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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Papiermaschinen und Kartonmaschinen.
Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung für
ein Steuern der Verdampfung und der Feuchtigkeit bei einem Mehrspaltkalander,
wenn eine kontinuierliche faserhaltige Bahn in Kalendrierspalten,
die hintereinander angeordnet sind, kalendriert wird, bevor die
faserhaltige Bahn an einem Aufroller / an einer Aufwickeleinrichtung
aufgewickelt wird.
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Das
Kalendrieren ist ein Verfahren, durch das die Eigenschaften wie
beispielsweise die Glätte
von dem bahnartigen Material wie beispielsweise einer Papierbahn
oder Kartonbahn im Allgemeinen verbessert werden sollen. Bei einem
Kalendrieren tritt die Bahn in einen Spalt, der zwischen Walzen,
die gegeneinander gepresst werden, ausgebildet ist, und in dem die
Bahn durch die Wirkung der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Spaltbelastung
verformt wird, wobei in diesem Zusammenhang die physikalischen Eigenschaften
der Bahn beeinflusst werden können,
indem die vorstehend erwähnten
Parameter und die Wirkzeit gesteuert werden, und die erhaltene Glätte ist
eine Funktion der der Bahn auferlegten Arbeit.
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Bei
der Technik des Papierherstellens sind derzeit Sorten mit immer
höherer
Qualität
erforderlich. Da die erforderlichen Laufgeschwindigkeiten von Papiermaschinen
stetig zunehmen, geht die Richtung bei der Kalendriertechnologie
immer mehr zu den in der Fertigungslinie stattfindenden Lösungen hin,
die ein Weichkalendrieren und ein in der Fertigungslinie stattfindendes
Mehrspaltkalendrieren umfassen. Wenn es das Ziel ist, Druckpapiersorten
mit höherer
Qualität
mit einer PPS-Oberflächenglätte < 2 μm herzustellen,
wie beispielsweise SC-A- und LWC-roto-Sorten und glänzende beschichtete
Papiersorten, ist es ein wesentliches Problem, dass diese Art der
Sorten in der Praxis lediglich hergestellt werden kann, indem nach
dem Trocknen einer faserartigen Bahn ein Zwischenwickeln und außerhalb
der Fertigungslinie befindliche Superkalander angewendet werden,
wobei einige der Superkalander, üblicher
Weise drei, Seite an Seite verwendet werden, um die Produktionskapazität zu erfüllen.
- – Superkalendrieren
ist ein Kalendrieren bei einer Kalandereinheit, bei der Spalten
zwischen einer mit einer glatten Oberfläche versehenen Presswalze,
wie beispielsweise eine Metallwalze, und einer Walze ausgebildet
sind, die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt ist, wie beispielsweise
eine Polymerwalze. Die mit der elastischen Oberfläche versehene
Walze passt sich selbst an die Konturen der Oberfläche des
Papiers an und presst die entgegengesetzte Seite des Papiers gleichmäßig gegen
die mit der glatten Oberfläche versehene
Presswalze. Gegenwärtig
weist der Superkalander typischer Weise zehn bis zwölf Spalte
auf und für
den Zweck des Behandelns der Seiten der Bahn weist der Superkalander
einen sogenannten Umkehrspalt auf, bei dem zwei mit elastischer
Oberfläche
versehene Walzen gegenüber
einander vorhanden sind. Ein Superkalendrieren ist ein außerhalb
der Fertigungslinie stattfindendes Kalendrierverfahren und derzeit
sieht es die besten Papierqualitäten
mit einer PPS-Oberflächenglätte < 1,5 μm vor, wie
beispielsweise WFC, LWC-roto und SC-A.
- – In
der Fertigungslinie stattfindendes Mehrspaltkalendrieren ist ein
Kalendrieren bei einer Kalandereinheit, bei der Spalte zwischen
einer mit einer glatten Oberfläche
versehenen Presswalze wie beispielsweise eine Metallwalze und einer
Walze ausgebildet sind, die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt
ist, wie beispielsweise eine Polymerwalze, wobei die Walzen abwechselnd
hintereinander angeordnet sind. Die mit der elastischen Oberfläche versehene
Walze stimmt mit den Konturen der Oberfläche des Papiers überein und
presst die entgegengesetzte Seite des Papiers gleichmäßig gegen
die mit der glatten Oberfläche
versehene Presswalze. Eine in der Fertigungslinie befindliche Mehrspaltkalandereinheit
weist typischer Weise acht Walzen und sieben Spalte auf. Die lineare
Belastung nimmt in dem in der Fertigungslinie befindlichen Mehrspaltkalander
in der gleichen Weise wie bei dem Superkalander von dem oberen Spalt
zu dem Bodenspalt hin aufgrund der Schwerkraft zu. Ein in der Fertigungslinie
stattfindendes Mehrspaltkalendrieren ist ein Kalendrierverfahren,
durch das es möglich
ist, Sorten mit einer PPS-Oberflächenglätte > 1,0 μm herzustellen,
wie beispielsweise filmbeschichtetes LWC und SC-C und auch mit niedrigerer
Qualität
behaftetes Offset-LWC und SC-B.
