EP0609544B2

EP0609544B2 - Process for improving the gloss and/or smoothness of a web

Info

Publication number: EP0609544B2
Application number: EP93120500A
Authority: EP
Inventors: Stefan H. Winheim
Original assignee: VIB Apparatebau GmbH
Current assignee: VIB Apparatebau GmbH
Priority date: 1993-01-16
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2013-12-20
Also published as: DE9320455U1; DE4301023A1; EP0609544A1; FI100671B; CA2110786C; DE4301023C3; US6260481B1; FI940102A0; DE4301023C2; US5914008A; FI940102A; CA2110786A1; EP0609544B1; JPH06235187A; JP2672256B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen von Glanz und/oder Glätte einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, bei dem eine mit Hilfe von Dampf befeuchtete Materialbahn durch einen Walzenspalt geführt und dort mit Druck beaufschlagt wird, wobei der Dampf auf der Materialbahn kondensiert wird.The invention relates to a method for increasing the gloss and / or smoothness of a material web, in particular a paper web, in which a wetted by means of steam material web is passed through a nip and pressurized there, wherein the vapor is condensed on the material web.

Glanz und Glätte sind Kenngrößen einer Materialbahn, die nicht nur ihr Aussehen, sondern auch ihre weitere Verarbeitbarkeit beeinflussen. Für bestimmte Anwendungen sind hohe Glanz- und oder Glättewerte erwünscht, die auch möglichst gleichmäßig reproduzierbar sein sollten.Gloss and smoothness are characteristics of a material web, which influence not only their appearance but also their further processability. For certain applications, high gloss and / or smoothness values are desired, which should also be reproducible as uniformly as possible.

Zur Erhöhung von Glanz und/oder Glätte hatte man zunächst den Druck im Walzenspalt vergrößert. Dies hat jedoch den nachteiligen Effekt, daß die Materialbahn hierbei insgesamt stark komprimiert wird und somit einen Volumenverlust erleidet. Außerdem kann die Materialbahn hierbei an Stabilität verlieren. Um diesen Nachteil nicht allzu gravierend werden zu lassen, ist man später dazu übergegangen, die Temperatur der den Walzenspalt bildenden Walzen zu erhöhen. Hierbei ließ sich eine weitere Steigerung von Glätte und Glanz erzielen. Allerdings ist eine derartige Vorgehensweise sehr energieaufwendig. Um Walzentemperaturen von 200°C zu erzielen, müssen laufend erhebliche Energiemengen zugeführt werden, da die Walzen durch die vorbeilaufende Materialbahn ständig gekühlt werden. Man hat weiterhin versucht, Glanz und Glätte durch die Feuchtigkeit der Materialbahn zu beeinflussen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die zugeführte Feuchtigkeit nach der Behandlung zumindest teilweise wieder entfernt werden muß, was weitere Verfahrensschritte nach sich zieht, die den zeitlichen und apparativen Aufwand bei der Materialbahnbehandlung erhöhen. Zur Beeinflussung der Feuchtigkeit sind Dampfblasrohre bekannt, die bei Superkalandern hinter der Umlenkung einer Papierbahn zwischen zwei Walzenspalten angeordnet sind (US 5 122 232). Der aus diesen Dampfblasrohren austretende Dampf kondensiert in der Umgebungsluft und schlägt sich als Nebel, d.h. in der Form feinster Wassertröpfchen, auf die Materialbahn nieder. Diese Vorgehensweise hat darüber hinaus den Nachteil, daß die gesamte Umgebung der Bahn einer sehr feuchten Atmosphäre ausgesetzt ist, die zur Korrosion von Metallteilen in der Glättvorrichtung führt.To increase gloss and / or smoothness, the pressure in the nip had initially been increased. However, this has the disadvantageous effect that the material web is in this case greatly compressed and thus suffers a loss of volume. In addition, the web can lose stability in this case. In order not to let this disadvantage become too serious, one has gone over later to increase the temperature of the rollers forming the nip. Here, a further increase of smoothness and gloss could be achieved. However, such a procedure is very energy-consuming. In order to achieve roller temperatures of 200 ° C, considerable amounts of energy must be continuously supplied, since the rollers are constantly cooled by the passing material web. It has also been trying to influence gloss and smoothness by the moisture of the web. However, this has the disadvantage that the supplied moisture after treatment must be at least partially removed again, which entails further process steps that increase the time and equipment expense in the web treatment. For influencing the moisture steam hoses are known, which are arranged in supercalenders behind the deflection of a paper web between two nips (US 5,122,232). The steam leaving these steam tubes condenses in the ambient air and turns out to be mist, i. in the form of the finest water droplets, down on the material web. This approach also has the disadvantage that the entire environment of the web is exposed to a very humid atmosphere, which leads to the corrosion of metal parts in the smoother.

WO-A-90/12920 zeigt eine Dampfauftragseinrichtung, die vor einem Walzenspalt überhitzten Dampf auf eine Papierbahn aufbringt. Um den Dampf im überhitzten Zustand zu halten, ist eine Heizeinrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung berührt die Papierbahn oder ist in einem sehr kleinen Abstand zu der Papierbahn angeordnet, um einen möglichst heißen Dampf auf die Papierbahn zu richten. Die Papierbahn soll dann durch einen Walzenspalt geführt werden, bevor sie abgekühlt ist.WO-A-90/12920 shows a steam applicator which applies superheated steam to a paper web in front of a nip. In order to keep the steam in the overheated state, a heater is provided. The device contacts the paper web or is located at a very small distance from the paper web to direct as hot a vapor as possible to the paper web. The paper web should then be passed through a nip before it has cooled.

EP-A-0 296 044 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern von Glanz in Quermaschinenrichtung mit zwei Dampfblaskästen, die jeweils der Seite der Papierbahn benachbart angeordnet sind, die in einem nachfolgenden Walzenspalt mit erhöhtem Glanz versehen werden soll. Hinter dem letzten Walzenspalt ist ein Glanzsensor angeordnet, der mit einer Steuerung für die Dampfblaskästen verbunden ist. Diese können in Querrichtung zonenweise gesteuert werden.EP-A-0 296 044 discloses an apparatus for controlling cross-machine direction gloss with two steam blow boxes each adjacent to the side of the paper web to be provided with increased gloss in a subsequent nip. Behind the last nip, a gloss sensor is arranged, which is connected to a control for the steam blow boxes. These can be controlled zone by zone in the transverse direction.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Glanz- und/oder Glätte-Erhöhung zu vereinfachen.The invention is therefore based on the object to simplify the gloss and / or smoothness increase.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved in a method of the type mentioned by the features of claim 1.

Damit erreicht man nicht nur eine Befeuchtung der Materialbahn. Man erzielt gleichzeitig eine Temperaturerhöhung. Die im Dampf enthaltene Wärme überträgt sich beim Kondensieren auf die Materialbahn, so daß man durch diese Maßnahme eine Materialbahn erhält, die an der Oberfläche die notwendige Temperatur und die notwendige Feuchte aufweist. Wird nun diese Materialbahn durch den Walzenspalt geführt, beeinflußt der Walzenspalt im wesentlichen nur die Oberfläche der Materialbahn, ohne Veränderungen in der Tiefe der Materialbahn, also in Dickenrichtung, in nennenswertem Maße zu verursachen. Das Volumen der Materialbahn bleibt daher weitgehend erhalten, obwohl die Oberflächenqualität deutlich verbessert wird. Die Walzen müssen weitaus weniger stark beheizt werden. Auch kann der Druck im Walzenspalt geringer als bisher gewählt werden. Dies spart erhebliche Energien. Man kann rechnerisch oder empirisch ermitteln, wie lange es dauert, bis die Feuchtigkeit in das Innere der Bahn eindringt. Bevor dieser Zustand eintritt, ist die Bahn, genauer gesagt ihre Oberfläche, aber bereits im Walzenspalt behandelt worden. Die Dampfbeaufschlagung erfolgt also erst unmittelbar vor dem Eintritt der Materialbahn in den Walzenspalt. Man erreicht hiermit zwei Vorteile. Zum einen ist die Oberfläche der Bahn noch auf einer relativ hohen Temperatur und weist eine relativ hohe Feuchtigkeit auf, so daß die Erhöhung von Glanz und/oder Glätte auch bei niedrigen Drücken und niedrigen Temperaturen im Walzenspalt durchgeführt wird. Zum anderen nimmt die Bahn insgesamt keine nennenswerte Menge an Feuchtigkeit auf, so daß aufwendige Nachbehandlungen entfallen. Die zum Umformen der Oberfläche benötigten Energien werden in dem Bereich gehalten, der umgeformt, also geglättet werden soll. Die übrigen Bahnteile werden nicht oder nur in einem geringen Maße beeinträchtigt.This not only achieves humidification of the material web. At the same time, a temperature increase is achieved. The heat contained in the steam is transferred to the material web during condensation, so that a material web is obtained by this measure which has the necessary temperature and the necessary moisture at the surface. Now, if this web is passed through the nip, the nip affects substantially only the surface of the web, without causing changes in the depth of the web, so in the thickness direction, to a significant extent. The volume of the web is therefore largely retained, although the surface quality is significantly improved. The rollers must be heated much less. Also, the pressure in the nip can be chosen lower than before. This saves considerable energy. It can be computationally or empirically determined how long it takes for the moisture to penetrate into the interior of the web. Before this condition occurs, the web, more precisely its surface, has already been treated in the nip. The steam is thus applied only immediately before the entry of the material web into the nip. This achieves two advantages. First, the surface of the web is still at a relatively high temperature and has a relatively high humidity, so that the increase of gloss and / or smoothness is performed even at low pressures and low temperatures in the nip. On the other hand, the railway takes no significant overall Amount of moisture, so that expensive post-treatments omitted. The energies needed to reshape the surface are held in the area that is to be reshaped, ie smoothed. The remaining railway parts are not affected or only to a small extent.

