DE202016106942U1

DE202016106942U1 - Device for treating a fibrous web

Info

Publication number: DE202016106942U1
Application number: DE202016106942.4U
Authority: DE
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2017-01-02
Anticipated expiration: 2026-02-12

Abstract

Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn (5), in der diese mit einem umlaufenden Mantel (4) gegen eine beheizbare Walze (3) anpressbar ist, wobei der Anpressdruck durch einen Schuh (2) aufbringbar ist, der mit einer konkav geformten Anlagefläche (10) von innen gegen den Mantel (4) wirkt, wodurch der Mantel (4) mit der beheizbaren Gegenwalze (3) eine Kontaktzone (13) für die Faserstoffbahn (5) bildet, wobei die Kontaktzone (13) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (5) eine Länge von wenigstens 100 mm aufweist und über deren Länge der Anpressdruck variiert, wobei auf einer im Vergleich zur Gesamtlänge der Kontaktzone (13) kurzen Impulsstrecke (12) ein Druckimpuls auf die Faserstoffbahn (5) ausübbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsstrecke (12) in Bahnlaufrichtung gesehen im ersten Drittel der Kontaktzone (13) vorgesehen ist und dass darauf eine Nachbehandlungsstrecke (11) innerhalb der Kontaktzone (13) folgt.Device for treating a fibrous web (5), in which it can be pressed against a heatable roller (3) with a circumferential jacket (4), wherein the contact pressure can be applied by a shoe (2) which has a concave contact surface (10) from the inside against the jacket (4) acts, whereby the jacket (4) forms a contact zone (13) for the fibrous web (5) with the heated counter-roller (3), wherein the contact zone (13) in the running direction of the fibrous web (5) Length of at least 100 mm and varies over the length of the contact pressure, wherein on a short compared to the total length of the contact zone (13) short pulse path (12) a pressure pulse on the fibrous web (5) is exercised, characterized in that the pulse path (12 ) is seen in the web running direction in the first third of the contact zone (13) is provided and that thereon an aftertreatment section (11) within the contact zone (13) follows.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn, in der diese mit einem umlaufenden Mantel gegen eine beheizbare Walze anpressbar ist, wobei der Anpressdruck durch einen Schuh aufbringbar ist, der mit einer konkav geformten Anlagefläche von innen gegen den Mantel wirkt, wodurch der Mantel mit der beheizbaren Gegenwalze eine Kontaktzone für die Faserstoffbahn bildet, wobei die Kontaktzone in Laufrichtung der Faserstoffbahn eine Länge von wenigstens 100 mm aufweist und über deren Länge der Anpressdruck variiert, wobei auf einer im Vergleich zur Gesamtlänge der Kontaktzone kurzen Impulsstrecke ein Druckimpuls auf die Faserstoffbahn ausübbar ist.The invention relates to a device for treating a fibrous web, in which it can be pressed against a heatable roller with a circumferential jacket, wherein the contact pressure can be applied by a shoe which acts with a concave contact surface from the inside against the jacket, whereby the jacket with the heatable counter roll forms a contact zone for the fibrous web, wherein the contact zone in the running direction of the fibrous web has a length of at least 100 mm and varies over the length of the contact pressure, wherein on a short pulse path compared to the total length of the contact zone, a pressure pulse on the fibrous web is exercisable ,

Vorrichtungen mit Schuhen, die von innen gegen einen umlaufenden Mantel oder ein umlaufendes Band aus Kunststoff oder Metall eine Faserstoffbahn gegen eine beheizbare Walze drücken, so dass sich die Bahn zwischen der Außenfläche des Mantels oder des Bandes und der Oberfläche der beheizbaren Walze befindet, sind in der Patentliteratur zu hunderten bekannt. Um die notwendige Länge der Kontaktzone zu erreichen, ist der Schuh zur beheizbaren Walze hin entsprechend konkav geformt. Eine solche Vorrichtung wird vielfach zur Satinage von Papier- oder Kartonbahnen verwendet. Eine Veränderung des Druckverlaufs in Laufrichtung der Faserstoffbahn wird beispielsweise durch ein Kippen des Schuhs erzeugt. Aus der DE 4410129 ist es bekannt, den Schuh zu krümmen, um den Druckverlauf zu variieren.Devices with shoes which press against the interior of a rotating jacket or a circulating belt of plastic or metal a fibrous web against a heatable roller, so that the web between the outer surface of the shell or the belt and the surface of the heatable roller are in the patent literature known to hundreds. In order to achieve the necessary length of the contact zone, the shoe is concave shaped toward the heatable roll. Such a device is widely used for the calendering of paper or board webs. A change in the pressure curve in the running direction of the fibrous web is generated for example by tilting the shoe. From the DE 4410129 It is known to curve the shoe to vary the pressure curve.

Eine Vorrichtung, die aus einer beheizten Walze und einem um einen Schuh umlaufenden flexiblen Mantel gebildet ist, zwischen denen eine Faserstoffbahn satiniert wird, wird im Fachjargon als „Breitnipkalander“ bezeichnet.A device which is formed from a heated roll and a flexible jacket surrounding a shoe, between which a fibrous web is calendered, is referred to in the jargon as "Breitnipkalander".