- – Weichkalendrieren
ist ein Kalendrieren bei einer Kalandereinheit, bei der Spalten
zwischen einer mit einer glatten Oberfläche versehenen Presswalze,
wie beispielsweise eine Metallwalze, und einer Walze ausgebildet
sind, die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt ist, wie beispielsweise
eine Polymerwalze. Bei einem Weichkalander sind die Spalte zwischen
separaten Walzenpaaren ausgebildet. Um beide Seiten der Bahn bei
dem Weichkalander zu behandeln, ist die Reihenfolge der Walzenpaare,
die die aufeinanderfolgenden Spalte ausbilden, in Bezug auf die
Bahn derart umgekehrt, dass die mit der elastischen Oberfläche versehene
Walze dazu gebracht werden kann, an beiden Oberflächen der
Bahn zu arbeiten. Ein Weichkalendrieren ist ein in der Fertigungslinie
stattfindendes Kalendrierverfahren, durch das es möglich ist,
Sorten mit einer PPS-Oberflächenglätte > 1,5 μm zu erzeugen,
wie beispielsweise MFC und mit einer niedrigeren Qualität versehenes
filmbeschichtetes LWC und auch SC-C.
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Die
lineare Belastung nimmt bei Mehrspaltkalandern von dem oberen Spalt
zu dem Bodenspalt hin aufgrund der Schwerkraft zu. Um die nach unten
hin zunehmende lineare Belastung zu beseitigen, um die Durchbiegungslinie
der Walze zu steuern und auch um schnell den Satz an Walzen zu öffnen, wenden
derzeitige Mehrwalzenkalander ein Walzenentlasten an, das mittels
eines Zylinder- und Hebelarmmechanismus verwirklicht wird und das
die Schwerkraft ausgleicht. Ein derartiges Entlastungssystem für Walzen
ist bei den Kalandern OptiLoadTM vorgesehen.
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Die
Glätte
/ Arbeit, die bei den Kalandern OptiLoadTM ausgeübt wird,
stimmt ungefähr
mit dem in der nachstehend aufgeführten grafischen Darstellung
gezeigten Muster überein.
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Mittels
des Anfangsfeuchtigkeitsgehalts der Bahn vor dem Kalander und mittels
der Kalandertemperatur und der Dampfbehandlungen der Bahn kann die
Glätte-Impuls-Kurve
insbesondere in dem Temperaturbereich von 100°C bis 150°C typischer Weise um 0,2 μm in der
Glätteskala
in seiner Richtung versetzt werden.
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Derzeit
werden Kalendrierprobleme hauptsächlich
durch die folgenden Punkte bewirkt.
- a. Der
Anfangsfeuchtigkeitsgehalt, die Anzahl an Dampfbehandlungen und
die Kalendriertemperatur werden hauptsächlich auf der Grundlage des
Endfeuchtigkeitsgehalts nach dem Kalendrieren derart bestimmt, dass
a.
wenn der Endfeuchtigkeitsgehalt zu gering ist, die Bahn Feuchtigkeit
absorbiert, was zu einer Verschlechterung bei dem erzielten Glanz
in der Form einer Nachaufrauung führt, und
b. wenn der Endfeuchtigkeitsgehalt
zu hoch ist, zerstört
das Trocknen der Bahn in effektiver Weise die erhaltenen Qualitätswerte.
- b. Andererseits wird die Bestimmung des Anfangsfeuchtigkeitsgehalts
bei dem Kalendrieren durch die erwünschten optischen Eigenschaften
und die Stufe des Schwärzens
beeinflusst. Wenn der Endfeuchtigkeitsgehalt zu hoch wird, verschlechtert
sich die Opazität
oder die Lichtdurchlässigkeit
der Bahn, was bei einem fertigen Papiererzeugnis als eine Zunahme
der Durchdruckwerte erscheint, und die Stufe des Schwärzens nimmt
zu, was den Verkaufswert des Papiers in der Form von verringerter
Helligkeit und schlechtem Sichteindruck vermindert.
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Aufgrund
dieser Umstände
sind die realen Steuervariablen eines modernen Kalanders relativ
begrenzt und das Betriebsfenster eines einzelnen Kalanders ist relativ
schmal bei zunehmender Trocknungskapazität des Kalanders. Gegenwärtig kann
die Qualität
in der Praxis zufriedenstellend lediglich verbessert werden, indem
die Anzahl der Spalte des Kalanders zunimmt. In Verbindung damit
wird das Problem der Steuerbarkeit durch den Umstand verschärft, dass
mit zunehmender Anzahl der Spalte auch die Schwierigkeiten zunehmen, die
sich beim Einstellen des Anfangsfeuchtigkeitsgehalts und der Anfangstemperatur
der Bahn in einer derartigen Weise ergeben, dass das Rollen der
Bahn vermieden wird und dass die Bahn noch ausreichend feucht bei
den untersten Spalten des Kalanders und somit formbar ist, was von
hoher Bedeutung für
das Erzielen von Glätte
insbesondere und außerdem
der Dichte ist.
