DE3146519A1

DE3146519A1 - Leimpresse mit vorrichtung zur beruhigung des leimsumpfes

Info

Publication number: DE3146519A1
Application number: DE19813146519
Authority: DE
Inventors: Erkki 40630 Jyväskylä Koski
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1982-06-16
Also published as: FI62370C; FI803708L; FI62370B; US4391217A; SE8107075L; SE458907B; CA1176838A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Leimpresse, die aus zwei oder mehreren Streichwalzen besteht, die zusammen einen oder mehrere Streichspalte bilden, durch die eine zu behandelnde Bahn zweckmäßig in der Hauptrichtung von oben nach unten hindurchgeführt wird und die Leimpresse Leimzuführungsvorrichtungen hat, mit denen ein oder mehrere Leimsümpfe in die aus den Streichwalzen und der in den Spalt einlaufenden Bahn gebildeten Dreiecke vor einem oder mehreren der Streichspalte eingespeist werden.

Die Oberflächenleimung von Papier wird im allgemeinen in einer an der Papiermaschine angeordneten On-machine-Leimpresse durchgeführt. Mit Hilfe einer Leimpresse können eine Reihe verschiedener Maßnahmen durchgeführt werden, mit denen die Eigenschaften von Papier und Karton beeinflußt werden.

Wie bekannt, wird die Papierbahn durch den Walzenspalt einer Leimpresse gefahren. Der Leim wird in der Presse auf das Papier gespeist, wobei vor dem Spalt ein oder mehrere Sümpfe gebildet werden, wo sich die Bahn anfeuchtet und Leim adsorbiert. Zwischen den Walzen der Leimpresse wird der Leim dank des hydrodynamischen Druckes an die Bahn gepreßt. Gleichzeitig bildet sich infolge des hydrodynamischen Druckes zwischen Papierbahn und Walze ein Leimfilm,

der sich im Austrittsdreieck hinter der Walze spaltet und auf dem Papier eine Leimschicht hinterläßt, deren Dicke von Leimviskosität, Maschinengeschwindigkeit, Walzendurchmesser, Oberflächeneigenschaften der Walze, Liniendruck sowie von Faktoren aus der Formveränderung der Walze abhängig ist.

Von den bisher bekannten Leimpressen ist die älteste die sog. vertikale Leimpresse, bei der die Walzen aufeinander liegen und die Papierbahn horizontal zwischen den Walzen hindurchläuft. Bei der bekannten horizontalen Presse liegen die Walzen in derselben horizontalen Ebene und die Papierbahn läuft senkrecht zwischen den Walzen hindurch. Eine dritte bekannte Leimpresse ist die sog. Schrägpresse, bei der die Walzen in einem Winkel von ca. 45° aufeinanderliegen.

Dies ist die beste Lösung für einen Bahnlauf mit großen Geschwindigkeiten.

Wie bekannt, wird die Bahn mit Hilfe von ein oder zwei Walzen in die Leimpresse geführt, wobei der Abstand der dem Preßspalt am nächsten liegenden Leitwalze von der Presse wichtig ist. Letztgenannte Leitwalze ist verstellbar und durch ihre Versetzung kann die Durchlaufzeit des Leimsumpfs, d. h. die Absorptionszeit reguliert werden. In der Leimpresse kann auch nur eine Seite der Bahn beleimt werden.

Bei den bekannten Leimpressen erfolgt die Einführung des Bahnanfangs mit Seilen. Nach der Preßzone der Leimpresse folgt die Bahn am günstigsten einer harten Walze und wird davon möglichst schnell abgenommen. Zur Vermeidung von Runzein wird vor dem Trockenzylinder eine Breitstreckwalze verwendet.

Die Walzendurchmesser einer Leimpresse sind für die Fahreigenschaften wichtig. Bei den bekannten Leimpressen liegen die Durchmesser der Preßwalzen in der Größenordnung

von 800...1500 nun bei einer Fahrgeschwindigkeit von 10...17 m/s. Durch Vergrößerung der Walzendurchmesser bei wachsender Geschwindigkeit wird, wie bekannt, versucht, ein Spritzen im Sumpfschaeht zu verhindern, da dies ein gleichmäßiges Befeuchten der Bahn stört.

