DE69910194T2

DE69910194T2 - Papiermaschine und verfahren zur herstellung von tissue-papier

Info

Publication number: DE69910194T2
Application number: DE69910194T
Authority: DE
Inventors: Ingvar Klerelid; Anders Linden
Original assignee: Metso Paper Karlstad AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: CA2323636A1; JP2002507674A; EP1075567A1; SE511702C2; WO1999049132A8; KR20010042035A; CA2323636C; DE69910194D1; ATE246745T1; KR100554340B1; SE9800948D0; BR9908983B1; SE9800948L; BR9908983A; EP1075567B1; JP3764050B2; WO1999049132A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Papiermaschine zum Herstellen einer faserartigen weichen Papierbahn mit:

– einer Nasspartie mit einem Stoffauflaufkasten; einer Formerwalze und einem inneren und einem äußeren Textilstück, die um die Formerwalze laufen, wobei zwischen den Textilstücken die faserartige Bahn ausgebildet wird;
– einer Pressenpartie mit zumindest einer Schuhpresse mit einer Schuhpresswalze und einer Gegenwalze, wobei die Walzen einen Langpressenspalt bilden, einem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen und einem Pressenfilz, wobei der im Wesentlichen undurchlässige Riemen und der Pressenfilz durch den Langpressenspalt laufen, wobei die faserartige Bahn zwischen ihnen eingeschlossen ist; und
– einer Trockenpartie mit einem Trocknungszylinder und einem Übertragungselement, das zusammen mit der Trocknungszylinder einen Übertragungsspalt für eine Übertragung der faserartigen Bahn zu dem Trocknungszylinder ausbildet.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen einer faserartigen weichen Papierbahn in einer Papiermaschine, wobei die Papiermaschine folgendes aufweist:

– eine Nasspartie mit einem Stoffauflaufkasten; einer Formerwalze und einem inneren und einem äußeren Textilstück, die um die Formerwalze laufen, wobei zwischen den Textilstücken die faserartige Bahn ausgebildet wird;
– eine Pressenpartie mit zumindest einer Schuhpresse mit einer Schuhpresswalze und einer Gegenwalze, wobei die Walzen einen Langpressenspalt bilden, einem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen und einem Pressenfilz, wobei der im Wesentlichen undurchlässige Riemen und der Pressenfilz durch den Langpressenspalt laufen, wobei die faserartige Bahn zwischen ihnen eingeschlossen ist; und
– eine Trockenpartie mit einem Trocknungszylinder und einem Übertragungselement, das zusammen mit der Trocknungszylinder einen Übertragungsspalt für eine Übertragung der faserartigen Bahn zu dem Trocknungszylinder ausbildet.

Eine Papiermaschine der vorstehend beschriebenen Art ist in der Druckschrift US-5 393 384 offenbart, siehe insbesondere 6. Die dort gezeigte Papiermaschine hat einen gegenüber Wasser undurchlässigen Riemen, der in einer Schleife durch einen Langpressenspalt läuft, der durch eine Schuhpresswalze und eine Gegenwalze ausgebildet ist. Ein Pressenfilz wird direkt in den Pressenspalt geleitet, in dem er zusammen mit dem undurchlässigen Riemen und der Papierbahn läuft. Die Papierbahn wird von einem Formergewebe zu dem undurchlässigen Riemen übertragen, der dazu dient, die Papierbahn an seiner unteren Seite bis zu dem Pressenspalt und von dort zu dem Trocknungszylinder zu tragen. Der undurchlässige Riemen trägt somit die Papierbahn eine relativ lange Entfernung, nachdem die Papierbahn von dem Formergewebe zu dem undurchlässigen Riemen übertragen worden ist. Es gibt daher ein Risiko, dass die Papierbahn nicht ausreichend fest entlang der gesamten Entfernung anhaftet und sich somit von dem undurchlässigen Riemen löst. Gemäß dem Patent US-5 393 384 ist die Anhaftkraft zwischen dem undurchlässigen Riemen und der Papierbahn größer als zwischen dem Pressenfilz und der Papierbahn. Der in Frage stehende undurchlässige Riemen ist nicht zusammendrückbar und hat eine glatte Bahntragefläche. Es ist im Allgemeinen bekannt, dass ein derartiger glatter undurchlässiger Riemen einen Flüssigkeitsfilm an seiner glatten Bahntragefläche erzielt, wenn der Riemen, der Pressenfilz und die Papierbahn zusammen durch einen Pressenspalt treten, und dass nach dem Pressenspalt die Papierbahn daher an dem undurchlässigen Riemen anstatt an dem Pressenfilz anhaftet, der keine glatte Oberfläche hat, wenn der Pressenfilz und der undurchlässige Riemen voneinander weg laufen. Diese Situation wird auch in der Druckschrift US-4 483 745 genutzt. Da jedoch sowohl der undurchlässige Riemen als auch der Trocknungszylinder bei der Papiermaschine gemäß der Druckschrift US-5 393 384 glatte Oberflächen haben, mit denen die Papierbahn in Kontakt gelangen soll, besteht ein erhebliches Risiko darin, dass die Papierbahn weiter an der glatten Oberfläche des undurchlässigen Riemens anhaftet, nachdem sie den Spalt an dem Trocknungszylinder passiert hat, anstatt dass sie zu der glatten Oberfläche des Trocknungszylinders wunschgemäß übertragen wird. Wahrscheinlich würde nicht einmal das Aufbringen von großen Mengen an Haftmittel an der Mantelfläche des Trocknungszylinders ein Anhaften der Papierbahn an dem Trocknungszylinder sicherstellen.
