DE69914920T2

DE69914920T2 - Verfahren und vorrichtung zur trocknung einer beschichteten bahn

Info

Publication number: DE69914920T2
Application number: DE69914920T
Authority: DE
Inventors: Pertti Heikkilä; Kari Juppi; Pasi Rajala
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: FI981548A; EP1102889A1; US6311410B1; DE69914920D1; FI981548A0; EP1102889B1; CA2337023A1; ES2216532T3; WO2000001881A1; ATE259909T1; CA2337023C; AU4786699A; FI108871B

Description

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in den nachstehend aufgeführten unabhängigen Ansprüchen spezifiziert sind, zum Trocknen einer beschichteten Bahn.
Herkömmlich sind verschiedene Arten an luftgestützte Bahntrocknern, Lufttrocknern, Infrarotstrahler und Zylindergruppen zum Trocknen von beschichtetem Papier und Karton verwendet worden. Das Trocknen einer beschichteten Papierbahn ist durch den Umstand gekennzeichnet, dass die Anfangstrockenstufe ohne Kontakt mit der Bahn ausgeführt werden muss, das heißt herkömmlich mittels einem Lufttrocknen oder Infrarottrocknen, da die feuchte Beschichtung einem mechanischen Kontakt nicht widersteht.
Das Verfahren zum Trocknen einer Pigmentbeschichtung hat einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften der fertigen Papierbahn. Sowohl ein Verdampfen als auch das Absorbieren von Wasser in das Basispapier bei der Anfangstrockenstufe bewirken eine erneute Anordnung der Bindemittel in der Beschichtung. Die Zeitverzögerung zwischen dem Auftragen der Beschichtung und dem Beginn des Trocknens und die Verdampfungsrate während des eigentlichen Trocknens beeinflussen die Bindemittelverteilung der Beschichtung in der Richtung ihrer Dicke und außerdem die Dichte der Oberfläche.
Die Anfangstrockenstufe kann in die Erwärmungsstufe und in die eigentliche Trockenstufe das heißt die Verdampfungsstufe geteilt werden. Nach der Verdampfungsstufe ist die Absorption von Wasser in das Basispapier praktisch beendet und die Beschichtung hat sich bis zu einem derartigen Maß verfestigt, dass das Trocknen nicht länger die Eigenschaft der Beschichtung in der gleichen Weise beeinflusst. Nach dieser Stufe kann der Beschichtung gestattet werden, dass sie mit den Walzen und Zylindern in Kontakt gelangt.
Um eine beschichtete Bahn zu trocknen, muss diese einer bestimmten Energiemenge während des Trocknens unterworfen werden. Der weitaus größte Teil der Energie wird offensichtlich durch die Verdampfung verbraucht, jedoch kann in einigen Fällen die für ein Erwärmen der Bahn verwendete Energiemenge ebenfalls bis zu einer hohen Stufe ansteigen. Bei Lufttrocknern wird die Energie zu der Bahn durch Konvektion übertragen. Bei einem Infrarottrockner wird die Energie zu der Bahn durch elektromagnetische Strahlung übertragen.
Es ist herausgefunden worden, dass, wenn beschichtetes Papier lediglich mittels herkömmlichen Lufttrocknern getrocknet wird das heißt durch Blasen von trockener heißer Luft zu der beschichteten Bahn, die Beschichtung häufig fleckig wird und ihre Oberflächenfestigkeitseigenschaften schlecht werden. Es ist angenommen worden, dass dies aufgrund des Umstandes der Fall ist, dass das Lufttrocknen die Beschichtung langsam erwärmt. Es sind Versuche unternommen worden, dieses Problem zu beseitigen, indem die beschichtete Bahn mittels Infrarottrocknern vor dem eigentlichen Lufttrocknen erwärmt worden sind. Die Infrarottrockner erwärmen die Bahn gleichmäßiger als herkömmliche Lufttrockner. Die Infrarottrockner können außerdem die Temperatur der beschichteten Bahn auf die erwünschte ausreichend hohe Höhe, üblicherweise bis zu einer Temperatur von ungefähr 70°C erheblich schneller als Lufttrockner erhöhen.