Wie bekannt, wird als Walzenbeschichtungsmaterial einer Leimpresse in erster Linie Gummi verwendet. Auch sind Pressen bekannt, bei denen die harte Walze aus Metall und die weiche Walze gummibeschichtet ist. Es werden also härtere und weichere Preßzonen verwendet. Die Walzendurchmesser wachsen mit Änderung der Fahrgeschwindigkeiten und Maschinenbreiten. Die Erreichung eines guten Eindringens von Stärke verlangt außer einer ausreichenden Wässerungszeit auch eine hohe Pressung, ca. 40...50 kN/m.

Der üblichste zur Erhöhung der Bahnfestigkeit verwendete Oberflächenleim ist Stärke. Weniger verwendete Bindemittel sind CMC und verschiedene synthetische Bindemittel wie PVA. Außerdem werden porositatreduzierende Stoffe verwendet, die oft gleichzeitig als Bindemittel dienen. Als weitere Mittel zur Oberflächenbehandlung von Papier oder Karton wird eine Reihe verschiedener Papier-Zusatzstoffe verwendet, die dem Papier mit der Leimpresse hinzugefügt werden können.

Die Leimpresse eignet sich deshalb als Zuführung verschiedener Zusatzstoffe, weil die Retention im Papier dort 100 % ist. Mit einer Leimpresse kann Zusatzstoff auf Papieroberflächen gestrichen werden, bei Bedarf sogar nur einseitig. In der Leimpresse wird zur Verbesserung des Feuchteprofils oder der Dimensionsstabilität gelegentlich auch reiries Wasser verwendet.

Die Herstellung von Feinpapier geht allmählich auf

große Papiermaschinen über, was große Ansprüche an die Leimpressen stellt. Eine schlecht arbeitende Leimpresse senkt die Produktivität der ganzen Papiermaschine. Daher bietet die vorliegende Erfindung einige Lösungen, die insbesondere für große Fahrgeschwindigkeiten entwickelt wurden.

Ein allgemeiner Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Leimpresse zu schaffen, die sich zur Anwendung von größeren Bahngeschwindigkeiten als bisher eignet. Wenn die erfindungsgemäße Leimpresse als fest zur Papiermaschine gehörende On-machine-Vorrichtung dient, muß sie mit ebenso großen Bahngeschwindigkeiten gefahren werden können, wie die Papiermaschine.

Wenn auch im vorstehenden von Leimpressen die Rede ist, wurde der Begriff "Leim" in diesem Zusammenhang in weiterem Sinne verwendet, wobei er auch andere an sich bekannte Behandlungsmassen für Papier- oder Kartonbahnen einschließt, die sich zur Verwendung bei infragekommenden Vorrichtungen dieser Art eignen.

Es ist auch hervorzuheben, daß sich die erfindungsgemäße Leimpresse als sog. Off-machine-Streichmaschine eignet.
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Ein schwerwiegender Nachteil bei bekannten Leimpressen und Streichmaschinen dieser Art war das Spritzen des Leimes oder ähnlicher Streichmasse, was die herzustellende Bahn sogar vollständig verderben kann. Die durch Spritzen verursachten Nachteile nahmen bei Steigerung der Leimpressengeschwindigkeiten zu. Spritzprobleme sind daher in besonders hohem Maße bei On-machine-Leimpressen in Erscheinung getreten.

Bei bisher bekannten Leimpressen tritt das Spritzen

insbesondere in den Leimsümpfen auf. Es wurde versucht, diesen Nachteil mit Vorrichtungen nach US-Patent Nr. 3 018 757 und 3 150 997 durch Verwendung von Platten, Rohren oder Stäben mit dichter Oberfläche zu vermeiden. Diese den Leimsumpf beruhigenden Vorrichtungen sind jedoch in den im vorstehenden genannten US-Patenten an einem Sumpf angeordnet, der nicht mit der Bahn in direkter Berührung steht, sondern die am Sumpf befindliche Walze transportiert den Leim an ihrer Oberfläche in den Spalt, durch den die Bahn hindurchläuft. Bei bekannten Leimspeisevorrichtungen dieser Art ist das Spritzen von Leim kein so wichtiges Problem wie bei den Streichmaschinen, bei denen die Bahn den Leimsumpf direkt durchläuft.