Die Druckschrift DE-195 48 747 beschreibt eine Papiermaschine zum Herstellen von gekrepptem Tissuepapier, die mit einer Presse versehen ist, die eine Schuhpresswalze, eine Gegenwalze und eine Saugwalze aufweist, wobei die Gegenwalze einen ersten Pressenspalt mit der Saugwalze und einen zweiten Langpressenspalt mit der Schuhpresswalze ausbildet. Ein Filz tritt durch die beiden Pressspalten zusammen mit der Papierbahn und trägt dann die Papierbahn mit ihm zu einem Glätttrockner, zu dem die Papierbahn übertragen wird, wenn der Filz und die Papierbahn um eine Übertragungswalze treten, die einen nicht zusammendrückbaren Spalt mit dem Glätttrockner bildet. Saugzonen zum Entwässern des Filzes sind vor und nach dem ersten Pressenspalt vorgesehen und die Saugzone vor dem Pressenspalt ist innerhalb der Saugwalze angeordnet, wohingegen die Saugzone nach dem Pressenspalt in einer Seitenschleife ist, in der der Filz allein läuft und mit der Papierbahn erneut bei dem Hineinlaufen in den zweiten Pressenspalt zusammenkommt. Ein Nachteil bei einer derartigen Papiermaschine ist, dass die Papierbahn einem Rücknässen durch den feuchten Filz ausgesetzt ist, bevor sie den Glätttrockner erreicht.
Die Druckschrift US-5 298 124 beschreibt einen zusammendrückbaren Übertragungsriemen für eine Verwendung bei einer Papiermaschine oder Kartonmaschine, um offene Züge der Papierbahn zu beseitigen und die Papierbahn leicht so zu entlasten, dass sie zu einem Gewebe oder Riemen übertragen werden kann. Der Übertragungsriemen trägt die Papierbahn durch die Pressenpartie, die eine oder mehrere Pressspalten aufweist, und weiter zu der Trockenpartie, die eine Vielzahl an Trocknungszylindern und einen Riemen aufweist, der in einer Schleife um eine Übertragungswalze läuft, die einen Spalt mit dem Übertragungsriemen ausbildet. Jede Presse ist außerdem mit einem Filz versehen, der durch ihren Pressenspalt tritt und die Papierbahn zwischen ihm und dem Übertragungsriemen umgibt. Der undurchlässige Übertragungsriemen ist außerdem so gestaltet, dass ein Flüssigkeitsfilm, der in dem Pressenspalt zwischen dem Übertragungsriemen und der Papierbahn ausgebildet wird, aufbricht, wenn der Druck an dem Übertragungsriemen nach dem Pressenspalt aufhört, so dass seine Entlastungseigenschaften zunehmen und die Papierbahn somit leichter zu einem Gewebe oder einem anderen Riemen übertragen werden kann, der in einer Schleife läuft. Es wird nicht vorgeschlagen, dass der Übertragungsriemen die Papierbahn zu einem Trocknungszylinder in einer Tissuemaschine trägt.
Die Druckschrift US-5 298 124 zeigt eine ausgezeichnete Beschreibung der Aufgaben, die ein mit einem Pressenfilz zusammenwirkender Übertragungsriemen in einer zufriedenstellenden Weise lösen soll, und außerdem der Eigenschaften und der Gestaltung von derartigen Übertragungsriemen, die dann in den Patentbeschreibungen US-A-4 483 745, 4 976 821, 4 500 588, 5 002 638, 4 529 643 und CA-A-1 188 556 beschrieben sind. Gemäß der Druckschrift US-A-5 298 124 sind für einen Übertragungsriemen, der für ein Zusammenwirken mit einem Pressenfilz gedacht ist, die kritischen Aufgaben: a) die Papierbahn von dem Pressenfilz zu entfernen, ohne Unstabilitätsprobleme zu bewirken; b) mit dem Pressenfilz in einem oder mehreren Spalten zusammenzuwirken, um ein optimales Entwässern und eine hohe Qualität der Papierbahn sicherzustellen; und c) die Papierbahn in einem geschlossenen Zug von einer Presse in der Pressenpartie zu einem Papieraufnahmegewebe oder -riemen bei der folgenden Presse oder Pressen der Pressenpartie oder zu einem Aufnahmegewebe in der Trockenpartie zu übertragen. Wie dies erwähnt ist, hat der Übertragungsriemen für die Pressenpartie einer Papiermaschine, die in der Druckschrift US-5 298 124 beschrieben ist, eine Bahnkontaktfläche, die im Wesentlichen gegenüber Wasser und Luft undurchlässig ist und eine auf Druck ansprechende Topographie in Mikromaßstab hat. Unter dem Einfluß des Drucks in einem Pressenspalt in der Pressenpartie wird der Übertragungsriemen so zusammengedrückt, dass die mikroskopische Rauigkeit der Oberfläche abnimmt, woraufhin die Oberfläche viel glatter wird und das Ausbilden eines dünnen kontinuierlichen Wasserfilmes auf dieser ermöglicht.
