DE29813663U1 - Vorrichtung zur Online-Herstellung von SC-A-Papier - Google Patents
Vorrichtung zur Online-Herstellung von SC-A-PapierInfo
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Description
Keil&Schaafhausen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Online-Herstellung
von SC-A-Papier mit hohem Glanz und hoher Glätte.
Glanz und Glätte sind Kenngrößen einer Papierbahn, die nicht nur ihr Aussehen, sondern auch ihre weitere Verarbeitbarkeit
beeinflussen. Für bestimmte Anwendungen sind Glanz- und/oder Glättewerte erwünscht, die möglichst gleichmäßig reproduzierbar
sein sollten.
Der Glanz und die Glätte der Papierbahn werden üblicherweise dadurch erhöht, daß die Papierbahn im Anschluß an die
Trockenpartie der Papiermaschine ein Glättwerk bestehend aus einem oder mehreren Walzenspalten durchläuft, wobei der Glanz
und/oder die Glätte der Papierbahn durch den Druck im Walzenspalt und die Temperatur der den Walzenspalt bildenden
0 Walzen erhöht wird. Hierdurch läßt sich der Glanz und die Glätte der Papierbahn jedoch nur in begrenztem Maße beeinflussen,
da bei einer zu starken Erhöhung des Druckes im Walzenspalt die Papierbahn insgesamt stark komprimiert wird
und einen Volumenverlust erleidet. Hierbei besteht die Gefahr, daß die Papierbahn an Stabilität verliert. Auch einer Erhöhung
der Walzentemperatur sind Grenzen gesetzt, da dieses Vorgehen sehr energieaufwendig ist. So müssen zum Erzielen von
Walzentemperaturen von 2000C laufend erhebliche Energiemengen
zugeführt werden, da die Walzen durch die vorbeilaufende Papierbahn ständig gekühlt werden. Es wurde, bspw. bei
Silikonpapieren, daher auch bereits versucht, den Glanz und die Glätte durch die Feuchtigkeit der Papierbahn zu beeinflussen.
Dies hat jedoch den Nachteil, daß die zugeführte Feuchtigkeit nach der Behandlung zumindest teilweise wieder
entfernt werden muß, was weitere Verfahrensschritte nach sich
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zieht, die den zeitlichen und apparativen Aufwand bei der Papierbahnbehandlung erhöhen.
Grundsätzlich gibt es im wesentlichen zwei Arten von Glättwerken.
Sog. Superkalander weisen eine Vielzahl übereinander angeordneter Walzen und dazwischen vorgesehener Walzenspalte
auf, die von der Papierbahn durchlaufen werden. Durch die vielen Walzenspalten ergibt sich ein hoher Überdeckungsgrad
und eine gute Verteilung der Satinagearbeit zwischen Druck und Temperatur. Superkalander sind üblicherweise offline vorgesehen,
d.h., daß die aus der Papiermaschine kommende Papierbahn zunächst auf einen Tambour aufgewickelt und mit
diesem zum Superkalander überführt wird, den sie dann mit einer erheblich geringeren Geschwindigkeit als der Papiermaschinengeschwindigkeit
durchläuft. Die Offline-Installation hat den Vorteil, daß sich die Papierbahn vor Eintritt in den
Superkalander noch ausgleichen kann, so daß im Superkalander nicht mit den durch viele Faktoren beeinflußten Bedingungen
aus der Papiermaschine gearbeitet werden muß. Der Installa-0 tionsbedarf ist jedoch erheblich höher. Klassischerweise weist
ein Superkalander einerseits beheizte Stahlwalzen und andererseits Papierwalzen oder mit Baumwolle bezogene Walzen
auf. In neuerer Zeit werden auch sog. Multinip-Softkalander eingesetzt, bei denen statt der Papierwalzen Walzen mit
Polymerbezügen verwendet werden. Diese weisen ein anderes elastisches Verhalten auf als die Papierwalzen, so daß mit
kleinerem Nipdruck gearbeitet werden kann.
