DE4335053A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln einer Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ver­ edeln einer Papierbahn nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Aus DE-PS 34 27 967 ist es bekannt, eine Papierbahn mit hoher Einlauffeuchte durch die Walzenspalte eines Ver­ dichtungskalanders, Satinierkalanders oder Glättwerks laufen zu lassen und die dann ebenfalls zu hohe Aus­ trittsfeuchte durch eine nachgeschaltete Trocknungsvor­ richtung auf den gewünschten Endwert herabzusetzen. Die hohe Feuchte in Verbindung mit dem im Walzenspalt auf­ tretenden Liniendruck führt zu hochverdichteten Papie­ ren, wie z. B. Silicon-Rohpapier oder Pergaminpapier, mit sehr guten Eigenschaften bezüglich Raumgewicht, Porosität, Transparenz und Glätte. Obwohl die Glätte durch die Nachtrocknung verringert wird, sei sie immer noch besser als bei der üblichen Behandlung für Natur­ papier, bei dem die Trocknung allein durch die Tempera­ tur der Kalanderwalzen bewirkt wird. Anstelle einer Erhöhung der Glätte kann auch der Liniendruck reduziert und daher eine geringere Verdichtung erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erziel­ bare Glätte der Papierbahn noch weiter zu erhöhen bzw. die Verdichtung zu verringern.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkma­ le des Anspruchs 7 gelöst.

Dadurch, daß die Trocknung nicht als Nachtrocknung, sondern als Zwischentrocknung erfolgt, werden die mit der Trocknung verbundenen Nachteile, nämlich eine Wie­ deraufrichtung der Papierfasern, also eine Verringerung des Glanzes und der Glätte des Papiers, durch min­ destens ein nochmaliges Pressen im Walzenspalt besei­ tigt. Hierbei ist zwar die Glätteverbesserung im nach­ folgenden Walzenspalt geringer als bei höherer Feuch­ tigkeit. Im Endeffekt hat aber das Papier insgesamt eine höhere Glätte.

Umgekehrt kann man durch Verringerung des Liniendrucks ein Papier mit geringerer Verdichtung erzielen, dessen Glätte den bisher üblichen Werten entspricht. Ein wei­ terer Vorteil der Zwischentrocknung liegt darin, daß man eine sehr starke Reduzierung der Feuchte vornehmen kann, bei der ein entsprechend starkes Wiederaufrichten der Papierfasern zu beobachten ist. Denn diese Fasern werden anschließend wieder eingeebnet. Man kann somit in den vorgeschalteten Walzenspalten mit sehr hoher Feuchte arbeiten, ohne daß die Walzen selbst auf hoher Temperatur gehalten werden müßten. Dies macht es mög­ lich, bei elastischen Walzen, statt sie mit einem in­ zwischen nicht mehr zugelassenen Asbestbezug zu verse­ hen, weniger temperaturbeständige Bezüge aus Asbester­ satzstoffen zu verwenden.

All diese Vorteile gelten in besonderem Maße, wenn ge­ mäß den Ansprüchen 2 und 8 der Trockenvorrichtung nur noch ein Walzenspalt nachgeschaltet ist. Dieser eine Spalt reicht in aller Regel aus, um die beim Trocknen wieder aufgerichteten Fasern einzuebnen. Die infolge der geringeren Feuchte hinzunehmende Verringerung der Glätteverbesserung nimmt den kleinstmöglichen Wert an.

Die Maßnahmen der Ansprüche 3 und 9 erlauben eine Ände­ rung der Trocknungsleistung quer über die Papierbahn und daher eine unterschiedliche Reduzierung der Feuchte quer über die Papierbahn.

