DE4112537C2 - Vorrichtung zur Glätteerzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Glätteerzeugung, d. h. zur Einebnung der Oberfläche, bei Papier und ähnlichen Faservliesen.

Zur Glätteerhöhung von Papier ist neben großen Linienkräften oft der Einsatz von beheizten Walzen im Glättwerk erforderlich. Die dabei zu beachtenden Abhängigkeiten bezüglich des Feuchtegehalts des Papieres, der Temperatur der Walzen, des Anpreßdruckes sowie der Verweilzeit im Walzenspalt sind u. a. im EP 245 250 B1 ausgeführt.

Nachteilig ist bei dem sogenannten Temperaturgradienten-Verfahren, daß die dabei teilweise notwendigen Oberflächentemperaturen von über 200°C entsprechend hohe Wärmeverluste durch Konvektion und Abstrahlung zur Folge haben, mit einem großen maschinellen Aufwand sowie hohen maschinellen Ansprüchen verbunden sind und die benötigten Anpreßdrücke zu einer erheblichen Volumenreduzierung führen. Der hierbei übliche, über die Papierbahndicke nach außen hin abnehmende Feuchtegehalt ist der Grund für eine entsprechend stärkere Pressung der inneren Schichten.

In der AT 387 803 B sowie in dem Artikel "The effects of Z-direction moisture and temperature gradients in the calendering of newsprint", Gratton, M.F., Crotogino, R.H., in: Journal of Pulp and paper Science, 1988, Nr. 4, S. 982-990, wird deshalb auf das Feuchtigkeitsgradienten-Verfahren hingewiesen. Dabei wird die Oberfläche der Papierbahn vor dem Glättwerksnip mit einem Dampf- oder Flüssigkeitsstrahl behandelt, so daß sich der Feuchtegehalt der äußeren Schichten und damit allerdings auch der gesamten Papierbahn erhöht.

Nach "Autorenkollektiv: Lehrbuch der Papier- und Kartonerzeugung, 2. Aufl., VEB Fachbuchverlag Leipzig 1987, Seite 274-275" (ISBN 3-343-00138-4) kommt als Trocknungsverfahren bei der Papierherstellung u. a. die Trocknung durch elektromagnetische Energie zur Anwendung. Diese kann die feuchteren Stellen der Bahn, die höhere dielektrische Verluste haben, stärker erwärmen. Ein Hinweis darauf, diese dielektrischen Trocknungseffekte zur gezielten Beeinflussung der Feuchteverteilung des Papiers als Vorbereitung für einen Glättungsprozeß zu verwenden, wird dort nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Glätteerzeugung bei Papier zu schaffen, das bei gleichen Glättewerten weniger Energie erfordert und zu einer geringeren Volumenreduzierung führt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die Papierbahn wird dabei den Glättwerkswalzen mit einer Feuchteverteilung zugeführt, deren Charakteristik darin besteht, daß der Feuchtegehalt in den inneren Schichten des Papiers im wesentlichen geringer oder höchstens so groß wie in den äußeren Schichten ist. Die Folge davon ist, daß die inneren Schichten steifer und weniger leicht plastisch verformbar sind als die äußeren. Zur Verbesserung des Verfahrensergebnisses ist es zweckmäßig, im Bereich der Erzeugung der Feuchteverteilung die Luftzirkulation zu vermindern und/oder eine hohe Luftfeuchtigkeit zu erzeugen bzw. aufrechtzuerhalten und/oder Dampf einzubringen. Zusätzlich kann der Feuchtegehalt der äußeren Schichten durch Kühlung von die Papierbahn berührenden Walzen oder der Papierbahn selbst unmittelbar vor oder während des Glättens und damit verbundene Kondensation auf den Walzen bzw. der Papierbahn oder aber durch Befeuchtung erhöht werden. Dies führt zu einem zusätzlichen Anstieg des Feuchtegehaltes über die Papierbahndicke nach außen hin, wobei die Papierbahn vor der Erzeugung der Feuchteverteilung einen Feuchtegehalt von 5-25% und danach von 2-15% haben sollte. Die aus der verbesserten Feuchteverteilung resultierende höhere Steifigkeit der inneren Schichten und bessere plastische Verformbarkeit der äußeren Schichten führt insgesamt zu besseren Glättewerten und einer geringeren Verdichtung.

Im Bereich der Papierbahnheizung sollte dabei die Luftzirkulation vermindert und/oder eine hohe Luftfeuchtigkeit erzeugt bzw. aufrechterhalten und/oder Dampf eingebracht werden. Des weiteren ist es von Vorteil, wenn mindestens eine von zusätzlich zwischen den Glättwerkswalzen und der Papierbahnheizung angeordneten Walzen und/oder eine der Glättwerkswalzen selbst gekühlt wird.

Die dielektrische Heizung bietet die Möglichkeit, die Papierbahn von der Mitte beginnend auszutrocknen, während dies bei Kontakt- und Konvektionstrocknung genau umgekehrt ist. Die hohe Luftfeuchtigkeit im Bereich der dielektrischen Heizung unterstützt noch die Ausbildung des gewünschten Feuchteprofils.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die beigefügte Zeichnung zeigt zwei Ausführungsformen (Fig. 1 und 2) der Vorrichtung in schematischer Darstellung.

Die vor den Glättwerkswalzen 2 angeordnete und auf der Basis von dielektrischer Energieübertragung arbeitende Papierbahnheizung 3 erzeugt dabei in der Papierbahn 1 eine Feuchteverteilung, bei der der Feuchtegehalt in den inneren Schichten des Papiers im wesentlichen geringer oder höchstens so groß wie in den äußeren Schichten ist.

Vorteilhafterweise besitzt die Papierbahnheizung 3 eine geschlossene Konstruktion oder, wie in Fig. 2, eine Umhausung 5, so daß die Luftzirkulation bezüglich der Papierbahn 1 in diesem Bereich vermindert wird, eine hohe Luftfeuchtigkeit erzeugt bzw. aufrechterhalten oder Dampf eingebracht werden kann.

Die Kühlung der äußeren Schichten der Papierbahn 1 kann beispielsweise, wie in Fig. 1 dargestellt, über die gekühlten Glättwerkswalzen 2 oder, wie in Fig. 2 gezeigt, über zusätzlich zwischen der Papierbahnheizung 3 und den Glättwerkswalzen 2 innerhalb der Umhausung 5 angeordnete, gekühlte Walzen 4 erfolgen. Die damit eventuell verbundene Kondensation auf den Walzen 4 bzw. Glättwerkswalzen 2 wird auf die äußeren Schichten übertragen und verbessert die Feuchteverteilung dahingehend weiter, daß die äußeren Schichten feuchter als die inneren werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Glätteerzeugung, bei der die Papierbahn (1) dem Glättwerksnip (2) mit einer Feuchteverteilung zugeführt wird, bei welcher der Feuchtegehalt in den inneren Schichten im wesentlichen geringer als oder höchstens so groß wie in den äußeren Schichten ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Glättwerkswalzen (2) zur Erzeugung dieser Feuchteverteilung eine dielektrische Papierbahnheizung (3) vorgelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Papierbahnheizung (3) die Luftzirkulation vermindert und/oder eine hohe Luftfeuchtigkeit erzeugt bzw. aufrechterhalten und/oder Dampf eingebracht wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Glättwerkswalzen (2) gekühlt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Glättwerkswalzen (2) und der Papierbahnheizung (3) Walzen (4) angeordnet sind, von denen mindestens eine gekühlt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (1) vor der Erzeugung der Feuchteverteilung einen Feuchtegehalt von 5-25% und danach von 2-15% hat.