Zum zweiten gibt es sog. Maschinen- oder Softkalander, die
online an eine Papiermaschine angeschlossen sein können und daher mit Papiermaschinengeschwindigkeit durchlaufen werden.
Maschinenkalander weisen aber nur wenige Walzenspalte auf, so daß mit höherem Druck und Temperatur gearbeitet und die
Papierbahn entsprechend stärker beansprucht wird. Wesentlicher Nachteil der Softkalander ist, daß nicht alle Papierarten in
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hohen Qualitäten veredelt werden können. Insbesondere ist es nicht möglich, mit einem Softkalander online hochverdichtetes
SC-A-Papier herzustellen. Zwar ist es in jüngerer Zeit gelungen, die Bedruckbarkeitseigenschaften eines mit 11
Walzenspalten superkalandrierten Naturtiefdruckpapieres auch mit nur vier Walzenspalten eines Softkalanders zu erreichen,
doch sind hierfür relativ hohe Walzentemperaturen und Druckspannungen in den Walzenspalten erforderlich. Auch sind
diese Qualitäten nur bei einem Geschwindigkeitsbereich erreichbar, der der für dieses Papier üblichen Satinagegeschwindigkeit
in Superkalander entspricht, (vgl. Rothfuss, Ulrich: Inline- und Offline-Satinage von holzhaltigen,
tiefdruckfähigen Naturdruckpapieren in: Wochenblatt für Papierfabrikation 1993, Nr. 11/12, Seite 457-466). Mithin
können derartige Qualitäten nur bei der Offline-Installation des Softkalanders erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die Online-Herstellung von SC-A-Papier zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Online-Herstellung
von SC-A-Papier dadurch gelöst, daß bei einer Papiermaschine mit einer Trockenpartie und einem hinter der Trockenpartie
online angeordneten Superkalander (Multinip-Softkalander) mit einer Vielzahl von Walzenspalten, die von der Papierbahn
durchlaufen werden, im Anschluß an die Trockenpartie der Papiermaschine ein Zwischenkühlabschnitt vorgesehen ist, um
die Temperatur der Papierbahn zu verringern, daß sich an den Zwischenkühlabschnitt eine Bedampfungseinrichtung anschließt,
um die Feuchtigkeit der Papierbahn zu erhöhen, und daß unmittelbar vor dem ersten Walzenspalt des Superkalanders eine
Dampfabgabevorrichtung vorgesehen ist, so daß die durch die Dampfbeaufschlagung bewirkte Temperatur- und Feuchteerhöhung
der Papierbahn noch nicht ausgeglichen ist, wenn die Papierbahn den Walzenspalt durchläuft.
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Bei Papier handelt es sich um ein volumiges Fasergebilde mit unterschiedlichem Verhalten in Dickenrichtung. So könnte man
sich zur Vereinfachung bei einem SC-A-Papier mit einem Stoffgewicht von ca. 50 g/m2 drei übereinander angeordnete
Bereiche (Schichten) vorstellen. Unter der Papieroberfläche wird hier der oberste Bereich des Papieres verstanden, d.h.
bei dem erwähnten SC-A-Papier das obere Drittel der Materialbahn. Nach der Dampfaufbringung neigt die Feuchtigkeit dazu,
sich über den Querschnitt der Materialbahn auszugleichen, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß die Papierbahn in
den ersten Walzenspalt eintritt, bevor die Feuchte der Oberfläche (oberes Drittel der Materialbahn) auf einen
vorbestimmten Wert von 12% bis 25% abgesunken ist. Durch den Feuchtigkeitsgradienten zwischen der Papierbahnoberfläche und
dem mittleren Bereich der Papierbahn läßt sich die Oberfläche zur Erzielung besserer Glanz- und Glätteeigenschaften im
Walzenspalt stärker bearbeiten, während der mittlere Bereich der Papierbahn eine ausreichende Stabilität gewährleistet.