Infrarotwärmungseinrichtungen sind jedoch kostspielige Vorrichtungen und ihre Betriebskosten sind viel höher als jene von herkömmlichen Lufttrocknern das heißt luftgestützten Bahntrocknern.
Es ist außerdem zuvor in der amerikanischen Patentveröffentlichung US 5 536 535 vorgeschlagen worden, dass die beschichtete Bahn mittels überhitztem Dampf mit einer Feuchtkugeltemperatur von mehr als 85°C getrocknet wird. Mittels des überhitzten Dampfes kann die Temperatur der Bahn schnell auf die erforderliche Trocknungstemperatur angehoben werden, die jedoch beim Trocknen mittels überhitztem Dampf hoch ist das heißt annähernd 100°C. Bei der in dieser US-Veröffentlichung offenbarten Lösung muss die Bahn somit bei einer erheblich höheren Temperatur als beim Trocknen mit heißer Luft getrocknet werden.
Es ist außerdem herausgefunden worden, dass ein Unterbrechen des herkömmlichen Trocknens einer beschichteten Bahn bei der Anfangstrockenstufe durch ein freies Ziehen der Bahn zwischen einzelnen Lufttrocknern die Qualität des Papiers beeinträchtigen kann. Es wird angenommen, dass dies aufgrund des Umstandes der Fall ist, dass das Trocknen der Beschichtungslagen während eines freien Zuges sich verlangsamt, was bedeutet, dass während eines freien Zuges mehr Wasser von der Beschichtungslage zu der Basisbahn als bei dem Lufttrockner treten kann. Das somit übertragene Wasser bewirkt, dass die Basislage anschwillt, und bewirkt, das eine Rauhigkeit auf Faserbasis in einer Holz enthaltenden Basisbahn und Änderungen einer derartigen Rauhigkeit bei einer holzfreien Basisbahn ähnlich werden. Dies sollte beseitigt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Trocknen einer beschichteten Bahn im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren und zu der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zu erzielen.
Insbesondere ist es die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu erzielen, durch die die zu trocknende Bahn auf die erforderliche Trocknungstemperatur ökonomischer als zuvor erwärmt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu erzielen, durch die das Abkühlen der Bahn zwischen den Lufttrocknern verhindert wird.
Um die vorstehend dargelegten Aufgaben zu lösen, sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die kennzeichnenden Teile der nachstehend dargelegten unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
Ein typisches Verfahren, das sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, betrifft ein Trocknungsverfahren, bei dem die beschichtete Bahn zunächst durch eine Erwärmungseinheit genommen wird, bei der die Temperatur der beschichteten Bahn auf die Trocknungstemperatur angehoben wird oder nahe zu der Trocknungstemperatur angehoben wird, und bei dem die somit erwärmte beschichtete Bahn dann durch zumindest einen Lufttrockner genommen wird, bei dem Trocknungsluftstrahlen auf die beschichtete Bahn gerichtet werden, um die beschichtete Bahn zu trocknen.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung wird das Erwärmen der Bahn bei der Erwärmungseinheit mittels feuchter heißer Luft ausgeführt. Das Erwärmen findet typischerweise in einem Lufttrockner statt, indem heiße Luftstrahlen zu der beschichteten Bahn hin geblasen werden, wobei die Feuchtigkeit a₁ der Luftstrahlen wesentlich höher als die Feuchtigkeit a₂ der Luftstrahlen der folgenden eigentlichen Trockenpartie ist. In dieser Weise kann die Temperatur der beschichteten Bahn sicher und schnell auf die erforderliche Trockentemperatur erhöht werden, typischerweise auf eine Temperatur von ungefähr 60–80°C.
