EP1318232A2 - Kalander und Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn - Google Patents

Kalander und Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn Download PDF

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EP1318232A2
EP1318232A2 EP02024065A EP02024065A EP1318232A2 EP 1318232 A2 EP1318232 A2 EP 1318232A2 EP 02024065 A EP02024065 A EP 02024065A EP 02024065 A EP02024065 A EP 02024065A EP 1318232 A2 EP1318232 A2 EP 1318232A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
rollers
roller
jacket
calender
Prior art date
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EP02024065A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1318232A3 (de
EP1318232B1 (de
Inventor
Rüdiger Dr. Kurtz
Josef Schneid
Thomas Hermsen
Udo Gabbusch
Harald Hess
Rainer Fenske
Alexander Wassermann
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1318232A2 publication Critical patent/EP1318232A2/de
Publication of EP1318232A3 publication Critical patent/EP1318232A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1318232B1 publication Critical patent/EP1318232B1/de
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/006Calenders; Smoothing apparatus with extended nips

Definitions

  • the invention relates to a calender for smoothing a Paper or cardboard web with at least two rollers with a common coat, under the effect of Support shoes on the rollers, one of the number of Rollers form the appropriate number of treatment nips.
  • the invention further relates to a method for smoothing a paper or cardboard web in which the web passes through several treatment nips is conducted between one common coat and one of the number of treatment nips corresponding number of rollers formed are, with the web in the treatment nips with pressure is applied.
  • Such a device and such a method are known from EP 0 188 399 A.
  • the one described there Device is used to drain the web, but can also be used for calendering.
  • the track is replaced by three in a row switched treatment nips led, the web between a circumferential coat and a felt, which is placed around the respective rollers.
  • the support shoes are here with a magnet arrangement provided, the magnet arrangement with the opposite Roller cooperates to the required To be able to apply pressure. Because of the The felt has the web after going through the three treatment nips a relatively rough surface.
  • the invention is based, the treatment options to expand the path while smoothing.
  • This task is the beginning of a device mentioned type in that the rollers at least have two different temperatures.
  • a hotter roller is used, for example to at least one-sided the smoothness of the web improve.
  • the colder roller can be used "freeze” an achieved state.
  • smoothing means the smoothness formation, which is achieved in a calender. This process will also called “satin”.
  • a hot roller and then one cold roller is arranged along a First a hot roller and then one cold roller is arranged.
  • a so-called wide nip is created, i.e. a nip with a relatively long treatment length in the range of, for example, 70 to 250 mm.
  • the coat therefore covers a larger peripheral portion of the roller, than would be the case with a nip divided by two opposing rollers is formed.
  • the longer treatment length is otherwise unchanged
  • Conditions of course also a longer treatment time available so that the elevated temperature the hot roller over a long period of time the web can act. This improves the surface properties the web at least on the side that abuts the hot roller.
  • the moisture in the web can condense again, so that a significant escape of steam from the Web can be prevented. It also has this Design in some cases the advantage that the smooth surface of the web, which is in a "melted" Condition results in the cold nip by plant on the colder roller cooled suddenly and with it is frozen. The one reached in the hot treatment nip Condition is thus preserved. In addition, the Moisture distribution evened across the web direction.
  • the coat can be made in different ways be trained. One possibility is the use of a relatively stiff jacket that is elastic enough is in order to adapt to the curvature of the roller but the rest revolves practically like a roller. This jacket can be provided with washers on the front his. Another option is to use a less stiff tape that runs over support rollers in one Circulation is performed, the pulleys practical define a polygon. Such a tape can also be relatively thin.
  • the jacket is preferably arranged between the rollers.
  • the jacket also serves as a thermal Insulator between the hot roller and the cold one Roller. This increases the efficiency of the device, because heat transfer at least through heat radiation is largely prevented. This helps that the jacket made of a relatively flexible plastic is formed, with plastics usually a have poor heat conduction properties.
  • Two rollers with support shoes preferably act together, which is an opposite press direction exhibit. So the two support shoes work, so to speak against each other and support each other from. This simplifies the construction of the device because one with weaker constructions for holding and supporting the support shoes get along. Beyond that the pressures in the treatment nips align.
  • the hot roller preferably has a temperature of at least 100 ° C and the cold roller a temperature from a maximum of 60 ° C.
  • a temperature of at least 100 ° C ensures that Moisture contained in the web evaporates can.
  • This configuration has the advantage that the moisture distribution is evened out in the train.
  • the temperature of the cold roller is ensured that the web is cooled relatively quickly and the in the moisture contained in the web condenses there can.
  • the web running path advantageously runs between two treatment nips at a distance from the coat.