Bevorzugterweise liegt der vorbestimmte Wert im Bereich von 12 % bis 25 %, insbesondere im Bereich von 16 % bis 25 %. Es wird der Oberfläche also relativ viel Feuchtigkeit zugeführt. Da sich diese Zufuhr aber auf die Oberfläche und eine dünne Schicht darunter beschränkt, ergibt sich durch die Umformung kein nennenwerter Volumenverlust und auch keine große allgemeine Feuchtigkeitserhöhung der Bahn.Preferably, the predetermined value is in the range of 12% to 25%, in particular in the range of 16% to 25%. It is the surface so relatively much moisture supplied. However, since this supply is limited to the surface and a thin layer underneath, there is no appreciable volume loss due to the reshaping and no great overall moisture increase of the web.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Materialbahn in den Walzenspalt geführt wird, bevor die Temperatur im mittleren Drittel der Dicke der Bahn das 1/e-fache der Oberflächentemperatur erreicht hat. Dies erlaubt einen ausreichenden Abstand der Dampfbeaufschlagung der Bahn vom Walzenspalt, der aus konstruktiven Gründen nicht auf Null abgesenkt werden kann. Andererseits ist der Unterschied zwischen dem mittleren und dem äußeren Drittel der Bahn hinsichtlich der Temperatur noch so groß, daß sich die Umformung auf das äußere Drittel beschränkt, soweit die Temperatur hier einen Einfluß hat. Der Einfluß der Feuchtigkeit ist auf noch dünnere Oberflächenbereiche beschränkt, weil die Temperatur schneller als die Feuchtigkeit eindringt.It is particularly preferred that the material web is guided into the nip before the temperature in the middle third of the thickness of the web has reached 1 / e times the surface temperature. This allows a sufficient distance of the steaming of the web from the nip, which can not be lowered to zero for design reasons. On the other hand, the difference between the middle and the outer third of the web in terms of temperature is still so large that the deformation is limited to the outer third, as far as the temperature has an influence here. The influence of moisture is limited to even thinner surface areas because the temperature penetrates faster than the moisture.

Vorteilhafterweise wird der Dampf bis zum Auftreffen auf die Materialbahn frei von Wassertropfen gehalten. Es wird also einerseits dafür gesorgt, daß der Dampf an sich keine Wassertropfen enthält. Weiterhin wird aber auch nicht zugelassen, daß sich im Dampf Wassertropfen bilden. Dies läßt sich beispielsweise durch eine Beheizung des Dampfes bis zum Schluß unmittelbar vor dem Auftreffen auf die Materialbahn erreichen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die gesamte im Dampf enthaltene Wärme bei der Kondensation auf die Oberfläche der Materialbahn übertragen werden kann, um zu der gewünschten Temperaturerhöhung zu führen, die mit der Feuchteerhöhung an der Oberfläche einhergeht. Vor dem Auftreffen des Dampfes auf der Bahn entsteht hierbei kein Nebel, so daß sich die Umgebungsatmosphäre auch nicht so stark mit Feuchtigkeit anreichert.Advantageously, the steam is kept free of water droplets until it strikes the material web. It is therefore on the one hand ensured that the steam itself contains no drops of water. Furthermore, but also not allowed that form water droplets in the steam. This can be achieved for example by heating the steam until the end immediately before hitting the material web. In this way, it is ensured that the total heat contained in the vapor can be transferred to the surface of the material web during the condensation, in order to lead to the desired temperature increase, which is accompanied by the increase in moisture at the surface. Before the impact of the steam on the web here no fog, so that the ambient atmosphere does not accumulate so strong with moisture.

Mit Vorteil wird der Dampf zunächst in einem Verteilraum auf eine in Laufrichtung der Materialbahn eine vorbestimmte Ausdehnung aufweisende Austrittsfläche verteilt und dann mit einer hohen Geschwindigkeit in einem vorbestimmten Bereich in Richtung auf die Materialbahn bewegt. Über die Geschwindigkeit läßt sich die Dampfmenge steuern, die auf der Materialbahn kondensiert wird. Diese Geschwindigkeit ist unter anderem auch von der Geschwindigkeit der Materialbahn abhängig. Sie beträgt im allgemeinen 15 m/s oder mehr. Dadurch, daß der Dampf zunächst in einem Verteilraum verteilt wird, ergibt sich der Vorteil, daß die Beaufschlagung der Materialbahn über die Breite relativ gleichmäßig erfolgen kann. Die Geschwindigkeit des Dampfes läßt sich über den Druck im Verteilraum steuern.Advantageously, the steam is first distributed in a distribution space on an outlet surface having a predetermined extent in the running direction of the material web and then moved at a high speed in a predetermined area in the direction of the material web. About the speed can control the amount of steam that is condensed on the web. Among other things, this speed depends on the speed of the material web. It is generally 15 m / s or more. The fact that the steam is first distributed in a distribution space, there is the advantage that the loading of the web over the width can be made relatively uniform. The speed of the steam can be controlled by the pressure in the distribution space.

Auch ist von Vorteil, daß Glanz und/oder Glätte und/oder ein entsprechender Parameter der Materialbahn hinter dem Walzenspalt ermittelt und die Dampfabgabe in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem ermittelten Istwert und einem vorgegebenen Sollwert eingestellt wird. Die Glanz- und/oder Glätte-Erzeugung erfolgt also in einem geschlossenen Regelkreis, bei dem die Dampfabgabe als Stellglied verwendet wird. Gegebenenfalls kann zusätzlich auch noch eine weitere Beheizung einer oder beider den Walzenspalt bildenden Walzen erfolgen.It is also advantageous that gloss and / or smoothness and / or a corresponding parameter of the material web is determined behind the nip and the steam output is set as a function of a difference between the determined actual value and a predetermined desired value. The gloss and / or smoothness generation thus takes place in a closed loop in which the steam is used as an actuator. Optionally, in addition, a further heating of one or both rollers forming the nip can take place.

Bevorzugterweise erfolgt die Dampfbeaufschlagung in Bahnquerrichtung in mehreren Zonen, wobei die Dampfabgabe in jeder Zone getrennt einstellbar ist. Damit lassen sich Glanz- und Glätteunterschiede nicht nur in Längsrichtung, d.h. in Laufrichtung der Materialbahn, sondern auch in Querrichtung der Bahn vergleichmäßigen, falls dies notwendig sein sollte. Eine Vergleichmäßigung in Längsrichtung wird dann z. B. durch Steuerung der Gesamtabgabemenge des Dampfes bewirkt. Die Steuerung in Querrichtung wird durch die zonenweise Einstellung der Dampfabgabemenge bewirkt.Preferably, the steam is applied in the web transverse direction in a plurality of zones, wherein the steam output in each zone is separately adjustable. Thus, gloss and smoothness differences can be achieved not only in the longitudinal direction, i. in the direction of the material web, but also in the transverse direction of the web evenly, if necessary. A homogenization in the longitudinal direction is then z. B. effected by controlling the total discharge amount of the steam. The control in the transverse direction is effected by the zone-wise adjustment of the steam discharge amount.