Mit Hilfe der Messungen gemäß den Ansprüchen 4 und 10 läßt sich darüber hinaus ein gewünschtes Eigenschafts- Profil quer über die Bahnbreite erhalten. Abweichungen von einem solchen Sollprofil werden durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Trocknungszonen ausgeglichen. Die Steuerung oder Regelung kann nicht nur in Abhängig­ keit von der Feuchte erfolgen, sondern auch in Abhän­ gigkeit von Glanz oder Glätte, weil diese Eigenschaften von der Feuchte im nachgeschalteten Walzenspalt abhän­ gen.

Bei der Weiterbildung nach den Ansprüchen 5 und 11 sorgt die Absaugevorrichtung dafür, daß der beim Trock­ nen entstehende Dampf sich nicht anschließend als Kon­ densat auf der Papierbahn niederschlägt und damit ver­ hindert, daß die gewünschten Eigenschaften entstehen.

Die in Anspruch 6 erwähnten Trocknungsarten erlauben eine intensive Wärmeübertragung, ohne daß dabei Druck auf die Papierbahn ausgeübt werden müßte.

Die Ausführungsform nach Anspruch 12 hat den Vorteil, daß im untersten Walzenspalt der höchste Liniendruck herrscht und daher die Verringerung der Feuchte durch die vorgeschaltete Trocknungsvorrichtung einen nur ge­ ringen Glätteverlust mit sich bringt.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 13 führt dazu, daß die Papierbahn nach dem Trocknen eine vorgegebene Zeit in der freien Atmosphäre verbleibt, so daß ein weiteres Ausdampfen der aufgeheizten Papierbahn erfolgen kann, ehe der letzte Walzenspalt erreicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf Meßstation und Trockner.

Eine zu veredelnde Papierbahn 1 wird von einer Abwic­ kelrolle 2 abgenommen, durch einen Satinagekalander 3 und eine Trocknungsvorrichtung 4 hindurchgeleitet sowie von einer Aufwickelrolle 5 aufgenommen. Der Satinageka­ lander 3 weist einen Stapel aus harten Walzen 6, z. B. aus Stahl, und aus weichen Walzen 7, die mit einem Be­ zug beispielsweise aus Asbestersatzstoffen, versehen sind, auf. Zwischen den Walzen werden Walzenspalte 8 gebildet, durch welche die Papierbahn 1 mit Hilfe von Leitwalzen 9 geführt wird. Die Papierbahn 1 tritt etwa horizontal aus dem zweituntersten Walzenspalt 8a aus und durchläuft mit einem horizontalen Abschnitt 1a die Trocknungsvorrichtung 4. Nach Umlenkung führt ein zwei­ ter horizontaler Abschnitt 1b der Papierbahn 1 zum un­ tersten Walzenspalt 8b. Die fertigbehandelte Papierbahn 1 durchläuft noch eine Meßstation 10, welche mit einem Sensor 11, der über die Breite der Papierbahn 1 hin und her bewegt werden kann, eine Bahneigenschaft, wie Feuchte, Glanz und/oder Glätte mißt, und sie an einen Istwerteingang 12 eines Reglers 13 leitet. Über einen Sollwerteingang 14 wird das über die Bahnbreite ge­ wünschte Eigenschaftsprofil eingegeben. Am Ausgang 15 werden entsprechende Steuersignale für die Trocknungs­ vorrichtung 4 abgegeben.

Die Trocknungsvorrichtung weist mehrere nebeneinander angeordnete Trocknungselemente 16 auf, deren Trock­ nungsleistung unabhängig voneinander steuerbar ist. Man kann daher einige Bahnabschnitte stärker trocknen als andere und daher das Feuchteprofil bzw. die davon ab­ hängigen Glanz- und Glättewerte ändern. Außerdem be­ sitzt die Trocknungsvorrichtung 4 eine Absaugvorrich­ tung 17, um den beim Trocknen entstehenden Dampf abzu­ führen. Das Trocknen kann durch Beblasen mit heißer Luft, durch eine infrarot-Strahlungsheizung, durch Wär­ meleitung mittels beheizter Zylinder oder auf eine an­ dere bekannte Weise erfolgen.