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Bei
bekannten Mehrspaltkalandern tritt die Bahn üblicherweise von einem Spalt
zu einem anderen mittels Entnahmewalzen oder Umkehrwalzen, die jeweils
an dem Ausgang des Spaltes angeordnet sind. Es ist außerdem bekannt,
dass in Verbindung mit der Entnahme von dem Spalt verschiedene Dampfkästen, Sprühvorrichtungen
und dergleichen vorhanden sind, durch die Versuche unternommen werden,
die Änderung
des Feuchtigkeitsgehaltes der Bahn zu steuern.
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Derzeit
sind der Endfeuchtigkeitsgehalt und der Anfangsfeuchtigkeitsgehalt
in großem
Maße von
den Eigenschaften des Fasermaterials und von den funktionalen Eigenschaften,
die von dem Endprodukt erforderlich sind, abhängig, und da das beste Ergebnis
erzielt wird, indem gleichzeitig das Kalendrieren und der Endfeuchtigkeitsgehalt
gesteuert werden, der nahe dem Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt
bei einer Situation einer Endverwendung sein sollte, um hohe Aufrauungs-
und Maßänderungseffekte
zu vermeiden, ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
nicht nur die vorstehend aufgeführten
Nachteile und Probleme in Zusammenhang mit dem Kalendrieren zu verringern,
sondern auch im Allgemeinen die Steuerung des Verdampfens und der
Feuchtigkeit bei dem Kalander zu verbessern, um das Qualitätspotential
bei einer vorgegebenen Impulshöhe
zu steigern. Das Verdampfen und das Trocknen der Bahn, die bei den
verschiedenen Laufsituationen auftreten, sind in starkem Maße von der
Laufgeschwindigkeit, der linearen Belastung und der Temperatur abhängig, wobei
daher das Befeuchten und somit die Endqualität und der Endfeuchtigkeitsgehalt
sehr schwierig bei den verschiedenen Situationen zu steuern sind,
wenn eine Änderung
bei dem Kalander vorhanden ist. Aus diesem Grund ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, außerdem
die Steuerbarkeit zu verbessern, damit der Feuchtigkeitsgehalt der
Bahn bei verschiedenen Situationen des Betriebs von dem Kalander
gesteuert werden kann, beispielsweise wenn Änderungen bei der Geschwindigkeit,
den Walzentemperaturen und der linearen Belastung auftreten.
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Diese
Aufgaben sind mittels des Verfahrens und der Vorrichtung gelöst, die
eingangs genannt wurden, wobei die speziellen hauptsächlichen
Merkmale, die kennzeichnend für
sie sind, in den unabhängigen
Ansprüchen
1 und 6 des beigefügten
Satzes an Ansprüchen
aufgeführt
sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist somit auf die neue und erfinderische Idee
gegründet,
dass durch ein Ersetzen von einer oder mehreren Entnahmewalzen durch
eine Luftflotationskammer der Drehluftart die Nettoverdampfung von
der Bahn und der Endfeuchtigkeitsgehalt der Bahn bei verschiedenen
Laufsituationen konstant gestaltet werden können. Somit ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung von Vorteil, dass der Kalander eine Luftflotationskammer
der Drehluftart in Verbindung mit dem Auslass von zumindest einem
Spalt aufweist. Bei einem Mehrwalzenkalander wird das beste Ergebnis
dann erzielt, wenn mehrere Luftflotationskammern vorhanden sind
und vorzugsweise in Verbindung mit dem Auslass von jedem Spalt,
wobei in diesem Zusammenhang die Feuchtigkeit und das Verdampfen
in dem Bereich des gesamten Kalanders konstant gestaltet werden
können,
was dazu führt,
dass die Bahn nicht großen
Trocknungszyklen / Befeuchtungszyklen ausgesetzt ist, was vom Gesichtspunkt
der Festigkeit, der Maßstabilität, des Rollens
und des Nachaufrauens vorteilhaft ist.
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Als
ein wesentlicher Vorteil im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
soll des weiteren erwähnt
werden, dass mittels der Erfindung das Halten der Kernfestigkeit
bei der Bahn verbessert ist und aufgrund dessen höhere Temperaturen
im Allgemeinen bei dem Kalendrieren angewendet werden können. Die effektivste
Weise zum Formen von z.B. Papier ist es, Faserpolymere bei Temperaturen
zu formen, die höher als
die Glasübergangstemperatur
ist, wobei daher eine wesentliche Zunahme der Temperatur insbesondere bei
Mehrspaltkalandern mit sechs und acht Walzen möglich wird. Im Hinblick auf
die Vorteile kann des weiteren erwähnt werden, dass ein Luftkonditionieren
in der Maschinenhalle verringert werden kann und in Verbindung mit
SC-Papier Dampfkästen
weggelassen werden können.