Vorteilhafterweise wird die Zufuhr des Dampfes im wesentlichen auf eine Menge pro Zeit beschränkt, die auf der Materialbahn kondensieren kann. Der zugeführte Dampf wird also im wesentlichen vollständig verbraucht, so daß praktisch kein Dampf austreten und zu einer Erhöhung der Feuchtigkeit in der Umgebungsatmosphäre führen kann.Advantageously, the supply of steam is substantially limited to an amount per time that can condense on the web. The supplied steam is therefore essentially completely consumed, so that practically no steam can escape and lead to an increase in the humidity in the ambient atmosphere.

Mit Vorteil wird zur Feineinstellung von Glanz und/oder Glätte zusätzlich die Temperatur mindestens einer der den Walzenspalt bildenden Walzen eingestellt. Durch die Kombination der Dampfbeaufschlagung, die ebenfalls mit einer Temperaturerhöhung der Bahn eingeht, mit einer Temperatursteuerung der Walze lassen sich die gewünschten Glanz- und/oder Glättewerte mit hoher Genauigkeit einstellen.Advantageously, for the fine adjustment of gloss and / or smoothness, the temperature of at least one of the rolls forming the nip is additionally adjusted. By combining the steaming, which also comes with an increase in temperature of the web, with a temperature control of the roller, the desired gloss and / or smoothness values can be adjusted with high accuracy.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Walze an ihrer Oberfläche beheizt wird. Wenn man die Beheizung auf die Oberfläche der Walze beschränkt, lassen sich relativ schnelle Reaktionszeiten erzielen. Außerdem wird der Energieaufwand klein gehalten.It is particularly preferred that the roller is heated on its surface. By limiting the heating to the surface of the roll, relatively fast reaction times can be achieved. In addition, the energy consumption is kept small.

Mit Vorteil erfolgt die Temperatur-Einstellung in einem Regelkreis, der einem Regelkreis, der die Dampfabgabe steuert, untergeordnet ist. Der Temperatur-Regelkreis ist also dem Dampfabgabe-Regelkreis unterlegt. In jedem Fall genießt der Dampfabgabe-Regelkreis die höhere Priorität, so daß die Grobeinstellung wesentlich schneller vorgenommen werden kann als die Feineinstellung.Advantageously, the temperature setting is carried out in a control loop which is subordinate to a control loop which controls the steam delivery. The temperature control loop is thus underlaid by the steam delivery control loop. In any case, the steam delivery loop enjoys the higher priority, so that the coarse adjustment can be made much faster than the fine adjustment.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren ist die Dampfabgabeeinrichtung so dicht vor dem Walzenspalt angeordnet daß die durch eine Dampfbeaufschlagung bedingte Temperatur- und Feuchteerhöhung der Materialbahn noch nicht ausgeglichen ist, wenn die Materialbahn den Walzenspalt durchläuft.In a device for carrying out the method, the steam discharge device is arranged so close to the nip that the conditional by a steam application temperature and humidity increase of the web is not balanced when the web passes through the nip.

Ein derartiger Dampfblaskasten an sich ist aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 41 25 062 bekannt. Der Einsatz einer derartigen Dampfabgabeeinrichtung im Zusammenhang mit der Erhöhung von Glanz und Glätte der Materialbahn hat den Vorteil, daß es hiermit möglich ist, einen praktisch wassertropfenfreien Dampf auf die Materialbahn aufzubringen. Ein etwaiges Auskondensieren des Dampfes in der Dampfblaskammer wird vermieden, weil die Dampfblaskammer beheizt ist. Es wird also im Inneren der Dampfblaskammer ein Zustand aufrechterhalten, in dem der Dampf nur in gasförmigem Zustand vorliegen kann. Die Beheizung der Dampfblaskammer hat darüber hinaus den Vorteil, daß ein Wiederanfahren der Vorrichtung nach Betriebsunterbrechungen, wie sie etwa bei einem Walzenwechel vorkommen können, erleichtert wird. Auch bei Betriebsunterbrechungen kühlt die Dampfblaskammer nicht aus, so daß beim Wiederanfahren praktisch keine Gefahr besteht, daß Dampf in der Dampfblaskammer kondensiert und dort zur Bildung von Wassertröpfchen führt. Es ist also sichergestellt, daß permanent wassertröpfchenfreier Dampf auf die Materialbahn geleitet und dort kondensiert werden kann.Such a steam blower box is known from the German patent application P 41 25 062 not previously published. The use of such a vapor delivery device in connection with the increase of gloss and smoothness of the material web has the advantage that it is thereby possible to apply a virtually water-drop-free vapor to the material web. Any condensing out of the steam in the steam blast chamber is avoided because the steam blast chamber is heated. It is therefore maintained in the interior of the steam chamber, a state in which the vapor can be present only in the gaseous state. The heating of the steam blast chamber has the additional advantage that a restart of the device after interruptions in operation, such as may occur in a Walzenwechel easier. Even with business interruptions, the steam chamber does not cool, so that when restarting virtually no risk that steam condenses in the steam chamber and there leads to the formation of water droplets. It is thus ensured that permanently water droplet-free steam can be passed to the material web and condensed there.

Vorteilhafterweise schließen die freie Gehäusewand und die Materialbahn einen Bedampfungsraum ein, der seitlich durch Gehäuseteile der Dampfabgabeeinrichtung weitgehend abgeschlossen ist. Hiermit wird einerseits sichergestellt, daß der aus der Dampfabgabeeinrichtung ausgegebene Dampf nicht frei in die Umgebung entweichen kann. Er bleibt vielmehr im Bedampfungsraum, wo er von der Materialbahn abgenommen werden kann. Andererseits ist der Bedampfungsraum insbesondere dann, wenn die freie Gehäusewand beheizt ist, ebenfalls mitbeheizt, so daß der Dampf bis zuletzt auf der notwendigen Temperatur gehalten wird. Der Dampf kann damit bei der Kondensation auf der Materialbahn die notwendige Temperaturerhöhung der Oberfläche der Materialbahn bewirken.Advantageously, the free housing wall and the material web include a vaporization space, which is largely completed laterally by housing parts of the steam delivery device. This ensures on the one hand that the output from the steam delivery device steam can not escape freely into the environment. Rather, it remains in the evaporation chamber, where it can be removed from the material web. On the other hand, the evaporation chamber is also mitbeheizt especially when the free housing wall is heated, so that the steam is kept until the last to the necessary temperature. The steam can thus cause the necessary increase in temperature of the surface of the material web during condensation on the material web.

Vorteilhafterweise ist zur Beheizung eine mit Dampf betriebene Heizeinrichtung vorgesehen, wobei das Dampfventil und die Heizeinrichtung mit dem gleichen zufuhranschluß verbunden sind. Die Heizeinrichtung arbeitet also mit einer Temperatur, die im wesentlichen der Dampftemperatur entspricht. Damit wird die Dampfblaskammer und auch der Bedampfungsraum auf eine Temperatur gehalten, die der Temperatur des auf die Materialbahn zu führenden Dampfes entspricht. Auf diese Weise wird mit relativ einfachen Mitteln eine angepaßte Heizung erreicht. Der auszugebende Dampf findet immer eine im wesentlichen seiner Temperatur entsprechende Umgebung vor. Mögliche negative Erscheinungen, die durch Temperatursprünge, denen sich der Dampf ausgesetzt sieht, auftreten könnten, werden hierdurch vermieden.Advantageously, a steam-operated heater is provided for heating, wherein the steam valve and the heater are connected to the same supply port. The heater thus operates at a temperature which substantially corresponds to the steam temperature. Thus, the steam chamber and also the steaming chamber is maintained at a temperature corresponding to the temperature of the steam to be conveyed to the web. In this way, a matched heating is achieved with relatively simple means. The steam to be dispensed always finds an environment substantially corresponding to its temperature. Possible negative phenomena, which could occur due to temperature jumps, to which the steam is exposed, could be avoided.