Die hohe Temperatur der Beschichtung verringert die Wanderung des Bindemittels. Der wichtigste Grund dafür ist, dass die Beschichtung schneller und in feuchterer Form sich verfestigen oder gefestigt werden kann, als wenn die Beschichtung langsamer mittels eines herkömmlichen Lufttrockners erwärmt worden würde. Ein schnelles Erwärmen liefert eine porösere Beschichtung, die Drucktinten gleichmäßiger absorbiert.
Der Dampf bei den heißen Luftstrahlen kondensiert gemäß der vorliegenden Erfindung an der Oberfläche der beschichteten Bahn, wobei er einen dünnen Wasserfilm ausbildet und Wärme gleichmäßig zu der beschichteten Bahn abgibt. Dies bedeutet, dass keine Bereiche bei der Bahn ausgebildet werden, die sich schneller oder langsamer erwärmen und trocknen. So lange die Temperatur der beschichteten Bahn geringer als der Taupunkt der Trocknungsluft ist, wird das Wasser an der Oberfläche der Bahn kondensieren und eine Energiemenge freigeben, die der Verdampfungsenthalpie entspricht. Als Folge dessen kann die Verfestigung der Beschichtung schnell mittels feuchter heißer Gebläseluft erzielt werden. Beispielsweise kann mittels Gebläseluft mit einer Feuchtkugeltemperatur von 70°C ein Latexfilmausbilden schnell erzielt werden. Das Verdampfen, das bei dieser Stufe beginnt, bewirkt somit nicht länger eine Wanderung von Bindemittel. Auch ändert sich die Oberflächenrichtungsstruktur der Beschichtung nicht in einem wesentlichen Maße bei dieser Stufe.
Da die Kondensationsrate bei der beschichteten Bahn umso schneller ist, je kühler der Bereich an der Oberfläche der Bahn ist, bewirkt das Freigeben der Energie aufgrund der Verdampfung, wie dies vorstehend beschrieben ist, ein Ausgleichen der Oberflächenrichtungstemperaturdifferenzen bei dieser Art an Trockner, was bedeutet, dass die Oberflächenrichtungslatexfilmausbildung ebenfalls gleichmäßig ist und die Druckeigenschaften der Oberfläche gleichmäßig werden.
Die heißen Luftstrahlen mit hoher Feuchtigkeit können in dem Fall eines einseitigen Beschichtens lediglich zu der beschichteten Seite der Bahn gerichtet werden.
Das Erwärmen der Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung kann in der Praxis in einfacher Weise so eingerichtet sein, dass es beispielsweise bei dem ersten Teil eines Lufttrockners stattfindet, der in aufeinanderfolgende Segmente geteilt ist, vorzugsweise bei seinem ersten Segment, bei dem wesentlich mehr feuchte heiße Luft zu der Bahn als bei den anderen Segmenten geblasen wird.
Die Feuchtigkeit der Erwärmungsluftstrahlen kann vorzugsweise innerhalb des Feuchtigkeitsbereiches von > 0,1 kg_Wasser/kg_Trockenluft, typischerweise innerhalb des Bereiches von 0,2–0,5 kg_Wasser/kg_Trockenluft gehalten werden.
Die Feuchtigkeit der Trocknungsluftstrahlen ist andererseits üblicherweise unterhalb 0,2 kg_Wasser/kg_Trockenluft, typischerweise ungefähr 0,1 kg_Wasser/kg_Trockenluft, jedoch niedriger als bei den Erwärmungsluftstrahlen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Anfangstrocknen der beschichteten Bahn daher mittels eines Lufttrockners ausgeführt werden, der verschiedene Segmente aufweist, wobei bei dem ersten von diesen die Feuchtigkeit hoch ist, beispielsweise 0,2–0,5 kg_Wasser/kg_Trockenluft, und die Temperatur innerhalb des Bereiches 100–500°C, typischerweise ungefähr 150–300°C, ist. In einem derartigen Fall erwärmt sich die Bahn schnell bei dem ersten Teil des Trockners jedoch ohne eine hohe Verdampfungsrate, das heißt ohne ungleichmäßige Verdampfung, was zu vorteilhaften Eigenschaften im Hinblick auf die Qualität führt.