In jüngerer Zeit wurden die bekannten Breitnipkalander auch durch sogenannte „Bandkalander“ ersetzt. Dabei werden umlaufende Metall- oder Kunststoffbänder derart über Leitwalzen geführt, dass sie mit einem relativ großen Umschlingungswinkel an der beheizbaren Walze anliegen. Eine Faserstoffbahn wird zwischen dem Band und der beheizbaren Walze also über eine relativ lange Zeitdauer einer Wärmebehandlung ausgesetzt. Der aufgebrachte Druck ist relativ gering, da es durch die Zugbelastungsgrenzen des Bandes begrenzt ist. In der DE 203 21 853 U1 wird, um das Band gegen die Heizwalze zu drücken, eine weitere Presswalze eingesetzt, die von der Seite innerhalb des umlaufenden Bandes ggf. biegeeinstellbar gegen das Band drückt. Gemäß den Ausführungen in der Offenbarung muss die Presswalze aber nicht unbedingt anliegen und kann neben einer Druckgebung auch dafür bestimmt sein, die Länge der Kontaktzone oder Bandspannung einzustellen.More recently, the known Breitnipkalander have been replaced by so-called "band calender". Circulating metal or plastic belts are guided over guide rollers in such a way that they bear on the heatable roller with a relatively large wrap angle. A fibrous web is thus subjected to a heat treatment between the band and the heatable roll over a relatively long period of time. The applied pressure is relatively low because it is limited by the tensile load limits of the tape. In the DE 203 21 853 U1 is used to press the band against the heating roller, another press roller, which presses from the side within the revolving band, if necessary, bendable against the band. However, according to the teachings of the disclosure, the press roll does not necessarily abut and, in addition to printing, may also be designed to adjust the length of the contact zone or belt tension.

Diese Erfindung bezieht sich jedoch auf einen Breitnipkalander im klassischen Sinn, also auf eine Schuhwalze mit umlaufendem Mantel, der die Faserstoffbahn gegen eine beheizbare Walze drückt. Bei allen bekannten Bandkalander-Lösungen wird der Anpressdruck durch die Umschlingung einer Walze und die Erzeugung eines Zugs auf das Band technisch umgesetzt. Die dabei auftretenden Bandzüge sind jedoch sehr hoch und belasten größtenteils die Bänder (sowohl Metallband-Lösungen als auch Kunststoffband-Lösungen) bis an die Grenze der möglichen Dauerbeanspruchung. So erfordert z.B. ein Kunststoffband mit einer im Durchmesser 1270 mm betragenden Heizwalze und einem Bandumschlingungswinkel von 90° eine Linienlast im Bereich von 190 N/mm, um einen Druck von 3 bar auf die Heizwalze auszuüben.However, this invention relates to a Breitnipkalander in the classical sense, ie on a shoe roll with circumferential coat that presses the fibrous web against a heatable roller. In all known belt calendering solutions, the contact pressure is technically converted by looping around a roller and generating a tension on the belt. However, the bandgaps occurring are very high and burden mostly the bands (both metal tape solutions and plastic tape solutions) to the limit of possible continuous stress. So, for example, a plastic belt having a diameter of 1270 mm heating roller and a tape wrap angle of 90 ° a line load in the range of 190 N / mm to exert a pressure of 3 bar on the heating roller.

Bei Schuhwalzen werden heute Anpressdrücke im Bereich von 0,1 bis 12 MPa in verschiedenen technischen Anwendungen eingesetzt. Hierbei wirkt nahezu keine Zugkraft auf den Mantel; lediglich im Randbereich des Schuhs (Umlenkung konvex-konkav; sowohl in Maschinenrichtung als auch in axialer Richtung können Schubkräfte und Biegewechselkräfte mit einem überlagerten Zuganteil auftreten). Deshalb wird hier die EP 2 314 763 B1 der Anmelderin als nächstliegender Stand der Technik betrachtet.In shoe rolls today contact pressures in the range of 0.1 to 12 MPa are used in various technical applications. In this case, almost no tensile force acts on the jacket; only in the edge region of the shoe (deflection convex-concave, both in the machine direction and in the axial direction shear forces and bending forces can occur with a superimposed Zuganteil). Therefore here is the EP 2 314 763 B1 the Applicant considered as the closest prior art.