Bevorzugterweise sind die Heizeinrichtung und das Dampfventil in Reihe angeordnet. Der Dampf beheizt also zunächst mit Hilfe der Heizeinrichtung die Dampfblaskammer, bevor er in die von ihm selbst beheizte Dampfblaskammer eintritt. Die Heizeinrichtung hat damit immer eine etwas höhere Temperatur als der in die Dampfblaskammer eintretende Dampf. Sie ist damit in der Lage, Energie wieder auf den Dampf zu übertragen, um die Bildung von Wassertröpfchen in der Dampfblaskammer zuverlässig zu verhindern. Darüber hinaus läßt sich mit dieser Maßnahme die Temperatur des Dampfes aber auch so weit absenken, daß der Dampf auf der Materialbahn im gewünschten Maß kondensieren kann. Ist der Dampf zu heiß, ergibt sich zwar auch eine Wärmeübertragung vom Dampf auf die Oberfläche der Materialbahn. Die Wärmeübertragung ist jedoch erheblich besser, wenn der Dampf auf der Oberfläche der Materialbahn kondensieren kann. In diesem Fall stellt sich zusätzlich gleichzeitig die gewünschte Feuchte auf der Oberfläche ein.Preferably, the heater and the steam valve are arranged in series. Thus, the steam first heats the steam blast chamber with the aid of the heating device before it enters the steam blast chamber heated by itself. The heater thus always has a slightly higher temperature than the steam entering the steam blast chamber. It is thus able to transfer energy back to the steam to reliably prevent the formation of water droplets in the steam blast chamber. In addition, can be with this measure, the temperature of the steam but also lower so far that the steam can condense on the material web to the desired extent. If the steam is too hot, although there is also a heat transfer from the steam to the surface of the material web. However, heat transfer is significantly better if the vapor can condense on the surface of the web. In this case, the desired moisture level on the surface also sets in at the same time.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Heizeinrichtung einen Dampftrocknungsabschnitt aufweist. Im trocknungsabschnitt werden Wassertröpfchen, die sich beim Transport des Dampfes von einer Dampferzeugungseinrichtung zur Dampfabgabeeinrichtung möglicherweise bilden können, zuverlässig ausgeschieden. Dem Dampfventil wird also nur trockener Dampf zugeführt, so daß die Gefahr der Beschädigung der vorbeilaufenden Materialbahn durch auftreffende Wassertröpfchen nicht nur vermindert, sondern praktisch ausgeschaltet wird.In this case, it is particularly preferred that the heating device has a steam drying section. In the drying section, water droplets that may possibly form during transport of the steam from a steam generator to the steam dispenser are reliably eliminated. The steam valve is thus supplied only dry steam, so that the risk of damage to the passing material web is not only reduced by impinging water droplets, but practically turned off.

Vorteilhafterweise ist eine einer Walze benachbarte Vorderwand der Dampfabgabeeinrichtung mit Bezug zur freien Gehäusewand geneigt. Die gesamte Dampfabgabeeinrichtung ist also zumindest in diesem Bereich keilförmig ausgestaltet. Die Dampfabgabeeinrichtung kann damit sehr dicht vor den Walzenspalt gebracht werden, so daß die Dampfbeaufschlagung unmittelbar vor dem Walzenspalt erfolgt. Wenn die Materialbahn dann durch den Walzenspalt hindurchläuft, haben weder Temperatur noch Feuchtigkeit praktisch Gelegenheit gehabt, sich in das Innere der Materialbahn auszubreiten. Nachdem also nur die Oberfläche bzw. eine dünne Schicht unterhalb der Oberfläche eine erhöhte Temperatur und eine erhöhte Feuchtigkeit aufweisen, wird im Walzenspalt auch nur dieser Bereich behandelt, d.h. geglättet oder mit einem höheren Glanz versehen.Advantageously, a front wall of the steam delivery device adjacent to a roller is inclined with respect to the free housing wall. The entire steam delivery device is thus wedge-shaped at least in this area. The steam delivery device can thus be brought very close to the nip, so that the steam is applied immediately before the nip. When the web then passes through the nip, neither temperature nor moisture has practically had opportunity to spread into the interior of the web. Thus, since only the surface or a thin layer below the surface has an elevated temperature and an increased humidity, only this area is treated in the nip, i. smoothed or provided with a higher gloss.

Vorteilhafterweise beträgt der Neigungswinkel zwischen 35° und 55°. Dieser Winkelbereich erlaubt einerseits, daß die Dampfabgabeeinrichtung den Dampf bis zu einer sehr geringen Entfernung vor den Walzenspalt bringen kann. Andererseits läßt sie jedoch eine ausreichende Bauhöhe zu, daß eine Dampfblaskammer mit einer ausreichenden Höhe zur Ausbreitung des Dampfes ausgebildet werden kann.Advantageously, the angle of inclination between 35 ° and 55 °. On the one hand, this range of angles allows the steam delivery device to bring the steam up to a very small distance in front of the nip. On the other hand, however, it allows a sufficient height that a steam blast chamber can be formed with a sufficient height for the propagation of the vapor.

Vorteilhafterweise ist die Dampfblaskammer quer zur Laufrichtung der Materialbahn in Zonen unterteilt, die getrennt voneinander steuerbare Dampfventile aufweisen. Die Dampfmenge, die auf die Materialbahn aufgetragen wird, läßt sich also quer zur Laufrichtung der Materialbahn zumindest abschnittsweise steuern. Damit ist eine Beeinflussung von Glanz und/oder Glätte zumindest zonenweise auch quer zur Materialbahn möglich. Es läßt sich hierbei eine höhere Gleichmäßigkeit quer zur Materialbahn erreichen.Advantageously, the steam-blow chamber is subdivided transversely to the running direction of the material web into zones which have separately controllable steam valves. The amount of steam applied to the web is, so at least partially control can be transverse to the direction of the web. Thus, an influence of gloss and / or smoothness at least in zones, even across the material web is possible. It can hereby achieve a higher uniformity across the web.

Vorteilhafterweise ist hierbei in Laufrichtung der Materialbahn hinter dem Walzenspalt eine Glanz- bzw. Glätte-Meßeinrichtung vorgesehen, die mit einer Regeleinrichtung verbunden ist, die wiederum die Dampfventile in Abhängigkeit von Glanz- bzw. Glätte-Sollwerten steuert. Die Dampfbeaufschlagung erfolgt also in einem geschlossenen Regelkreis. Sinken die Glanz- bzw. Glätte-Istwerte unter einen vorgegebenen Sollwert, wird das Dampfventil der entsprechenden Zone betätigt, um die Werte wieder zu ihren Vorgaben zurückzubringen. Steigt der Istwert über den Sollwert an, erfolgt eine Beeinflussung des Dampfventils in die andere Richtung.Advantageously, a gloss or smoothness measuring device is provided in the running direction of the material web behind the nip, which is connected to a control device, which in turn controls the steam valves in dependence on gloss or smoothness setpoints. The steam is thus applied in a closed loop. If the actual values of gloss and smoothness fall below a specified setpoint value, the steam valve of the corresponding zone is actuated to bring the values back to their specifications. If the actual value rises above the setpoint, the steam valve is influenced in the other direction.

Vorteilhafterweise weisen die Dampfventile Austrittsöffnungen auf, die unter einem Winkel zur freien Gehäusewand so angeordnet sind, daß kein Dampfstrahl direkt auf die freie Gehäusewand gerichtet ist. Hiermit erreicht man eine relativ gleichmäßige Ausbreitung des Dampfes, der durch die freie Gehäusewand hindurchtritt. Partielle Dampfgeschwindigkeitserhöhungen, wie sie sich ergeben würden, wenn ein Dampfstrahl vom Ventil direkt durch eine Austrittsöffnung austräte, werden zuverlässig vermieden.Advantageously, the steam valves on outlet openings, which are arranged at an angle to the free housing wall so that no steam jet is directed directly at the free housing wall. This achieves a relatively even expansion of the steam passing through the free housing wall. Partial steam velocity increases, as would occur when a jet of steam exits the valve directly through an exit port, are reliably avoided.