Überraschend wurde herausgefunden, dass ein Riemen der in der Druckschrift US-5 298 124 beschriebenen Art ebenfalls für eine Verwendung bei einer Papiermaschine gemäß der Erfindung gut geeignet ist, eine weiche Papierbahn in einem geschlossenen Zug von einem Schuhpressenspalt in der Pressenpartie zu einem Glätttrockner in der Trockenpartie der Weichpapiermaschine zu übertragen. Wie dies bekannt ist, führt ein Schuhpressspalt zu einem hohen Entwässerungsgrad.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Papiermaschine und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von weichem Papier zu schaffen, wobei die Papiermaschine und das Verfahren das Herstellen einer faserartigen Bahn mit hohem Trockengehalt vor dem Trocknungszylinder sicherstellen, um das Erreichen einer hohen Produktionsrate bei angemessenen Kosten zu ermöglichen, und um die faserartige Bahn zu dem Trocknungszylinder zuverlässig zu übertragen, obwohl die faserartige Bahn zu dem Trocknungszylinder durch einen undurchlässigen Riemen befördert wird.
Die Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass

a) der im Wesentlichen undurchlässige Riemen einen Träger mit einer zusammendrückbaren Polymerbeschichtung an der Seite aufweist, die der Papierbahn zugewandt ist, wobei er eine Härte im Bereich von 50 bis 97 Shore A hat, wobei die Polymerbeschichtung eine Bahnkontaktfläche mit einem auf Druck ansprechenden wiederherstellbaren Grad an Rauigkeit hat, wobei die Bahnkontaktfläche einen Grad an Rauigkeit in einem unbelasteten Zustand von R₂ = 2–80 m gemessen gemäß ISO 4287, Teil I, und einen unteren Grad an Rauigkeit von R₂ = 0–20 m hat, wenn die Polymerbeschichtung durch eine lineare Last von 20–220 kN/m an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen gemessen bei einem Nicht-Langpressenspalt zusammengedrückt wird;
b) der Pressenfilz so eingerichtet ist, dass er die faserartige Bahn zu der Pressenpartie von der Formerwalze oder von einem Punkt trägt, der sich stromabwärtig von der Formerwalze und stromaufwärtig von der Pressenpartie befindet;
c) der im Wesentliche undurchlässige Riemen und der Bahntragepressenfilz so eingerichtet sind, dass sie nicht zusammen laufen, bis sie in die Pressenpartie eintreten, um die faserartige Bahn zwischen ihnen einzuschließen, wobei der im Wesentlichen undurchlässige Riemen so eingerichtet ist, dass er direkt zu der Pressenpartie läuft;
d) der im Wesentlichen undurchlässige Riemen so eingerichtet ist, dass er von der Schuhpresse zu dem Trocknungszylinder läuft, um die faserartige Bahn zu dem Übertragungsspalt zu tragen;
e) der Pressenfilz so eingerichtet ist, dass er in einer Richtung von dem in Wesentlichen undurchlässigen Riemen weg läuft an einem Punkt unmittelbar nach dem Langpressenspalt und bevor ein Wasserfilm, der in dem Langpressenspalt an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen ausgebildet wird, abweist; und
f) eine Vorrichtung zum Auftragen eines Haftmittels vor dem Übertragungsspalt angeordnet ist, um eine kontinuierliche Haftmittellage an der Mantelfläche der Trocknungszylinders und/ oder an der faserartigen Bahn aufzutragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch

a) Ausführen des Pressens mit der Hilfe eines im Wesentlichen undurchlässigen Riemens, der einen Träger und eine zusammendrückbare Polymerbeschichtung an der Seite hat, die der Papierbahn zugewandt ist, wobei die Polymerbeschichtung eine Härte in dem Bereich von 50–97 Shore A und eine Bahnkontaktfläche mit einem auf Druck ansprechenden wiederherstellbaren Grad an Rauigkeit hat, wobei die Bahnkontaktfläche einen Grad an Rauigkeit bei einem unbelasteten Zustand von R₂ = 2–80 m hat gemessen gemäß ISO 4287, Teil I, und einen unteren Grad an Rauigkeit von R₂ = 0–20 m hat, wenn die Polymerbeschichtung durch eine lineare Last von 20 bis 220 kN/m an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen zusammengedrückt wird gemessen bei einem Nicht-Langpressenspalt;
b) Verwenden des Pressenfilzes zum Befördern der faserartigen Bahn zu der Pressenpartie von der Formerwalze oder von einem Punkt, der sich stromabwärtig von der Formerwalze und stromaufwärtig von der Pressenpartie befindet;
c) Laufen des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens und des Bahntragepressenfilzes zusammen nicht bis sie in die Pressenpartie eintreten, um die faserartige Bahn zwischen ihnen zu umschließen, und Laufen des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens direkt zu der Pressenpartie;
d) Laufen des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens von der Schuhpresse zu dem Trocknungszylinder, um die faserartige Bahn zu dem Übertragungsspalt zu befördern;
e) Laufen des Pressenfilzes in einer Richtung von dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen an einem Punkt unmittelbar nach dem Langpressenspalt und bevor ein Wasserfilm, der an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen in dem Langpressenspalt ausgebildet wird, abreißt; und
f) Aufbringen einer kontinuierlichen Haftmittellage an der Mantelfläche des Trocknungszylinders und/oder an der faserartigen Bahn mittels einer Haftmittelauftragvorrichtung an einem Punkt vor dem Übertragungsspalt.

