DE69405621T2

DE69405621T2 - Verfahren zum Kalandern einer Papierbahn und ein Kalander zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE69405621T2
Application number: DE69405621T
Authority: DE
Inventors: Markku Ellilae; Unnas Pekka Koivuk; Harri Kuosa; Mikko Tani; Jussi Tuomela
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1993-03-08
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH06306791A; FI931021A0; DE69405621D1; EP0617165B1; CA2116298A1; US5483873A; EP0617165A1; FI931021A; FI95061C; FI95061B; JP3177561B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalandern einer Papierbahn, wobei die Papierbahn durch einen Kalanderwalzenspalt geführt wird, welcher Kalanderwalzenspalt zwischen einer Walze, die mit einer weichen Oberfläche mittels einer Beschichtung oder in einer äquivalenten Weise versehen worden ist, und einer beheizbaren Hartwalze ausgebildet ist, in welchem Walzenspalt die Papierbahn über einer Papierausrichtwalze geführt wird, und in welchem Verfahren die beheizbare Walze so beheizt wird, um die Oberflächenschicht der auf der Seite der beheizbaren Walze befindlichen Papierbahn zu plastifizieren, vorzugsweise in der Weise, daß die Temperatur der Oberflächenschicht im Kalanderwalzenspalt die Glasumwandlungstemperaturen der im Papier enthaltenen Polymere übersteigt, und in welchem Verfahren die Papierbahn vor den Eintritt in den Kalanderwalzenspalt befeuchtet wird, um die Glasumwandlungstemperaturen der im Papier enthaltenen und durch in Kontaktbringen der Papierbahn mit der beheizbaren Walze vor dem Eintritt der Bahn in den Kalanderwalzenspalt vorerwärmten Polymere herabzusetzen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Kalander, der von dem Verfahren Gebrauch macht, welcher Kalander einen Kalanderwalzenspalt aufweist, welcher zwischen einer Walze, die mittels einer Beschichtung oder in einer äquivalenten Weise mit einer weichen Oberfläche versehen worden ist, und einer beheizbaren Hartwalze ausgebildet ist, und durch welchen Kalanderwalzenspalt die Papierbahn läuft, wobei der kalander mit einer Papierausrichtwalze versehen ist, mittels welcher die Papierbahn in den Kalanderwalzenspalt geführt wird, wobei die beheizbare Walze eingerichtet ist, um so beheizt zu werden, daß die Oberflächenschicht der auf der Seite der beheizbaren Walze angeordneten Papierbahn plastifiziert wird, vorzugsweise so, daß die Temperatur in der Oberflächenschicht im Kalanderwalzenspalt die Glasumwandlungstemperaturen der im Papier enthaltenen Polymeren übersteigt, und der Kalander unmittelbar vor dem Kalanderwalzenspalt eine Einrichtung zum Befeuchten und Vorwärmen der Papierbahn aufweist.
Durch ein Kalandern von Papier ist versucht worden, die bereits erreichten Papierqualitätswerte zu verbessern, oder mit einer Standartqualitätshöhe eine größere Laufgeschwindigkeit oder ein besseres Papiervolumen zu erreichen. Die Plastizität (Formfähigkeit) von Papier kann dadurch erhöht werden, daß die Temperatur angehoben wird oder der Feuchtigkeitsanteil in dem Papier angehoben wird. Eine beträchtliche Änderung findet in der Plastizität von Papier statt, wenn die Temperatur der in dem Papier enthaltenen Polymere bis zu der sogenannten Glasumwandlungstemperatur oder darüber hinaus ansteigt. Dann kann das Papier einfacher als unterhalb der Glasumwandlungstemperatur geformt werden. Ein gesteigerter Feuchtigkeitsanteil im Papier setzt die Glasumwandlungstemperatur herab. Es ist höchst üblich, daß die Papierbahn mit Hilfe einer beheizbaren Walze, einer sogenannten Thermowalze, und darüber hinaus möglicherweise mit Hilfe einer Dampfbehandlung vor dem Walzenspalt in einem Kalanderwalzenspalt erwärmt wird. Die Dampfbehandlung erhöht auch den Feuchtigkeitsanteil in dem Papier und setzt somit die Glasumwandlungstemperatur herab. Jedoch besteht darin ein Problem, daß das Papier keine Zeit hat, in dem Walzenspalt ausreichend erwärmt zu werden und daß der Dampf vor dem Kalander in die Umgebung, entweicht.