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Wenn
die Feuchtigkeitshöhe
bei einer Papierbahn 5 bis 10% beträgt, sind die sogenannten Glasübergangstemperaturen in
dem Bereich von 120–90°C, wobei
die Glasübergangstemperatur
die Mitte der Glasübergangsbereichscharakteristik
von jedem Faserpolymerhalbstoff ist, wie beispielsweise mechanische
und chemische Faserhalbstoffe, und die Formbarkeit des Halbstoffes
durch dessen Fähigkeit,
kalendriert zu werden, ist bei der Glasübergangstemperatur am besten.
Bei einem Mehrspaltkalander mit sechs oder acht Walzen, bei dem
die Oberflächentemperaturen
der Walzen gegenwärtig
typischer Weise 140–150°C betragen, kann
aufgrund der hohen Laufgeschwindigkeiten die Temperatur der Bahn
lediglich bis auf eine Höhe
von 80–70°C ansteigen,
was wesentlich unterhalb der optimalen Kalendriertemperatur ist,
jedoch ermöglicht
die Feuchtigkeitssteuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Bewahren der Kernfeuchtigkeit der Bahn und somit eine
Anwendung von höheren
Kalendriertemperaturen, was dazu führt, dass die Temperatur der
Bahn bis zu einer optimalen Höhe
von 120–90°C entsprechend
der Glasübergangstemperatur
erhöht
werden kann. Bei Kalandern mit zehn und zwölf Walzen nimmt die Temperatur
der Bahn aufgrund der längeren
Verweilzeit auf eine deutlich höhere
Stufe als bei Kalandern mit sechs und acht Walzen zu. Bei gegenwärtigen Kalandern mit
zehn oder zwölf
Walzen begrenzt ein typisches Trocknen der Bahn bei den letzten
zwei Spalten jedoch die Anwendung von Temperaturen, und in der Praxis
verbleiben die Oberflächentemperaturen
der Walzen bei ungefähr
120°C und
die Temperatur der Bahn bleibt bei einer Höhe von ungefähr 90°C, was lediglich
gerade innerhalb des optimalen Kalendriertemperaturbereiches ist.
Ein Steuern der Feuchtigkeit gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
ein Bewahren der Kernfeuchtigkeit der Bahn und somit ein Anwenden
von Kalendriertemperaturen, die erheblich höher als derzeitige Temperaturen
sind, d.h. maximal 150°C,
wobei in diesem Zusammenhang die Temperatur der Bahn bis auf eine
deutlich optimale Höhe
von 120–90°C erhöht werden
kann, was der Glasübergangstemperatur
entspricht. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist
es, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
für ein
Steuern des Feuchtigkeitsgehaltes der Bahn anstelle von und / oder
zusätzlich
zu vor dem Kalander angeordneten Dampfkästen angeordnet werden kann.
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In
Bezug auf die anderen Vorteile der vorliegenden Erfindung wird auf
den nachfolgenden speziellen Teil der Beschreibung verwiesen und
im Hinblick auf die anderen zusätzlichen
Merkmale, die kennzeichnend für
die Erfindung sind, wird auf die abhängigen Ansprüche 2 bis
5 und 7 bis 10 des beigefügten
Satzes an Patentansprüchen
verwiesen.
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Im
Hinblick auf die Erläuterung
der Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ist die vorliegende
Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das als vorteilhaft
erachtet wird, in beispielartiger Weise unter Bezugnahme auf die
beigefügte
Zeichnung beschrieben, die in schematischer Weise einen Mehrspaltkalander
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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In
der Zeichnung ist ein Mehrspaltkalander 10 gezeigt, der
ein Kalander der Superkalanderart ist, und der sechs Walzen 11, 12, 13, 14, 15 und 16 und
fünf Spalte 1, 2, 3, 4 und 5 aufweist.
Um die Seiten einer Bahn W zu behandeln ist ein Spalt 3 des
Superkalanders 10 ein sogenannter Umkehrspalt, bei dem
zwei mit elastischer Oberfläche
versehene Walzen 13 und 14 gegeneinander vorhanden
sind. Dieser Umkehrspalt 3 ist in der Laufrichtung der
Bahn W nach den beiden obersten Spalten 1 und 2 vor
den beiden untersten Spalten 4 und 5 angeordnet,
wobei in diesem Zusammenhang im wesentlichen identische Spaltimpulse
auf die Bahn W vor und nach dem Umkehrspalt 3 aufgebracht
werden können.