Wie bekannt, wurde versucht, die im vorstehenden genannten Spritzprobleme durch Verwendung großer Walzen zu vermeiden, so daß an den Walzen eine ausreichend kleine radiale Beschleunigung erzielt wird. Große Bahngeschwindigkeiten führen jedoch zu übermäßig großen Walzendurchmessern. Große Walzendurchmesser ihrerseits führen zu teuren und platzaufwendigen Konstruktionen.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die im vorstehenden dargestellten Nachteile zu vermeiden und eine Leimpresse zu schaffen, bei der sich das Spritzen von Leim in den Sümpfen vor einem oder mehreren Streichspalten völlig verhindern oder wenigstens wesentlich verringern läßt.

Zur Erzielung der im vorstehenden beschriebenen und im folgenden deutlich werdenden Ziele ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß in einem oder mehreren der genannten Dreiecke an den Leimzuführungsvorrichtungen angebrachte, in ihrer Arbeitslage im Leimsumpf befindliche Füllstücke angeordnet sind, die aus durchlässigem porösem oder gelochtem Material oder dergleichen bestehen und der

Zweck dieser Füllstücke darin besteht, den Leimsumpf zu beruhigen und ein Spritzen des Leims zu verhindern oder wesentlich zu verringern.

Wenn am Leimsumpf erfindungsgemäB ein oder mehrere Füllstücke aus porösem oder gelochtem Material verwendet werden, kann der Leimsumpf in wesentlichem Maße beruhigt und das Spritzen verhindert werden. Die Beruhigung des Leimsumpfes beruht auf dem beruhigenden Einfluß der porösen oder gelochten Struktur der Füllstücke. Bei Verwendung eines insbesondere porösen oder gelochten Füllstückes wird der Vorteil erzielt, daß das Poren- oder Lochvolumen der Füllstücke als Leimvolumen zur Verfügung steht, so daß das Volumen des für den Leimsumpf vorgesehenen Schachtes nicht zu groß wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf einige in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkt ist, ausführlich beschrieben.

Fig.1 zeigt eine erfindungsgemäße Leimpresse

in schematischer Seitenansicht. 25

Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine genauere Ausführung der

Leimspeisevorrichtungen und der Vorrichtungen zur Beruhigung von Leim

sümpfen als Querschnitt in größerem Maßstab als in Fig. 1 und 2.

Die in den Figuren dargestellte Leimpresse besteht aus einem Ständer 100, an dem sich auf Lagerträgern 12 und

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13 gelagerte Streichwalzen 10 und 20 befinden. Die Streichwalzen 10 und 20 haben verhältnismäßig große Durchmesser und sind bei Bedarf durchbiegungskompensiert oder bezüglich ihrer Durchbiegung reguliert und bilden einen Streichspalt N.

Der Zulauf einer zu streichenden Bahn in die Maschine ist mit dem Bezugszeichen W. und ihr Auslauf aus der Leimpresse mit dem Bezugszeichen W . gekennzeichnet. Die Papierbahn W wird über eine Leitwalze 11 in den Streichspalt N geführt, für den in Fig. 1 drei alternative Lagen 11a, 11b und 11c dargestellt sind. Die Lagen 11a und 11c entsprechen den Bahnzuläufen W₃. und W-. und dienen der einseitigen Beleimung von Bahn W. Die mittlere Lage 11b und Bahnzulauf W₁-dienen der zweiseitigen Streichung der Bahn, bei der die Bahn W zentrisch und tangential so in den Spalt N geführt wird, daß der Eintrittswinkel· α.. der Bahn W zur senkrechten Ebene im wesentlichen genauso groß ist wie der Zentrumswinkel ct.. von Spalt N an der Walze 20. Der Winkel a_ stellt den Winkel dar, nach welchem sich die Bahn W von der Streichwalze 10 ablöst. Die Größe von Winkel a* beträgt z. B.