Diese EP 2 314 763 B1 offenbart einen konkaven Schuh einer Schuhwalze, bei dem in der zweiten Hälfte der Kontaktstrecke (betrachtet in Durchlaufrichtung der Bahn) eine kurze Impulsstrecke hohen Drucks aufgebaut ist. Dazu wird beispielsweise eine Art Rollkörper im Schuh gelagert, der leicht über die Anpressfläche übersteht und dadurch einen Pressimpuls auf die Faserstoffbahn ausübt. Die hinter dem Ganzen steckende theoretische Überlegung lautet, dass man nach einer möglichst langen Aufheizstrecke, in der die Bahn Temperaturen oberhalb des Tg-Punktes, also der Anschmelztemperatur der Fasern, erreicht und eine gleichmäßige Temperaturverteilung in Dickenrichtung der Bahn erhält. Die Impulsstrecke ist danach so ausgelegt, dass in ihr die Oberfläche im gewünschten Maß verdichtet und geglättet wird.These EP 2 314 763 B1 discloses a concave shoe of a shoe roll in which in the second half of the contact section (viewed in the direction of passage of the web) a short pulse path of high pressure is built up. For this purpose, for example, a kind of rolling element is mounted in the shoe, which easily projects beyond the contact surface and thereby exerts a pressing pulse on the fibrous web. The theoretical consideration behind this is that after as long a heating as possible, the web reaches temperatures above the Tg point, ie the melting temperature of the fibers, and obtains a uniform temperature distribution in the thickness direction of the web. The pulse path is then designed so that in it the surface is compacted and smoothed to the desired extent.

Diese Ausführungsform hat allerdings nur bei wenigen Faserstoffbahnsorten zum gewünschten Ergebnis geführt. Es wird vermutet, dass dies in der unregelmäßigen Feuchtverteilung der Faserstoffbahn begründet ist.However, this embodiment has led to the desired result only with a few fibrous web types. It is believed that this is due to the irregular moisture distribution of the fibrous web.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, die Qualität der Satinage einer Faserstoffbahn in einer Schuhkalandereinheit zu verbessern.It is therefore the object of the invention to improve the quality of the calendering of a fibrous web in a shoe calendering unit.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und dabei insbesondere dadurch, dass die Impulsstrecke in Bahnlaufrichtung gesehen im ersten Drittel der Kontaktzone vorgesehen ist und dass darauf eine Nachbehandlungsstrecke innerhalb der Kontaktzone folgt. With regard to the device, the object is achieved with the features of claim 1 and, in particular, characterized in that the pulse path is seen in the web running direction provided in the first third of the contact zone and that follows a post-treatment section within the contact zone.

Die Erfinder haben dabei erkannt, dass der Impuls im Gegensatz zu der Offenbarung in der EP 2 314 763 B1 nicht in der letzten Hälfte der Kontaktzone sondern vielmehr besser im ersten Drittel der Kontaktzone in die Bahn eingeleitet werden sollte. Die Erfinder verlassen also die Theorie, dass eine möglichst lange Vorwärmzone mit geringerem Druck in der Kontaktzone vorhanden sein muss. Sie setzen die Impulsstrecke stattdessen nahe an den Anfang der Kontaktzone. Dabei wird davon ausgegangen, dass neben einer möglichst gleichmäßen Wärmeverteilung eine möglichst gleichförmige Verteilung der Feuchtigkeit ebenso notwendig, wenn nicht sogar noch dringlicher für ein gutes Satinageergebnis ist. Die gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit in der Faserstoffbahn scheint jedoch durch den Druckimpuls erzeugt zu werden. Damit wird der Tg-Punkt auch in den Deckschichten der Faserstoffbahn (über die Bahndicke betrachtet) genauso erniedrigt wie in der Mitte. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine lange Nachbehandlungsstrecke mit leichtem Druck, in der Regel unter 5 MPa, und hoher Wärmezufuhr, ausreicht, um eine besonders glatte Oberfläche zu erhalten.The inventors have recognized that the impulse in contrast to the disclosure in the EP 2 314 763 B1 not in the last half of the contact zone but rather better in the first third of the contact zone should be introduced into the web. The inventors thus leave the theory that as long as possible a preheating zone with lower pressure in the contact zone must be present. Instead, they put the pulse path close to the beginning of the contact zone. It is assumed that in addition to the most uniform possible heat distribution as uniform a distribution of moisture as necessary, if not even more urgent for a good calendering result. The uniform distribution of moisture in the fibrous web, however, appears to be generated by the pressure pulse. Thus, the Tg point is also in the outer layers of the fibrous web (viewed over the web thickness) as low as in the middle. This in turn means that a long post-treatment line with slight pressure, usually below 5 MPa, and high heat input, sufficient to obtain a particularly smooth surface.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Druckimpuls einen Spitzendruck von mehr 3 MPa, vorzugsweise mehr als 10 MPa aufweist. It is advantageous if the pressure pulse has a peak pressure of more than 3 MPa, preferably more than 10 MPa.