  • the distance between the coat and the web can remain small. By the distance will be markings, for example by swinging the jacket between the treatment nips could result, avoided.
  • the web lies on the surface of the rolls on.
  • the surface of the rollers is at least in the hot treatment nip directly on the surface pictured the train. If the cold roller this condition can freeze, then the surface the cold roller depicted on the web.
  • Preferably two rollers are provided, which with the Coat cooperate, with a sealing roller on both Rolls is applied. This is through the two rollers that Sealing roller and the jacket bounded a space in which a vapor pressure can build up. If the web is out the first, hot Breitnip comes out under unfavorable conditions there is a risk that steam, which is formed from the moisture contained in the web has escaped suddenly. If already in the room you can do it with an increased vapor pressure ensure that the vapor pressure inside and outside the Path is so far aligned that a the steam does not suddenly escape from the web is possible. The steam is rather kept in the train and can then condense again in the colder wide nip. The positive side effect is that an excellent moisture balance over the Width of the web.
  • the two rollers, the jacket and the sealing roller surround a room in which one Guide roller is arranged.
  • the guide roller thus serves the path in the room from the coat and from the lift off both rollers so that the one in the room Steam can hit the web from both sides.
  • the task is in a method of the aforementioned Art solved in that the web in at least two treatment nips with different temperatures is applied.
  • the web first is heated and then cooled.
  • heating promoted the smoothing of the surface of the web.
  • cooling can, so to speak, the smooth surface again be frozen.
  • by cooling prevents flash evaporation or its effects at least be mitigated.
  • the jacket is preferably used for thermal Shielding between the rollers different Temperature. This is a heat transfer from the hot roller to cold roller by heat radiation largely prevented.
  • the web is preferably run after heating an enclosed space for cooling. In the closed A space can then build up a vapor pressure that prevents steam from outside of the web occurs and thus the smoothed surface again damaged.
  • the moisture contained in the web which may be in the form of steam, can be in the colder Condense Breitnip again, making an excessive Drying out of the web is avoided. Furthermore the moisture becomes strong across the width of the web uniform.
  • a device 1 for smoothing a paper or cardboard web 2, hereinafter referred to as "train”, has a first roller 3 and a second roller 4.
  • the first roller 3 is provided with a heating device 5.
  • This heating device 5 is only shown schematically.
  • the heating of the roller 3 can be done with the help of a hot liquid, such as water or oil, or with With the help of a steam.
  • Other ways to Heating the roller for example with heat radiation from infrared radiators or with the help of electromagnetic Heating devices are also possible.
  • the Heating device 5 heats the surface of the rollers a temperature in the range of 150 ° C to 250 ° C.
  • the Temperature of the roller 3 should be so high that it in is able to evaporate moisture in the web 2.
  • the second roller 4 is provided with a cooling device 6.
  • the cooling device 6 ensures that the temperature the surface of the second roller 4 at most 60 ° C, preferably the temperature should be in one Range from 30 to 50 ° C. Also for cooling there are several options, for example use of cooling water or cooling air.
  • the jacket 7 can with only schematically shown guide roles 12, 13 or supported with other aids become.
  • the two support shoes 8, 9 each have one Pressure surface 14, 15, the curvature of which is essentially adapted to the curvature of the opposite roller 3, 4 is.
  • the support shoes 8, 9 can for example be hydrostatically lubricated so that there is friction between the support shoes 8, 9 and the jacket 7 reduced becomes.
  • the jacket 7 is formed from a plastic is flexible enough to convex in the illustrated Shape outside around a peripheral portion of the two Adjust rollers 3, 4.
  • the coat 7 is zwarbis here on the indentations in the area of the rollers 3, 4-approximately shown in a circle. This is circular but not absolutely necessary.
  • the two support shoes 8, 9 are on a common one Supported support 16. They work in opposite Directions with approximately the same force, so that the Carrier 16 is substantially in balance.
  • the web 2 is over pulleys 17 - 20 and through two nips 10, 11 out.
  • the deflection roller 18 is there so arranged that the web 2 after leaving the first nip 10 is lifted from the jacket 7. In the nip 10 it lies with one side on the smooth, hard Roll 3 on.
  • the guide roller 19 is arranged so that the web 2 between the two nips 10, 11 from the jacket 7 remains lifted and only in the area of the nip 11 again comes to rest on the jacket 7. Even in the second nip 11, the web 2 lies against the smooth, hard roller 4 with the same side.
  • the distance between the two nips 10, 11 is so on the speed the track 2 matched that the track was already very short Time after leaving the first nip 10, where it heated up has entered the second nip 11.