Damit erreicht man nicht nur eine Befeuchtung der Papierbahn, sondern erzielt gleichzeitig eine Temperaturerhöhung. Die im
Dampf enthaltene Wärme überträgt sich beim Kondensieren auf die Papierbahn, so daß man durch diese Maßnahme eine Papierbahn
erhält, die an der Oberfläche die notwendige Temperatur und die notwendige Feuchte aufweist. Wird nun diese Papierbahn
durch den Walzenspalt geführt, beeinflußt der Walzenspalt vor allem den Oberflächenbereich der Papierbahn, während der
mittlere (und untere) Bereich wesentlich weniger beeinflußt wird als bei herkömmlichen Verfahren. Im mittleren (und
unteren) Bereich erfolgt daher keine nennenswerte Veränderung in Dickenrichtung. Das Volumen der Papierbahn bleibt in
höherem Maße erhalten, obwohl die Oberflächenqualität deutlich verbessert wird. Die Walzen müssen weitaus weniger beheizt
werden, und der Druck im Walzenspalt kann geringer als bisher gewählt werden. Dies spart erhebliche Energien. Man kann
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rechnerisch (Finite Elemente-Methode) oder empirisch ermitteln, wie lange es dauert, bis die Feuchtigkeit in das
Innere der Bahn eindringt. Bevor dieser Zustand eintritt, ist die Bahn, genauer gesagt ihre Oberfläche, aber bereits im
Walzenspalt behandelt worden. Durch die Dampfbeaufschlagung
unmittelbar vor dem Eintritt der Papierbahn in den Walzenspalt ist die Oberfläche der Bahn noch auf einer relativ hohen
Temperatur und weist eine relativ hohe Feuchtigkeit auf, so daß die Erhöhung von Glanz- und/oder Glätte auch bei niedrigen
Drücken und niedrigen Temperaturen im Walzenspalt durchgeführt wird. Zum anderen nimmt die Bahn insgesamt keine nennenswerte
Menge an Feuchtigkeit auf, so daß aufwendige Nachbehandlungen entfallen. Die zum Umformen der Oberfläche benötigten Energien
werden in dem Bereich gehalten, der umgeformt, also geglättet werden soll. Die übrigen Bahnteile werden nicht oder nur in
geringem Maße beeinträchtigt.
Durch die Dampfbeaufschlagung unmittelbar vor dem ersten
Walzenspalt des Superkalanders und damit hohen Feuchtigkeitsgehalt der Bahnoberfläche beim Durchlaufen des ersten
Walzenspaltes wird eine sehr schonende Behandlung der Papierbahn erreicht, so daß die bisher vor dem Eintritt in den
Superkalander notwendige starke Trocknung der Papierbahn zum Vermeiden vom Cockling nicht mehr notwendig ist.
Die Erfindung macht sich hierbei Gedanken zu Nutze, die aus der DE 43 01 023 C2 für Maschinenkalander bekannt sind. Auch
dort ist bereits vorgesehen, die Papierbahn unmittelbar vor dem Walzenspalt zu bedampfen und die Papierbahn durch den Nip
zu führen, bevor sich die Temperatur und Feuchte in der Papierbahn ausgeglichen haben. Die Online-Herstellung von SC-A-Papieren
ist jedoch mit derartigen Maschinenkalandern nicht möglich. Es wurde nun erkannt, daß dieses für Maschinenkalander
bekannte Verfahren eine so schonende Behandlung der Papierbahn erlaubt, daß die Papierbahn auch ohne die bisher
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übliche starke Trocknung online einem Superkalander zugeführt werden kann, wodurch eine Online-Herstellung von SC-A-Papier
ermöglicht wird.
Die Papierbahn wird durch den ersten Walzenspalt des Superkalander
s geführt, bevor die durch die Dampfbeaufschlagung
bedingte Temperaturerhöhung im mittleren Drittel der Papierbahn das 1/e-fache der Temperaturerhöhung an der Oberfläche
erreicht hat. Auch der Temperaturverlauf über die Papierbahn läßt sich rechnerisch oder empirisch ermitteln. Durch den
doppelten Temperatur- und Feuchtigkeitsgradienten läßt sich die Glanz- und Glättebeeinflussung der Papierbahnoberfläche
noch verbessern.
