used, ie only cooling with dry coolant is used. How out 2A As can be seen, the surface is cooled rapidly, but internal thermal resistance initially limits the cooling effect due to the influence of the middle layers, ie the base of the fiber web, but as the heated moisture evaporates, the cooling effect accelerates and the cooling is fast. How out 2 B is apparent, without the influence of moisture, the cooling rates of the surface S and the base B follow the same pattern. Depending on the thickness of the fiber web, the distance between the lines B, S varies 2 B ; if the thickness decreases, the distance decreases and vice versa.

in 3 ist ein Beispiel einer Luftumkehrvorrichtung 21, 22 dargestellt, die zum Umkehren des Laufs der Faserbahn W und gleichzeitig als Sprühkühler 11, 12 verwendet werden kann, der dieselbe Wirkung erzeugt wie oben in Verbindung mit den Beispielen der 1A–1B beschrieben.in 3 is an example of an air reverser 21 . 22 shown, for reversing the course of the fiber web W and at the same time as a spray cooler 11 . 12 can be used, which produces the same effect as above in connection with the examples of 1A - 1B described.

In 4 ist ein Beispiel eines Sprühkühlers 11, 12 dargestellt, der Düsen 31 zum Erzeugen eines Sprays 32, eine Luftabsaugung 33 und Ablaufleitungen 34 aufweist. In dem Beispiel von 4 ist ein Sprühkühler 11, 12 auf jeder Seite der Faserbahn W zum Befeuchten der Faserbahn durch eine zweiseitige Luftblaseinheit angeordnet, in welcher die Temperatur der Faserbahn W unterhalb des oder auf einem niedrigen Niveau des Glasübergangstemperaturbereichs ist. Der Sprühkühler wirkt wie eine Luftquellen-Wärmeblaseinheit, in welcher Feuchtigkeit von der befeuchteten Faserbahn mittels Hochgeschwindigkeits-Impingementairdüsen verdampft wird und Wärme in die Luft absorbiert und mit der austretenden Luft nach außen abgegeben wird. Von den Düsen 31 der Vorrichtung 11, 12 wirkt Wasser oder eine andere hochflüchtige Flüssigkeit, die als Sprays 32 auf die Faserbahn gesprüht wird, als Kühlmittel. Der Sprühkühler 11, 12 ist als ein belüfteter Abschirmkasten ausgebildet, innerhalb welcher Befeuchtungsmittelsprays 32 derart angeordnet sind, dass keine Flüssigkeitstropfen austreten können, sondern überschüssige Flüssigkeit über die Ablaufleitung 34 entfernt wird. Die Luftabsaugungen 33 erzeugen eine Absaugzone gegen die Faserbahn W, so dass eine Absaugzone um den gesamten Abschirmkasten verläuft, d. h. um den Sprühkühler auf einer Seite der Faserbahn W. Das Saugluftvolumen beträgt mindestens 0,2–0,5 m³/s pro Faserbahnbreite und der Saugdruck beträgt vorzugsweise 500–1500 Pa.In 4 is an example of a spray cooler 11 . 12 represented, the nozzles 31 to create a spray 32 , an air extraction 33 and drain lines 34 having. In the example of 4 is a spray cooler 11 . 12 on each side of the fibrous web W for wetting the fibrous web by a two-sided air blowing unit in which the temperature of the fibrous web W is below or at a low level of the glass transition temperature range. The spray cooler acts as an air source heat-glass unit in which moisture from the wetted fiber web is vaporized by means of high speed impingement air nozzles and heat is absorbed into the air and discharged to the outside with the exiting air. From the nozzles 31 the device 11 . 12 affects water or another highly volatile liquid, which is called sprays 32 is sprayed onto the fiber web, as a coolant. The spray cooler 11 . 12 is designed as a ventilated shielding box within which humectant sprays 32 are arranged so that no liquid drops can escape, but excess liquid through the drain line 34 Will get removed. The air suction 33 generate a suction zone against the fiber web W, so that a suction zone runs around the entire screening box, ie around the spray cooler on one side of the fiber web W. The suction air volume is at least 0.2-0.5 m ³ / s per fiber web width and the suction pressure is preferably 500-1500 Pa.