Um ein vorteilhaftes Trocknungsergebnis zu erzielen, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung das Trocknen bei den verschiedenen Segmenten des Lufttrockners vorzugsweise reguliert, indem die Feuchtkugeltemperatur der Trocknungsluft eingestellt wird. Eine gute Qualität und ein effizientes Erwärmen der Bahn können somit lediglich durch Lufttrocknen ohne Verwendung von Infraroterwärmungseinrichtungen erzielt werden.
Die Feuchtkugeltemperatur der Erwärmungsluftstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung ist unterhalb 85°C, typischerweise ungefähr 70–80°C. Durch derartige Erwärmungsluftstrahlen kann die Temperatur der beschichteten Bahn schnell bei der Bahnerwärmungseinheit auf die eigentliche Trocknungstemperatur erhöht werden, die bei dem Trocknen erforderlich ist, das heißt ein Verdampfen ohne Risiko eines ungleichmäßigen Trocknens. Bei den anderen Segmenten des Lufttrockners, die Verdampfungs- oder Trocknungssegmente, werden niedrigere Höhen an Luftfeuchtigkeit angewendet als bei der Erwärmungsstufe, was Einsparungen im Hinblick auf die Kosten des Erwärmens der Trocknungsluft bedeutet. Ein Verdampfen findet bereits bei einer relativ niedrigen Temperaturhöhe statt, das heißt wenn die Temperatur der Bahn typischerweise bei 60–70°C ist. Zusätzlich sind die Verdampfungsraten höher als bei dem Fall, bei dem eine höhere Rückluftfeuchtigkeit beibehalten wird. Die Feuchtigkeit bei den verschiedenen Segmenten des Lufttrockners kann mit Leichtigkeit so eingestellt werden, dass das Temperaturprofil der Bahn bei dem gesamten Trockner optimal ist.
Die feuchte Erwärmungsluft, die für die Bahnerwärmungseinheit erforderlich ist, kann erhalten werden, indem die Lieferluft oder Austauschluft mit Dampf oder Wasser befeuchtet wird und indem die feuchte Luft beispielsweise mittels eines Gasbrenners oder eines Dampfstrahlers erwärmt wird, bevor die Luftstrahlen zu der beschichteten Bahn geblasen werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann jedoch die feuchte Abluft von den ersten eigentlichen Verdampfungssegmenten ebenfalls als Austauschluft oder Lieferluft bei dem Bahnerwärmungseinheitsegment verwendet werden. In einigen Fällen kann die gesamte Luft aus dem Lufttrockner heraus durch die Bahnerwärmungseinheit zirkulieren.
In der Praxis ist es vorteilhaft, das Lufttrocknen mittels sogenannten Langauflauf-Folge-Luftstütz-Bahntrocknern oder Luftbahntrocknungssegmenten auszuführen, die miteinander so verbunden sind, dass die Bahn von einem Segment zu dem nächsten hauptsächlich ohne freie Züge der Bahn läuft. Bei jedem luftgestützten Bahntrockner ist es möglich, dass lediglich schmale Bahnspalte vorhanden sind, durch die die Bahn von einem Trocknersegment zu dem nächsten tritt. Andererseits können luftgestützte Bahntrockner ebenfalls zu einer großen gemeinschaftlichen Kammer integriert werden unter der Voraussetzung, dass die erforderliche Luftzirkulation bei den verschiedenen Segmenten der Kammer eingerichtet ist.
Ein typischer Lufttrockner, der sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, weist zwei bis fünf aufeinanderfolgende Trocknersegmente auf. Die Gesamtlänge des Lufttrockners beträgt somit 5–12 m.
Indem die luftgestützten Bahntrockner zu einem einzigen Aufbau integriert werden, werden der Abfall der Temperatur der Bahn, der während der freien Züge stattfindet, und die daraus folgenden Nachteile vermieden. Die Temperatur der beschichteten Bahn, die durch die aufeinanderfolgenden Segmente des Lufttrockners läuft, kann somit fortlaufend mittels der Trocknungsluftstrahlen bei einer für den Prozess optimalen Höhe gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.