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Polymer
ist ein allgemeiner Name von makromolekularen Verbindungen. Bei
teilkristallinen Polymeren, beispielsweise bei mechanischen Halbstoffen
entspricht die Zusammensetzung an Halbstoffen der ursprünglichen
Zusammensetzung von Holz, wobei in diesem Zusammenhang die Moleküle in dem
kristallinen und amorphen Bereich sind. Typischer Weise enthält Holz
drei verschiedene Arten an Biopolymer: teilkristalline Cellulose
(Kristallinitätsgrad
45–90%),
amorphe Hemicellulose und amorphes Lignin. Der Anteil von diesen gegenüber einander
schwankt von Baumart zu Baumart. Die norwegische oder gemeine Fichte
(Picea abies), die am häufigsten
als Rohmaterial für
einen mechanischen Halbstoff in den nordischen Ländern verwendet wird, enthält ungefähr 42% an
Cellulose, ungefähr
28% an Hemicellulose und ungefähr
27% an Lignin. Der Ligningehalt in chemischem Halbstoff ist geringer
als in mechanischem Halbstoff. Kiefersulfathalbstoff enthält ungefähr 75% an
Cellulose, ungefähr
19% an Hemicellulose und ungefähr
6% an Lignin. Verformungen, die bei den Faserpolymeren eines derartigen
mechanischen und chemischen Halbstoffs auftreten, sind von der Zeit
abhängig
und teilweise irreversibel, d.h. viskoelastisch. Ein viskoelastisches
Verhalten hängt
im Wesentlichen von der Scherrate, der Struktur der Polymere und
der Temperatur ab. Da die Zunahme der Temperatur die Bewegung der
Moleküle
und ihre Segmente beschleunigt, verursacht die Zunahme der Temperatur,
dass die amorphe Phase schneller auf eine externen Kraft reagiert.
In diesem Zusammenhang werden dauerhafte Verformungen in dem Material
durch eine externe Kraft in einer kürzeren Dauer mit sich gebracht.
Unterhalb einer bestimmten Temperatur, die spezifisch für jedes
Polymer ist, ist die amorphe Phase im Glaszustand, bei dem amorphe
Polymere und amorphe Teile von teilkristallinen Polymeren sich so
verfestigt haben, dass sie hart und brüchig sind. Durch die Wirkung
einer externen Kraft kann in der amorphen Phase des Glaszustands zusätzlich zu
der reversiblen Verformung (elastische Komponente) eine dauerhafte
Verformung (Viskosekomponente) auftreten, die plastische Verformung
genannt wird. Eine Zunahme der Temperatur der amorphen Phase, die
in dem Glaszustandsbereich auftritt, beeinflusst nicht ihr viskoelastisches
Verhalten in einem wesentlichen Maße. Wenn die Temperatur des
Polymers bis zu dem Glasübergangsbereich
hin ansteigt, ändern sich
sämtliche
physikalische und mechanische Eigenschaften der amorphen Phase des
Polymers in drastischer Weise und eine erhebliche Zunahme bei dem
Anteil der viskosen Komponente wird bei dem viskoelastischen Verhalten
der amorphen Phase beobachtet. Die Mitte des Glasübergangsbereichs
ist als die sogenannte Glasübergangstemperatur
bekannt. Unterhalb der Glasübergangstemperatur
werden schnelle Segmentbewegungen in großem Maße von amorphen Polymeren gänzlich verhindert,
jedoch durch Ansteigen der Temperatur in dem Glasübergangsbereich
wird eine Situation erreicht, bei der Polymersegmente dazu in der Lage
sind, hintereinander aufgrund ihrer thermischen Energie zu gleiten.
Als ein Beispiel von Glasübergangstemperaturen
kann erwähnt
werden, dass bei ganz trockenen Bedingungen in Abhängigkeit
von dem Kristallinitätsgrad
die Glasübergangstemperaturen
wie folgt variieren:
- – für Cellulose in dem Bereich
von 200°C–250°C,
- – für Hemicellulose
in dem Bereich von 150°C–220°C und
- – für Lignin
in dem Bereich von 130°C–205°C.
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Die
Feuchtigkeit hat einen verringernden Effekt auf diese Temperaturen.
Es sollte beachtet werden, dass Lignin Feuchtigkeit lediglich in
einem begrenzten Maße
absorbieren kann und ihre Glasübergangstemperatur
konstant bleibt, wenn der Feuchtigkeitsgehalt 2,5% überschreitet,
und wenn die Feuchtigkeitshöhe
bis über
5% ansteigt, kann befunden werden, dass mechanischer Halbstoff zwei
verschiedene Glasübergangstemperaturen
hat, eine niedrigere Glasübergangstemperatur
für den
Celluloseanteil und eine höhere
Glasübergangstemperatur
für den
Ligninanteil.