In 5 ist ein vorteilhaftes Beispiel einer Düsenanordnung eines Sprühkühlers 11, 12 dargestellt, der Düsen 31 zum Erzeugen von Befeuchtungssprays 32 zum Kühlen der Faserbahn mittels einer doppelseitigen Luftblaseinheit aufweist, mittels welcher die Temperatur der Faserbahn W unterhalb des oder auf ein niedriges Niveau des Glasübergangstemperaturbereichs gekühlt wird. Der Sprühspitzenversatz A der Düsen 31 beträgt vorzugsweise 7–10°.In 5 is an advantageous example of a nozzle arrangement of a spray cooler 11 . 12 represented, the nozzles 31 for generating humidifying sprays 32 for cooling the fibrous web by means of a double-sided air blowing unit, by means of which the temperature of the fibrous web W is cooled below or to a low level of the glass transition temperature range. The spray tip offset A of the nozzles 31 is preferably 7-10 °.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111: Sprühkühlerspray cooler
1212: Sprühkühlerspray cooler
1313: Leitwalzeguide roll
1414: Leitwalzeguide roll
1515: Kalanderwalzecalender roll
1616: Kalanderwalzecalender roll
2121: LuftumkehrvorrichtungAir reverser
2222: LuftumkehrvorrichtungAir reverser
3131: Düsejet
3232: Sprayspray
3333: Absaugungsuction
3434: Ablaufleitungdrain line
WW: Faserbahnfiber web
NN: Kalandrierspalt bzw. -nipCalendering nip or nip
BB: BasisBase
SS: Oberflächesurface
AA: SprayspitzenversatzSpray tip offset

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2682520 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Publication Papermaking Science and Technology, Papermaking Section 3, edited by Rautiainen P. and published by the Paper Engineers' Association, Helsinki 2009; 404 pages [0047]
ISO 2470: 1999 [0050]
ISO 2470: 1998 [0050]
ISO / DIS 8254/1 [0051]
ISO 2470: 1999 [0051]
ISO 2470: 1998 [0051]

Claims

Calender, which comprises at least one between two calender rolls ( 11 . 12 ) calendering nip (N) or a belt calendering zone formed by a belt guided along a surface of a heated calender roll, characterized in that the calender further comprises at least one spray cooler ( 11 . 12 ; 21 . 22 ) for cooling and wetting at least one side of the fibrous web (W) before calendering such that the temperature of the fibrous web (W) is below or at a low level of the glass transition temperature range (T _gr ).

Calender according to claim 1, characterized in that the spray cooler ( 11 . 12 ; 21 . 22 ) is arranged so that the run of the fibrous web (W) makes a U-shaped course upwards or downwards from its main running direction.

Calender according to claim 1 or 2, characterized in that the spray cooler ( 11 . 12 ; 21 . 22 ) is preferably located in the basement area of the fiber web manufacturing plant or above the main run line of the fibrous web.

A calender according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the spray cooler comprises at least one set of humidifying equipment and a set of standby humidifiers and a set of humidifiers as replacement means.

A calender according to claim 4, characterized in that at least one set of moistening means preferably comprises at least three nozzles for spraying moisture in the transverse direction of the fibrous web such that a triple moisture coverage is achieved on the surface of the fibrous web.

Calender according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one calender roll is a thermal shock resistant calender roll.

Calender according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spray cooler ( 11 . 12 ; 21 . 22 ) is self-supporting, and that the spray cooler ( 11 . 12 ; 21 . 22 ) is constructed as a module.

Calender according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spray cooler ( 11 . 12 ; 21 . 22 ), which cools and moistens the fibrous web before calendering, comprises means for controlling at least one of the following: distance of the spray nozzles from the surface of the fibrous web, amount of moistening agent applied by a nozzle, pressure of the moistening agent, angle of the moistening agent spray with respect to the surface of the fibrous web, covering the wetting agent sprays on the surface of the fibrous web.