Neben dem oben beschriebenen Stand der Technik sei unter anderem auch auf das DE-Patent 4126233 bezuggenommen, das ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Glätten einer Papierbahn betrifft. Jn dem Verfahren wird die Papierbahn zunächst mit Hilfe von Wärmestrahlern derart erwärmt, so daß an den Flächen des Papiers eine Plastifiziertemperatur erreicht wird, woraufhin die Papierbahn durch ein Paar von einen Walzenspalt bildenden Walzen geführt wird, wobei die Papierbahn in dem Walzenspalt gepreßt und gekühlt wird. Das Verfahren und die Vorrichtung involvieren eine Anzahl von Nachteilen, so daß es unwahrscheinlich ist, daß deren Zielsetzungen erreicht werden. Zunächst rührt dies von der Tatsache her, daß die Bahn vor dem Walzenspalt beträchtlich erwärmt wird, in welchen Falle die Bahn Zeit hat abzukühlen, bevor sie den Walzenspalt erreicht. Dies beeinflußt die Papierbahn derart, daß unmittelbar nach dem Erwärmen die Oberflächentemperaturen des Papiers in der Tat sehr groß werden, allerdings werden diese Oberflächentemperaturen herabgesetzt, bevor der Walzenspalt erreicht wird, und wird entsprechend die Temperatur in dem Inneren der Papierbahn größer. Einer der wichtigsten Zielsetzungen der Lösung der DE-Patentveröffentlichung war es ausdrücklich, die Oberflächentemperaturen des Papiers bis zu der Plastifiziertemperatur zu erhöhen und ein Herabsetzen der Temperaturen vor dem Walzenspalt zu verhindern. In der DE- Veröffentlichung sollte das eigentliche Kühlen schnell ausdrücklich in dem Walzenspalt durchgeführt werden. Diese Zielsetzungen werden in der Lösung gemäß der DE- Veröffentlichung nicht erreicht, wie oben festgestellt wurde.
Mit Bezug auf dem Stand der Technik sei weiterhin auf das US- Patent 5033373 bezuggenommen. In diesem Dokument ist für ein zweiseitiges Glätten einer Papierbahn ein Kalander von zwei Walzenspalten beschrieben. Nachstehend wird lediglich einer der Kalanderwalzenspalte untersucht, da dieser prinzipiell mit dem anderen Walzenspalt identisch ist. Somit ist der Walzenspalt herkömmlicherweise aus einer beheizbaren Hartwalze und einer weichflächigen Walze gebildet, die sich mit der Hartwalze in Walzenspaltkontakt befindet. Vor dem Eintreten in den Walzenspalt wird die Papierbahn mittels einer Kühlvorrichtung gekühlt und anschließend, nachdem die Bahn gekühlt worden ist, die Seite der Bahn, die den Kontakt mit der heißen Walzenspaltwalze ereicht, mittels einer Heizvorrichtung, vorzugsweise einem Heizstrahler oder einem Heizluftgebläse, erwärmt. Der Zweck dieses Erwärmens ist es, die Papierfläche so heiß wie möglich zu machen, bevor sie in den Walzenspalt eintritt.
Nach der Heizvorrichtung wird die Bahn über eine Leitwalze geführt, die die Bahn in den Walzenspalt leitet. Die Leitwalze ist in einer solchen Position in Bezug auf den Walzenspalt angeordnet, daß die Bahn einen Kontakt mit der heißen Walze erreicht, noch bevor sie in den Walzenspalt eintritt. Ferner ist die Position der Leitwalze derart einstellbar, daß mittels einer Regulierung der Position der Leitwalze es möglich ist, die Kontaktstrecke zwischen der Bahn und der Heißwalze vor dem Walzenspalt zu regulieren. Wie bereits oben erwähnt, ist es die Aufgabe der Lösung gemäß dem US-Patent, die Bahn noch vor dem Walzenspalt so heiß wie möglich zu machen.
