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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalandrieren von Papier
bei einem Kalander gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Ein
derartiges Verfahren ist aus der Druckschrift
DE 4322876 bekannt.
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Wenn
der Standard zum Kalandrieren einer Papierbahn bei herkömmlichen
Lösungen
verbessert wird, war tatsächlich
die einzige Möglichkeit
bei Superkalandern das Erhöhen
der Anzahl an Kalandrierspalten. Dies hat zu einem komplizierteren
Aufbau des Kalanders und zu einer komplizierteren Steuerung und
Endstückaufführen der
Papierbahn geführt.
Im Falle von in der Fertigungslinie befindlichen Maschinen muss
es insbesondere möglich sein,
die Widersprüche
zu lösen,
die sich aus der hohen Laufgeschwindigkeit und aus dem Aufführen bei voller
Geschwindigkeit ergeben. Es sind Versuche unternommen worden, diese
Probleme zu lösen,
unter anderem mittels verschiedener Riemen- und Schuhkalander, durch
die der Kalandrierspalt verlängert
wird und somit der Betrieb des Spaltes effizienter gestaltet wird.
Riemenkalander sind bislang unter anderem in den
finnischen Patenten 95 061 ,
102 304 und
102 305 beschrieben. Die sich auf Schuhkalander
beziehende Technologie ist wiederum bspw. in der Veröffentlichung
DE 43 44 165 und in dem
Patent
US 5 163 364 beschrieben.
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Riemen-
und Schuhkalander, d. h. allgemeiner gesagt ein Langspaltkalandrieren,
schaffen einen Glanz, der demjenigen einer superkalandrierten Qualität entspricht
oder zumindest ziemlich nahe dem Glanz ist, der mittels Superkalandrieren
erzielt wird, jedoch ist es schwierig, eine entsprechende Glätte zu erzielen.
Der maximale Druck in dem Spalt eines Riemen- und eines Schuhkalanders
bleibt aufgrund eines breiteren Spaltes niedriger als bei herkömmlichen
Spalten, die zwischen zwei Walzen ausgebildet sind, wobei aus diesem
Grund Langspaltkalander am besten für Papiersorten geeignet sind,
bei denen eine Erhaltung des spezifischen Volumens von höher Bedeutung
ist. Ein Langspaltkalandrieren hat sich als besonders günstig bei
einem Kalandrieren von Papiersorten mit niedrigem Glanz (unter 40% Hunter)
herausgestellt. Wenn ein deutlich höherer Glanz erwünscht und
erforderlich ist, ist der durch einen Langspaltkalander vorgesehene
Spaltdruck selbst nicht ausreichend, um einen Glanz auszubilden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zum
Kalandrieren von Papier zu schaffen, wobei durch dieses Verfahren
die Nachteile im Zusammenhang mit dem Stand der Technik vermieden
werden, und wobei dieses Verfahren ein verbessertes Kalandrierergebnis
in Bezug auf den Stand der Technik vorsehen. Im Hinblick auf die
Lösung
der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich durch
das Merkmal des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.
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Die
Erfindung schafft eine Anzahl an Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik und
von diesen Vorteilen können
beispielsweise die folgenden in diesem Zusammenhang aufgeführt werden.
Die Eigenschaften eines Langspaltkalanders und eines herkömmlichen
Kalanders, der mit einem Walzenspalt versehen ist, sind bei der
vorliegenden Erfindung mit dem Ergebnis kombiniert worden, dass
insbesondere dann, wenn ein langer Spalt mit einem niedrigen Druck
als der erste Spalt des Kalanders verwendet wird, ein derartiger
langer und mit niedrigem Druck versehener Spalt es ermöglicht,
das Papier vor dem anschließenden
Walzenspalt zu erwärmen,
zu plastizieren und geeignet zu formen. Dadurch kann das spezifische
Volumen des Papiers ohne Kompromisse im Hinblick auf andere Qualitätseigenschaften
erhalten bleiben. Bei der Standardglanzhöhe kann eine Einsparung bei
dem spezifischen Volumen von sogar ungefähr 7% im Vergleich zu einem
herkömmlichen
Superkalandrieren erzielt werden. Der erreichte Nutzen ist auf eine
längere Spaltverweilzeit
und auf höhere
Kalandriertemperaturen gegründet.