20 - 40 , zweckmäßig ca. 30 und a„ hat zweckmäßig eine

Größe von ca. 60°. Von den genannten Winkelwerten kann bei Bedarf abgewichen werden.

Nach Fig. 1 läuft Bahn W schräg von oben nach unten, aber die erfindungsgemäße Anordnung kann auch in andersartigen Leimpressen verwendet werden, z. B. in Leimpressen, bei denen der Lauf der Bahn durch den Streichspalt N im wesentlichen senkrecht von oben nach unten erfolgt.

Nach Fig. 1 und 2 ist die untere Streichwalze 20 am Ständerteil 28 gelagert, das zur.Regelung des Liniendruckes im Streichspalt N mit Hilfe von Balgvorrichtungen 27 schwenkbar um Gelenkwellen 29 angebracht ist. · '

Erfindungsgemäß sind vor dem Streichspalt N zu bei-

den Seiten der Bahn W gelegene Leimspeisevorrichtungen angebracht, die mit erfindungsgemäßen Spezialteilen ausgerüstet sind, die das Spritzen von Leim verhindern oder wenigstens entscheidend verringern und die Leimsümpfe L. und L~ (Fig. 3) in den Schächten zwischen Bahn W und den Walzen 10, 20 beruhigen.

Die Vorrichtungen 30; 31, mit denen Oberflächenleim oder andere entsprechende Streichmassen in die vor Spalt N gelegenen Sümpfe L₁ und L~ gespeist werden, bestehen aus Gehäuseteilen, z. B. aus Gehäusebalken 46; 47. Die Leimspeisevorrichtung 30 an der oberen Streichwalze 10 ist auf einer Welle 9 zwischen den Seitenbalken 14 angeordnet. Die Seitenbalken 14 sind mit Gelenkwellen 15 am Ständer 100 ge-•15 lenkig angebracht und mit einem Hydraulikzylinderpaar 44 in die Lage 14' schwenkbar, in der sich die Leimspeisevorrichtungen 30 in Ruhelage 30' befinden, die in Fig. 1 strichpunktiert ist. Entsprechend sind die Leimspeisevorrichtungen 31 an der Walze 20 zwischen den Seitenbalken 16 befestigt. Die Balken 16 sind über Gelenkwellen gelenkig mit dem Ständer verbunden und lassen sich mit Hydraulikzylindern (nicht dargestellt) von ihrer in Vollstrich gezeichneten Arbeitslage in die strichpunktierte Ruhelage 16' schwenken. In den Ruhelagen 30' und 31' sind die Leimspeisevorrichtungen und insbesondere ihre mit Leim behafteten Spitzen in den Becken 23 und 24 in Wasser oder eine andere Flüssigkeit, oder ein Lösungsmittel eingetaucht, womit das Trocknen des Leimes und Verhärten und Verstopfen der Leimspeisevorrichtungen verhindert wird.

Die genauere Konstruktion der Leimspeisevorrichtungen 30 und 31 geht aus Fig. 3 hervor. Die Leimspeisevor·- richtungen bestehen aus einem Gehäuseteil 46; 47, das z, B. die Form eines Hohlbalkens hat und über Wellen 19 an den Seitenbalken 14; 16 mit Hydraulikzylindern 18 und 21 schwenk-

bar angebracht ist. Diese Hydraulikzylinder befinden sich in Lage 18' und 21', wenn sich die Leimspeisevorrichtungen 30 und 31 in Ruhelage 30' und 31' befinden und deren Spitzenteile, wie erwähnt, in die Flüssigkeitsbehälter 23 und eingetaucht sind. Die zweite Leimspeisevorrichtung 31 hat Wellen 22, die den genannten Wellen 19 entsprechen.