Dieses Verfahren und diese Vorrichtung involvieren zunächst jedoch den Nachteil, daß das Erwärmen der Bahn mit Hilfe einer separaten Heizvorrichtung beträchtlich vor dem Walzenspalt durchgeführt wird, in welchem Falle die Bahn Zeit hat, gekühlt zu werden, bevor sie in den Walzenspalt eintritt oder einen Kontakt mit der Heißwalze erreicht. Auch schließt dieses Verfahren und diese Vorrichtung einen zweiten Nachteil ein, nämlich den, daß das Heizen vor dem Walzenspalt mit Hilfe eines Wärmestrahlers oder eines Heizluftgebläses durchgeführt wird und als Ergebnis des Erwärmens die Bahn getrocknet wird, bevor sie in den Walzenspalt eintritt. Andererseits hebt das Trocknen der Bahn die Glasumwandlungstemperatur des Papiers. Dies hat abermals die weitere Konsequenz, daß die Temperatur der Heißwalze in dem Kalanderwalzenspalt sehr groß gemacht werden muß, so daß die Glasumwandlungstemperatur in der Papierbahn in dem Walzenspalt erzeugt werden konnte. Aufgrund der sehr großen Temperatur werden die Konstruktionen notwendigerweise kompliziert und teuer.
In dem US-Patent 5163364 ist ein Verfahren zum Kalandern einer Papier- oder Kartonbahn beschrieben, in dem der Kalanderwalzenspalt ein sogenannter Langwalzenspalt ist, der zwischen einer Walze und einem Riemen gebildet ist, der entlang eines Gleitschuhs verläuft. In dem Verfahren dieses Dokuments wird die Bahn in den Walzenspalt geführt, wenn diese naß ist; jedoch ist ein eigentliches Vorbefeuchten der Bahn nicht in dem Dokument beschrieben. Ebenso gibt das Dokument keinerlei Beschreibung eines Vorwärmens der Bahn, bevor sie in den Kalanderwalzenspalt eintritt.
In den Veröffentlichungen FI-Patent 63981 (Äquivalent zum US- Patent 4370923), FI-Patent 72552 und FI-Patentanmeldung 900432 (Äquivalent zum US-Patent 5020469) sind unterschiedliche Kalanderbetriebsweisen beschrieben und diskutiert, wobei die Papierbahn unmittelbar, bevor die Bahn in den Kalanderwalzenspalt eintritt, befeuchtet wird. In den Lösungen gemäß diesen Dokumenten wird das Befeuchten der Bahn mit Hilfe von Dampf durchgeführt; jedoch wird ein Vorwärmen der Papierbahn, bevor die Bahn in den Kalanderwalzenspalt eintritt, nicht vorgeschlagen.
In der FI-Patentanmeldung Nr. 912666 (Äquivalent zum US-Patent 5245920) wird ein Erwärmen einer beheizbaren Walze in einem Kalander bis zu einer Temperatur beschrieben, die größer ist als die Glasumwandlungstemperatur des zu kalandernden Materials. Ferner werden in dem Dokument ein Vorwärmen und Vorbefeuchten der Papierbahn beschrieben, bevor die Bahn in den Walzenspalt eintritt. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich die in dem Dokument beschriebene Vorwärmbetriebsweise der Bahn wesentlich von der Lösung der vorliegenden Erfindung, wobei sie schwieriger durchzuführen ist als in der vorliegenden Erfindung.
In den Veröffentlichungen der FI-Patentanmeldung Nr. 914933 (Äquivalent zum US-Patent Nr. 4945654) und der FI- Patentanmeldung Nr. 882845 (Äquivalent zum US-Patent Nr. 4786529) sind Verfahren beschrieben, in denen die Bahn vor dem Kalanderwalzenspalt mit Dampf befeuchtet wird, jedoch wird in diesen Dokumenten kein Vorwärmen der Bahn vorgeschlagen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Kalandern einer Papierbahn sowie einen Kalander zu schaffen, der von diesem Verfahren Gebrauch macht und mit dessen Hilfe die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen eingeschlossenen Nachteile vermieden werden.