Ergänzend ist vorgesehen, daß die Temperatur der Kalanderoder Stahlwalze im ersten Walzenspalt des Superkalanders
größer ist als 125°C und vorzugsweise ca. 1500C beträgt, um
die hohe Feuchte der Bahnoberfläche zu entfernen. Gleichzeitig wird der Temperaturgradient und damit die Glätte- und
0 Glanzverbesserung erhöht.
Nachdem es aufgrund des schonenden Umgangs mit der Papierbahn
möglich ist, dem Superkalander die Papierbahn mit höherer Ausgangsfeuchte zuzuführen, ist vorgesehen, daß die Papierbahn
nach Verlassen der Trockenpartie der Papiermaschine und ggf. Zwischenkühlung nachgefeuchtet und vor Eintritt in den
Superkalander (erneut) zwischengekühlt wird. Dadurch wird ein erhöhter Feuchtegehalt, d.h. bessere Verformbarkeit, der
Papierbahn bei gleichzeitig gewährleistetem ausreichenden Temperaturgradienten am ersten Nip des Superkalanders
ermöglicht.
Erfindungsgemäß schließt sich daher an die Bedampfungseinrichtung
ein zweiter Kühlabschnitt an, um die Bahntemperatur vor dem Superkalander wieder zu verringern. Durch die Kühlung
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der Bahn vor dem Aufbringen des Dampfes am ersten Nip des
Superkalanders wird eine ausreichende Dampfmenge zur Kondensation gebracht. Der durch die Bedampfung erzielte
Feuchtigkeits- und Temperaturgradient bleibt bis zum ersten Nip erhalten, da die Bedampf ung erst unmittelbar vor dem
ersten Nip des Superkalanders erfolgt, so daß ein Ausgleich der Temperatur und Feuchte nicht möglich ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß hinter dem ersten Zwischenkühlabschnitt und/oder hinter dem zweiten
Kühlabschnitt ein Meßrahmen vorgesehen ist, mit dem die Feuchtigkeit der Papierbahn erfaßt wird, wobei die ermittelten
Meßwerte zur Steuerung der Bedampf ungseinrichtung und/oder der Dampfabgabeeinrichtung herangezogen werden. Dadurch kann die
Bedampfung immer an die aktuellen Gegebenheiten angepaßt werden.
Erfindungsgemäß ist ferner hinter dem Superkalander ein
Meßrahmen vorgesehen, mit dem der Glanz und/oder die Glätte der Papierbahn erfaßt wird, wobei die ermittelten Meßwerte zur
Steuerung der Dampfabgabeeinrichtung herangezogen werden, um unerwünschte Glanz- oder Glätteänderungen unmittelbar
korrigieren zu können. Ergänzend kann vorgesehen sein, daß die Temperatur der Walzen auf der Basis der ermittelten Meßwerte
angepaßt wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist je eine Dampfabgabeeinrichtung auf beiden Seiten der Papierbahn vor
dem ersten Walzenspalt des Superkalanders angeordnet, so daß die Verbesserungen der Glanz- und Glätteeigenschaften sowohl
auf der Ober- als auch der Unterseite der Papierbahn gleichzeitig erfolgt.
Da der Wirkungsgrad der Dampfabgabeeinrichtung begrenzt ist,
also nicht der gesamte abgegebene Dampf von der Papierbahn
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aufgenommen wird, ist insbesondere bei der zuvor beschriebenen Sandwich-Bauweise mit Dampfabgabeeinrichtungen auf der Ober-
und Unterseite der Papierbahn eine Absaugung zur Abführung der übersättigten Luft vorgesehen. Ansonsten besteht die Gefahr
der Tröpfchenbildung, was zu einer Beschädigung der Papierbahn führen würde.
In Weiterbildung der Erfindung sind in dem Superkalander vor weiteren Walzenspalten weitere Dampfabgabeeinrichtungen zur
Nachfeuchtung der Papierbahn vorgesehen, um in erfindungsgemäßer Weise die Oberflächenverbesserungen in diesen
Walzenspalten zu unterstützen.
