EP0648893B1

EP0648893B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln einer Papierbahn

Info

Publication number: EP0648893B1
Application number: EP94112691A
Authority: EP
Inventors: Reinhard Leigraf; Hans-Rolf Conrad
Original assignee: Voith Sulzer Finishing GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Finishing GmbH
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1994-08-13
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2014-08-13
Also published as: DE59400398D1; ATE140047T1; EP0648893A1; CA2132648A1; JPH07150498A; FI944799A; FI944799A0; DE4335053A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Veredeln einer Papierbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Aus DE-PS 34 27 967 ist es bekannt, eine Papierbahn mit hoher Einlauffeuchte durch die Walzenspalte eines Verdichtungskalanders, Satinierkalanders oder Glättwerks laufen zu lassen und die dann ebenfalls zu hohe Austrittsfeuchte durch eine nachgeschaltete Trocknungsvorrichtung auf den gewünschten Endwert herabzusetzen. Die hohe Feuchte in Verbindung mit dem im Walzenspalt auftretenden Liniendruck führt zu hochverdichteten Papieren, wie z.B. Silicon-Rohpapier oder Pergaminpapier, mit sehr guten Eigenschaften bezüglich Raumgewicht, Porosität, Transparenz und Glätte. Obwohl die Glätte durch die Nachtrocknung verringert wird, sei sie immer noch besser als bei der üblichen Behandlung für Naturpapier, bei dem die Trocknung allein durch die Temperatur der Kalanderwalzen bewirkt wird. Anstelle einer Erhöhung der Glätte kann auch der Liniendruck reduziert und daher eine geringere Verdichtung erreicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erzielbare Glätte der Papierbahn noch weiter zu erhöhen bzw. die Verdichtung zu verringern.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
Dadurch, daß die Trocknung nicht als Nachtrocknung, sondern als Zwischentrocknung erfolgt, werden die mit der Trocknung verbundenen Nachteile, nämlich eine Wiederaufrichtung der Papierfasern, also eine Verringerung des Glanzes und der Glätte des Papiers, durch mindestens ein nochmaliges Pressen im Walzenspalt beseitigt. Hierbei ist zwar die Glätteverbesserung im nachfolgenden Walzenspalt geringer als bei höherer Feuchtigkeit. Im Endeffekt hat aber das Papier insgesamt eine höhere Glätte.
Umgekehrt kann man durch Verringerung des Liniendrucks ein Papier mit geringerer Verdichtung erzielen, dessen Glätte den bisher üblichen Werten entspricht. Ein weiterer Vorteil der Zwischentrocknung liegt darin, daß man eine sehr starke Reduzierung der Feuchte vornehmen kann, bei der ein entsprechend starkes Wiederaufrichten der Papierfasern zu beobachten ist. Denn diese Fasern werden anschließend wieder eingeebnet. Man kann somit in den vorgeschalteten Walzenspalten mit sehr hoher Feuchte arbeiten, ohne daß die Walzen selbst auf hoher Temperatur gehalten werden müßten. Dies macht es möglich, bei elastischen Walzen, statt sie mit einem inzwischen nicht mehr zugelassenen Asbestbezug zu versehen, weniger temperaturbeständige Bezüge aus Asbestersatzstoffen zu verwenden.
All diese Vorteile gelten in besonderem Maße, wenn gemäß den Ansprüchen 2 und 8 der Trockenvorrichtung nur noch ein Walzenspalt nachgeschaltet ist. Dieser eine Spalt reicht in aller Regel aus, um die beim Trocknen wieder aufgerichteten Fasern einzuebnen. Die infolge der geringeren Feuchte hinzunehmende Verringerung der Glätteverbesserung nimmt den kleinstmöglichen Wert an.
Die Maßnahmen der Ansprüche 3 und 9 erlauben eine Änderung der Trocknungsleistung quer über die Papierbahn und daher eine unterschiedliche Reduzierung der Feuchte quer über die Papierbahn.
Mit Hilfe der Messungen gemäß den Ansprüchen 4 und 10 läßt sich darüber hinaus ein gewünschtes Eigenschafts-Profil quer über die Bahnbreite erhalten. Abweichungen von einem solchen Sollprofil werden durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Trocknungszonen ausgeglichen. Die Steuerung oder Regelung kann nicht nur in Abhängigkeit von der Feuchte erfolgen, sondern auch in Abhängigkeit von Glanz oder Glätte, weil diese Eigenschaften von der Feuchte im nachgeschalteten Walzenspalt abhängen.
Bei der Weiterbildung nach den Ansprüchen 5 und 11 sorgt die Absaugevorrichtung dafür, daß der beim Trocknen entstehende Dampf sich nicht anschließend als Kondensat auf der Papierbahn niederschlägt und damit verhindert, daß die gewünschten Eigenschaften entstehen.
Die in Anspruch 6 erwähnten Trocknungsarten erlauben eine intensive Wärmeübertragung, ohne daß dabei Druck auf die Papierbahn ausgeübt werden müßte.
Die Ausführungsform nach Anspruch 12 hat den Vorteil, daß im untersten Walzenspalt der höchste Liniendruck herrscht und daher die Verringerung der Feuchte durch die vorgeschaltete Trocknungsvorrichtung einen nur geringen Glätteverlust mit sich bringt.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 13 führt dazu, daß die Papierbahn nach dem Trocknen eine vorgegebene Zeit in der freien Atmosphäre verbleibt, so daß ein weiteres Ausdampfen der aufgeheizten Papierbahn erfolgen kann, ehe der letzte Walzenspalt erreicht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf Meßstation und Trockner.