1 zeigt Kurven der Feuchtigkeit, der Temperatur und der Verdampfung einer beschichteten Bahn, die bei einem herkömmlichen Lufttrockner getrocknet wird, der mit Infrarottrocknern versehen ist.
2 zeigt in der gleichen Weise wie bei 1 die Kurven der Feuchtigkeit, der Temperatur und der Verdampfung einer beschichteten Bahn, die bei einem Lufttrockner getrocknet wird, der mit der erfindungsgemäßen Lösung versehen ist.
3 zeigt in bildlicher Weise eine Bahnerwärmungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt in bildlicher Weise eine zweite Bahnerwärmungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt in bildlicher Weise einen Lufttrockner gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Bahnerwärmungseinheit bei dem ersten Segment der Bahnerwärmungseinheit montiert ist, die Segmente geteilt ist.
6 zeigt in bildlicher Weise in der Art und Weise von 5 einen zweiten Lufttrockner gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Bahnerwärmungseinheit bei dem ersten Segment der Bahnerwärmungseinheit montiert ist, die in Segmente geteilt ist.
7 zeigt in bildlicher Weise einen Lufttrockner gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einem gekrümmten Aufbau sitzt, wobei bei dem Lufttrockner die Bahnerwärmungseinheit in dem ersten Segment der Lufttrocknereinheit montiert ist, die in Segmente geteilt ist.
8 zeigt in bildlicher Weise eine Trockenpartie, die aus separaten Trocknern besteht, wobei die Bahnführungswalzen zwischen ihnen sind.
1 zeigt die Kurven für die Feuchtigkeit, die Temperatur und die Verdampfung einer beschichteten Bahn, die bei einer herkömmlichen Trockenpartie getrocknet wird, die mit Infrarottrocknern (ir) und luftgestützten Bahntrocknern (foil) versehen ist. Die Bahn wird zwischen den Infrarottrocknern und den luftgestützten Bahntrocknern mittels eines freien Zuges (fd) befördert.
Die Variationen im Hinblick auf die Temperatur der beschichteten Bahn, wenn diese durch den Trockner läuft, sind durch das am weitesten in der Mitte befindliche Paar an Kurven T₁ und T₂ gezeigt, das heißt separat für die Basisbahn (T₁) und für die Beschichtung (T₂). Aus dieser Zeichnung ist ersichtlich, dass die Temperatur der beschichteten Bahn ungefähr 30°C beträgt, wenn sie bei der Trockenpartie eintrifft. Bei dem ersten Infrarottrockner (ir) steigt die Temperatur schnell auf über 50°C an, fällt jedoch während des freien Zuges vor dem zweiten Infrarottrockner auf eine Temperatur von unterhalb 50°C ab. Bei dem zweiten Infrarottrockner steigt die Temperatur der Bahn auf etwas über 60°C an, fällt jedoch erneut auf eine Temperatur von unterhalb 60°C während des nächsten freien Zuges ab. Bis zu der ersten Verdampfungseinheit (foil) ist es nicht der Fall, dass die Temperatur der Bahn und der Beschichtung auf oberhalb 70°C ansteigt, um während des nächsten freien Zuges (fd) auf eine Temperatur von gut unterhalb 70°C abzufallen. Die Temperatur der Bahn steigt und fällt auch in der gleichen Weise, wenn diese durch die nächsten zwei Verdampfungseinheiten tritt. Die Zeichnung zeigt, dass die Bahn bis zu dem letzten Abschnitt von jeder Verdampfungseinheit nicht die erwünschte maximale Temperatur erreicht.
Aufgrund der Temperaturschwankung schwankt das Verdampfen von Wasser aus der Beschichtung ebenfalls drastisch, wie dies durch die obere Kurve (E₂) des untersten Kurvenpaars E₁ und E₂ gezeigt ist. Die Temperaturschwankungen und die langsame Erwärmung der Bahn führen zu dem vorstehend erwähnten nachteilhaften Phänomen im Hinblick auf die Trocknung der Beschichtung.