Es ist überraschend, dass ein Übertragungsriemen gemäß der Druckschrift US-A-5 298 124, der zum Pressen in einer Pressenpartie gedacht ist und zum Übertragen einer Papierbahn von der Pressenpartie zu einer Trocknungsgewebe verwendbar ist, vorteilhaft für ein Übertragen einer weichen Papierbahn von einem Schuhpressspalt direkt zu einem Glätttrockner oder einem anderen Trocknungsbinder verwendbar ist. Wie dies gut bekannt ist, sind die Bedingungen an einem Glätttrockner gänzlich gegenüber jenen in einem Pressspalt unterschiedlich. Bei einem Glätttrockner tritt kein Pressen der weichen Papierbahn für ein direktes Entwässern auf. Es ist vielmehr eine Frage des Stützens der weichen Papierbahn an der Mantelfläche des Glätttrockners, so dass die Fasern der weichen Papierbahn effizient an der Oberfläche des Glätttrockners anhaften, wodurch eine günstige Wärmeübertragung zu der Papierbahn erzielt wird. Dies ist genau der Effekt, der mit dem Übertragungsriemen bei der Papiermaschine gemäß der Erfindung erzielt wird und der mit einem Pressenfilz, der in der Druckschrift DE-195 48 747 beschrieben ist, aufgrund des Rücknässens der Papierbahn nach dem letzten Pressenspalt in der Pressenpartie nicht erzielt wird, was eine zufriedenstellendes Anhaften verhindert. Dies kann auch nicht mit einem in der Druckschrift US-5 393 384 beschriebenen Übertragungsriemen aus dem vorstehend aufgeführten Grund erreicht werden und auch nicht in einem geringeren Ausmaß. Die Zusammendrückbarkeit des bei der Papiermaschine gemäß der Erfindung verwendeten Übertragungsriemen führt zu einem geringeren spezifischen Druck an dem Anhaftpunkt, was wiederum zu einer erhöhten Betriebsrate d. h. einer höheren Produktionsrate führt. Diese Eigenschaft führt außerdem zu einem erhöhten Verdampfen des Wassers von der weichen Papierbahn d. h. zu einem schnelleren Trocknen der weichen Papierbahn an dem Glätttrockner, was außerdem zu einer höheren Effizienz bei dem Prozeß beiträgt. Die erhöhte Effizienz kann entweder zum Erhöhen der Maschinengeschwindigkeit oder zum Verringern des Energieverbrauchs verwendet werden, während das gleiche Produktionsvolumen beibehalten bleibt.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigte eine Papiermaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Papiermaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt eine Papiermaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt eine Papiermaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 1 bis 3 zeigen schematisch Teile einer Papiermaschine zum Herstellen einer faserartigen Bahn 1 aus weichem Papier wie beispielsweise Tissue und anderen Hygienepapiererzeugnissen. Jede der Papiermaschinen hat eine Nasspartie 2, eine Pressenpartie 3 und Trockenpartie 4.
Die Nasspartie 2 hat einen Stoffauflaufkasten 7, eine Formerwalze 8, ein endloses tragendes inneres Textilstück 9 und ein endloses abdeckendes äußeres Textilstück 10 bestehend aus einem Formergewebe. Das innere und das äußere Textilstück 9 und 10 laufen jeweils in ihrer eigenen Schleife um eine Vielzahl an Führungswalzen 11 bzw. 12.
Die Trockenpartie 4 hat einen Trocknungszylinder 5, der durch eine Haube 30 bedeckt ist. Der Trocknungszylinder ist in geeigneter Weise ein Glätttrockner. An der Auslassseite der Trockenpartie ist eine Krepprakel 21 angeordnet, um die faserartige Bahn 1 von dem Glätttrockner 5 abzukreppen. Eine Auftragsvorrichtung 31 ist vorgesehen, um ein geeignetes Haftmittel an der Mantelfläche des Glätttrockners 5 unmittelbar vor dem Übertragungsspalt aufzutragen.
Die Pressenpartie 3 hat eine Schuhpresse mit einer Schuhpresswalze und einer Gegenwalze 19, wobei diese Walzen 14 und 19 einen Langpressenspalt miteinander ausbilden. Die Pressenpartie hat ausserdem einen endlosen Pressfilz 15, der in einer Schleife um Führungswalzen 6 läuft, und einen endlosen im wesentlichen undurchlässigen Übertragungsriemen 16. Der im wesentlichen undurchlässige Riemen 16 läuft in einer Schleife um die Gegenwalze 19, eine Übertragungswalze 17 und eine Vielzahl an Führungswalzen 18. Die Übertragungswalze 17 bildet einen Übertragungsspalt mit dem Glätttrockner 5 mit einem geringen linearen Druck d. h. ungefähr 30–60 kN, wobei durch den Übertragungsspalt der im wesentlichen undurchlässige Riemen somit tritt.