Die Bedampfungseinrichtung, die im Anschluß an die Trockenpartie
zur Nachfeuchtung der Papierbahn vorgesehen ist, weist erfindungsgemäß eingangsseitig eine Dampfabgabeeinrichtung
auf, an die sich ein Heizkanal anschließt, der von der Papierbahn durchlaufen wird. Dadurch wird gewährleistet, daß
sich die von der Dampfabgabeeinrichtung aufgebrachte Feuchte über den Querschnitt der Papierbahn vergleichmäßigen kann.
Dieser Vorgang wird erfindungsgemäß dadurch unterstützt, daß in dem Heizkanal warme, gesättigte Luft vorgesehen ist, die
am Ende des Heizkanals wieder abgesaugt wird.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Die einzige Figur zeigt schematisch den Aufbau einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung zur Online-Herstellung von SC-A-Papier.
Eine Vorrichtung 1 zur Online-Herstellung von SC-A-Papier weist zum einen eine Papiermaschine auf, von der in der
Zeichnung lediglich der letzte Abschnitt der Trockenpartie angedeutet ist. Die nähere Ausgestaltung der Papiermaschine
spielt für die Erfindung keine Rolle.
An die Trockenpartie der Papiermaschine schließt sich ein Zwischenkühlabschnitt 2 an, der von einer Papierbahn 3
durchlaufen wird, die in dem dargestellten Abschnitt zwei Saugwalzen 4, 4' und zwei Kühlwalzen 5, 5' umläuft, wobei die
Temperatur der Papierbahn 3 von 1250C auf 320C sinkt. Am Ende
der Zwischenkühlabschnitts 2 weist die Papierbahn eine Feuchtigkeit von 3 bis 7% auf, die über einen Feuchtigkeits-Meßrahmen
6 erfaßt wird.
Anschließend an den Zwischenabschnitt 2 durchläuft die Papierbahn 3 eine Bedampfungseinrichtung 7, die eingangsseitig
eine Dampfabgabeeinrichtung 8 und einen sich daran anschließenden Heizkanal 9 aufweist, der mit warmer, gesättigter
Luft gefüllt ist. Am Ende des Heizkanals 9 ist eine Absaugung 23 vorgesehen. Nach Durchlaufen der Bedampfungseinrichtung 7
weist die Papierbahn 3 eine Temperatur von ca. 920C auf, d.h.
die Temperatur wurde in der Bedampfungseinrichtung 7 um ca.
600C erhöht. Gleichzeitig wurde durch die Dampfaufbringung
auch die Feuchte der Papierbahn 3 erhöht.
Im Anschluß an die Bedampfungseinrichtung 7 durchläuft die
Papierbahn 3 einen zweiten Kühlabschnitt 10, der hier zwei Kühlwalzen 11, 11' und eine dazwischen angeordnete Saugwalze
12 aufweist. In dem Kühlabschnitt 10 wird die Temperatur der Papierbahn 3 wieder auf ca. 320C heruntergekühlt, wobei die
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Papierbahn 3 am Ende des Kühlabschnitts 10 eine Feuchtigkeit von 7 bis 11,5% aufweist. Der Feuchtegehalt der Papierbahn 3
wird über einen Meßrahmen 13 erfaßt.
Anschließend wird die Papierbahn 3 online einem Superkalander 14 zugeführt, der aus einer Vielzahl von Walzenspalten
(Nips) 15 besteht, die nacheinander von der Papierbahn durchlaufen werden. Mit Superkalander wird hier ein Multinip-Softkalander
bezeichnet. Jeder Walzenspalt 15 wird durch eine Polymerwalze 16 und eine Stahlwalze 17 gebildet, die auf
wenigstens 125°C, vorzugsweise bis auf 1500C aufgeheizt ist.
Um die Papierbahn 3 durch die entsprechenden Walzenspalte zu führen, sind Umlenkrollen 18 vorgesehen.