Versuche haben gezeigt, dass bei Drücken oberhalb von mehr 3 MPa, vorzugsweise mehr als 10 MPa als Druckimpuls im ersten Drittel des Schuhs sich das Satinageergebnis der Rauigkeit, gemessen in der Einheit Bendtsen [ml/min], exorbitant steigert. Da die Einwirkzeit des Druckimpulses sehr kurz ist, wirkt der Druckimpuls auf das Papier wie ein Hammerschlag und mischt die Feuchtigkeit in der Papierbahn wie in einem Rührkessel. Dabei ist die Feuchtigkeit zwischen der beheizbaren Walze und dem Schuhwalzenmantel eingeschlossen und verteilt sich gleichmäßig, über die Dickenrichtung betrachtet, in der Bahn. Experiments have shown that at pressures above 3 MPa, preferably more than 10 MPa as the pressure pulse in the first third of the shoe, the calendering result of roughness, measured in units of Bendtsen [ml / min], increases exorbitantly. Since the exposure time of the pressure pulse is very short, the pressure pulse acts on the paper like a hammer blow and mixes the moisture in the paper web as in a stirred tank. The moisture is trapped between the heatable roller and the shoe roll shell and distributed evenly, viewed in the thickness direction, in the web.

Es ist von ganz besonderem Vorteil, wenn über den Druckimpuls ein Spitzendruck erzeugbar ist, der die Zustandsgröße der feuchten eingeschlossenen Luft unterhalb der Sättigungsgrenze (Mollier h-x-Diagramm) drückt.It is of very particular advantage if a peak pressure can be generated via the pressure pulse which presses the state variable of the moist trapped air below the saturation limit (Mollier h-x diagram).

Das bedeutet, dass die Mischung aus Luft und Wasserdampf in der Impulszone in den Bereich des Nebelgebietes fällt und parallel flüssiges Wasser erzeugt wird. Dieses Waser wird aufgrund des Druckimpulses gleichmäßig über die Dicke der Faserstoffbahn verteilt. Das heißt, auf diese im Nachhinein betrachtet einfache Weise gelangt Feuchtigkeit auch zurück an die Oberfläche der Faserstoffbahn, wo sie beim Transport vor der Kontaktzone verdunstet ist. Da die Feuchtigkeit in der Oberfläche der Faserstoffbahn aber das Glätteergebnis an der beheizbaren Walze und dem ggf. ebenfalls beheizbaren Mantel der Schuhwalze deutlich verbessert, ist der Druckimpuls zu Beginn der Kontaktzone besonders sinnvoll genutzt.This means that the mixture of air and water vapor in the impulse zone falls into the area of the mist area and parallel liquid water is generated. This water is distributed evenly across the thickness of the fibrous web due to the pressure pulse. That is, looking at this retroactively simple way moisture also reaches back to the surface of the fibrous web, where it is evaporated during transport before the contact zone. Since the moisture in the surface of the fibrous web but significantly improves the smoothness on the heatable roll and possibly also heatable jacket of the shoe roll, the pressure pulse is used particularly useful at the beginning of the contact zone.

Es ist bevorzugt, wenn der geringe Druck der Nachbehandlungsstrecke auf unter 5 MPa, vorzugsweise sogar unter 2 MPa einstellbar ist. Der Energieeintrag in Form von Druck in die Vorrichtung wird auf diese Weise klein gehalten. Dabei ist ein Druck von unter 5 MPa ausreichend, um den notwendigen Wärmeübergang sicher zu stellen. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Oberflächentemperatur der beheizbaren Walze zumindest bei über 120°C, besser bei über 150°C liegt.It is preferred if the low pressure of the aftertreatment section can be set below 5 MPa, preferably even below 2 MPa. The energy input in the form of pressure in the device is kept small in this way. In this case, a pressure of less than 5 MPa is sufficient to ensure the necessary heat transfer. Care should be taken that the surface temperature of the heatable roller is at least above 120 ° C, better above 150 ° C.

Vorzugsweise wird die Impulsstrecke durch einen zusätzlichen Impulsgeber, der in Verbindung mit dem Schuh steht, bestimmt. Preferably, the pulse path is determined by an additional pulse generator, which is in communication with the shoe.

Die Impulsstrecke und die Heizstrecke werden somit in dem einen Schuh vereint. Die Gesamtschuhlänge in Laufrichtung der Faserstoffbahn von über 100 mm wird so aufgeteilt, dass innerhalb des ersten Drittels die Bahn durch einen Impulsgeber, beispielsweise ein zusätzliches Druckelement mit einem Impuls beaufschlagt wird, und die zweite und weitaus größte Teillänge zum Aufheizen und Satinieren der Bahn dient. Ein solches Druckelement kann beispielsweise ein Rollkörper wie in der EP 2 314 763 B1 sein.The pulse path and the heating section are thus united in one shoe. The total shoe length in the direction of the fibrous web of over 100 mm is divided so that within the first third, the web is acted upon by a pulse, such as an additional pressure element with a pulse, and the second and far the greatest part length for heating and satinizing the web. Such a pressure element, for example, a rolling body as in the EP 2 314 763 B1 be.

Bevorzugt ist der Impulsgeber aber im Schuh gelagert und durch einen im Schuh integrierten kleineren zweiten Schuh gebildet.Preferably, however, the pulse generator is mounted in the shoe and formed by a smaller second shoe integrated in the shoe.