Bei den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen hat die Pressenpartie 3 außerdem eine Walzenpresse, deren Walzen aus einer Saugpresswalze 13 und der Gegenwalze 19 bestehen, um einen Pressspalt auszubilden, durch den der im wesentlichen undurchlässige Riemen 16 und der Pressfilz 15 zusammen mit der faserartigen Bahn 1 eintreten. Nach diesem Anfangspressenspalt wird der Pressfilz 15 von der faserartigen Bahn 1 und dem im wesentlichen undurchlässigen Riemen 16 weg in einer Seitenschleife um die Saugpressenwalze 13 und zwei Führungswalzen 32 geführt. Der Pressfilz 15 kommt mit der faserartigen Bahn 1 und dem im wesentlichen undurchlässigen Riemen 16 unmittelbar vor dem Langpressenspalt wieder zusammen. Wenn dies erwünscht ist, können Saugvorrichtungen innerhalb der Seitenschleife des Pressenfilzes 15 angeordnet werden, um die Leistung des Pressenfilzes 15 zum Absorbieren von Wasser bei dem Eintreten in den Langpressenspalt zu erhöhen.
Bei den in den 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das innere Textilstück 9 der Nasspartie 2 ein Filz, der zu der Pressenpartie 3 befördert wird, um nötigenfalls als Pressfilz 15 verwendet zu werden, und der somit in einer Schleife zurück der Formerwalze 8 läuft.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das innere Textilstück 9 der Nasspartie 2 ein Gewebe, wobei in diesem Fall der Pressenfilz 15 um eine Aufnahmewalze 20 herum läuft, die nahe zu der Schleife des Gewebes 9 angeordnet ist, so dass der Pressenfilz 15 und das Gewebe 9 in Kontakt miteinander laufen, um die faserartige Bahn von dem Gewebe 9 zu dem Pressenfilz 15 zu übertragen. Die Aufnahmewalze 20 kann mit einem (nicht gezeigten) Saugschuh versehen sein. Alternativ können die Aufnahmewalze und der Saugschuh durch einen Aufnahmesaugkasten ersetzt werden.
4 zeigt schematisch Teile einer Papiermaschine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses ist ähnlich dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass der Pressenfilz 15 nicht in einer Seitenschleife zwischen den beiden Pressspalten geführt wird, sondern stattdessen die Gegenwalze 19 so begleitet, dass die faserartige Bahn 1 zwischen dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen 16 und dem Pressenfilz 15 umschlossen gehalten wird. Dieses Ausführungsbeispiel kann dann angewendet werden, wenn ein geringes Risiko an einem Rücknässen der faserartigen Bahn besteht.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 4 ist die Gegenwalze 19 eine glatte Walze und sie ist in einer Schleife des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens 16 angeordnet. Bei einem (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsbeispiel der Pressenpartie des 3 sind die Positionen der Walzen 14 und 19 umgekehrt, das heißt die Schuhpresswalze 14 ist in einer Schleife des im Wesentliche undurchlässigen Riemens 16 und die Gegenwalze 19 in der Schleife des Pressenfilzes 15 angeordnet. Bei einem derartigen Aufbau kann die Gegenwalze ein Saugwalze, eine mit Nuten versehene Walze oder eine mit Sacklöchern versehene Walze sein.
Der im Wesentlichen undurchlässige und elastisch zusammendrückbare Übertragungsriemen 16 ist beispielsweise von der Art, die in der Druckschrift US-5 298 124 beschrieben ist. Der bei den erfindungsgemäßen Papiermaschinen verwendete im Wesentlichen undurchlässige Riemen 16 ist unter dem Einfluß der Presskräfte, die in den Pressspalten vorherrschen, zusammendrückbar. Der im Wesentlichen undurchlässige Riemen 16 nimmt somit einen nicht zusammengedrückten Zustand stromaufwärts und stromabwärts von einem Pressenspalt und einen zusammengedrückten Zustand dann ein, wenn er einen Pressenspalt passiert, wobei die Oberfläche, die Bahntragefläche, die der faserartigen Bahn zugewandt ist, einen hohen Rauigkeitsgrad im nicht zusammengedrückten Zustand des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens und einen geringeren Rauigkeitsgrad im zusammengedrückten Zustand des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens hat, so dass die Bahntragefläche in dem zusammengedrückten Zustand des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens ausreichend glatt für das Ausbilden eines kontinuierlichen Flüssigkeitsfilmes an der Bahntragefläche ist, wenn der im Wesentlichen undurchlässige Riemen mit dem Pressfilz und der faserartigen Bahn durch den Pressenspalt tritt, und so, dass die Bahntragefläche im nicht zusammengedrückten Zustand des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens ausreichend rauh ist, um das Aufbrechen des kontinuierlichen Flüssigkeitsfilmes zu ermöglichen, nachdem der im Wesentlichen undurchlässige Riemen in der Dickenrichtung sich ausgebreitet hat. Genauer gesagt besteht der im Wesentlichen undurchlässige und elastisch zusammendrückbare Übertragungsriemen aus einem endlosen Träger, der alternativ eine verbindbare Naht hat, mit einer Polymerbeschichtung an seiner Bahnkontaktfläche mit einer Härte von 50–97 Shore A, wobei die Polymerbeschichtung einen Rauigkeitsgrad im nicht zusammengedrückten Zustand von R₂ = 2–80m gemessen gemäß ISO 4287, Teil I, hat und zu einem geringeren Rauigkeitsgrad von R₂= 0–20m zusammendrückbar ist, wenn eine lineare Last von 20–220 kN/m auf den im Wesentlichen undurchlässigen Riemen aufgebracht wird, und außerdem die Fähigkeit dazu hat, seinen nicht zusammengedrückten Rauigkeitsgrad wiederherzustellen, wenn der an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen ausgeübte Druck aufhört. Der Wert R₂ ist genauer gesagt die Zehn-Punkte-Höhe, die in dieser ISO-Norm als die durchschnittliche Entfernung zwischen den fünf höchsten Spitzen und den fünf tiefsten Tälern bei der Referenzlänge definiert ist, die von einer Linie parallel zu einer Hauptlinie gemessen wird und nicht das Oberflächenprofil durchkreuzt. Der im Wesentlichen undurchlässige Riemen hat vorzugsweise eine Luftdurchlässigkeit von weniger als 6 m³/m²/Minute gemessen gemäß dem Verfahren, das beschrieben ist in „Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics, ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials".