Im Hinblick auf ein Erreichen der Zielsetzungen der Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Merkmale gekennzeichnet.
Andererseits ist der erfindungsgemäße Kalander hauptsächlich durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 6 definierten Merkmale gekennzeichnet.
Im Vergleich zu dem Stand der Technik werden mittels der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Vorteilen erreicht, von denen beispielsweise die folgenden in dieser Verbindung erwähnt werden sollten. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Papierfläche dadurch erwärmt, daß sie vor dem Walzenspalt mit der Heißwalze in dem Kalander in Kontakt gebracht wird, wie es auch in der Lösung gemäß dem US-Patent 5033373 der Fall ist. Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung darüber hinaus Dampf zwischen die Papierbahn und die Heißwalze gespeist, was zu Folge hat, daß der Dampf nicht in die Umgebung entweichen kann, in welchem Falle die in dem Dampf enthaltene Feuchtigkeit und Wärmemenge vollständig angewendet werden kann, und daß der Dampf den Wärmetransfer von der Heißwalze zu der Papierbahn verbessert. Somit ist die Bahn, zusätzlich zu der Tatsache, daß sie heiß in den Walzenspalt führbar ist, auch befeuchtet worden, bevor sie in den Walzenspalt eintritt, wodurch deren Glasumwandlungstemperatur herabgesetzt worden ist. Somit ist die Verbesserung im Vergleich mit der Lösung des US-Patents Nr. 5033373 ebenso wesentlich. Die weiteren Vorteile und charakteristischen Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung deutlich. Nachstehend wird die Erfindung beispielhaft mit Bezugnahme auf die Figuren in der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vollständig schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kalanders, der nicht innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche fällt.
Fig. 2 eine Veranschaulichung entsprechend Fig. 1 eines Ausführungsbeispiels eines Kalanders, der von dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht.
Fig. 3 eine entsprechende Veranschaulichung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Kalanderwalzenspalt N zwischen den Walzenspaltwalzen 1, 2 gebildet, von welchen Walzen die erste Walze 1 eine hartflächige Walze ist, die in normaler Weise erwärmt wird, und die zweite Walze 2 eine weichflächige Walze ist, die mit einer geeigneten Beschichtung 3 versehen ist. Die Walzenspaltebene, die durch die Mittelachsen der Walzen 1, 2 verläuft, ist in Fig. 1 mit A bezeichnet. Die Papierbahn W wird geleitet durch die Leitwalze 7 und durch die Ausrichtwalze 6 in den Walzenspalt geführt. Die Ausrichtwalze 6 ist in einer solchen Weise in Bezug auf die Heißwalze 1 des Kalanders eingerichtet, daß die Ausrichtwalze 6 die Bahn W nicht unmittelbar in den Walzenspalt N leitet, sondern daß vor dem Eintreten in den Walzenspalt N die Bahn W in Kontakt mit der Fläche der Heißwalze 1 angeordnet wird. Gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. kann die Position der Ausrichtwalze 6 zusätzlich einstellbar sein, so daß mittels einer Regulierung der Position der Ausrichtwalze 6 die Kontaktstrecke zwischen der Bahn W und der Fläche der Heißwalze 1, d. h. der Kontaktwinkel α&sub1;, einstellbar ist.