Sowohl der Gesamtschuh als auch der integrierte zweite Schuh werden dabei hydrodynamisch oder mittels hydrostatischer Taschen geschmiert. Dadurch, dass der integrierte zweite Schuh leicht über die Oberfläche des Schuhs übersteht und/oder stärker angepresst wird, erfährt die Bahn beim Darüberhinweglaufen einen Impuls, der mehr als 3 MPa und bevorzugt auch schon mal 10 bis 30 MPa beträgt. Durch die hydrodynamische und/oder hydrostatische Schmierung wird Verschleiß nahezu ausgeschlossen.Both the overall shoe and the integrated second shoe are lubricated hydrodynamically or by means of hydrostatic pockets. The fact that the integrated second shoe slightly protrudes over the surface of the shoe and / or is pressed more strongly, the web undergoes a pulse when running over it, which is more than 3 MPa and preferably also ever 10 to 30 MPa. Due to the hydrodynamic and / or hydrostatic lubrication wear is almost impossible.

Durch die Integration des zweiten Schuhs in den Schuh wird eine stabile Lage des in der Regel verglichen mit den Ausmaßen des Schuhs kleineren und schmalen zweiten Schuh gewährleistet.By integrating the second shoe into the shoe, a stable position of the usually smaller and narrower second shoe is ensured compared with the dimensions of the shoe.

Bevorzugt erstreckt sich der zweite Schuh über die Breite der Faserstoffbahn. Er kann dabei in Verbindung mit einem bahnbreiten Schuh stehen oder sich über mehrere axial aneinandergrenzende Schuhe erstrecken. Dadurch, dass der zweite Schuh über die Breite der Bahn reicht, wird gewährleistet, dass der Druckimpuls über die gesamte Bahnbreite gleich und nicht unterbrochen ist. Auf diese Weise wird eine qualitativ einheitlich verdichtete Faserstoffbahn mit gleichmäßiger Feuchtigkeitsverteilung erzeugt. Preferably, the second shoe extends over the width of the fibrous web. He can stand in connection with a railway-wide shoe or extend over several axially adjacent shoes. The fact that the second shoe extends across the width of the web, ensures that the pressure pulse over the entire width of the web is the same and not interrupted. In this way, a qualitatively uniformly compressed fibrous web is produced with a uniform distribution of moisture.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst, insbesondere dadurch, dass die Faserstoffbahn im ersten Drittel der Kontaktzone einem Druckimpuls ausgesetzt und anschließend in der Kontaktzone nachbehandelt wird.With regard to the method, the object is achieved by the features of claim 9, in particular by the fact that the fibrous web is exposed to a pressure pulse in the first third of the contact zone and then post-treated in the contact zone.

Dieser Anspruch ist analog zu dem Vorrichtungsanspruch zu sehen, in dessen Erläuterung bereits die Vorteile beschrieben wurden.This claim is analogous to the device claim, in the explanation of which the advantages have already been described.

Das Gleiche gilt für die weiteren Verfahrensansprüche. Es sei aber darauf hingewiesen, dass es unter Umständen sehr vorteilhaft sein kann, wenn die Faserstoffbahn in weiteren Kontaktzonen vor oder nach der beschriebenen Kontaktzone behandelt wird. Je nach Art der Faserstoffbahn können hier kurze, also aus zwei Walzen bestehende Kontaktzonen, die im allgemeinen Fachjargon auch als Nips bezeichnet werden, genutzt werden, wobei in der Regel auch Durchbiegungseinstellwalzen verwendet werden. Es können aber auch weitere lange, beispielsweise durch weitere Schuhelemente gebildete Kontaktzonen einen positiven Einfluss auf das Satinageergebnis haben.The same applies to the further method claims. It should be noted, however, that under certain circumstances it can be very advantageous if the fibrous web is treated in further contact zones before or after the described contact zone. Depending on the type of fibrous web, short contact zones, that is, two-roller contact zones, which are generally referred to as nips in the general jargon, can be used here, as well as deflection adjusting rolls generally being used. However, it is also possible for further long contact zones formed by further shoe elements to have a positive influence on the calendering result.

In den nachfolgenden Erläuterungen zur Erfindung, die durch die einzige Zeichnung illustriert werden, sind derartige vor- oder nachgeschaltete Kontaktzonen nicht dargestellt, dem Fachmann aber bekannt. In the following explanations of the invention, which are illustrated by the single drawing, such upstream or downstream contact zones are not shown, but known in the art.

Die Figur zeigt eine schematische Ausschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn.The figure shows a schematic sectional view of an apparatus according to the invention for treating a fibrous web.

Die Vorrichtung 1 besitzt einen Schuh 2 und eine beheizbare Walze 3. Die beheizbare Walze 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf über 120°C, vorzugsweise auf über 150°C beheizbar. Dazu kann sie sowohl von innen mit einem Wärmefluid wie auch beispielsweise induktiv von außen beheizt sein. Der Schuh besitzt eine Anpressfläche 10, die an die Kontur der beheizbaren Walze 3 angepasst konkav gekrümmt ist. The device 1 owns a shoe 2 and a heatable roller 3 , The heatable roller 3 is heated in this embodiment to above 120 ° C, preferably to above 150 ° C. For this purpose, it can be heated both from the inside with a thermal fluid as well as, for example, inductively from the outside. The shoe has a contact surface 10 attached to the contour of the heated roller 3 adapted concavely curved.