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Wie
dies in der Zeichnung gezeigt ist, läuft die Bahn W um eine Führungswalze 6 herum
- – entweder,
wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, über eine Anfangsbefeuchtungsvorrichtung 17
- – oder
direkt von der Führungswalze 6,
was durch die vorliegende Erfindung ermöglicht wird, in den ersten obersten
Spalt 1 von dem Kalander 10, wobei dieser Spalt
sich zwischen den obersten Walzen 11 und 12 des
Kalanders befindet. Die obere Walze des Walzenpaares 11, 12 ist
bei diesem Beispiel in der Zeichnung vorteilhafter Weise durch eine
mit einer glatten Oberfläche
versehene Presswalze 11, wie beispielsweise eine Metallwalze,
dargestellt und die untere Walze des Walzenpaares 11, 12 ist
vorteilhafter Weise eine Walze 12, die mit einer elastischen
Bedeckung bedeckt ist, wie beispielsweise eine Polymerwalze.
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Von
dem obersten Spalt 1 tritt die Bahn W weiter in eine Sekundärbefeuchtungsvorrichtung 21, 22,
die in Verbindung mit dem Auslass des ersten Spaltes 1 und
zwischen dem Auslass des Walzenpaares 11, 12,
das den obersten Spalt 1 ausbildet, und einer Entnahmewalze
oder Umkehrwalze 7 angeordnet ist, die nach dem Walzenpaar
angeordnet ist und nachstehend durch den Ausdruck "Umkehrwalze" bezeichnet ist.
Nach der Sekundärbefeuchtungsvorrichtung 21, 22 läuft die
Bahn W über
die Umkehrwalze 7 in den zweiten Kalendrierspalt 2,
der wie bei dem ersten Spalt 1 in vorteilhafter Weise zwischen
einer mit einer glatten Oberfläche versehenen
Presswalze 13, wie beispielsweise eine Metallwalze und
einer Walze 12, die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt
ist, wie beispielsweise eine Polymerwalze, ausgebildet ist. Ein
Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Spalt 1 und 2 ist,
dass die Walze 11, die mit einer elastischen Bedeckung
bedeckt ist, die obere Walze bei dem ersten Spalt 1 ist,
während
die Walze 13, die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt ist,
die untere Walze in dem zweiten Spalt 2 ist.
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Die
Bahn W tritt von dem zweiten Spalt 2 in eine Luftflotationskammer 20 der
Drehluftart der vorliegenden Erfindung, die in Verbindung mit dem
Auslass des zweiten Spaltes 2 angeordnet ist, wobei diese
Kammer auch als eine Einrichtung zum Drehen der Laufrichtung der
Bahn W und zum Führen
derselben in den dritten Spalt wirkt, der der Umkehrspalt 3 des
Kalanders ist, wobei sich dieser Spalt zwischen zwei Walzen 13 und 14 befindet,
die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt sind, wie beispielsweise
Polymerwalzen, wobei in diesem Zusammenhang eine Arbeit auf beide
Seiten der Bahn W mittels einer mit einer elastischen Oberfläche versehenen
Walze ausgeübt
wird. In diesem Zusammenhang ist keine Umkehrwalze in dem Abschnitt
zwischen dem zweiten Spalt 2 und dem dritten Spalt 3 erforderlich.
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Die
Bahn W läuft
von dem dritten Spalt 3 über eine Umkehrwalze 7 in
den vierten Kalanderspalt 4, der wie der erste Spalt 1 in
vorteilhafter Weise zwischen einer mit einer glatten Oberfläche versehenen
Presswalze 15, wie beispielsweise eine Metallwalze, die
die untere Walze des vierten Spaltes 4 ist, und einer Walze 14 ausgebildet
ist, die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt ist, wie beispielsweise
eine Polymerwalze, die die obere Walze des Spaltes 4 ist.
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Die
Zeichnung zeigt nicht die Möglichkeit,
dass eine Luftflotationskammer 20 der Bahn W gemäß der vorliegenden
Erfindung auch in Verbindung mit dem Auslass des ersten Spaltes 1,
des dritten Spaltes 3 und / oder des vierten Spaltes 4 angeordnet
werden kann.
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Von
dem vierten Spalt 4 läuft
die Bahn W erneut über
eine Umkehrwalze 7 in den fünften Kalendrierspalt 5,
der wie der zweite Kalendrierspalt 2 in vorteilhafter Weise
zwischen einer mit einer glatten Oberfläche versehenen Presswalze 15,
wie beispielsweise einer Metallwalze, die die obere Metallwalze
des fünften
Spaltes 5 ist und einer Walze 16 ausgebildet ist,
die mit einer elastischen Bedeckung bedeckt ist, wie beispielsweise
eine Polymerwalze, die die untere Walze des fünften Spaltes 5 ist.
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Bei
dem in der Zeichnung gezeigten als ein Beispiel dienenden Fall ist
nach dem fünften
Spalt 5 die Bahn W so eingerichtet, dass sie über einen
geschlossenen Zug anstelle eines freien Zuges läuft, damit die Temperatur und
der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn mittels einer Temperatur- und Feuchtigkeitsreguliereinheit 8,
die beispielsweise ein Infrarotluftbahntrockner ist, sogar nach
dem fünften
Spalt 5 vor der letzten Umkehrwalze 7 reguliert
werden kann, von der die Bahn W zu einem Aufroller / einer Wickeleinrichtung 9 läuft.