Vorteilhafterweise ist hierbei jeder aus den Dampfventilen austretende Dampfstrahl unter einem Winkel ungleich 90° auf eine Kammerwand gerichtet. Es kann also auch nicht vorkommen, daß ein Dampfstrahl in sich selbst reflektiert wird, was zu Turbulenzen führen könnte, die eine gleichmäßige Dampfausbreitung aus den Austrittsöffnungen nicht mehr gewährleisten.Advantageously, in this case each steam jet emerging from the steam valves is directed at an angle not equal to 90 ° to a chamber wall. So it can not happen that a jet of steam is reflected in itself, which could lead to turbulence, which no longer ensure a uniform expansion of steam from the outlet openings.

Vorteilhafterweise sind auf der freien Gehäusewand im Bedampfungsraum zwischen den Dampfaustrittsöffnungen U-förmige Profile angebracht, deren Öffnungen von der freien Gehäusewand abgedeckt sind und die Kanäle als Teil der Heizeinrichtung bilden. Diese Kanäle verlaufen also im Bedampfungsraum. Sie beheizen damit nicht nur die freie Gehäusewand und über diese die Dampfblaskammer. Sie beheizen auch den Bedampfungsraum, so daß bis zuletzt eine Umgebung aufrechterhalten wird, in der der Dampf seine gasförmige Form behält. Die Kondensation des Dampfes erfolgt also tatsächlich erst unmittelbar auf der Materialbahn.Advantageously, U-shaped profiles are mounted on the free housing wall in the evaporation chamber between the steam outlet openings, whose openings are covered by the free housing wall and form the channels as part of the heating device. These channels thus run in the evaporation chamber. They not only heat the free housing wall and above it the steam chamber. They also heat the vaporization space, so that until the very end an environment is maintained in which the vapor retains its gaseous form. The condensation of the steam thus actually takes place only immediately on the material web.

Bevorzugterweise weist der Dampf eine Temperatur im Bereich von 102°C bis 110°C auf. Eine derartige Dampftemperatur gewährleistet, daß der Dampf vollständig auf der Materialbahn kondensieren und dort die gewünschte Temperatur- und Feuchteerhöhung der Oberfläche bewirken kann.Preferably, the steam has a temperature in the range of 102 ° C to 110 ° C. Such a steam temperature ensures that the steam can condense completely on the material web and cause the desired temperature and humidity increase of the surface there.

Vorteilhafterweise ist die Entfernung der Dampfabgabeeinrichtung vom Walzenspalt veränderbar. Mit dieser Maßnahme läßt sich unter anderem steuern, wie tief die Temperatur und die Feuchtigkeit in die Materialbahn eindringen können, bevor die Materialbahn in den Walzenspalt eintritt. Auch auf diese Weise läßt sich eine Veränderung von Glanz und Glätte bewirken, die gegebenenfalls auch in den Regelkreis einbezogen werden kann.Advantageously, the distance of the steam delivery device from the nip is variable. Among other things, this measure makes it possible to control how deep the temperature and the moisture can penetrate into the material web before the material web enters the nip. In this way, too, a change in gloss and smoothness can be effected, which can optionally also be included in the control loop.

Bevorzugterweise ist je eine Dampfabgabeeinrichtung auf beiden Seiten der Materialbahn vor dem Walzenspalt angeordnet. Die Materialbahn wird hier von beiden Seiten her gleichzeitig mit Dampf beaufschlagt. Dies ist insbesondere bei Einfach-Glättwerken von Vorteil, bei denen nur ein einziger Walzenspalt vorgesehen ist.Preferably, a respective steam discharge device is arranged on both sides of the material web in front of the nip. The material web is acted upon here from both sides simultaneously with steam. This is particularly advantageous in single-calenders, in which only a single nip is provided.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Ansicht einer Vorrichtung,
Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, teilweise im Schnitt,
Fig. 3: eine Frontansicht einer Dampfabgabeeinrichtung,
Fig. 4: eine Draufsicht auf die Dampfabgabeeinrichtung,
Fig. 5: einen schematischen Querschnitt durch eine Materialbahn und
Fig. 6: eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung.

The invention will be described below with reference to a preferred embodiment in conjunction with the drawings. Show:

Fig. 1: a schematic view of a device,
Fig. 2: an enlarged detail of Fig. 1, partially in section,
Fig. 3: a front view of a steam delivery device,
Fig. 4: a top view of the steam delivery device,
Fig. 5: a schematic cross section through a material web and
Fig. 6: a schematic view of a second embodiment of the device.

Eine Vorrichtung 1 zum Erhöhen von Glätte und/oder Glanz einer Materialbahn weist zwei Walzen 2, 3 auf, die einen Walzenspalt 4 bilden, durch den die Materialbahn 5 geführt ist. In dieser Vorrichtung 1 wird eine Seite der Materialbahn 5, hier die Oberseite, geglättet und/oder mit Glanz versehen. Für die Unterseite der Materialbahn 5 ist eine entsprechende Vorrichtung 1' vorgesehen. Die entsprechenden Teile weisen die gleichen Bezugszeichen auf, die zur Unterscheidung gestrichen sind. Die Vorrichtung 1' für die Unterseite der Materialbahn 5 wird nur besprochen, wenn sich Abweichungen zur Vorrichtung 1 ergeben. Von den beiden Walzen kann eine als weiche Walze ausgebildet sein. Die Walzen 2, 3 können einen sogenannten Maschinenkalander bilden. Eine oder auch beide Walzen 2, 3 können durch eine Heizeinrichtung 40 beheizt werden. Die Beheizung kann auch von innen erfolgen. Zum Zweck der Erläuterung wird als Materialbahn im folgenden eine Papierbahn betrachtet. Es können jedoch u.a. auch andere zellstoff- oder zellulosehaltige Materialien verwendet werden. Die Papierbahn wird von einer Vorratsrolle 6 abgewickelt und nach dem Durchlaufen der Vorrichtung 1 auf einer nicht näher dargestellten Aufnahmerolle aufgewickelt. Die Papierbahn 5 kann jedoch auch direkt aus einer Papiermaschine abgenommen werden.A device 1 for increasing the smoothness and / or gloss of a material web has two rollers 2, 3, which form a nip 4, through which the material web 5 is guided. In this device 1, one side of the material web 5, here the upper side, is smoothed and / or provided with gloss. For the underside of the material web 5, a corresponding device 1 'is provided. The corresponding parts have the same reference numerals, which are deleted for the purpose of distinction. The device 1 'for the underside of the web 5 is discussed only if deviations from the device 1 result. Of the two rolls may be formed as a soft roll. The rollers 2, 3 can form a so-called machine calender. One or both rollers 2, 3 can be heated by a heater 40. The heating can also be done from the inside. For the purpose of explanation, a web of paper will be considered below as a material web. However, it may u.a. Other cellulosic or cellulosic materials may be used. The paper web is unwound from a supply roll 6 and wound after passing through the device 1 on a receiving roller, not shown. However, the paper web 5 can also be removed directly from a paper machine.

Vor dem Walzenspalt 4 ist eine Dampfabgabeeinrichtung 7 angeordnet, die auf einem Ständer 8 verschiebbar ist. Sie kann in oder entgegen der Papierlaufrichtung 9 näher an den Walzenspalt 4 herangebracht oder weiter von ihm entfernt werden. Die Dampfabgabeeinrichtung, die im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 näher beschrieben werden wird, gibt Dampf in Richtung auf die Materialbahn ab, der dort kondensiert.Before the nip 4 is a steam discharge device 7, which is displaceable on a stand 8. It can be brought closer or further away from the nip 4 in or against the paper feed direction 9. The steam discharge device, which will be described in more detail in connection with FIGS. 2 to 4, gives off steam in the direction of the material web which condenses there.

In Papierlaufrichtung 9 hinter dem Walzenspalt 4 ist eine Meßvorrichtung 10 zur Ermittlung von Glanz- bzw. Glätte-Istwerten vorgesehen. Diese Meßvorrichtung 10 kann sich über die gesamte Breite de Papierbahn 5 erstrecken. Es ist jedoch genauso gut möglich, daß sie sich während des Papierlaufs quer zur Papierbahn 5 bewegt und hierbei fortlaufend Glanz und/oder Glätte über die gesamte Papierbahn ermittelt, wenn auch nicht gleichzeitig. Zweckmäßigerweise ist die Meßvorrichtung 10 hinter dem Walzenspalt 4' für die zweite Materialbahnseite angeordnet.In the paper running direction 9 behind the nip 4, a measuring device 10 for determining gloss or smoothness-actual values is provided. This measuring device 10 may extend over the entire width de paper web 5. However, it is equally possible for it to move transversely to the paper web 5 during the course of the paper, and in so doing to continuously determine gloss and / or smoothness over the entire paper web, albeit not simultaneously. Expediently, the measuring device 10 is arranged behind the nip 4 'for the second material web side.