Der Kalandrierprozess ist üblicherweise
ein eher „heftiger” Vorgang
gegenüber
dem Papier, aber insbesondere dann, wenn ein Kalandrierspalt, der
in der erfindungsgemäßen Weise
lang ist, als der erste Spalt des Kalanders insbesondere verwendet
wird, wird durch diesen keine so große Spannung auf das Papier
wie bei herkömmlichen Walzenspalten
mit dem Ergebnis auferlegt, dass die Struktur des Papiers beim Kalandrieren
nicht leidet. Die Festigkeitseigenschaften des Papiers können günstig gehalten
werden. Der erfindungsgemäße Aufbau
sieht mehr Kräfte
vor, die parallel zu der Papieroberfläche sind, und durch die Wirkung
dieser Kräfte,
die parallel zu der Oberfläche
sind, und auch durch die Wirkung der Plastisierung der Bahn wird die
Glätte
des kalandrierten Papiers außerdem
besser als bei dem herkömmlichen
Standard. Im Vergleich mit insbesondere einem gegenwärtigen Weichkalandrieren
können
eine verbesserte Mikrorauhigkeit und ein höherer Glanz zusätzlich zu
der Erhaltung des spezifischen Volumens als die Nutzen der vorliegenden
Erfindung erachtet werden. Das Dickenprofilieren der Bahn wird jedoch
mittels des Walzenspalts ausgeführt.
Die weiteren Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden
Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung
der Erfindung hervor.
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Nachstehend
ist die Erfindung in beispielartiger Weise unter Bezugnahme auf
die beigefügte Zeichnung
beschrieben, die eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
des Kalanders gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, der insbesondere für ein zweiseitiges Kalandrieren
gedacht ist.
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Der
in der Zeichnung gezeigte Kalander weist zwei Kalandriereinheiten 10, 110 auf,
die hintereinander in Bezug auf die Laufrichtung einer Papierbahn
W angeordnet sind. Der die in der Zeichnung gezeigten beiden Kalandriereinheiten 10, 110 aufweisende
Kalander wird in dem Fall verwendet, bei dem die Papierbahn W an
beiden Seiten kalandriert wird. Typischerweise sind Papiere von
dieser Art, die an beiden Seiten kalandriert werden, bspw. Feinpapiere, die
für ein
Offsetdrucken gedacht sind. Natürlich kann
die vorliegende Erfindung auch bei einem einseitigen Kalandrieren
der Papierbahn W angewendet werden, wobei in diesem Zusammenhang
lediglich eine der in der Zeichnung gezeigten Kalandriereinheiten
benötigt
wird. Typischerweise sind Papiere von dieser Art, die lediglich
an einer Seite zu kalandrieren sind, bspw. Etikettenpapiere.
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Die
erste Kalandriereinheit 10 weist einen Kalandrierrahmen 11 auf,
in dem eine Langspaltwalze 12, eine erwärmbare Kalandrierwalze d. h.
eine sog. Thermowalze 16 und eine dritte Kalandrierwalze 17 eingepasst
sind, um einen Stapel auszubilden. Die Walzen 12, 16, 17 bilden
miteinander Kalandrierspalte N1, N2, von denen der Spalt N1 zwischen der
Langspaltwalze 12 und der erwärmbaren Kalandrierspalte 16 ein
Langspalt ist und in einer entsprechenden Weise der Spalt N2 zwischen der erwärmbaren Kalandrierwalze 16 und
der dritten Kalandrierwalze 17 ein Walzenspalt ist. Bei
der in der Zeichnung gezeigten Darstellung weist die Langspaltwalze 12 eine
Walzenstütze 13,
einen an dieser angeordneten Riemenmantel 14 und auch einen
Belastungsschuh 15 auf, durch den der Riemenmantel 14 gegen
die erwärmbare
Kalandrierspalte 16 belastet wird, um den Langspalt N1 auszubilden. Die dritte Kalandrierwalze 17 kann,
wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, eine sog. weiche Walze sein,
die mit einer weichen Walzenbedeckung 18, insbesondere
mit einer Polymerbedeckung, versehen ist. In diesem Fall ist der
Walzenspalt N2 zwischen der erwärmbaren
Kalandrierwalze 16 und der dritten Kalandrierwalze 17 ein
weicher Spalt. Wenn andererseits das Papier, das kalandriert wird,
es erforderlich macht, kann die dritte Kalandrierwalze 17 ohne
eine weiche Polymerbedeckung sein, so dass die dritte Kalandrierwalze 17 eine
harte Walze ist, wobei in diesem Zusammenhang der Walzenspalt N2 ebenfalls ein harter Spalt ist.
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In
der Darstellung der Zeichnung tritt die Papierbahn W, während sie
durch eine Breitstreckwalze 20 geführt wird, zunächst in
den Langspalt N1 der Kalandriereinheit 10.