Wie dies in der Druckschrift US-5 298 124 aufgeführt ist, kann die Polymerbeschichtung des im Wesentlichen undurchlässigen Riemen vorteilhafterweise eine derartige Polymerzusammensetzung aufweisen, wie beispielsweise Acrylpolymerharz, Polyurethanpolymerharz und eine Polyurethan/Polycarbonatpolymerharzzusammensetzung. Die Polymerbeschichtung kann außerdem Füllstoffartikel mit unterschiedlicher Härte gegenüber dem Polymermaterial enthalten, die aus Kaolinton, Polymermaterial oder Metall, vorzugsweise rostfreier Stahl, bestehen können.
Der in der erfindungsgemäßen Papiermaschine umfaßte Übertragungsriemen wird in der Weise hergestellt, die auch in Druckschrift US-5 298 124 beschrieben ist. Dank der Anwendung der vorstehend erwähnten Polymerzusammensetzung wird eine Oberflächenlage an dem Riemen erzielt, die elastisch zusammendrückbar ist. Nach dem eigentlichen Oberflächenbearbeiten bei dem Herstellprozess wird eine Oberfläche erzielt, die eine gesteuerte Topographie verleiht. Die Zusammendrückbarkeit und Topographie der Oberflächenlage wird durch einen möglichen Verschleiß während des Vertriebs bemerkenswert beeinflußt. Die dichte Polymeroberfläche wird leicht sauber gehalten und kann das Reinigen mit einer Rakelklinge direkt an der Riemenoberfläche aushalten. Um sicherzustellen, dass der Riemen an den Randabschnitten, die an dem Glätttrockner außerhalb der Papierbahn laufen, nicht altert, muß dies beim Auswählen des Material berücksichtigt werden, und die Kombinationen, die Wärme am Besten aushalten können, müssen ausgewählt werden. Ansonsten muß ein Randkühlen ausgeführt werden, indem Wasser an den Rand beispielsweise unmittelbar vor oder nach dem Passieren des Glätttrockners gesprüht wird.
Der Träger bei dem Übertragungsriemen ist endlos und umfaßt ausserdem Arten an Basiselementen, die in irgendeiner Art und Weise endlos gestaltet werden können. Der Ausdruck deckt auch insbesondere ein öffnungsfähiges Basiselement ab, das mit einer Naht versehen ist, wobei das Element erst dann endlos gestaltet wird, wenn es in der Papiermaschine mit Hilfe einer geeigneten Naht eingebaut wird. Der Träger kann beispielsweise aus einem gewebten Mehrlagengewebe, das aus Polymermonofilamenten wie beispielsweise Polyester, Polyamid und dergleichen hergestellt wird, bestehen. Das Basiselement kann außerdem aus einer (nicht gewebten) faserartigen Bahn, die durch ein Bindemittel zusammengehalten wird, kombinierten gewickelten Garnen, Polymerfolie/film, Kettenwirkerzeugnis oder dergleichen bestehen. Es ist erforderlich, dass der Träger formstabil sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer dazu ist, so dass er zu einer Stabilität des Riemens bei mechanischer Spannung in diesen Richtungen beiträgt. Wenn der Träger in der Polymerbeschichtung vollständig eingeschlossen sein soll, kann dieser entweder an einer Seite bei vollständigem Zerlaufen hindurch zu der Rückseite aufgetragen werden oder er kann zunächst an einer Seite und dann an der anderen Seite aufgetragen werden. Es kann Aufbauarten geben, die besonders dünne Riemen erforderlich machen, wobei es in diesem Fall ratsam wäre, die Beschichtung lediglich von einer Seite mit einem begrenzten Hindurchlaufen aufzutragen. In diesem Fall ist es wesentlich, dass die nicht beschichtete Oberfläche des Basiselementes gegenüber Verschleiß widerstandsfähig ist und leicht sauber gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Papiermaschine mit dem Einzelfilzpressspalt (den Einzelfilzpressspalten) erzeugt eine faserartige Bahn mit einem hohen Trockengehalt vor der Trockenpartie, d. h. bis zu 50%, was mit den Trockengehalten bis zu 45% verglichen werden sollte, die mit gegenwärtig in Verwendung befindlichen Papiermaschinen erzielt werden. Diese Verbesserung kann dazu genutzt werden, dass entweder die Papiermaschine bei einer höheren Produktionsrate läuft oder der Energieverbrauch in der Trockenpartie verringert wird. Es wird ebenfalls eine Verringerung des Durchmessers des Trocknungszylinders möglich.
Bei den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen kann eine Führungswalze, wenn dies erwünscht ist, in der Schleife des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens 16 unmittelbar vor der Übertragungswalze 17 angeordnet werden.