Die Meßvorrichtung 10 ist mit einem Regler 11 verbunden, der seinerseits die Dampfabgabeeinrichtung 7 steuert, und zwar in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den von der Meßvorrichtung 10 ermittelten Meßwerten und weiteren über einen Sollwerteingang 12 zugeführten Sollwerten. Der Regler 11 kann auch die einrichtung 40 steuern. Für die Oberseite und die Unterseite sind getrennte Regler 11, 11' dargestellt. Es liegt auf der Hand, daß diese Regler auch zusammengefaßt werden können.The measuring device 10 is connected to a controller 11, which in turn controls the steam delivery device 7, as a function of a difference between the measured values determined by the measuring device 10 and further desired values supplied via a setpoint input 12. The controller 11 may also control the device 40. For the top and the bottom separate regulators 11, 11 'are shown. It is obvious that these controls can also be summarized.

Die Dampfabgabeeinrichtung 7 für die Oberseite der Papierbahn 5 ist oberhalb, die Dampfabgabeeinrichtung 7' für die Unterseite der Papierbahn ist unterhalb der Papierbahn 5 angedordnet, so daß die die Papierbahn 5 von beiden Oberflächen her zeitlich und räumlich versetzt mit Dampf beaufschlagt wird. Hinter jeder abgabeeinrichtung 7, 7' folgt auf jeden Fall zunächst ein Walzenpsalt 4, 4'. Wenn nur eine Seite der Papierbahn 5 behandelt werden soll, wird nur eine Dampfabgabeeinrichtung 7 oder 7' vorgesehen. Im folgenden wird daher auch nur eine Dampfabgabeeinrichtung 7 näher beschrieben. Die andere Dampfabgabeeinrichtung 7' spricht ihr spiegelbildlich.The steam discharge device 7 for the upper side of the paper web 5 is above, the steam discharge device 7 'for the underside of the paper web is mounted below the paper web 5, so that the paper web 5 is applied temporally and spatially offset from both surfaces with steam. Behind each dispensing device 7, 7 'follows in any case first a Walzenpsalt 4, 4'. If only one side of the paper web 5 is to be treated, only one steam discharge device 7 or 7 'is provided. In the following, therefore, only one steam discharge device 7 will be described in more detail. The other steam delivery device 7 'speaks her mirror image.

Die Dampfabgabeeinrichtung 7 weist eine Dampfblaskammer 13 auf, die von einer freien Gehäusewand 14 und weiteren Gehäusewänden 15, 16, 17, 18, 19 begrenzt ist. Die freie Gehäusewand 14 weist Dampfaustrittsöffnungen 20 auf, die einen Durchmesser haben, der kleiner als die Dicke der freien Gehäusewand ist. Diese Öffnungen 20 sind deswegen nur als Strich dargestellt. Jede Dampfblaskammer weist ferner ein Dampfventil 21 auf. Das Dampfventil läßt Dampf, den es über einen Zufuhrkanal 22 zugeführt bekommt, in die Dampfblaskammer 13 eintreten. Hierbei sind Ventilöffnungen 23 so gerichtet, daß alle aus dem Dampfventil austretenden Dampfstrahlen 24 weder direkt auf die freie Gehäusewand 14 noch unter einem Winkel von 90° auf eine andere Gehäusewand gerichtet sind. Man vermeidet hierdurch, daß aus dem Dampfventil 21 austretende Dampfstrahlen 24 direkt durch Öffnungen 20 in der freien Gehäusewand 14 treten können. Andererseits vermeidet man auch eine Reflexion der Dampfstrahlen an den anderen Gehäusewänden, die zu einer unerwünschten Turbulenz des Dampfes in der Dampfblaskammer 13 führen könnten.The steam discharge device 7 has a steam blast chamber 13, which is delimited by a free housing wall 14 and further housing walls 15, 16, 17, 18, 19. The free housing wall 14 has steam outlet openings 20 which have a diameter which is smaller than the thickness of the free housing wall. These openings 20 are therefore only shown as a dash. Each steam chamber also has a steam valve 21. The steam valve allows steam, which it receives via a feed channel 22, to enter the steam blast chamber 13. Here, valve openings 23 are directed so that all exiting the steam valve steam jets 24 are directed neither directly to the free housing wall 14 at an angle of 90 ° to another housing wall. This avoids that from the steam valve 21 exiting steam jets 24 can pass directly through openings 20 in the free housing wall 14. On the other hand, it avoids a reflection of the steam jets on the other housing walls, which could lead to an undesirable turbulence of the steam in the steam blast chamber 13.

Die freie Gehäusewand 14 schließt mit der Papierbahn 5 und weiteren Gehäuseteilen 25, 26, 27, 28 einen Bedampfungsraum 29 ein. Natürlich ist ein kleiner Spalt zwischen der Papierbahn 5 und den weiteren Gehäuseteilen 25-28 vorgesehen. Die Papierbahn 5 soll an den Gehäuseteilen nicht reiben.The free housing wall 14 includes with the paper web 5 and further housing parts 25, 26, 27, 28 a vapor deposition chamber 29 a. Of course, a small gap between the paper web 5 and the other housing parts 25-28 is provided. The paper web 5 should not rub on the housing parts.

Im Verdampfungsraum 29 sind auf die freie Gehäusewand 14 im wesentlichen U-förmige Bleche 30 aufgebracht, deren Öffnung von der freien Gehäusewand 14 abgedeckt ist. Die Bleche 30 bilden zusammen mit der freien Gehäusewand 14 Heizkanäle 31. Wenn man Dampf durch die Heizkanäle 31 leitet, wird die freie Gehäusewand 14 und damit die Dampfblaskammer 13 beheizt. Außerdem wird auch der Bedampfungsraum 29 beheizt. Die Austrittsöffnungen 20 in der freien Gehäusewand sind hierbei zwischen den Blechen 30 angeordnet.In the evaporation chamber 29 substantially U-shaped plates 30 are applied to the free housing wall 14, the opening of which is covered by the free housing wall 14. The plates 30 together with the free housing wall 14 heating channels 31. When passing steam through the heating channels 31, the free housing wall 14 and thus the steam blast chamber 13 is heated. In addition, the evaporation chamber 29 is heated. The outlet openings 20 in the free housing wall are in this case arranged between the sheets 30.

Nicht nur die freie Gehäusewand 14 ist beheizt. Die Gehäusewand 15 ist durch den Zufuhrkanal 22, in dem sich ebenfalls heißer Dampf befindet, beheizt. Die Gehäusewand 17 ist durch einen Dampfkanal 32 beheizt. Dieser Dampfkanal 32 ist als Dampftrocknungsabschnitt ausgebildet. Er ist mit einem Dampfanschluß 33 verbunden, über den Dampf von einer nicht näher dargestellten Dampferzeugungseinrichtung zugeführt wird. An den beiden Stirnseiten der Dampfabgabeeinrichtung sind Seitenkanäle 34, 35 vorgesehen, so daß die Dampfabgabeeinrichtung 7 auch an ihren beiden Stirnseiten beheizt ist. Der eine Seitenkanal 35 weist an seinem Ende, d.h. kurz vor der Mündung in den Zufuhrkanal 22, eine Drossel 36 auf. Diese Drossel bewirkt einen Druckunterschied zwischen dem linken Seitenkanal 35 und dem rechten Seitenkanal 35.Not only the free housing wall 14 is heated. The housing wall 15 is heated by the supply channel 22, in which also is hot steam. The housing wall 17 is heated by a steam channel 32. This steam channel 32 is formed as a steam drying section. It is connected to a steam connection 33, via which steam is supplied by a steam generator, not shown. Side channels 34, 35 are provided at the two end faces of the steam discharge device, so that the steam discharge device 7 is also heated at its two end faces. The one side channel 35 has at its end, i. just before the mouth into the feed channel 22, a throttle 36. This throttle causes a pressure difference between the left side channel 35 and the right side channel 35.