Von dem Langspalt N1 tritt die Papierbahn
W mittels einer Entnahmewalze 21 und einer Breitstreckwalze 22 in
den Walzenspalt N2. Von dem zweiten Spalt
der ersten Kalandriereinheit 10, d. h. von dem Walzenspalt
N2, tritt die Papierbahn W bei der Darstellung
der Zeichnung mittels Führungs-
und Ausrichtwalzen 23 bis 27 zu der zweiten Kalandriereinheit 110 des
Kalanders. Wenn die Papierbahn W lediglich an einer Seite kalandriert
werden muss, tritt sie natürlich
nicht zu der zweiten Kalandriereinheit 110, sondern die
Papierbahn W kann nach dem zweiten Spalt, d. h. dem Walzenspalt
N2, der ersten Kalandriereinheit 10 direkt
zu einem weiteren Behandeln, bspw. zu einem Aufroller, treten.
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Wie
dies bereits vorstehend aufgeführt
ist, hat der in der Zeichnung gezeigt Kalander außerdem die
zweite Kalandriereinheit 110, deren Aufbau und Betrieb ähnlich wie
bei der ersten Kalandriereinheit 10 ist. Somit ist in der
Zeichnung der Rahmen der zweiten Kalandriereinheit mit dem Bezugszeichen 111 bezeichnet,
ist die in dem Rahmen sitzende Langspaltwalze mit dem Bezugszeichen 112 bezeichnet,
ist die erwärmbare
Walze mit dem Bezugszeichen 116 bezeichnet und ist die
dritte Kalandrierwalze mit dem Bezugszeichen 117 bezeichnet.
In ähnlicher
Weise wie bei der ersten Kalandriereinheit 10 weist die
Langspaltwalze 112 bei der zweiten Kalandriereinheit 110 ebenfalls
eine Walzenstütze 113, einen
an der Stütze
angeordneten Riemenmantel 114 und auch einen Belastungsschuh 115 auf,
mittels dem der Riemenmantel 114 gegen die erwärmbare Kalandrierwalze 116 belastet
wird, um den ersten Spalt der zweiten Kalandriereinheit 110 d.
h. einen Langspalt N3 auszubilden. Des Weiteren
bildet in ähnlicher
Weise wie bei der ersten Kalandriereinheit 10 die dritte
Kalandrierwalze 117 mit der erwärmbaren Walze 116 den
zweiten Spalt der Kalandriereinheit, d. h. einen Walzenspalt N4. Auch bei dieser Kalandriereinheit kann
die dritte Kalandrierwalze 117 eine mit einer weichen Oberfläche versehene
Walze sein, die mit einer weichen Walzenbedeckung und insbesondere
mit einer Polymerbedeckung 118 versehen ist, jedoch ist
es statt dessen ebenfalls möglich,
eine harte Walze anzuwenden, wenn der Prozess dies erforderlich
macht. Wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, tritt die Papierbahn
W, während sie
durch die Führungs-
und Ausrichtwalzen, die bereits vorstehend erwähnt wurden, und auch durch
die Führungswalze 119 und
eine Breitstreckwalze 120 geführt wird, von der ersten Kalandriereinheit 10 in den
ersten Spalt der zweiten Kalandriereinheit 110, d. h. in
den Langspalt N3. Von diesem Langspalt N3 tritt die Papierbahn W bei dem Ausführungsbeispiel
der Zeichnung mittels einer Entnahmewalze 121 und einer
Breitstreckwalze 122 in den zweiten Spalt der Kalandriereinheit,
d. h. in den Walzenspalt N4. Von dem Walzenspalt
N4 tritt die Papierbahn W zu einem weiteren
Behandeln, bspw. zu einem Aufroller.
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Bei
dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Papierbahn
W somit an beiden Seiten kalandriert, zunächst durch den Langspalt N1, N3 und danach
durch den Walzenspalt N2, N4,
wobei der Walzenspalt entweder ein weicher Spalt oder ein harter
Spalt sein kann. Des Weiteren wird, wie dies vorstehend beschrieben
ist, eine erhebliche Einsparung an spezifischem Volumen unter Verwendung des
Langspalts N1, N3 im
Vergleich zu bspw. einem herkömmlichen
Superkalandrieren erzielt, und der Kalandriereffekt wird durch den
Walzenspalt N2, N4 verbessert,
um einen ausreichenden Glanz vorzusehen. Das Dickenprofilieren der
Papierbahn wird mittels des Walzenspalts durchgeführt.
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Vorstehend
ist die vorliegende Erfindung in beispielartiger Weise unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben.
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Jedoch
ist die vorliegende Erfindung nicht ausschließlich auf das in der Zeichnung
gezeigte Beispiel beschränkt,
sondern verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung können
innerhalb des Umfangs der beigefügten
Ansprüche
variieren.