Das oberste Paar an Kurven D₁ und D₂ zeigt den Trockengehalt der Basisbahn (D₁) und der Beschichtungslage (D₂) bei verschiedenen Teilen des Trockners.
2 zeigt die entsprechenden Kurven für einen Lufttrockner gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Lufttrockner (w-foil) anstelle der Infraroterwärmungseinrichtung montiert ist, wobei bei dem Lufttrockner die Temperatur der beschichteten Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung mittels feuchter Luftblasströme erhöht wird.
Aus der Untersuchung der Temperaturkurven T₁ und T₂ ist ersichtlich, dass die Temperaturen der Bahn und der Beschichtung schnell auf gut über 70°C ansteigen und dass deren Temperatur bei dieser hohen Höhe durch den gesamten Lufttrockner bleibt. Bei dem beobachteten Lufttrockner gibt es keine freien Züge der Bahn, bei denen die Temperatur abfallen könnte. Aufgrund der hohen gleichmäßigen Temperatur wird die erforderliche gleichmäßige Verdampfung bei der Beschichtung das heißt ungefähr 40 kg H₂O/m²h bei dem dargelegten Fall schnell bei der eigentlichen Trockenpartie erreicht.
3 zeigt in bildlicher Weise ein Luftströmungsdiagramm der Bahnerwärmungseinheit 10 beim Start des erfindungsgemäßen Lufttrockners. Luft mit einer geeigneten Feuchtigkeit, beispielsweise Abluft von einer Papiermaschine, wird mittels eines Aggregates 12 von einer beliebigen zur Verfügung stehenden Quelle geliefert. Die Luft wird mittels eines Gebläses 14 durch eine Wärmequelle 16 bewegt, um die feuchte Luft auf eine geeignete Temperatur zu erwärmen, wobei danach die erwärmte Luft zum eigentlichen Trocknungssegment 18 zugeführt wird, von dem die feuchte heiße Luft zu der Bahn 20 geblasen wird. Die von der Bahn abgegebene Luft wird mittels eines Aggregats 22 aus dem Trocknungssegment als Abluft entfernt. Ein Teil der Abluft rezirkuliert mittels des Aggregats 24 zu dem Gebläse 14 und nach dem Erwärmen zurück zu dem Trocknungssegment 18 und ein Teil wird von dem System mittels des Aggregats 26 entfernt.
4 zeigt die Bahnerwärmungseinheit 10 des Lufttrockners in Bezug auf 3, bei der jedoch die Lieferluft, Austauschluft + Rückluft auf eine geeignete Feuchtigkeit bei der Befeuchtungseinheit 28, die dem Gebläse vorangeht, befeuchtet werden, indem Dampf oder Wasser in die Luft gesprüht wird.
5 zeigt einen Lufttrockner 30 gemäß der vorliegenden Erfindung, der in Segmente geteilt ist, wobei das erste Segment 32 des Trockners die Bahnerwärmungseinheit ausbildet und das zweite, das dritte und das vierte Segment 34, 36, 38 Verdampfungseinheiten ausbilden. Jedes Segment hat eine eigene Luftzirkulation gemäß den 3 und 4. Frischluft wird zu den Verdampfungssegmenten mittels der Aggregate 40, 42, 44 geliefert. Die Abluft von den Verdampfungssegmenten wird in das Aggregat 46 zusammengebracht, um eine kombinierte Abluft auszubilden. Ein Teil der kombinierten feuchten Abluft wird als Austauschluft zu dem ersten Segment 32 des Trockners geliefert und ein Teil wird von dem Trockner durch das Aggregat 45 entfernt. Luft wird aus dem Trockner und dem gesamten System durch einen Kanal 33 herausgenommen.