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Somit
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Luftflotationskammer der Drehluftart oder dergleichen
in Verbindung mit der Entnahme von zumindest einem Spalt 1, 2, 3, 4, 5 des
Kalanders 10 zum Zwecke des Steuerns des Feuchtigkeitsgehaltes
der Bahn W vorhanden, wobei die Kammer geschlossen ist und sich über die
gesamte Breite der Bahn W erstreckt. In vorteilhafter Weise ist
eine Luftflotationskammer 20 in Verbindung mit der Entnahme
von jedem Spalt 1, 2, 3, 4,
und 5 des Kalanders 10 angeordnet, wobei in diesem Zusammenhang
die Kompensation von Verdampfung und Feuchtigkeit über den
gesamten Bereich des Kalanders 10 verteilt und gleichmäßig ausgebildet
ist. Dies bedeutet, dass es nicht wahrscheinlich ist, dass bei der Bahn
große
Trocknungszyklen / Befeuchtungszyklen vorhanden sind, was vom Gesichtspunkt
der Festigkeit, der Maßstabilität, des Rollens
und Nachaufrauens vorteilhaft ist.
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Bei
dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Sekundärbahnbefeuchtungseinrichtung 21, 22 in
Verbindung mit der Entnahme des ersten Spaltes 1 angeordnet.
Die Sekundärbefeuchtungseinrichtung 21, 22 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel,
die sich zwischen dem Auslass des Spaltes 1 und der Umkehrwalze 7 befindet,
die sich nach dem den ersten Spalt 1 ausbildenden Walzenpaar 11, 12 befindet,
ist ein geschlossener Dampf- oder Luftgebläsekasten, eine Sprühvorrichtung,
eine Zerstäubungsvorrichtung
oder eine Vorrichtung, die gemäß einer
vorgegebenen Steuerung arbeitet, um die Verdampfung zu steuern,
und weist ein oberes Haubenteil 21, das in seinem Inneren
eine obere Tasche definiert, die die Bahn W von oben beeinflusst,
und ein unteres Haubenteil 22 auf, das in seinem Inneren
eine untere Tasche definiert, die die Bahn W von unten beeinflusst,
wobei der Kasten / die Vorrichtung / die Einrichtung sich über die
gesamte Breite der Bahn W erstreckt. Bei dieser Art an Sekundärbefeuchtungsvorrichtung,
die aus den Haubenteilen 21 und 22 ausgebildet
ist, läuft
die Bahn W zwischen den Haubenteilen 21 und 22 und
verwendet Dampf, Wasser oder feuchte Luft für ein Befeuchten der Bahn W.
Es ist von Vorteil, dass die Zuführung
eines befeuchtenden Mediums, insbesondere sein Zuführdruck
und seine Zuführtemperatur
und auch seine Zuführmenge
in den oberen oder unteren Haubenteil 21 oder 22 unabhängig von
der Zuführung
eines befeuchtenden Mediums in den anderen Haubenteil 22 oder 21 jeweils
ist, wobei in diesem Zusammenhang die Regulierung der Temperatur
und die Verdampfung von einer Seite der Bahn W unabhängig von
der Temperatur und der Verdampfung von der anderen Seite der Bahn
W ist. Damit das Befeuchten der Bahn W auch in der Richtung CD quer
zu der Maschinenrichtung der Papiermaschine reguliert wird, ist
es von Vorteil, dass die Haubenteile 21 und 22 in
Abteilungen mittels Teilungswänden
in der Maschinenquerrichtung geteilt sind, wobei in diesem Zusammenhang
beispielsweise die Randteile der Bahn W unterschiedlich gegenüber den
mittleren Teilen der Bahn befeuchtet werden können.
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Bei
dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Luftflotationskammer 20 der
Drehluftart für
die Bahn in Verbindung mit der Entnahme des zweiten Spaltes 2 angeordnet.