Im Inneren der Gehäusebalken 46; 47 ist ein Leimzuführungsrohr 32 angebracht, in welches der Leim von einem oder beiden Enden über Anschlüsse 45 zugeführt wird. An den Seiten der Gehäusebalken 46 und 47, die zum Spalt N gerichtet sind, sind mehrere Arme 34 angebracht, an denen mit Verbindungen 34 oder dergleichen die erfindungsgemäßen Füllstücke 37; 38 befestigt sind. Nach Fig. 3 sind die Füllstücke 37; 38 im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmig und ihre Spitzenteile 39 sind in den Spalt N gerichtet. Die Füllstücke 37 und 38 sind mit einer Metalleiste 36 oder einer ausreichend starken Befestigung an den Armen 34 befestigt.

Von dem querliegenden Leimzuführungsrohr 32 geht eine Reihe von Düsenrohren 33 ab, deren Köpfe 33a; 33b den Leim in die Sümpfe L₁ und L- speisen, deren Oberfläche mit S bezeichnet ist. Die Oberfläche S befindet sich zweckmäßig im wesentlichen in der Ebene der Oberseite der Füllstücke .

Die Füllstücke 37; 38 sind aus porösem durchlässigem oder entsprechend gelochtem Material wie Teflon, Gummi oder Kunststoff, wie z. B. Polyäthylen. Die Lochdurchmesser der Füllstücke 37; 38 betragen z. B. 1...10 mm und der Anteil der Löcher oder Poren vom ganzen Volumen der Füllstücke 37; 38 beträgt ca. 30 - 70 %, zweckmäßig 50 %. Der Durchmesser D der Leimzuführungsrohre 33 beträgt z. B. ca. 20 mm.

Die Füllstücke 37; 38 beruhigen die Leimsümpfe L. und L„ und verhindern damit das im vorstehenden genannte Spritzen. Die Bedeutung der Füllstücke 37; 38 steigt mit der Fahrgeschwindigkeit von Bahn W.

Zwischen den Füllstücken 37; 38 und den Streichwalzen 10 und 20 kann ein kleiner Abstand sein oder sie können am Mantel der Walzen 10 und 20 reiben. Die Füllstücke 37; 38 erstrecken sich über die ganze Breite der Bahn W. Die Form der Füllstücke 37; 38 kann bedeutend von der im vorstehenden beschriebenen abweichen und in einigen Ausführungen können sie lediglich an die Leimoberfläche S der Leimsümpfe L₁ und L„ angrenzen, in welcher Lage sie das Spritzen des Leimes wenigstens in gewissem Maße verhindern.

An die Walzen 10 und 20 gehören auch Vorrichtungen, die die Walzenoberfläche sauber halten. Von Vorrichtungen dieser Art ist in Fig. 1 ein Schaber 25 gezeigt, der den Leim in eine Wanne 26 schabt. Der an den Enden des Walzen-Spaltes überlaufende Leim wird über Anschlüsse 43 in Richtung des Pfeiles F (Fig. 2) abgeführt.

Wenn mit der Leimpresse nur einseitige Behandlung von Bahn W durchgeführt wird, wird die Leitwalze in Lage 11a 5 oder 11c und die Leimspeisevorrichtung 30; 31 mit den daran befindlichen Füllstücken 37; 38 von der unbehandelten Seite der Bahn W in die vorher beschriebenen Ruhelagen 30'; 31 * versetzt, in denen die Leimzuführungsrohre 33 und die Füllstücke 37; 38 in die Flüssigkeit des Behälters 23; 24 eingetaucht werden. Die Leimspeisevorrichtungen an der Seite der Bahn W, die behandelt wird, befinden sich in Arbeitslage.

Aus Erfahrungen ist bekannt, daß es in Leimpressen vorteilhaft ist, harte und weiche Walzen gegeneinander lau-

fen zu lassen, da im Preßspalt zwischen zwei harten Walzen im Papier leicht Löcher entstehen. Günstig ist z. B. eine Konstruktion, bei der Walze 20 weich, z. B. gummibeschichtet, und Walze 10 hart, z. B. "mikrorok"-beschichtet, ist.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Abnahme der Bahn W beim Verlassen der Leimpresse von der harten Walze 10
erfolgen kann, denn allgemein ist bekannt, daß die Bahn W
nach dem Preßspalt bestrebt ist, immer der härteren Walzenoberfläche zu folgen, und die Abnahme der Bahn von einer

harten Walze eindeutig sicherer und gleichmäßiger erfolgt
als von einer weichen Walze.