Der Schuh 2 ist in der Lage, einen umlaufenden Mantel 4 gegen die beheizbare Walze 3 zu pressen. Der Schuh 2 und sein Mantel 4 bilden zusammen die sogenannte Schuhwalze. The shoe 2 is capable of a circumferential coat 4 against the heatable roller 3 to squeeze. The shoe 2 and his coat 4 together form the so-called shoe roller.

Der Mantel der Schuhwalze besteht aus Kunststoff (PEEK, Polyurethan, Polyamid etc.) und ist mit Glasfasern oder Aramidfasern verstärkt.The sheath of the shoe roll consists of plastic (PEEK, polyurethane, polyamide, etc.) and is reinforced with glass fibers or aramid fibers.

Alternativ kann der Mantel der Schuhwalze auch aus Metall (z. B. Stahl oder Nickel) gefertigt sein, wobei die Anbindung des Metallmantels an die nicht dargestellten rotierenden Spannscheiben über jeweils einen Kunststoffstreifen erfolgt, der seitlich an das Metallmantel-Material geschrumpft, angeklebt oder vulkanisiert ist. Hierbei kann auch ein formschlüssiger Verbund vom Metallmantel und Kunststoffstreifen erfolgen. Ein Metallmantel kann beheizbar sein. Die Dicke des flexiblen Mantels beträgt ca. 0,2 bis 5,0 mm.Alternatively, the sheath of the shoe roll may also be made of metal (eg steel or nickel), wherein the connection of the metal shell to the rotating clamping disks (not shown) is effected via a respective plastic strip which shrunk, glued or vulcanized laterally to the metal shell material is. In this case, a positive connection of the metal sheath and plastic strip can also take place. A metal jacket can be heated. The thickness of the flexible jacket is about 0.2 to 5.0 mm.

Die vielen Möglichkeiten der Anpressung der Schuhe sind dem Fachmann bekannt und müssen hier nicht weiter erläutert werden. In diesem Beispiel sind drei, ggf. unabhängig voneinander arbeitende Aktuatoren 14 in Umfangsrichtung vorgesehen, die sich in nicht erkennbarer Weise in Abständen quer zur Laufrichtung der Bahn bzw. in Längsrichtung des Schuhs 2 wiederholen. Sie stützen sich auf einer den Mantel 4 durchsetzenden feststehenden Achse 15 ab und sind in der Lage, die Halterung 16 des Schuhs 2 und damit den Schuh 2 selbst gegen die beheizbare Walze 3 zu drücken.The many possibilities of pressing the shoes are known in the art and need not be further explained here. In this example, three, if necessary, independently operating actuators 14 provided in the circumferential direction, in an unrecognizable manner at intervals transverse to the direction of the web or in the longitudinal direction of the shoe 2 to repeat. They rely on one's coat 4 passing through fixed axis 15 off and are able to mount 16 of the shoe 2 and with it the shoe 2 even against the heatable roller 3 to press.

Zwischen dem Mantel 4 und der beheizbaren Walze 3 wird die Faserstoffbahn 5 unter Druck- und Temperatureinfluss behandelt. Die Bewegungsrichtungen von Band bzw. Mantel 4, Gegendruckelement 3 und Faserstoffbahn 5 sind durch Pfeile in der Figur gekennzeichnet.Between the coat 4 and the heatable roller 3 becomes the fibrous web 5 treated under pressure and temperature influence. The directions of movement of tape or coat 4 , Counterpressure element 3 and fibrous web 5 are indicated by arrows in the figure.

Man möchte die Bahn 5 in der Vorrichtung 1 behandeln und satinieren. Dazu umfasst die Kontaktzone 13, in der die Faserstoffbahn zwischen Gegendruckelement 3 und Band oder Mantel 4 behandelt wird, eine Einlaufstrecke 17 und eine Impulsstrecke 12, der eine Nachbehandlungsstrecke bzw. Heizstrecke 11 folgt. Die Impulsstrecke befindet sich im ersten Drittel der Kontaktzone 13.You want the train 5 in the device 1 treat and satinize. This includes the contact zone 13 in which the fibrous web between counter-pressure element 3 and tape or coat 4 is treated, an inlet section 17 and a pulse path 12 , the aftertreatment section or heating section 11 follows. The pulse path is located in the first third of the contact zone 13 ,

Um die Reibung des Bandes oder des Mantels 4 auf der Schuhoberfläche gering zu halten, ist eine Schmiermittelzufuhr 9 vorgesehen, die Schmiermittel in den Spalt zwischen Mantel 4 und Schuh 2 einbringt. Beispielhaft wird Schmiermittel unter Druck durch Leitungen 9a und 9b in hydrostatische Taschen 19a, 19b gefördert. Im Ausführungsbeispiel sind außerdem Düsen 18 vorgesehen, die für einen hydrodynamischen Schmierfilm sorgen. Die Erfindung schließt aber auch jede andere Art von Schmierung ein.To the friction of the band or the jacket 4 Keeping low on the shoe surface is a lubricant supply 9 provided the lubricant in the gap between jacket 4 and shoe 2 brings. By way of example, lubricant is under pressure through lines 9a and 9b in hydrostatic pockets 19a . 19b promoted. In the embodiment are also nozzles 18 provided that provide a hydrodynamic lubricant film. However, the invention also includes any other type of lubrication.