  • the Time between leaving the first nip 10 and entry into the second nip 11 is in the range of a few hundredths of a second and is enough for one Steam does not yet escape with disruptive consequences.
  • the hot roller 3 has such a high surface temperature that moisture is still in the web 2 is contained, can evaporate. Preferred temperature values are in the range of 150 to 250 ° C.
  • this steam quasi explosive after leaving of the first nip 10 can leave the web 2, the occurs Web in the second nip 11 where it is cooled.
  • the amount of steam escaping is however so small that it is worth mentioning Disruption of the surface of the web 2 is not associated with it is.
  • the cold roller 4 has such a low surface temperature on that lane 2 after leaving of the nip 11 is at a temperature in which the steam inside is completely condensed.
  • the distance between the first nip 10 and the second Nip 11 is also so small that the web with a smooth, melted surface directly after heating be cooled like a shock and frozen, so to speak can.
  • the jacket 7 shields the hot roller 3 from the cold one Roll 4 off. In a manner not shown, the first roller 3 from a housing or another Shield be surrounded by heat radiation prevented. A heat transfer between the hot roller 3 and the cold roller 4 is prevented by the jacket 7. In addition, the jacket 7 is also bad is thermally conductive, so that a heat transfer is largely prevented.
  • FIG. 2 shows another embodiment of a calender, in the parts that correspond to those of FIG. 1 with are provided with the same reference numerals.
  • the press directions are Wide nips 10, 11 at an angle of approximately 90 ° to one another.
  • the two rollers 3, 4 and the jacket 7 are accordingly arranged like an inverted V.
  • a sealing roller 21 is provided on the two rollers 3, 4 is present.
  • a space 22 is delimited, in which a guide roller 18 is arranged. If the room 22 is sealed at the end, then it is possible to build up a vapor pressure in this room 22.
  • This vapor pressure can be obtained either by external means generated, for example by feeding Steam in room 22.
  • the steam pressure results usually more or less automatically after one short operating time in that steam from the web 2 escapes, which have been heated in the hotter Breitnip 10 is.

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Abstract

Es wird ein Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn angegeben mit mindestens zwei Walzen (3, 4), die mit einem gemeinsamen Mantel (7), der unter der Wirkung von Stützschuhen (8, 9) an den Walzen (3, 4) anliegt, eine der Anzahl der Walzen (3, 4) entsprechende Anzahl von Behandlungsnips (10, 11) bilden. Durch diese Behandlungsnips wird eine Bahn (2) geleitet.
Man möchte die Behandlungsmöglichkeiten der Bahn (2) beim Glätten erweitern können.
Hierzu weisen die Walzen (3, 4) mindestens zwei unterschiedliche Temperaturen auf. Damit wird die Bahn (2) in beiden Behandlungsnips (10, 11) mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn mit mindestens zwei Walzen, die mit einem gemeinsamen Mantel, der unter der Wirkung von Stützschuhen an den Walzen anliegt, eine der Anzahl der Walzen entsprechende Anzahl von Behandlungsnips bilden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn durch mehrere Behandlungsnips geleitet wird, die zwischen einem gemeinsamen Mantel und einer der Anzahl der Behandlungsnips entsprechenden Anzahl von Walzen gebildet sind, wobei die Bahn in den Behandlungsnips mit Druck beaufschlagt wird.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus EP 0 188 399 A bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung dient zum Entwässern der Bahn, kann aber auch zum Kalandrieren verwendet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Bahn durch drei hintereinander geschaltete Behandlungsnips geführt, wobei die Bahn dabei zwischen einem umlaufenden Mantel und einem Filz, der um die jeweiligen Walzen gelegt ist, geführt wird. Die Stützschuhe sind hierbei mit einer Magnetanordnung versehen, wobei die Magnetanordnung mit der jeweils gegenüberliegenden Walze zusammenwirkt, um die erforderliche Druckkraft aufbringen zu können. Aufgrund des Filzes hat die Bahn nach dem Durchlaufen der drei Behandlungsnips eine relativ rauhe Oberfläche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Behandlungsmöglichkeiten der Bahn beim Glätten zu erweitern.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Walzen mindestens zwei unterschiedliche Temperaturen aufweisen.