Dampf, der über den Dampfanschluß 33 zugeführt wird, strömt, wie dies durch Pfeile angedeutet ist, zunächst durch den Dampfkanal 32, wo er getrocknet wird, d.h. im Dampf sich möglicherweise noch befindende Wassertröpfchen werden hier ausgeschieden und können über eine Kondensatableitung 37 entfernt werden. Der Dampf strömt dann weiter durch den rechten Seitenkanal 35 und aufgrund des durch die Drossel 36 erzeugten Druckunterschiedes zwischen dem linken Seitenkanal 34 und dem rechten Seitenkanal 35 durch die Kanäle 31 zum linken Seitenkanal 34. Ein weiterer Anteil des Dampfes strömt in den Zufuhrkanal 32, von wo aus er zu den Dampfventilen 21 gelangt. Somit ist die Dampfblaskammer 13 zwar nicht von allen, aber doch von vielen Seiten her beheizt. In der Dampfblaskammer 13 kann also ohne Schwierigkeiten auch nach Betriebsunterbrechungen eine Temperatur aufrechterhalten werden, in der der Dampf nicht auskondensieren kann.Steam, which is supplied via the steam connection 33, flows, as indicated by arrows, first through the steam channel 32, where it is dried, i. Water droplets that may still be present in the steam are eliminated here and can be removed via a condensate drain 37. The steam then continues to flow through the right side channel 35 and, due to the pressure difference between the left side channel 34 and the right side channel 35 created by the throttle 36, through the channels 31 to the left side channel 34. Another portion of the steam flows into the feed channel 32, where he comes to the steam valves 21. Thus, the steam blast chamber 13 is not heated by all, but from many sides. In the steam blast chamber 13, therefore, a temperature can be maintained without difficulty even after interruptions in operation, in which the steam can not condense.

Überschüssiger Dampf kann durch einen Ausgang 38 wieder entnommen werden.Excess steam can be removed again through an outlet 38.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, sind über die Breite der Papierbahn 5 mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier, Dampfblaskammern 13 vorgesehen. Jede Dampfblaskammer 13 weist einen eigenes Dampfventil 21 auf. Jedes Dampfventil 21 ist vom Regler 11 getrennt ansteuerbar. Glanz und/oder Glätte läßt sich also quer zur Papierlaufrichtung 9 in vier Bereichen getrennt voneinander einstellen.As can be seen in particular from FIGS. 3 and 4, there are provided over the width of the paper web 5 a plurality of, in the exemplary embodiment shown, four steam blow chambers 13. Each steam blast chamber 13 has its own steam valve 21. Each steam valve 21 is controlled separately from the controller 11. Gloss and / or smoothness can thus be set transversely to the paper direction 9 in four areas separated from each other.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, hat die Dampfabgabeeinrichtung 7 im Querschnitt die Form eines Keiles, d.h. die Wand 15 bzw. ihre entsprechende Außenwand 39 ist in bezug auf die freie Gehäusewand 14 abgeschrägt. Sie weist einen Winkel im Bereich zwischen 35° und 55° auf, im vorliegenden Fall sind es etwa 45°. Hiermit wird es möglich, daß die Dampfabgabeeinrichtung 7, genauer gesagt der Bedampfungsraum 29, relativ dicht an den Walzenspalt 4 herangeführt wird. Damit kann der Dampf erst relativ spät vor dem Walzenspalt auf die Papierbahn 5 aufgebracht werden, so daß er zwar dort kondensiert, die durch die Kondensation bedingte Temperatur- und Feuchteerhöhung in der Papierbahn 5 aber noch nicht in das Innere der Papierbahn vorgedrungen ist und zu einem Ausgleich geführt hat, wenn die Papierbahn 5 dem Druck im Walzenspalt 4 ausgesetzt wird.As can be seen in Figures 1 and 2, the vapor delivery means 7 has the shape of a wedge in cross-section, i. the wall 15 or its corresponding outer wall 39 is beveled with respect to the free housing wall 14. It has an angle in the range between 35 ° and 55 °, in the present case it is about 45 °. This makes it possible that the steam discharge device 7, more precisely the evaporation chamber 29, is brought relatively close to the nip 4. Thus, the steam can be applied to the paper web 5 relatively late before the nip, so that although he condenses there, the condensation caused by the temperature and humidity increase in the paper web 5 but not yet penetrated into the interior of the paper web and a Compensation has led, when the paper web 5 is exposed to the pressure in the nip 4.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Dampfabgabeeinrichtung 7 wird möglichst dicht an den Walzenspalt 4 herangebracht, wobei die Entfernung abhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Papierbahn 5 den Walzenspalt 4 durchläuft, eingestellt werden kann. Die abgabeeinrichtung 7 wird nun mit Hilfe von Dampf aufgeheizt. Wenn sie so heiß ist, daß in der Dampfblaskammer 13 eine Temperatur herrscht, die ein Kondensieren des Dampfes ausschließt, also etwa eine Temperatur im Bereich von 102°C bis 110°C, kann der Betrieb beginnen. Die Papierbahn 5 wird durch den Walzenspalt bewegt. Gleichzeitig wird der Dampfabgabeeinrichtung 7 über den Dampfanschluß 33 Dampf zugeführt. Die Dampfventile 21 öffnen und lassen Dampf in die Dampfblaskammer 13 eintreten, wo er sich ausbreitet und dann mit einem relativ gleichmäßigen Druck und vor allem einer gleichmäßigen hohen Geschwindigkeit von 15 m/s oder mehr durch die Öffnungen 20 in den Dedampfungsraum 29 strömt, um mit der Papierbahn 5 in Berührung zu kommen. Sobald der Dampf mit der relativ kalten Papierbahn 5 in Berührung kommt, kondensiert er, wobei er die Temperatur an der Oberfläche der Papierbahn 5 drastisch erhöht. Dieser Zustand ist auf der rechten Seite der Fig. 5 dargestellt. Bei einer etwa 30°C kalten Papierbahn 5 wird die Oberfläche nach der Kondensation des Dampfes etwa 90°C heiß sein. Gleichzeitig bildet sich durch den kondensierten Dampf ein Feuchtigkeitsfilm 41, dessen Stärke bevorzugterweise etwa im Bereich eines Tausenstelmillimeters liegt. Bei der Kondensation ergibt sich eine fast schlagartige Temperaturerhöhung der Oberfläche der Papierbahn 5, die sich aber innerhalb sehr kurzer Zeit über die Dicke der Papierbahn 5 ausgleicht, d.h. in wenigen Hundertstelsekunden hat die Papierbahn eine gleichmäßige Temperaturverteilung. Die Vergleichmäßigung der Feuchtigkeit dauert etwas länger. Die Feuchtigkeit 42 dringt nämlich langsamer als die Temperatur in die Papierbahn 5 ein. Deswegen hat ein Oberflächenbereich 43 der Papierbahn 5 eine wesentlich höhere relative Feuchtigkeit. Je weiter die Feuchtigkeit in das Innere 44 der Papierbahn 5 vordringt, desto mehr nimmt die relative Feuchtigkeit ab. Bevor sie aber unter einen vorbestimmten Wert im Bereich von 12 % bis 25 % , insbesondere von 16 % bis 25 %, abgesunken ist, erfolgt die Behandlung im Walzenspalt 4. Dort wird bei im Verhältnis zur bekannten Lösungen relativ geringem Druck und geringer Temperatur die Bahn behandelt, und zwar wird die Oberfläche der Bahn, die noch die erhöhte Temperatur und Fechtigkeit aufweist, geglättet beziehungsweise mit erhöhtem Glanz versehen. Die weiter innen liegenden Bereiche 44 der Papierbahn 5 werde durch den Walzenspalt nicht nennenswert verändert.The device operates as follows: The steam delivery device 7 is brought as close as possible to the nip 4, wherein the distance can be adjusted depending on the speed with which the paper web 5 passes through the nip 4. The dispenser 7 is now heated by means of steam. If it is so hot that there is a temperature in the steam blast chamber 13 that precludes condensation of the steam, say, a temperature in the range of 102 ° C to 110 ° C, operation may begin. The paper web 5 is moved through the nip. At the same time steam is supplied to the steam discharge device 7 via the steam connection 33. The steam valves 21 open and allow steam to enter the steam blast chamber 13 where it spreads and then flows through the apertures 20 into the vaporization space 29 at a relatively uniform pressure and, above all, a uniform high velocity of 15 m / s or more the paper web 5 to come into contact. As soon as the steam comes into contact with the relatively cold paper web 5, it condenses, drastically increasing the temperature at the surface of the paper web 5. This state is shown on the right side of FIG. 5. When the paper web 5 is about 30 ° C. cold, the surface will be about 90 ° C. after the condensation of the vapor. At the same time, the condensed vapor forms a moisture film 41 whose thickness is preferably approximately in the range of one thousandth of a millimeter. During the condensation, there is an almost sudden increase in the temperature of the surface of the paper web 5, which, however, compensates in a very short time over the thickness of the paper web 5, i. in a few hundredths of a second, the paper web has a uniform temperature distribution. The homogenization of the moisture takes a little longer. The moisture 42 penetrates slower than the temperature in the paper web 5. Therefore, a surface area 43 of the paper web 5 has a much higher relative humidity. The further the moisture penetrates into the interior 44 of the paper web 5, the more the relative humidity decreases. However, before it has fallen below a predetermined value in the range of 12% to 25%, in particular from 16% to 25%, the treatment takes place in the nip 4. There is in relation to the known solutions relatively low pressure and low temperature, the web treated, namely, the surface of the web, which still has the increased temperature and Fechtigkeit, smoothed or provided with increased gloss. The further inward areas 44 of the paper web 5 are not significantly changed by the nip.