6 zeigt eine modifizierte Version des in 5 gezeigten Trockners, bei der die feuchte Abluft von lediglich dem zweiten und dem dritten Segment 34, 36 zu der Bahnerwärmungseinheit 32 geliefert wird. Die bereits relativ trockene Abluft von dem letzten Segment 38, das heißt die Abluft, die trockener als die Abluft von den Segmenten 34 und 36 ist, wird von dem System abgegeben.
Die 5 und 6 zeigen Trockner, luftgestützte Bahntrockner, bei denen die Bahn hauptsächlich horizontal durch den Trockner befördert wird. Es ist offensichtlich möglich, die separaten luftgestützten Bahntrocknersegmente zu vielen anderen Formen, die als geeignet erachtet werden, jederzeit zu kombinieren. 7 zeigt einen Trockner, bei dem die beschichtete Bahn zunächst entlang eines nach oben gerichteten Laufes, dann entlang eines horizontalen Laufes und schließlich entlang eines nach unten gerichteten Laufes genommen wird. Es ist somit möglich, die Trockneraufläufe einzubauen, die den Verlauf der Bahn wenden.
7 zeigt einen Trockner, der in einer gekrümmten raumsparenden Form ausgebildet ist. Die Erwärmungseinheit 40 des Trockners und die verschiedenen Segmente 42, 44 und 46 der eigentlichen Trockenpartie sind in einem gemeinschaftlichen gekrümmten Tunnelaufbau montiert. Bei dem Trockner wird Abluft zu der Bahnerwärmungseinheit 40 von sämtlichen Verdampfungssegmenten 42, 44, 46 geliefert, die dieser folgen.
8 zeigt in bildlicher Weise eine Trockenpartie, bei der die Bahnerwärmungseinheit 40 und die Lufttrockner 42, 44 und 46 separat sind. Aus Gründen der Lauffähigkeit ist es mitunter von Vorteil, die Trockenpartie in dieser Weise auszuführen.
Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern im Gegensatz dazu soll sie innerhalb des in den beigefügten Ansprüchen definierten Schutzumfangs weit geltend aufgefasst werden.

Claims

Verfahren zum Trocknen einer beschichteten Bahn (20), wobei bei dem Verfahren – die beschichtete Bahn (20) durch eine Bahnerwärmungseinheit (10) befördert wird, bei der die Temperatur der beschichteten Bahn (20) auf die erwünschte Temperatur, typischerweise auf die Trocknungstemperatur, erhöht wird, wobei danach – die beschichtete Bahn, die bei der Bahnerwärmungseinheit (10) erwärmt worden ist, durch zumindest einen Lufttrockner (30) genommen wird, bei dem Trocknungsluftstrahlen auf die beschichtete Bahn gerichtet werden, um die beschichtete Bahn zu trocknen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der beschichteten Bahn (20) in der Bahnerwärmungseinheit (10) erhöht wird, indem Erwärmungsluftstrahlen auf die beschichtete Bahn gerichtet werden, wobei die Feuchtigkeit a₁ der Erwärmungsluftstrahlen höher als die Feuchtigkeit a₂ der Trocknungsluftstrahlen ist und die beschichtete Bahn (20) direkt ohne einen freien Zug der Bahn von der Bahnerwärmungseinheit (10) zu dem Lufttrockner (30) befördert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit der Erwärmungsluftstrahlen > 0,1 kg_Wasser/kg_Trockenluft vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,2 bis 0,5 kg_Wasser/kg_Trockenluft ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit der Trocknungsluftstrahlen < 0,2 kg_Wasser/kg _Trockenluft, vorzugsweise ungefähr 0, 1 kg_Wasser/kg_Trockenluft, ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtkugeltemperatur der Erwärmungsluftstrahlen unter 85°C, typischerweise innerhalb des Bereiches von 70–80°C ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Erwärmungsluftstrahlen 100–500°C, typischerweise innerhalb des Bereiches von 150–300°C ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die beschichtete Bahn (20) direkt ohne einen freien Zug der Bahn von der Bahnerwärmungseinheit (10) zu dem Lufttrockner (30) befördert wird und – die beschichtete Bahn (20) direkt ohne einen freien Zug der Bahn von einem ersten Trocknungssegment des Lufttrockners (30) zu dem nächsten Trocknungssegment bei diesem befördert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass feuchte Abluft von einem oder mehreren Trocknungssegmenten des Lufttrockners (30) in eine Erwärmungsluftzirkulation der Bahnerwärmungseinheit zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsluft der Erwärmungseinheit (10) befeuchtet wird, vorzugsweise indem Dampf oder Wasser in diese hinein gesprüht wird.