Damit ist es möglich, die Bahn in den Behandlungsnips zumindest einseitig mit unterschiedlichen Temperaturen zu beaufschlagen. Eine heißere Walze dient beispielsweise dazu, die Glätte der Bahn zumindest einseitig zu verbessern. Die kältere Walze kann dazu verwendet werden, einen erreichten Zustand "einzufrieren". Mit "Glätten" ist im folgenden die Glättebildung gemeint, die in einem Kalander erzielt wird. Dieser Vorgang wird auch als "Satinage" bezeichnet.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß entlang eines Bahnlaufpfades zuerst eine heiße Walze und dann eine kalte Walze angeordnet ist. Durch die Verwendung des nachgiebigen Mantels, der durch den Stützschuh an die Walze gedrückt wird, entsteht ein sogenannter Breitnip, d.h. ein Nip mit einer relativ großen Behandlungslänge im Bereich von beispielsweise 70 bis 250 mm. Der Mantel bedeckt also einen größeren Umfangsabschnitt der Walze, als dies bei einem Nip der Fall wäre, der durch zwei einander gegenüberliegende Walzen gebildet ist. Durch die größere Behandlungslänge steht bei ansonsten unveränderten Bedingungen natürlich auch eine längere Behandlungszeit zur Verfügung, so daß die erhöhte Temperatur der heißen Walze über einen längeren Zeitraum auf die Bahn einwirken kann. Dies verbessert die Oberflächeneigenschaften der Bahn zumindest an der Seite, die an der heißen Walze anliegt. In manchen Fällen hat dies aber den Nachteil, daß die in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit auf eine Temperatur erhitzt wird, die zur Dampfbildung führt. Der Dampf tritt nach dem Verlassen der heißen Walze sehr plötzlich aus der Bahn aus. Dies ist zwar beim Trocknen der Bahn erwünscht, nicht jedoch beim Glätten. Um negative Auswirkungen dieser sogenannten "Flashverdampfung" oder sogar die Flashverdampfung selbst zu verhindern, wird die Bahn nach dem Verlassen des heißen Behandlungsnips unmittelbar in einen kälteren Behandlungsnip eingeführt, d.h. einen Nip, der zwischen dem Mantel und der kalten Walze angeordnet ist. Da auch im kalten Behandlungsnip eine relativ lange Behandlungsdauer und damit eine relativ lange Einwirkungsdauer der kälteren Walze auf die Bahn vorliegt, kann die Feuchtigkeit in der Bahn wieder kondensieren, so daß ein nennenswerter Austritt von Dampf aus der Bahn verhindert werden kann. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung in einigen Fällen den Vorteil, daß die glatte Oberfläche der Bahn, die sich in einem "angeschmolzenen" Zustand ergibt, im kalten Nip durch Anlage an der kälteren Walze schockartig abgekühlt und damit eingefroren wird. Der im heißen Behandlungsnip erreichte Zustand wird damit konserviert. Außerdem wird die Feuchtigkeitsverteilung quer zur Bahnlaufrichtung vergleichmäßigt. Der Mantel kann auf unterschiedliche Arten ausgebildet sein. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines relativ steifen Mantels, der elastisch genug ist, um sich an die Krümmung der Walze anzupassen, im übrigen aber praktisch nach Art einer Walze umläuft. Dieser Mantel kann stirnseitig mit Scheiben versehen sein. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines weniger steifen Bandes, das über Stützrollen in einem Umlauf geführt wird, wobei die Umlenkrollen praktisch ein Polygon definieren. Ein derartiges Band kann auch relativ dünn sein.
Vorzugsweise ist der Mantel zwischen den Walzen angeordnet. Der Mantel dient damit gleichzeitig als thermischer Isolator zwischen der heißen Walze und der kalten Walze. Dies steigert den Wirkungsgrad der Vorrichtung, weil eine Wärmeübertragung zumindest durch Wärmestrahlung weitgehend unterbunden wird. Hierzu trägt bei, daß der Mantel aus einem relativ nachgiebigen Kunststoff gebildet ist, wobei Kunststoffe in der Regel eine schlechte Wärmeleitungseigenschaft haben.
Bevorzugterweise wirken zwei Walzen mit Stützschuhen zusammen, die eine entgegengesetzte Pressenrichtung aufweisen. Die beiden Stützschuhe arbeiten also sozusagen gegeneinander und stützen sich dabei gegenseitig ab. Dies vereinfacht den Aufbau der Vorrichtung, weil man mit schwächeren Konstruktionen zum Halten und Abstützen der Stützschuhe auskommt. Darüber hinaus lassen sich die Drücke in den Behandlungsnips einander angleichen.