Überdies ist die Ausrichtwalze 6 in der Umgebung der Heißwalze 1 derart eingerichtet worden, daß zwischen der Ausrichtwalze 6 und der Heißwalze 1 ein kleiner Walzenspalt verbleibt, wodurch die Papierbahn, wenn diese über die Ausrichtwalze 6 verläuft, einen Walzenspalt 5 mit der Heißwalze 1 bildet, bevor sie mit der Fläche der Heißwalze 1 in Kontakt tritt. In der Umgebung des Walzenspalts 5 sind ein Dampfkasten 4 oder eine äquivalente Befeuchtigungseinrichtung angebracht, die Dampf oder Wasser in den Walzenspalt speisen, und zwar zwischen die Papierbahn W und die Fläche der Heißwalze 1, um die Papierbahn W zu befeuchten und um den Wärmetransfer von der Heißwalze 1 zu der Papierbahn zu verbessern. Der Dampf oder das Wasser wird vorzugsweise unmittelbar auf die Papierbahn W gespeist, bevor die Bahn W einen Kontakt mit der Fläche der Walze 1 erreicht. Wenn somit Dampf als das Befeuchtungsmittel verwendet wird, kann der Dampf nicht in die Umgebung entweichen, sondern kann die in dem Dampf enthaltene Feuchtigkeit und die Wärmemenge vollständig verwendet werden. Ferner arbeitet jeweils der Dampf oder das Befeuchtungswasser zwischen der Heißwalze 1 und der Papierbahn W als ein Wärmeleiter, in welchem Falle, selbst wenn die Ausrichtwalze 6 und die Heißwalze 1 miteinander keinen geschlossenen Walzenspalt bilden, Luft nicht zwischen die Papierbahn W und die Walze 1 bis zu einem Ausmaß eintreten kann, daß sie die Arbeitsweise der Vorrichtung stört. Der Dampf oder das äquivalente Befeuchtungswasser kann auch beträchtlich früher, selbst vor der Ausrichtwalze, auf die Papierbahn W gespeist werden.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kalanders, der von dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Kalanderwalzenspalt N zwischen den Walzen 11, 12 gebildet, von welchen Walzen die erste Walze 11 eine beheizbare hartflächige Walze und die zweite Walze 12 eine sogenannte weichflächige Walze ist, die mit einer Beschichtung 13 versehen ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 dahingehend, daß in der Lösung gemäß Fig. 2 in der Laufrichtung der Papierbahn W vor dem Walzenspalt N eine Ausrichtwalze 16 angebracht ist und daß ein Band 17, das als eine Endlosschleife ausgebildet worden ist, um die Ausrichtwalze 16 und um die weichflächige Walze 12 geleitet wird, welches Band somit durch den Walzenspalt N läuft. Die Position der Ausrichtwalze 16 in Bezug auf den Walzenspalt N ist derart, daß, wenn die Bahn W an der Ausrichtwalze 16 ankommt, diese mit dem Band 17 in Kontakt tritt und abgestützt auf das Band 17 in den Walzenspalt N transferiert wird. Ferner ist die Position der Ausrichtwalze 16 in Bezug auf den Walzenspalt N derart, daß das Band 17 oder genauer die Papierbahn W, die auf dem Band läuft, vor dem Walzenspalt N einen Kontakt mit der beheizbaren Walze 11 erreicht. In Fig. 2 ist die Walzenspaltebene mit A bezeichnet.
Die Position der Ausrichtwalze 16 kann derart eingestellt werden, daß es mit Hilfe dieser Regulierung der Position möglich ist, den Kontaktwinkel α&sub2; zwischen der Papierbahn W und der beheizbaren Walze 11, d. h. die Strecke, über die die Papierbahn W sich mit der beheizbaren Walze 11 vor dem Walzenspalt N in Kontakt befindet, einzustellen. Zusätzlich zu der Tatsache, daß es in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 möglich ist, den Kontaktwinkel α&sub2;, d. h. den "Vorwärm-Winkel", einzustellen, und zwar einfach durch Andern der Position der Ausrichtwalze 16, ist es in diesem Beispiel mittels einfacher Betätigungen auch möglich, den Druck zu regulieren, mit dem die Papierbahn vor dem Walzenspalt N gegen die beheizbare Walze 11 gepreßt wird. Dieser sogenannte "Vorwärmdruck" wird lediglich durch Einstellen der Spannung des Bands 17 eingestellt.