Vorrichtung zum Trocknen einer beschichteten Bahn, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: – eine Bahnerwärmungseinheit (10), bei der die Temperatur der beschichteten Bahn (20) auf die erwünschte Temperatur, typischerweise auf die Trocknungstemperatur, erhöht wird, und – zumindest einen Lufttrockner (30), der nach der Bahnerwärmungseinheit unter Betrachtung in der Laufrichtung der Bahn montiert ist, wobei der Lufttrockner mit einer Einrichtung zum Richten von Trocknungsluftstrahlen zu der durch den Lufttrockner laufenden, beschichteten Bahn versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Bahnerwärmungseinheit (10, 32, 40) eine Einrichtung zum Richten von feuchten Erwärmungsluftstrahlen zu der beschichteten Bahn (20) aufweist, die durch die Bahnerwärmungseinheit läuft, wobei die Feuchtigkeit a₁ der Erwärmungsluftstrahlen höher als die Feuchtigkeit a₂ der Trocknungsluftstrahlen ist, und – die beschichtete Bahn so eingerichtet ist, dass sie direkt ohne einen freien Zug der Bahn von der Bahnerwärmungseinheit zu dem Lufttrockner (30) befördert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – der Lufttrockner (30) zumindest zwei, vorzugsweise mehrere, Segmente (32, 34, 36, 38; 40, 42, 44, 46) aufweist, die miteinander in Aufeinanderfolge so verbunden sind, dass die Bahn von einem Segment zu dem anderen hauptsächlich ohne freie Züge läuft, und – das erste Segment (32, 40) des Lufttrockners eine Erwärmungseinheit bildet und die folgenden Segmente (34, 36, 38; 42, 44, 46) des Lufttrockners den eigentlichen Trocknungsabschnitt des Lufttrockners bilden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner 2 bis 5 verschiedene Segmente aufweist, die unter einer gemeinsamen Haube montiert sind und die Länge des Lufttrockners > 5 m, typischerweise 5 bis 12 m ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – der Lufttrockner (30) aufeinanderfolgenden Luftbahntrockner aufweist, die mit einer Luftzirkulation versehen sind, und – bei dem ersten Segment des Trockners feuchte Abluft von einem oder mehreren der folgenden Segmente oder von einer Papiermaschine als Austauschluft zu der Bahnerwärmungseinheit (10, 32, 40) geliefert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnerwärmungseinheit eine Einrichtung (16) zum Erwärmen der Erwärmungsluft mittels eines Gasbrenners, eines Dampfstrahlers oder einer anderen geeigneten Weise auf eine Temperatur von 100 bis 500°C, typischerweise 150 bis 300°C aufweist, bevor die Luft in Strahlen zu der beschichteten Papierbahn (20) geblasen wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnerwärmungseinheit eine Einrichtung (16) zum Befeuchten der Erwärmungsluft durch ein Sprühen von Dampf oder Wasser zu dieser aufweist, so dass die Feuchtkugeltemperatur der Erwärmungsluftstrahlen unterhalb 85°C, typischerweise in dem Bereich von 70–80°C ist, bevor die Luft in Strahlen zu der beschichteten Papierbahn (20) geblasen wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (30) aus aufeinanderfolgenden Segmenten besteht, die in der Form eines Halbkreises oder dergleichen so montiert sind, dass, wenn die Bahn durch diese läuft, sie zunächst nach oben läuft, dann in der horizontalen Richtung läuft und schließlich nach unten läuft.