Unmittelbar vor dem ersten Walzenspalt 15X des Superkalander
s 14 ist eine Dampfabgabeeinrichtung 19 vorgesehen, die insbesondere aus einem Dampfblaskasten bestehen kann, wie er
in der DE 43 01 023 C2 beschrieben ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind Dampfabgabeeinrichtung 19, 19' auf der
Ober- bzw. Unterseite der Papierbahn 3 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, lediglich eine Dampfabgabeeinrichtung 19
auf der Oberseite der Papierbahn 3 vorzusehen. Der Dampfabgabeeinrichtung
19, 19' ist eine Absaugung 20 zugeordnet, über die übersättigte Luft abgesaugt wird.
In dem Superkalander 14 sind vor weiteren Nips 152, 153, 154,
156, 157, 159 weitere Dampfabgabeeinrichtungen 21 vorgesehen,
über die die Papierbahn 3 nachgefeuchtet wird, um den Feuchteverlust in den Walzenspalten 15 teilweise wieder
auszugleichen.
Im Anschluß an den Superkalander 14 ist ein Meßrahmen 22 vorgesehen, der den Glanz und/oder die Glätte der Papierbahn 3
ermittelt.
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Anstelle des in Fig. 1 gezeigten Superkalanders 14 kann auch ein sogenannter Double-Stack-Superkalander verwendet werden,
bei dem zwei Gruppen von Walzenspalten hintereinander angeordnet sind, die nacheinander von der Papierbahn durchlaufen
werden. Hierdurch wird die Bauhöhe des Kalanders verringert. Im übrigen bleibt die Vorrichtung 1 unverändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei einem Double-Stack-Kalander
in gleicher Weise durchführen wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Kalander.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beschrieben:
Die in üblicher Weise aus der Trockenpartie der Papiermaschine austretende Papierbahn 3 durchläuft zunächst den Zwischenkühlabschnitt
2, in dem ihre Temperatur auf 320C gesenkt wird. In
der anschließenden Bedampfungseinrichtung 7 wird die Papierbahn 3 befeuchtet und erwärmt. Durch den Heizkanal 9, den die
Papierbahn 3 durchläuft, wird gewährleistet, daß sich die Feuchtigkeit über den Querschnitt der Papierbahn 3 vergleichmäßigt.
Die Papierbahn 3 verläßt die Bedampfungseinrichtung 7 mit einer Temperatur von ca. 920C, die aber die Glanz- und
Glätteerhöhung im Superkalander 14 beeinträchtigen würde, da vor dem ersten Walzenspalt 15X nicht ausreichend viel Dampf
kondensieren würde. Daher wird die Temperatur der Papierbahn 3 in dem zweiten Kühlabschnitt 10 wieder auf ca. 320C gesenkt,
wobei die Papierbahn eine Feuchtigkeit von ca. 7 bis 11,5% aufweist.
Mit der Dampfabgabeeinrichtung 19, 19' wird nun unmittelbar
vor dem ersten Nip IS1 des Superkalanders 14 heißer, tröpfchenfreier
Dampf auf die Papierbahnoberfläche aufgebracht, wobei die Dampftemperatur in der Dampfblaskammer der Dampfabgabeeinrichtung
19, 19' etwa im Bereich von 1020C bis 1100C
liegt, um ein Kondensieren des Dampfes auszuschließen. Die
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Dampfabgabeeinrichtung 19, 19' wird möglichst dicht an den
Walzenspalt 15X herangebracht, wobei die Entfernung abhängig
von der Geschwindigkeit, mit der die Papierbahn 3 den Walzenspalt 15 durchläuft, eingestellt werden kann. Der aus
der Dampfabgabeeinrichtung 19, 19' austretende Dampf breitet
sich mit einem relativ gleichmäßigen Druck und einer gleichmäßigen hohen Geschwindigkeit von beispielsweise 25 m/s oder
mehr aus. Sobald der Dampf mit der relativ kalten Papierbahn 3 in Berührung kommt, kondensiert er, wobei er die Temperatur
an der Oberfläche der Papierbahn 3 drastisch erhöht. Bei einer etwa 300C kalten Papierbahn 3 wird die Oberfläche nach der
Kondensation des Dampfes etwa 900C heiß sein. Gleichzeitig
bildet sich durch den kondensierten Dampf ein Feuchtigkeitsfilm, dessen Stärke beispielsweise im Bereich eines Tausendstelmillimeters
liegt. Bei der Kondensation ergibt sich eine fast schlagartige Temperaturerhöhung der Oberfläche der
Papierbahn 3, die sich aber innerhalb sehr kurzer Zeit über die Dicke der Papierbahn 3 ausgleicht, so daß die Papierbahn 3
innerhalb von Sekundenbruchteilen eine gleichmäßige Temperaturverteilung hat. Die Vergleichmäßigung der Feuchtigkeit
dauert etwas langer, da die Feuchtigkeit langsamer als die Temperatur in die Papierbahn 3 eindringt. Deswegen hat die
oberste Schicht (bei einem SC-A-Papier eines Stoffgewichts von ca. 50 g/m2 etwa ein Drittel der Papierbahn) eine wesentlich
5 höhere relative Feuchtigkeit als der mittlere Bereich der Papierbahn 3. Je weiter die Feuchtigkeit in das Innere der
Papierbahn 3 vordringt, desto stärker nimmt die relative Feuchtigkeit ab. Bevor die Feuchte der Oberfläche (oberes bzw.