Wie es in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 der Fall ist, so wird auch in der Lösung gemäß Fig. 2 Dampf oder Wasser zwischen die Papierbahn W und die beheizbare Walze 11 in den Walzenspalt zwischen die Bahn W und die beheizbare Walze 11 gespeist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird der Dampf oder das Wasser vorzugsweise unmittelbar auf die Papierbahn W gespeist. Für diesen Zweck sind an der Einlaßseite der Bahn W in Bezug zu dem Walzenspalt N ein Dampfkasten 14 oder eine äquivalente Befeuchtungseinrichtung vorgesehen, die im Unterschied zu dem in Fig. 2 gezeigten eingerichtet sein kann, um Dampf oder Wasser beträchtlich vor dem Walzenspalt 15 auf die Papierbahn W zu speisen, und zwar in den Bereich zwischen der Ausrichtwalze 16 und dem Walzenspalt N. Das Band 17 kann ein dünnes Metallband, vorzugsweise ein Stahlband oder beispielsweise ein faserverstärktes Polymerband, sein.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist äußerlich der Lösung gemäß Fig. 2 sehr stark ähnlich. Bezüglich der in Fig. 3 verwendeten Bezugszeichen ist anzumerken, daß der Kalanderwalzenspalt mit N bezeichnet ist, wie es in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Fall ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der Walzenspalt N zwischen den Walzen 21, 22 gebildet, von welchen Walzen die erste Walze 21, wie in Fig. 2, eine beheizbare, hartflächige Walze ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie es auch in Fig. 2 der Fall ist, in der Laufrichtung der Papierbahn W vor dem Kalanderwalzenspalt N eine Ausrichtwalze 26 angebracht, so daß ein Band, Riemen oder dergleichen 27, das als eine endlose Schleife gebildet worden ist, um die Ausrichtwalze 26 und um die Walze 22 geleitet wird, die mit der beheizbaren harten Walze 21, dem Band oder dem Riemen 27, der durch den Kalanderwalzenspalt N geht, den Kalanderwalzenspalt N bildet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Ausrichtwalze 26 in einer Weise entsprechend der Fig. 2 derart eingerichtet worden, daß die Position der Ausrichtwalze 26 in Bezug auf den Walzenspalt N derart ist, daß, wenn die. Papierbahn W an der Ausrichtwalze 26 ankommt, die Papierbahn mit dem Band oder dem Riemen 27 in Kontakt tritt und in einer entsprechenden Weise getragen von dem Band oder dem Riemen 27 in Kontakt tritt und in einer entsprechenden Weise, getragen von dem Band oder dem Riemen 27, in den Kalanderwalzenspalt N transferiert wird. Ferner ist die Position der Ausrichtwalze 26 in Bezug auf den Kalanderwalzenspalt derart, daß das Band, der Riemen oder dergleichen 27 oder, genauer, die Papierbahn W, die darauf läuft, vor dem Walzenspalt N mit der beheizbaren Walze 21 in Kontakt tritt. Auch in der Lösung gemäß Fig. 3 ist die Walzenspaltebene mit A bezeichnet.
Die Position der Ausrichtwalze 26 kann derart eingestellt werden, daß es mit Hilfe der Regulierung der Position möglich ist, den Kontaktwinkel α&sub2; zwischen der Papierbahn W und der beheizbaren Walze 21, d. h. die Strecke, über die die Papierbahn W sich mit der beheizbaren Walze 21 vor dem Kalanderwalzenspalt N in Kontakt befindet, einzustellen. Zusätzlich zur Tatsache, daß der Kontaktwinkel α&sub2;, d. h. der "Vorwärm-Winkel", d. h. die Kontaktstrecke der Papierbahn W mit der beheizbaren Walze 21, in der Weise entsprechend Fig. 2 durch Ändern der Position der Ausrichtwalze 26 regulierbar ist, ist es in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 auch mittels einfacher Betätigungen möglich, den Druck einzustellen, mit dem die Papierbahn W vor dem Kalanderwalzenspalt N gegen die beheizbare Walze 21 gedrückt wird. Dieser sogenannte Vorwärmdruck wird somit durch Einstellen der Spannung des Bands oder des Riemens 27 derart geregelt, daß die Position der Ausrichtwalze 26 geändert wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, wie es auch in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Fall ist, wird die beheizbare Walze 21 derart erwärmt, daß die an der Seite der Walze 21 angeordnete Oberflächenschicht der Papierbahn W plastifiziert wird, und zwar vorzugsweise so, daß die Temperatur der Oberflächenschicht in dem Kalanderwalzenspalt N die Glasumwandlungstemperaturen der in dem Papier enthaltenen Polymere überschreitet. Ferner wird die Papierbahn W befeuchtet, bevor die Papierbahn W in den Kalanderwalzenspalt eintritt, um die Glasumwandlungstemperaturen der in dem Papier enthaltenen Polymere zu senken. Für diesen Zweck wird mittels der in Fig. 3 gezeigten Befeuchtungseinrichtung 24, wie etwa ein Dampfkasten oder dergleichen, Dampf oder Wasser auf die Papierbahn W gespeist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Befeuchtungseinrichtung 24 eingerichtet, um das Befeuchtungsmittel in den Walzenspalt 25 zwischen der Papierbahn W und der beheizbaren Walze 21 zu speisen. Das Befeuchtungsmedium kann jedoch auch vor dem Walzenspalt 25 auf die Papierbahn W gespeist werden. Außer der Tatsache, daß aufgrund des Befeuchtens die Glasumwandlungstemperaturen der in dem Papier enthaltenen Polymere gesenkt werden können, wird mit Hilfe der Befeuchtung der Wärmetransfer von der heißen Walze 21 zu der Papierbahn W verbessert.