Leerseite

Claims

1 Patentansprüche

1. Leimpresse, die aus zwei oder mehreren Streichwalzen (10, 20) besteht, die zusammen einen oder mehrere Streichspalte (N) bilden, durch die eine zu behandelnde Bahn (W) zweckmäßig in der Hauptrichtung von oben nach unten hindurchgeführt wird und die Leimpresse Leimzuführungsvorrichtungen (30, 31) hat, mit denen ein oder mehrere Leimsümpfe in die aus den Streichwalzen (10, 20) und der in den Spalt

(N) einlaufenden Bahn (W) gebildeten Dreiecke vor einem oder mehreren der Streichspalte eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder mehreren der letztgenannten Dreiecke an den Leimzuführungsvorrichtungen günstig angebrachte, in ihrer Arbeitslage im Leimsumpf befindliche Füllstücke (37, 38) angeordnet sind, die aus durchlässigem porösem oder gelochtem Material oder dergleichen bestehen und der Zweck dieser Füllstücke (37, 38) darin besteht, den Leimsumpf (L₁, L„) zu beruhigen und ein Spritzen des Leims zu verhindern oder wesentlich zu verringern.

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2. Leimpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich genannte Füllstücke (37, 38) über die ganze Breite der Bahn (W) erstrecken.

3. Leimpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Füllstücke (37, 38) im Querschnitt

Deutsche Bank [München) KIo 51'fi1O7O

Oresdnrr Bank !München) KIo 3')31!M4

Pnslschrck (München) KIo. 67(1 43 304

im wesentlichen keilförmig sind, derart, daß die Spitzen (39) der Keile in den genannten Leimsumpfschachten auf den Spalt (N) gerichtet sind.

4. Leimpresse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Füllstücke (37, 38) an dem zum Spalt (N) entgegengesetzten Ende mit Armen (34) oder dergleichen an Gehäuseteilen (46, 47) der Leimzuführungsvorrichtungen (30, 31) z. B. am Gehäusebalken befestigt sind, in dem sich Leimzuführungs- und Verteilungsrohre (32, 33) befinden.

■ 5. Leimpresse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimzuführungsvorrichtungen (30, 31) mit Transportvorrichtungen verbunden sind, mit denen genannte Leimzuführungsvorrichtungen (30, 31) einschließlich der Füllstücke (37, 38) von ihrer Arbeitslage aus genanntem Spalt (N) in eine Ruhelage ausgeschwenkt werden können und daß zur Vorrichtung weiterhin Behälter (23, 24) oder dergleichen gehören, die Flüssigkeiten enthalten, in die sich die dem Leim ausgesetzten Teile der Leimzuführungsvorrichtungen (30, 31) in ihrer Ruhelage eintauchen lassen.

6. Leimpresse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimzuführungsvorrichtungen (30, 31) und die daran befindlichen Füllstücke (37, 38) mit Wellen (19, 22) oder dergleichen zwischen den Seitenbalken (14, 16) der Leimpresse befestigt sind, daß genannte Seitenbalken (14, 16) mit dem Ständer (100) der Leimpresse gelenkig (15, 17) und mit Antriebsvorrichtungen (44) schwenkbar verbunden sind, und daß genannte Gehäuseteile (46, 47) der Leimzuführungsvorrichtungen einschließlich der Füllstücke (37, 38) auf genannten Wellen (19, 22) durch Hydraulikzylinder (18, 21) oder entsprechende Antriebe schwenkbar angebracht sind.

7. Leimpresse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Leimzuführung in Sümpfe (L₁, L~) erfolgt, wobei die Oberteile genannter Füllstücke (37, 38) an der Oberfläche (S) der Leimsümpfe liegen oder etwas darüber hinausragen.