bei Bedampfung von unten unteres Drittel) der Papierbahn 3 0 aber unter einem vorbestimmten Wert im Bereich von 12% bis
25%, insbesondere von 16% bis 25% abgesunken ist, durchläuft die Papierbahn 3 den ersten Nip 15X des Superkalanders 14.
Auch die Temperatur der Papierbahn 3 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgeglichen, vielmehr sollte die durch die
Dampfbeaufschlagung bedingte Temperaturerhöhung im mittleren
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Drittel der Papierbahn das 1/e-fache der Temperaturerhöhung
der Oberfläche der Papierbahn 3 noch nicht erreicht haben.
In dem ersten Nip 15X des Superkalanders wird die Papierbahn 3
behandelt, indem die Oberfläche der Bahn 3, die noch die erhöhte Temperatur und Feuchtigkeit aufweist, geglättet bzw.
mit erhöhtem Glanz versehen wird. Die weiter innen liegenden Bereiche der Papierbahn 3 werden durch den Walzenspalt 15&KHgr;
nicht nennenswert verändert. Anschließend durchläuft die Papierbahn 3 die weiteren Walzenspalte 152 bis 15n des
Superkalanders 14, wobei die Papierbahn 3 vor einzelnen Nips noch durch die Dampfabgabeeinrichtungen 21 nachgefeuchtet
wird, um die Glanz- und Glätteerhöhung zu verbessern.
Auf der Basis der ermittelten Meßwerte des Meßrahmens 22 und vorgegebener Sollwerte wird die Dampfabgabe durch die
Dampfabgabeeinrichtungen 19, 19' und/oder 21 sowie ggf. die Heizung der Kalanderwalzen 17 gesteuert. In ähnlicher Weise
dienen die von dem Meßrahmen 6 und 13 ermittelten Feuchtewerte 0 zusammen mit entsprechend vorgegebenen Sollwerten zur
Steuerung der Dampfbeaufschlagung in der Bedampfungseinrichtung 7 und der Dampfabgabeeinrichtung 19, 19'.
Mit der Erfindung wird es ermöglicht, SC-A-Papier online herzustellen, wobei Glanzwerte von 48 bis 50 Hunter-Glanzpunkten
(SC-A) und bei Durchführung der Nachfeuchtung und Zwischenkühlung gar 50 bis 52 Hunter-Glanzpunkten (SC-A+)
erreichbar sind. Dies wird im wesentlichen durch die schonende Behandlung der Papierbahn mit hoher Feuchtigkeit und Temperatür
in den Oberflächenbereichen erreicht, die es erlauben, dem Superkalander eine Papierbahn mit hoher Anfangsfeuchte
zuzuführen.