Bei den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein Übertragungselement verwendet, das aus der Übertragungswalze 17 besteht. Gemäß einem (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsbeispiel wird die Übertragungswalze durch den im Wesentlichen undurchlässigen Riemen selbst ersetzt, der um einen vorbestimmten Teil des Trocknungsyzlinders beispielsweise innerhalb eines Sektorwinkels von 30–60 laufen kann, um einen Langübertragungsspalt mit dem Trocknungszylinder auszubilden.

Claims

Papiermaschine zum Herstellen einer faserartigen weichen Papierbahn (1) mit: – einer Nasspartie (2) mit einem Stoffauflaufkasten (7); einer Formerwalze (8) und einem inneren und einem äußeren Textilstück (9, 10), die um die Formerwalze (8) laufen, wobei zwischen den Textilstücken die faserartige Bahn (1) ausgebildet wird; – einer Pressenpartie (3) mit zumindest einer Schuhpresse mit einer Schuhpresswalze (14) und einer Gegenwalze (19), wobei die Walzen einen Langpressenspalt bilden, einem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) und einem Pressenfilz (15), wobei der im Wesentlichen undurchlässige Riemen (16) und der Pressenfilz (15) durch den Langpressenspalt laufen, wobei die faserartige Bahn zwischen ihnen eingeschlossen ist; und – einer Trockenpartie (4) mit einem Trocknungszylinder (5) und einem Übertragungselement (17), das zusammen mit der Trocknungszylinder (5) einen Übertragungsspalt für eine Übertragung der faserartigen Bahn zu dem Trocknungszylinder (5) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass a) der im Wesentlichen undurchlässige Riemen (16) einen Träger mit einer zusammendrückbaren Polymerbeschichtung an der Seite aufweist, die der Papierbahn zugewandt ist, wobei er eine Härte im Bereich von 50 bis 97 Shore A hat, wobei die Polymerbeschichtung eine Bahnkontaktfläche mit einem auf Druck ansprechenden wiederherstellbaren Grad an Rauigkeit hat, wobei die Bahnkontaktfläche einen Grad an Rauigkeit in einem unbelasteten Zustand von R₂ = 2–80 m gemessen gemäß ISO 4287, Teil I, und einen unteren Grad an Rauigkeit von R₂ = 0–20 m hat, wenn die Polymerbeschichtung durch eine lineare Last von 20–220 kN/m an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen gemessen bei einem Nicht-Langpressenspalt zusammengedrückt wird; b) der Pressenfilz (15) so eingerichtet ist, dass er die faserartige Bahn (1) zu der Pressenpartie (3) von der Formerwalze (8) oder von einem Punkt trägt, der sich stromabwärtig von der Formerwalze (8) und stromaufwärtig von der Pressenpartie (3) befindet; c) der im Wesentliche undurchlässige Riemen (16) und der Bahntragepressenfilz (15) so eingerichtet sind, dass sie nicht zusammen laufen, bis sie in die Pressenpartie (3) eintreten, um die faserartige Bahn (1) zwischen ihnen einzuschließen, wobei der im Wesentlichen undurchlässige Riemen (16) so eingerichtet ist, dass er direkt zu der Pressenpartie läuft; d) der im Wesentlichen undurchlässige Riemen (16) so eingerichtet ist, dass er von der Schuhpresse zu dem Trocknungszylinder (5) läuft, um die faserartige Bahn (1) zu dem Übertragungsspalt zu tragen; e) der Pressenfilz (15) so eingerichtet ist, dass er in einer Richtung von dem in Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) weg läuft an einem Punkt unmittelbar nach dem Langpressenspalt und bevor ein Wasserfilm, der in dem Langpressenspalt an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) ausgebildet wird, abweist; und f) eine Vorrichtung (31) zum Auftragen eines Haftmittels vor dem Übertragungsspalt angeordnet ist, um eine kontinuierliche Haftmittellage an der Mantelfläche der Trocknungszylinders (5) und/oder an der faserartigen Bahn (1) aufzutragen.
Papiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Textilstück (9) bei der Nasspartie aus einem Filz besteht und dieser Filz so eingerichtet ist, dass er durch die Pressenpartie läuft und dort als ihr Pressenfilz (15) ebenfalls verwendet wird.
Papiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Textilstück (9) in der Nasspartie ein Gewebe ist und eine Aufnahmevorrichtung (20) in der Schleife des Pressenfilzes stromaufwärtig von der Pressenpartie angeordnet ist, um die faserartige Bahn (1) von dem Gewebe (9) zu dem Pressenfilz zu übertragen.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenpartie ebenfalls eine Walzenpresse hat, die stromaufwärtig von der Schuhpresse angeordnet ist und eine Saugpresswalze (13), die in der Schleife des Pressenfilzes (15) angeordnet ist, und eine Gegenwalze (19) hat, die in der Schleife des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) angeordnet ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenwalze (19) der Schuhpresse ebenfalls die Gegenwalze (19) der Walzenpresse ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressenfilz (15) von der faserartigen Bahn (1) bei einer Seitenschleife um die Saugpresswalze (13) und zumindest eine Führungswalze (32) weg geführt wird, wobei die Seitenschleife sich von dem Pressenspalt der Walzenpresse zu dem Langpressspalt der Schuhpresse erstreckt.
Papiermaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurchlässigkeit des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) geringer als 6 m³/m²/min ist gemessen gemäß dem Verfahren, das in "Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics, ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials" beschrieben ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement aus einer Übertragungswalze (17) besteht, die in der Schleife des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) angeordnet ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement aus dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) besteht, der um einen vorbestimmten Teil des Trocknungszylinders (5) läuft, um einen Langübertragungsspalt zu erzeugen.
Verfahren zum Herstellen einer faserartigen weichen Papierbahn (1) in einer Papiermaschine, wobei die Papiermaschine folgendes aufweist: – eine Nasspartie (2) mit einem Stoffauflaufkasten (7); einer Formerwalze (8) und einem inneren und einem äußeren Textilstück (9, 10), die um die Formerwalze (8) laufen, wobei zwischen den Textilstücken die faserartige Bahn (1) ausgebildet wird; – eine Pressenpartie (3) mit zumindest einer Schuhpresse mit einer Schuhpresswalze (14) und einer Gegenwalze (19), wobei die Walzen einen Langpressenspalt bilden, einem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) und einem Pressenfilz (15), wobei der im Wesentlichen undurchlässige Riemen (16) und der Pressenfilz (15) durch den Langpressenspalt laufen, wobei die faserartige Bahn zwischen ihnen eingeschlossen ist; und – eine Trockenpartie (4) mit einem Trocknungszylinder (5) und einem Übertragungselement (17), das zusammen mit der Trocknungszylinder (5) einen Übertragungsspalt für eine Übertragung der faserartigen Bahn zu dem Trocknungszylinder (5) ausbildet, gekennzeichnet durch a) Ausführen des Pressens mit der Hilfe eines im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16), der einen Träger und eine zusammendrückbare Polymerbeschichtung an der Seite hat, die der Papierbahn zugewandt ist, wobei die Polymerbeschichtung eine Härte in dem Bereich von 50–97 Shore A und eine Bahnkontaktfläche mit einem auf Druck ansprechenden wiederherstellbaren Grad an Rauigkeit hat, wobei die Bahnkontaktfläche einen Grad an Rauigkeit bei einem unbelasteten Zustand von R₂ = 2–80 m hat gemessen gemäß ISO 4287, Teil I, und einen unteren Grad an Rauigkeit von R₂ = 0–20 m hat, wenn die Polymerbeschichtung durch eine lineare Last von 20 bis 220 kN/m an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen zusammengedrückt wird gemessen bei einem Nicht-Langpressenspalt; b) Verwenden des Pressenfilzes (15) zum Befördern der faserartigen Bahn (1) zu der Pressenpartie (3) von der Formerwalze (8) oder von einem Punkt, der sich stromabwärtig von der Formerwalze (8) und stromaufwärtig von der Pressenpartie (3) befindet; c) Laufen des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) und des Bahntragepressenfilzes (15) zusammen nicht bis sie in die Pressenpartie (3) eintreten, um die faserartige Bahn (1) zwischen ihnen zu umschließen, und Laufen des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) direkt zu der Pressenpartie; d) Laufen des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) von der Schuhpresse zu dem Trocknungszylinder (5), um die faserartige Bahn (1) zu dem Übertragungsspalt zu befördern; e) Laufen des Pressenfilzes (15) in einer Richtung von dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) an einem Punkt unmittelbar nach dem Langpressenspalt und bevor ein Wasserfilm, der an dem im Wesentlichen undurchlässigen Riemen (16) in dem Langpressenspalt ausgebildet wird, abreißt; und f) Aufbringen einer kontinuierlichen Haftmittellage an der Mantelfläche des Trocknungszylinders (5) und / oder an der faserartigen Bahn (1) mittels einer Haftmittelauftragvorrichtung (31) an einem Punkt vor dem Übertragungsspalt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch Verwenden eines Filzes als das innere Textilstück (9) bei der Nasspartie, Laufen des Filzes durch die Pressenpartie und Verwenden des Filzes ebenfalls als den Pressenfilz (15) der Pressenpartie.
Verfahren gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch Übertragen der faserartigen Bahn von dem inneren Textilstück (9), das in der Form eines Gewebes ist, zu dem Pressenfilz (15) durch eine Aufnahmevorrichtung (20), die in der Schleife des Pressenfilzes stromaufwärtig von der Pressenpartie angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch Entwässern der faserartigen Bahn zunächst bei einer Walzenpresse der Pressenpartie, wobei die Walzenpresse stromaufwärtig von der Schuhpresse angeordnet ist und eine Saugpressenwalze (13), die in der Schleife des Pressenfilzes (15) angeordnet ist, und eine Gegenwalze (19) hat, die in der Schleife des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch Führen des Pressenfilzes (15) weg von der faserartigen Bahn (1) in einer Seitenschleife, die um die Saugpressenwalze (13) und zumindest eine Führungswalze (32) läuft, wobei die Seitenschleife sich von dem Pressenspalt der Walzenpresse zu dem Langpressenspalt der Schuhpresse erstreckt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch Verwenden eines im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) mit einer Luftdurchlässigkeit, die geringer als 6 m³/m²/min ist, gemessen gemäß dem Verfahren, das in "Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics, ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials" beschrieben ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch Verwenden des im Wesentlichen undurchlässigen Riemens (16) ebenfalls als das Übertragungselement, das um einen vorbestimmten Teil des Trocknungszylinders (5) läuft, um einen Langübertragungsspalt zu erzeugen.