Eine zu veredelnde Papierbahn 1 wird von einer Abwickelrolle 2 abgenommen, durch einen Satinagekalander 3 und eine Trocknungsvorrichtung 4 hindurchgeleitet sowie von einer Aufwickelrolle 5 aufgenommen. Der Satinagekalander 3 weist einen Stapel aus harten Walzen 6, z.B. aus Stahl, und aus weichen Walzen 7, die mit einem Bezug beispielsweise aus Asbestersatzstoffen, versehen sind, auf. Zwischen den Walzen werden Walzenspalte 8 gebildet, durch welche die Papierbahn 1 mit Hilfe von Leitwalzen 9 geführt wird. Die Papierbahn 1 tritt etwa horizontal aus dem zweituntersten Walzenspalt 8a aus und durchläuft mit einem horizontalen Abschnitt 1a die Trocknungsvorrichtung 4. Nach Umlenkung führt ein zweiter horizontaler Abschnitt 1b der Papierbahn 1 zum untersten Walzenspalt 8b. Die fertigbehandelte Papierbahn 1 durchläuft noch eine Meßstation 10, welche mit einem Sensor 11, der über die Breite der Papierbahn 1 hin und her bewegt werden kann, eine Bahneigenschaft, wie Feuchte, Glanz und/oder Glätte mißt, und sie an einen Istwerteingang 12 eines Reglers 13 leitet. Über einen Sollwerteingang 14 wird das über die Bahnbreite gewünschte Eigenschaftsprofil eingegeben. Am Ausgang 15 werden entsprechende Steuersignale für die Trocknungsvorrichtung 4 abgegeben.
Die Trocknungsvorrichtung weist mehrere nebeneinander angeordnete Trocknungselemente 16 auf, deren Trocknungsleistung unabhängig voneinander steuerbar ist. Man kann daher einige Bahnabschnitte stärker trocknen als andere und daher das Feuchteprofil bzw. die davon abhängigen Glanz- und Glättewerte ändern. Außerdem besitzt die Trocknungsvorrichtung 4 eine Absaugvorrichtung 17, um den beim Trocknen entstehenden Dampf abzuführen. Das Trocknen kann durch Beblasen mit heißer Luft, durch eine Infrarot-Strahlungsheizung, durch Wärmeleitung mittels beheizter Zylinder oder auf eine andere bekannte Weise erfolgen.
Im Betrieb wird eine Papierbahn 1 mit hoher Eingangsfeuchte, beispielsweise 20 %, in den Satinierkalander 3 eingeführt, so daß sämtliche Walzenspalte 8 mit Ausnahme des untersten Walzenspaltes 8b mit vergleichsweise hoher Feuchte durchlaufen werden, was zu einer sehr guten Glättung des Papiers führt. Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn zumindest ein Teil der harten Walzen 6 beheizt ist und/oder wenn sich der Bezug der weichen Walzen 7 infolge der ständigen elastischen Verformung erwärmt, also die Papierbahn 1 außer der hohen Feuchte auch noch eine höhere Temperatur annimmt. Die Trocknungsvorrichtung 4 setzt die hohe Feuchte bis annähernd auf den gewünschten Endwert herab, beispielsweise auf 5 %, wobei sich allerdings die Fasern an der Oberfläche teilweise aufrichten. Aus diesem Grund erfolgt eine nochmalige Druckbehandlung im untersten Walzenspalt 8b. Dies geschieht bei herabgesetzter Feuchte, was aber ausreicht, um die gewünschte hohe Glätte zu erzeugen.
Abwandlungen vom gezeigten Ausführungsbeispiel sind in vielerlei Hinsicht möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann das Papier auch in mehreren aufeinanderfolgenden Kompaktkalandern behandelt werden, wobei die Trocknungsvorrichtung wiederum am Ende der Behandlungsstrecke, jedoch auf jeden Fall vor dem letzten Walzenspalt, angeordnet ist.