Die Luftflotationskammer 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist geschlossen und erstreckt sich über die gesamte Breite der
Bahn W. Bei der Luftflotationskammer 20 passiert der Lauf
der Bahn W in dem Luftkonditionskanal der Luftflotationskammer,
in dem die Bahn W nicht in Kontakt mit den Wänden steht, die den Kanal definieren,
und der durch einen äußeren Gebläsekasten 23 und
einen inneren Gebläsekasten 24 definiert
ist, die beide Luft oder Dampf zu der Bahn blasen, wobei die Temperaturen,
die Feuchtigkeitsgehalte und die Strömungsmengen der Luft oder des
Dampfes unabhängig
voneinander einstellbar sind, um die Bahn W zu befeuchten. Es ist
von Vorteil, dass die Zuführung
eines Mediums, insbesondere sein Zuführdruck, seine Zuführtemperatur
und seine Zuführmenge,
in den äußeren Gebläsekasten 23 unabhängig von
der Zuführung
eines Mediums ist, das in den inneren Gebläsekasten 24 zugeführt wird,
und umgekehrt, wobei in diesem Zusammenhang eine Regulierung der Temperatur
und ein Verdampfen von einer Seite der Bahn W unabhängig von
der Regulierung der Temperatur und der Verdampfung von der anderen
Seite der Bahn W ist. Damit der Feuchtigkeitsgehalt und das Verdampfen
von der Bahn W außerdem
in der Querrichtung in Bezug auf die Maschinenrichtung der Papiermaschine reguliert
werden kann, ist es von Vorteil, dass die Gebläsekästen 23 und 24 in
dieser Querrichtung in Abteilungen abgeteilt oder geteilt sind,
wobei in diesem Zusammenhang beispielsweise die Randteile der Bahn
W gegenüber
den mittleren Teilen der Bahn unterschiedlich behandelt werden können.
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Gemäß einer
Anwendung von einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das als vorteilhaft erachtet wird, hat
die Luftflotationskammer 20 umschlossen in einem gemeinsamen
Gehäuse:
- – eine
Umkehrvorrichtung, deren der Bahn W zugewandte Oberfläche nach
außen
gekrümmt
ist und nicht mit der Bahn in Kontakt steht, wobei die Umkehrvorrichtung
als ein innerer Gebläsekasten 24 dient
und seine der Bahn W zugewandte gekrümmte Oberfläche perforiert ist, und
- – einen äußeren Gebläsekasten 23,
dessen der Bahn W zugewandte Oberfläche nach innen gekrümmt ist und
nicht mit der Bahn in Kontakt steht und dessen der Bahn W zugewandte
gekrümmte
Fläche
perforiert ist.
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Die
gekrümmte
Oberfläche
des äußeren Gebläsekastens 23 entspricht
im wesentlichen der Form der gekrümmten Oberfläche des
inneren Gebläsekastens 24,
jedoch ist ihr Krümmungsradius
größer als
der Krümmungsradius
von dem inneren Gebläsekasten 24,
damit für
die Bahn W ein Durchtritt ausgebildet wird, der sich durch die Luftflotationskammer 20 erstreckt
und nicht mit der Bahn W in Kontakt steht.
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Da
bei der Sekundärbefeuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Haubenteile 21 und 22 und auch die
Gebläsekästen 23 und 24 ein
Medium zu den entgegengesetzten Oberflächen der Bahn W blasen, wirken
die Gebläseströmungen als
Gebläseströmungen,
die die Mediumströmung
durch die Bahn W reduzieren, was andererseits ein kontaktloses Laufen
der Bahn W durch die Sekundärbefeuchtungsvorrichtung 21, 22 und
durch die Luftflotationskammer 20 sicherstellt, und andererseits
eine Ausbildung eines Mediumbettes erleichtert, wodurch bewirkt
wird, dass die Bahn W zwischen der Bahn W und dem unteren Haubenteil 22 oder
dem inneren Gebläsekasten 24 aufschwimmt.
Ein Vorteil der zu beiden Seiten der Bahn W gelieferten Mediumströmungen ist
außerdem,
dass die verschiedenen Seiten der Bahn unabhängig voneinander in unterschiedlichen
Weisen behandelt werden können.
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In
diesem Zusammenhang muss erwähnt
werden, dass vom Gesichtspunkt der Betreibbarkeit der Erfindung
es nicht erforderlich ist, Mediumströmungen auf beiden Seiten der
Bahn W bei der Sekundärbefeuchtungsvorrichtung 21, 22 oder
bei der Luftflotationskammer 20 aufzubringen, da es für eine angemessene
Steuerung der Verdampfung und der Feuchtigkeit ausreichend ist,
dass der Mediumstrom lediglich auf eine Oberfläche der Bahn W aufgebracht wird,
wobei es in diesem Zusammenhang von Vorteil ist, dass die Mediumströmung an
der Bahn derart gerichtet wird, dass ein Erzielen des Effektes einer
Flotation bzw. eines Aufschwimmens der Bahn W ermöglicht wird.
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Vorstehend
ist die vorliegende Erfindung lediglich in beispielartiger Weise
unter Zuhilfenahme von einigen ihrer als vorteilhaft erachteten
Ausführungsbeispielen
beschrieben. Dadurch soll natürlich
die Erfindung nicht eingeschränkt
sein und, wie dies einem Fachmann klar ist, es sind viele verschiedene
alternative Einrichtungen und Abwandlungen innerhalb der erfinderischen
Idee und des in den beigefügten
Ansprüchen
definierten Schutzumfanges denkbar. Es sollte insbesondere bemerkt
werden, dass die Erfindung in weitem Umfang bei verschiedenen Mehrspaltkalanderanwendungen
angewendet werden kann und dass auch andere gasartige Medien anstelle
von Luft und Dampf verwendet werden können.