Im Betrieb wird eine Papierbahn 1 mit hoher Eingangs­ feuchte, beispielsweise 20%, in den Satinierkalander 3 eingeführt, so daß sämtliche Walzenspalte 8 mit Ausnah­ me des untersten Walzenspaltes 8b mit vergleichsweise hoher Feuchte durchlaufen werden, was zu einer sehr guten Glättung des Papiers führt. Eine weitere Verbes­ serung ergibt sich, wenn zumindest ein Teil der harten Walzen 6 beheizt ist und/oder wenn sich der Bezug der weichen Walzen 7 infolge der ständigen elastischen Ver­ formung erwärmt, also die Papierbahn 1 außer der hohen Feuchte auch noch eine höhere Temperatur annimmt. Die Trocknungsvorrichtung 4 setzt die hohe Feuchte bis an­ nähernd auf den gewünschten Endwert herab, beispiels­ weise auf 5%, wobei sich allerdings die Fasern an der Oberfläche teilweise aufrichten. Aus diesem Grund er­ folgt eine nochmalige Druckbehandlung im untersten Wal­ zenspalt 8b. Dies geschieht bei herabgesetzter Feuchte, was aber ausreicht, um die gewünschte hohe Glätte zu erzeugen.

Abwandlungen vom gezeigten Ausführungsbeispiel sind in vielerlei Hinsicht möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann das Papier auch in mehreren aufeinanderfolgenden Kompaktkalandern behandelt werden, wobei die Trocknungsvorrichtung wie­ derum am Ende der Behandlungsstrecke, jedoch auf jeden Fall vor dem letzten Walzenspalt, angeordnet ist.

Claims (13)

1. Verfahren zum Veredeln einer Papierbahn, die in mindestens einem Walzenspalt einer Druckbehandlung und anschließend einer Trocknung außerhalb eines Walzenspalts unterworfen wird, dadurch gekennzeich­ net, daß auf die Trocknung mindestens eine weitere Druckbehandlung in einem Walzenspalt folgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bis nahe zum gewünschten Endwert der Feuchte erfolgt und nur noch eine Druckbehand­ lung in einem Walzenspalt folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trocknung über die Bahnbreite zo­ nenweise steuerbar ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eigenschaften der fertig behan­ delten Bahn, wie Feuchte, Glanz und/oder Glätte, gemessen werden und in Abhängigkeit hiervon die Trocknung erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Trocknung entste­ hende Dampf abgesaugt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung mittels Strah­ lung, Konvektion oder Wärmeleitung erfolgt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mindestens zwei durch Walzen gebildeten Walzenspalten und einer Trocknungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) im Lauf der Papier­ bahn (1) zwischen zwei Walzenspalten (8a, 8b) an­ geordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trocknungsvorrichtung (4) vor dem letzten Walzenspalt (8b) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) über die Bahnbreite verteilt einzelne Trocknungselemente (16) aufweist, deren Trocknungsleistung unabhängig voneinander steuerbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ge­ kennzeichnet durch mindestens einen im Lauf der Papierbahn (1) hinter dem letzten Walzenspalt (8b) angeordneten Sensor (11) zur Messung einer Bahnei­ genschaft, wie Feuchte, Glanz und/oder Glätte, und durch eine Steuervorrichtung (13), die die Trock­ nungsleistung in Abhängigkeit von den Meßwerten steuert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Trocknungsvorrichtung (4) eine Dampfabsaugvorrichtung (17) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß ein vertikaler Walzensta­ pel verwendet und die Trocknungsvorrichtung (4) im Lauf der Papierbahn (1) zwischen dem zweituntersten (8a) und dem untersten (8b) Walzenspalt vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) in Höhe des zweituntersten Walzenspalts (8a) angeordnet ist und die Papierbahn (1) nach Umlen­ kung unterhalb der Trocknungsvorrichtung zum unter­ sten Walzenspalt (8b) geführt ist.