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PATENTANWÄLTE
Bezugszeichenliste:
| 1 | 4' | Vorrichtung |
| 2 | 5' | Zwischenkühlabschnitt |
| 3 | Papierbahn | |
| 4, | Saugwalze | |
| 5, | Kühlwalze | |
| 6 | Meßrahmen (Feuchte) | |
| 7 | Bedampfungseinrichtung | |
| 8 | 11' | Dampfabgabeeinrichtung |
| 9 | Heizkanal | |
| 10 | Kühlabschnitt | |
| Hf | Kühlwalze | |
| 12 | IS11 | Saugwalze |
| 13 | Meßrahmen (Feuchte) | |
| 14 | Superkalander | |
| Walzenspalt (Nip) | ||
| 16 | 19' | Papierwalze |
| 17 | Stahlwalze | |
| 18 | Umlenkrolle | |
| 19, | Dampfabgabeeinrichtung | |
| 20 | Absaugeinrichtung | |
| 21 | Dampfabgabeeinrichtung | |
| 22 | Meßrahmen (Glanz) | |
| 23 | Absaugung | |
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Claims (9)
1. Vorrichtung zur Online-Herstellung von SC-A-Papier mit
einer Papiermaschine mit einer Trockenpartie und einem hinter der Trockenpartie online angeordneten Superkalander (Multinip-Softkalander)
(14) mit einer Vielzahl von Walzenspalten (IS1-15n),
die von der Papierbahn (3) durchlaufen werden, wobei im Anschluß an die Trockenpartie der Papiermaschine ein Zwischenkühlabschnitt
(2) vorgesehen ist, um die Temperatur der Papierbahn (3) zu verringern, wobei sich an den Zwischenkühlabschnitt
(2) eine Bedampfungseinrichtung (7) anschließt, um die Feuchtigkeit der Papierbahn (3) zu erhöhen, und wobei
unmittelbar vor dem ersten Walzenspalt (15&KHgr;) des Superkalanders
(14) eine Dampfabgabevorrichtung (19, 19') vorgesehen
ist, so daß die durch die Dampfbeaufschlagung bewirkte
Temperatur- und Feuchteerhöhung der Papierbahn (3) nicht ausgeglichen ist, wenn die Papierbahn (3) den Walzen-0
spalt (15J durchläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich an die Bedampfungseinrichtung (7) ein Kühlabschnitt (10) anschließt, über den die Temperatur der Papierbahn (3) wieder
gesenkt werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß hinter dem Zwischenkühlabschnitt (2) und/oder dem Kühlabschnitt (10) ein Meßrahmen (6, 13) vorgesehen ist,
mit dem die Feuchtigkeit der Papierbahn (3) erfaßt wird, wobei die ermittelten Meßwerte zur Steuerung der Bedampfungseinrichtung
(7) und/oder der Dampfabgabeeinrichtung (19, 19') herangezogen werden.
30.07.98
V 35 G 3
- 16 - KEIL&SCHAAFHAUSEN
patentanwälte
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß hinter dem Superkalander (14) ein
Meßrahmen (22) vorgesehen ist, mit dem der Glanz und/oder die Glätte der Papierbahn (3) erfaßt wird, wobei die ermittelten
Meßwerte zur Steuerung der Dampfabgabeeinrichtung (19, 19') und/oder der Temperatur der Stahlwalze (17) im ersten Nip
(Ib1) herangezogen werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß je eine Dampfabgabeeinrichtung (19, 19') auf beiden Seiten der Papierbahn (3) vor dem ersten Walzenspalt
(15X) des Superkalanders (14) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfabgabeeinrichtung (19, 19') eine
Absaugung (20) zur Abführung der übersättigten Luft aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Superkalander (14) vor weiteren Walzenspalten (152, 153, 154, 156, 157, 159) weitere Dampfabgabeeinrichtungen
(21) zur Nachfeuchtung der Papierbahn (3) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
5 gekennzeichnet, daß die Bedampfungseinrichtung (7) eingangsseitig
eine Dampfabgabeeinrichtung (8) aufweist, an die sich ein Heizkanal (9) anschließt, der von der Papierbahn (3)
durchlaufen wird.
0
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Heizkanal (9) warme, gesättigte Luft vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch
eine Absaugung (23) am Ende des Heizkanals (9).
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