In der Heizstrecke, die sich zumindest über die zweite Hälfte der Anlagefläche 10 des Schuhs 2 erstreckt, wird mit einem moderaten Druck unter 2 MPa die Bahn gegen die beheizte Walze 3 angelegt, um volumenschonend zu glätten. Bei einer Schuhlänge von in Faserbahnlaufrichtung mindestens 100 mm soll die Heizstrecke 11 demnach mindestens 50 mm lang sein. In dieser Heizstrecke 11 wird die Oberfläche der Bahn 5 derart erwärmt, dass man sie leicht glätten und verdichten kann. Die Einwirkzeit wird aber genau so bemessen, dass die Oberfläche den gewünschten Glanz bzw. die gewünschte Glätte erhält. Abhängig von der einsetzbaren Schuhlänge kann die Kontaktzonenlänge bis zu 1200 mm lang sein. In the heating section, extending at least over the second half of the contact surface 10 of the shoe 2 extends, the web against the heated roller with a moderate pressure below 2 MPa 3 created to smooth volume. At a shoe length of at least 100 mm in fiber web running direction, the heating section 11 therefore at least 50 mm long. In this heating section 11 becomes the surface of the web 5 heated so that you can easily smooth and compact. However, the exposure time is calculated exactly so that the surface receives the desired gloss or the desired smoothness. Depending on the usable shoe length, the contact zone length can be up to 1200 mm long.

Diese Satinage wird dadurch unterstützt, dass im ersten Drittel der Kontaktzone eine sehr gleichförmige Vermischung der Feuchtigkeit stattfindet. Der dort in der Impulsstrecke 12 erzeugte Impuls bewirkt, dass die die Mischung aus Luft und Wasserdampf in der Impulszone in den Bereich des Nebelgebietes in einem h-x-Diagramm fällt und parallel flüssiges Wasser erzeugt wird. Diese Flüssigkeit wird dabei gleichförmig über die Dicke und die Bahnbreite verteilt und verringert den Tg-Punkt, also die Anschmelztemperatur der Fasern an der Bahnoberfläche. Dazu muss der Druckimpuls einen Spitzendruck von mehr als 3 MPa, vorzugsweise mehr als 10 MPa haben, je nach Lage des thermodynamischen Gleichgewichts. Auf diese Weise wird der Satinageprozess in der Heizstrecke 11 unterstützt.This calendering is supported by the fact that in the first third of the contact zone a very uniform mixing of moisture takes place. The one there in the pulse path 12 The pulse generated causes the mixture of air and water vapor in the impulse zone to fall in the area of the mist area in an hx diagram and parallel liquid water is generated. This liquid is uniformly distributed over the thickness and the web width and reduces the Tg point, ie the melting temperature of the fibers on the web surface. For this purpose, the pressure pulse must have a peak pressure of more than 3 MPa, preferably more than 10 MPa, depending on the position of the thermodynamic equilibrium. In this way, the calendering process in the heating section 11 supported.

Die Impulsstrecke besitzt einen Impulsgeber 6, der auf den Mantel 4 von innen einen erhöhten Druckimpuls in Richtung beheizter Walze 3 ausübt. Ein Druckelement 8 erstreckt sich über die Bahnbreite und um das Druckelement stärker anpressen zu können, steht es etwas aus der Anlagefläche 10 vor. Der Druckimpuls überträgt sich durch den Mantel 4 auf die Papierbahn 5, die an dieser Stelle mit einem Druck größer als 3 MPa, vorzugsweise mehr als 10 MPa gegen die beheizte Walze 3 gepresst wird. The pulse path has a pulse generator 6 on the coat 4 from the inside an increased pressure pulse in the direction of heated roller 3 exercises. A printing element 8th extends over the web width and to be able to press the pressure element more, it is slightly out of the contact surface 10 in front. The pressure pulse is transmitted through the jacket 4 on the paper web 5 , which at this point with a pressure greater than 3 MPa, preferably more than 10 MPa against the heated roller 3 is pressed.

Als zusätzliches und separates Druckelement 8 ist in dem Ausführungsbeispiel ein zweiter, kleinerer Schuh 8a vorgesehen, der in dem großen Schuh 2, der die Kontaktzonenlänge definiert, gelagert ist. Über eine Druckmittelzufuhrleitung 7 wird er, mit einem einstellbaren Druckmittel gespeist, gegen den Mantel 4 gepresst und erzeugt einen Druckimpuls beispielsweise in einer Höhe von 20 bis 30 MPa. As an additional and separate pressure element 8th is a second, smaller shoe in the embodiment 8a provided in the big shoe 2 , which defines the contact zone length, is stored. Via a pressure medium supply line 7 he is, fed with an adjustable pressure medium, against the mantle 4 pressed and generates a pressure pulse, for example, at a height of 20 to 30 MPa.

Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es völlig freigestellt, welche Form das Druckelement 6 aufweist. Erfindungswesentlich ist nur, dass wenigstens ein Teil des Druckelementes 8 über die Anlagefläche 10 des Schuhs 2 übersteht oder unabhängig gegen das Band gepresst werden kann, um den Druckimpuls auf das Band oder den Mantel 4 ausüben zu können. Dazu genügt ein Überstand in der Größenordnung von 0,001 bis 1 mm.From the illustrated embodiments may be departed from in many ways, without departing from the spirit of the invention. In particular, it is completely optional which shape the pressure element 6 having. Essential to the invention is only that at least part of the pressure element 8th over the contact surface 10 of the shoe 2 survives or can be pressed independently against the tape to the pressure impulse on the tape or the jacket 4 to be able to exercise. For this purpose, a supernatant in the order of 0.001 to 1 mm is sufficient.

Der Satinageprozess kann, wie allgemein bekannt und deshalb nicht dargestellt, durch Befeuchtungseinrichtungen (Dampf-, Düsenfeuchter) vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 unterstützt werden.The calendering process can, as is well known and therefore not shown, by moistening devices (steam, nozzle moistener) in front of the device according to the invention 1 get supported.

Im unteren Teil der Figur sind die Abschnitte der Kontaktzone 13 dargestellt: Einlaufstrecke 17, Impulsstrecke 12, Heizstrecke 11. Oberhalb der Zonenabschnitte ist schematisch der Druckverlauf dargestellt. In der Impulszone kommt es zu einem steilen Druckgradienten, der zu etwa dem 10fachen Spitzendruck gegenüber der Einlauf- und Heizstrecke führt.In the lower part of the figure are the sections of the contact zone 13 shown: inlet section 17 , Pulse path 12 , Heating section 11 , Above the zone sections, the pressure curve is shown schematically. In the pulse zone, there is a steep pressure gradient, which leads to about 10 times the peak pressure compared to the inlet and heating sections.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn Device for treating a fibrous web
22: Schuh shoe
33: Beheizbare Walze Heatable roller
44: Mantel coat
55: Faserstoffbahn (kurz Bahn) Fibrous web (short web)
66: Impulsgeber pulse
77: Druckmittelzufuhrleitung Pressure fluid supply line
88th: Druckelement pressure element
8a8a: Zweiter Schuh Second shoe
99: Schmiermittelzufuhr lubricant supply
9a, 9b9a, 9b: Leitungen cables
1010: Anlagefläche contact surface
1111: Nachbehandlungsstrecke, Heizstrecke Aftertreatment line, heating section
1212: Impulsstrecke pulse zone
13 13: Kontaktzonecontact zone
1414: Aktuator actuator
1515: Achse axis
1616: Halterung des Schuhs Holder of the shoe
1717: Einlaufstrecke inlet section
1818: Schmiermitteldüse lubricant nozzle
19a, 19b19a, 19b: Hydrostatische Taschen Hydrostatic pockets

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4410129 [0002]
DE 20321853 U1 [0004]
EP 2314763 B1 [0006, 0007, 0011, 0018]

Claims

Device for treating a fibrous web ( 5 ), in which this with a circumferential coat ( 4 ) against a heatable roller ( 3 ) is pressable, wherein the contact pressure by a shoe ( 2 ) can be applied, which with a concave contact surface ( 10 ) from the inside against the jacket ( 4 ), whereby the jacket ( 4 ) with the heated counter-roller ( 3 ) a contact zone ( 13 ) for the fibrous web ( 5 ), wherein the contact zone ( 13 ) in the direction of the fibrous web ( 5 ) has a length of at least 100 mm and varies over the length of the contact pressure, wherein on a compared to the total length of the contact zone ( 13 ) short pulse path ( 12 ) a pressure pulse on the fibrous web ( 5 ) is exercisable, characterized in that the pulse path ( 12 ) seen in the web running direction in the first third of the contact zone ( 13 ) and that there is an after-treatment line ( 11 ) within the contact zone ( 13 ) follows.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure pulse has a peak pressure of more than 3 MPa, preferably more than 10 MPa.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that on the pressure pulse, a peak pressure can be generated, which expresses the state variable of the humid trapped air below the saturation limit (Mollier hx diagram).

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure of the aftertreatment section ( 11 ) is adjustable below 5 MPa, preferably even below 2 MPa.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pulse path ( 12 ) by an additional pulse generator ( 6 ), which in conjunction with the shoe ( 2 ) is determined.

Device according to claim 5, characterized in that the pulse generator ( 6 ) in the shoe ( 2 ) is stored.

Device according to claim 5 or 6, characterized in that the pulse generator ( 6 ) by a smaller second shoe integrated in the shoe ( 8a ) is formed.

Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the second shoe ( 8a ) extends across the width of the fibrous web.