Die Lösung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich insbesondere von der gemäß Fig. 2 dahingehend, daß beide Walzen 21, 22, die den Kalanderwalzenspalt N bilden, hartflächige Walzen sind. Dies bedeutet, daß die Gegendruckwalze 22, die den Walzenspalt N mit der beheizbaren Hartwalze 21 bildet, eine Hartwalze ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird eine geeignete Weichheit in dem Walzenspalt N mit Hilfe des Bands 27, des Riemens oder dergleichen vorge, sehen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das Material des Bands 27 vorzugsweise ein faserverstärktes Polymerband, in dem das Polymermaterial demjenigen gleicht, das beispielsweise als eine Beschichtung 3 auf der Walze 2 gemäß Fig. 1 verwendet wird.
Vorhergehend ist die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren in der beigefügten Zeichnung beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren alleine beschränkt; vielmehr können unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung die Abwandlung innerhalb des von den beigefügten Patentansprüchen definierten Bereiches der erfinderischen Idee zeigen.

Claims

1. Verfahren zum Kalandern einer Papierbahn, wobei die Papierbahn (W) durch einen Walzenspalt (N) für das Kalandern geführt wird, welcher Walzenspalt (N) zwischen einer Walze (12, 22), die mit einer weichen Oberfläche mittels einer Beschichtung (13) oder eines äquivalenten Mittels versehen ist, und einer beheizbaren Hartwalze (11, 21) ausgebildet ist, und in welchem Walzenspalt (N) die Papierbahn (W) über einer Papierausrichtwalze (16, 26) geführt wird, in welchem Verfahren die beheizbare Walze (11, 21) so beheizt wird, um die Oberflächenschicht der auf der Seite der beheizbaren Walze (11, 21) befindlichen Papierbahn (W) zu plastifizieren, insbesondere in der Weise, daß die Temperatur der Oberflächenschicht im Kalanderwalzenspalt (N) die Glasumwandlungstemperatur der im Papier enthaltenen Polymere übersteigt, und bei welchem Verfahren, die Papierbahn (W) vor dem Eintritt in den Kalanderwalzenspalt (N) befeuchtet wird, um die Glasumwandlungstemperatur der im Papier enthaltenen und durch in Kontaktbringen der Papierbahn (W) mit der beheizbaren Walze (11, 21) vor dem Eintritt der Bahn in den Kalanderwalzenspalt (N) vorerwärmten Polymere herabzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein als endlose Bandschleife ausgebildetes Band (17, 27) über der Papierausrichtwalze (16, 26) und der mit der weichen Oberfläche versehenen Walze (12, 22) im Kalander geführt wird, wessen entlang die Papierbahn (W) in den Kalanderwalzenspalt (N) geleitet wird und durch welche endlose Bandschleife (17, 27) die Papierbahn (W) vor dem Kalanderwalzenspalt (N) mit der beheizbaren Walze (11, 21) in Berührung gebracht wird, wobei vor dem Kalanderwalzenspalt (N) auf die Oberfläche der auf der Seite der beheizbaren Walze (11, 21) befindlichen Papierbahn (W) Dampf oder Wasser zugeführt wird, um die Wärmeübertragung von der heißen Walze auf die Papierbahn (W) zu verbessern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei diesem Verfahren das Pressen, d. h. das Vorwärmepressen der Papierbahn (W) gegen die beheizbare Walze (11, 21), geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmedruck durch Einstellen der Spannung der endlosen Bandschleife (17, 27) geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsstrecke der Papierbahn (W) mit der beheizbaren Walze (11, 21) mittels der Papierausrichtwalze (16, 26) und des über der Walze laufenden Bandes (17, 27) durch Einstellen der Position der Papierausrichtwalze (16, 26) geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine entsprechende Weichheit und Nachgiebigkeit im Kalanderwalzenspalt (N) mittels der Weichheit und Spannkraft des Bandes (27) gebildet werden.