Stellt nun der Regler 11 fest, daß die von der Meßvorrichtung 10 ermittelten Glanz- bzw. Glätte-Istwerte nicht mit Sollvorgaben 12 übereinstimmen, betätigt er die Dampfventile 21 so lange, bis die Differenz zwischen Istwerten und Sollwerten unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist. Dies läßt sich zonenweise durchführen, so daß unterschiedliche Glanz- bzw. Glättewerte über die Breite der Papierbahn 5 ausgeglichen werden können. Gleichzeitig kann der Regler 11 in einem unterlegten oder untergeordneten Regelkreis die Temperatur der Walzenoberfläche mit Hilfe der Heizvorrichtung 40 steuern, um eine Feineinstellung der Glanz und/oder Glättewerte zu erzielen.If the controller 11 now determines that the actual gloss values or smoothness values determined by the measuring device 10 do not coincide with target specifications 12, it actuates the steam valves 21 until the difference between the actual values and the setpoint values has fallen below a predetermined value. This can be carried out in zones, so that different gloss or smoothness values can be compensated over the width of the paper web 5. At the same time, in a subordinate or subordinate control loop, the controller 11 can control the temperature of the roll surface by means of the heating device 40 in order to achieve a fine adjustment of the gloss and / or smoothness values.

Für eine grobe Einstellung läßt sich noch der Abstand der Dampfabgabeeinrichtung 7 vom Walzenspalt 4 verändern, wie dies durch strichpunktierte Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Verstellung wird in der Regel manuell erfolgen. Gegebenenfalls kann aber auch der Regler 11 diese Grobeinstellung vornehmen.For a rough setting can still change the distance of the steam discharge device 7 from the nip 4, as shown by dotted lines in Fig. 1. This adjustment will usually be done manually. Optionally, however, the controller 11 make this coarse adjustment.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 1', bei der lediglich ein Walzenspalt 4 vorhanden ist. Die Walzen 2, 3 bilden ein Einfach-Glättwerk. Die Ausbildung der Walzen 2, 3 als harte oder weiche Walzen wird von den Gegebenheiten bestimmt. In dieser Ausgestaltung ist auf beiden Seiten der Papierbahn vor dem Walzenspalt eine Dampfabgabeeinrichtung 7 bzw. 7' vorgesehen. Die Dampfbeaufschlagung erfolgt also gleichzeitig auf beiden Seiten der Papierbahn 5. Die Glanz- und/oder Glättewerte werden von den beiden Meßvorrichtungen 10, 10' auf beiden Seiten der Papierbahn 5 ermittelt und an den Regler 11 weitergeleitet, der nun beide Dampfabgabeeinrichtungen 7, 7' steuert.Fig. 6 shows a second embodiment of a device 1 ', in which only one nip 4 is present. The rollers 2, 3 form a single-calender. The formation of the rollers 2, 3 as hard or soft rolls is determined by the circumstances. In this embodiment, a steam discharge device 7 or 7 'is provided on both sides of the paper web in front of the nip. The application of steam takes place simultaneously on both sides of the paper web 5. The gloss and / or smoothness values are determined by the two measuring devices 10, 10 'on both sides of the paper web 5 and forwarded to the controller 11, which now both steam dispensers 7, 7' controls.

Auf die Beheizung der Oberflächen der Walzen 2, 3 wurde hier verzichtet. Sie kann jedoch, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, dennoch vorgesehen werden.On the heating of the surfaces of the rollers 2, 3 was omitted here. However, it can, as shown in Fig. 1, nevertheless be provided.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Papierbahn 5 verwendet. Das Verfahren und die Vorrichtung sind aber auch für andere Materialbahnen geeignet, die Zellstoffasern aufweisen, beispielsweise Pappe oder Kartonagen.In the present embodiment, a paper web 5 was used. However, the method and the device are also suitable for other material webs comprising pulp fibers, for example Cardboard or cardboard.

Mit der dargestellten Vorrichtung läßt sich sowohl eine Glanz- und/oder Glätte-Steuerung der Materialbahn in Maschinenrichtung, d.h. in Laufrichtung der Materialbahn 5, bewirken, als auch eine Steuerung dieser Werte in Querrichtung. Die Steuerung in Längsrichtung kann erfolgen über eine Steuerung der den Dampfabgabeeinrichtungen 7, 7' zugeführten Dampfmenge. Die Steuerung in Querrichtung erfolgt durch eine zonenweise Steuerung der Dampfabgabemenge, also durch eine Einstellung des Verhältnisses der in den einzelnen Zonen abgegebenen Dampfmengen.With the illustrated apparatus, both gloss and / or smoothness control of the web in the machine direction, i. in the direction of the web 5, as well as a control of these values in the transverse direction. The control in the longitudinal direction can take place via a control of the steam delivery devices 7, 7 'supplied amount of steam. The control in the transverse direction is carried out by a zone-wise control of the steam discharge quantity, ie by adjusting the ratio of the votes in the individual zones of steam quantities.

Claims

Method for increasing the brightness and/or smoothness of a web of material, in particular a web of paper, in which a web of material moistened with steam is guided through a roll gap and there subjected to pressure, wherein the steam is condensed on the web of material, characterised in that the web of material is guided through the roll gap before the increase in moisture of the surface caused by application of steam has fallen below a predetermined value within the range from 12% to 25% and before the temperature in the middle third of the thickness of the web has reached 1/e times the surface temperature.
Method according to claim 1, characterised in that the predetermined value is within the range from 16% to 25%.
Method according to any of claims 1 to 2, characterised in that the steam is kept free from water drops until it impinges on the web of material.
Method according to any of claims 1 to 3, characterised in that the steam is first distributed in a distributing chamber onto an exit surface having a predetermined extent in the direction of travel of the web of material and then moved at a high speed in a predetermined region in a direction towards the web of material.
Method according to any of claims 1 to 4, characterised in that the brightness and/or smoothness and/or corresponding parameters of the web of material are determined behind the roll gap, and steam release is adjusted as a function of a difference between the measured actual value and a predetermined nominal value.
Method according to any of claims 1 to 5, characterised in that the application of steam takes place in the transverse direction of the web in several zones, wherein the steam release is adjustable separately in each zone.
Method according to any of claims 1 to 6, characterised in that the supply of steam is essentially limited to a quantity per unit time which can condense on the web of material.
Method according to any of claims 1 to 7, characterised in that for fine adjustment of brightness and/or smoothness in addition the temperature of at least one of the rolls forming the roll gap is adjusted.
Method according to claim 8, characterised in that the roll is heated at its surface.
Method according to any of claims 5 to 8, characterised in that temperature adjustment takes place in a control circuit which is subordinate to a control circuit which controls steam release.