Claims

Verfahren zum Veredeln einer Papierbahn mit hoher Eingangsfeuchte, die in mehreren Walzenspalten einer Druckbehandlung und außerhalb eines Walzenspalts einer Trocknung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung am Ende des Durchlaufes der Papierbahn durch die Walzenspalte zwischen zwei Walzenspalten durchgeführt wird, so daß mindestens eine Druckbekandlung in einem Walzenspalt dem Trocknungsvorgang folgt, und daß die Trocknung bis nahe zum gewünschten Endwert der Feuchte erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anschließende Druckbehandlung in nur einem Walzenspalt erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung über die Bahnbreite zonenweise steuerbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eigenschaften der fertig behandelten Bahn, wie Feuchte, Glanz und/oder Glätte, gemessen werden und in Abhängigkeit hiervon die Trocknung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Trocknung entstehende Dampf abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung mittels Strahlung, Konvektion oder Wärmeleitung erfolgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die einen vertikalen Walzenstapel mit mehreren zwischen den Walzen (6, 7) gebildeten Walzenspalten (8) und eine Trocknungsvorrichtung (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) im von oben nach unten führenden Lauf der Papierbahn (1) am unteren Stapelende zwischen zwei Walzenspalten (8a, 8b) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) über die Bahnbreite verteilt einzelne Trocknungselemente (16) aufweist, deren Trocknungsleistung unabhängig voneinander steuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch mindestens einen im Lauf der Papierbahn (1) hinter dem letzten Walzenspalt (8b) angeordneten Sensor (11) zur Messung einer Bahneigenschaft, wie Feuchte, Glanz und/oder Glätte, und durch eine Steuervorrichtung (13), die die Trocknungsleistung in Abhängigkeit von den Meßwerten steuert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknungsvorrichtung (4) eine Dampfabsaugvorrichtung (17) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) im Lauf der Papierbahn (1) zwischen dem zweituntersten (8a) und dem untersten (8b) Walzenspalt vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (4) in Höhe des zweituntersten Walzenspalts (8a) angeordnet ist und die Papierbahn (1) nach Umlenkung unterhalb der Trocknungsvorrichtung zum untersten Walzenspalt (8b) geführt ist.