6. Kalander, der von einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen Gebrauch macht, mit einem Kalanderwalzenspalt (N), welcher zwischen einer Walze (12, 22), die mittels einer Beschichtung (13) oder eines äquivalenten Mittels mit einer weichen Oberfläche versehen ist, und einer beheizbaren Hartwalze (11, 21) ausgebildet ist, und durch welchen Kalanderwalzenspalt (N) die Papierbahn (W) läuft, mit einer Papierausrichtwalze (16, 26), mittels welcher die Papierbahn (W) durch den Walzenspalt (N) geführt wird, wobei die beheizbare Walze (11, 21) zum Beheizen so angeordnet ist, um die Oberflächenschicht der auf der Seite der beheizbaren Walze (11, 21) angeordneten Papierbahn (W) zu plastifizieren, vorzugsweise so, daß die Temperatur der Oberflächenschicht im Kalanderwalzenspalt (N) die Glasumwandlungstemperatur der im Papier enthaltenen Polymeren übersteigt, und wobei der Kalander unmittelbar vor dem Kalanderwalzenspalt (N) Mittel (14, 15, 16, 17, 24, 25, 26, 27) zum Befeuchten und Vorwärmen der Papierbahn (W) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Endlosschleife angeordnetes Band über der Papierausrichtwalze (16, 26) und über der im Kalander mit einer weichen Oberfläche versehenen Walze (12, 22) geführt ist, die Papierbahn (W) so angeordnet ist, um, vor ihrem Eintritt in den Kalanderwalzenspalt (N), vom Band (17, 27) unterstützt in Berührung mit der beheizbaren Walze (11, 21) geführt zu werden, und wobei die Mittel (14, 24) zum Befeuchten der Papierbahn (W) so angeordnet sind, um der Oberfläche der auf der Seite der beheizbaren Walze (11, 21) befindlichen Papierbahn (W) Dampf oder Wasser unmittelbar vor dem Kalanderwalzenspalt (N) zuzuführen und dadurch die Wärmeübertragung von der heißen Walze (11, 21) auf die Papierbahn (W) zu verbessern.

7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (27) aus einem nachgiebigen Material gefertigt ist, so daß die Weichheit der den Walzenspalt (N) zusammen mit der beheizbaren Walze (21) ausbildenden Stützwalze (22) durch das Band (27) gewährleistet ist.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (17, 27) ein faserverstärktes Polymerband ist.

9. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (17) aus einem Metallwerkstoff, vorzugsweise aus Stahl besteht.

10. Kalander nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsstrecke der Papierbahn (W) mit der beheizbaren Walze (11, 21) mittels der Papierausrichtwalze (16, 26) und des über der Ausrichtwalze laufenden Bandes (17, 27) einstellbar angeordnet ist, wobei die Position der Papierausrichtwalze (16, 26) eingestellt wird.

11. Kalander nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressen, d. h. der Vorwärmedruck der Papierbahn (W) gegen die beheizbare Walze (11, 21) einstellbar ist.

12. Kalander nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmedruck durch Regulierung der Spannung der endlosen Bandschleife (17, 27) einstellbär ist.