Bevorzugterweise weist die heiße Walze eine Temperatur von mindestens 100°C und die kalte Walze eine Temperatur von höchstens 60°C auf. Durch die Wahl einer Temperatur von mindestens 100°C ist sichergestellt, daß Feuchtigkeit, die in der Bahn enthalten ist, verdampfen kann. Neben der verbesserten Glättung der Oberfläche hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß die Feuchtigkeitsverteilung in der Bahn vergleichmäßigt wird. Durch die Temperatur der kalten Walze wird sichergestellt, daß die Bahn relativ schnell abgekühlt wird und die in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit dort kondensieren kann.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Temperatur der heißen Walze im Bereich von 150 bis 250°C und die Temperatur der kalten Walze im Bereich von 30 bis 50°C liegt. Diese Temperaturen sind besonders geeignet.
Vorteilhafterweise verläuft der Bahnlaufpfad zwischen zwei Behandlungsnips mit einem Abstand zum Mantel. Damit wird verhindert, daß die Bahn zwischen den Behandlungsnips unkontrolliert auf dem sich unter Umständen verformenden Mantel aufliegt. Sie wird vielmehr kurzzeitig vom Mantel abgehoben. Die Entfernung zwischen dem Mantel und der Bahn kann dabei klein bleiben. Durch den Abstand werden Markierungen, die sich beispielsweise durch ein Schwingen des Mantels zwischen den Behandlungsnips ergeben könnten, vermieden.
Vorzugsweise liegt die Bahn auf der Oberfläche der Walzen auf. Die Oberfläche der Walzen wird also zumindest im heißen Behandlungsnip unmittelbar auf die Oberfläche der Bahn abgebildet. Wenn die kalte Walze diesen Zustand einfrieren kann, dann wird auch die Oberfläche der kalten Walze auf der Bahn abgebildet.
Vorzugsweise sind zwei Walzen vorgesehen, die mit dem Mantel zusammenwirken, wobei eine Dichtwalze an beiden Walzen anliegt. Damit wird durch die beiden Walzen, die Dichtwalze und den Mantel ein Raum umgrenzt, in dem sich ein Dampfdruck aufbauen kann. Wenn die Bahn aus dem ersten, heißen Breitnip herauskommt, besteht unter ungünstigen Bedingungen die Gefahr, daß Dampf, der sich aus der in der Bahn enthaltenen Feuchtigkeit gebildet hat, schlagartig entweicht. Wenn in dem Raum aber bereits ein erhöhter Dampfdruck herrscht, kann man dafür sorgen, daß der Dampfdruck innerhalb und außerhalb der Bahn so weit aneinander angeglichen ist, daß ein schlagartiges Entweichen des Dampfes aus der Bahn nicht möglich ist. Der Dampf wird vielmehr in der Bahn gehalten und kann dann im kälteren Breitnip wieder kondensieren. Als positiver Nebeneffekt ergibt sich hierbei ein hervorragender Feuchtigkeitsausgleich über die Breite der Bahn.
Hierbei ist bevorzugt, daß die beiden Walzen, der Mantel und die Dichtwalze einen Raum umgeben, in dem eine Leitwalze angeordnet ist. Die Leitwalze dient also dazu, die Bahn in dem Raum von dem Mantel und von den beiden Walzen abzuheben, so daß der im Raum vorliegende Dampf die Bahn von beiden Seiten beaufschlagen kann.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bahn in mindestens zwei Behandlungsnips mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt wird.
Wie oben ausgeführt, läßt sich auf diese Weise eine größere Vielfalt beim Glätten der Bahn erreichen.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Bahn zuerst beheizt und dann gekühlt wird. Durch das Beheizen wird die Glättung der Oberfläche der Bahn gefördert. Durch das Kühlen kann die glatte Oberfläche sozusagen wieder eingefroren werden. Darüber hinaus kann durch das Kühlen eine Flashverdampfung verhindert oder ihre Auswirkungen zumindest gemildert werden.
Bevorzugterweise verwendet man den Mantel zur thermischen Abschirmung zwischen den Walzen unterschiedlicher Temperatur. Damit wird eine Wärmeübertragung von der heißen Walze zur kalten Walze durch Wärmestrahlung weitgehend unterbunden.
Vorzugsweise führt man die Bahn nach dem Beheizen durch einen geschlossenen Raum zum Kühlen. In dem geschlossenen Raum kann sich dann ein Dampfdruck aufbauen, der verhindert, daß Dampf aus dem Inneren der Bahn nach außen tritt und damit die geglättete Oberfläche wieder beschädigt. Die in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit, die möglicherweise als Dampf vorliegt, kann im kälteren Breitnip wieder kondensieren, so daß ein übermäßiges Austrocknen der Bahn vermieden wird. Darüber hinaus wird die Feuchtigkeit über die Breite der Bahn stark vergleichmäßigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen
Fig. 1
eine schematische Ansicht eines Kalanders zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn und
Fig. 2
eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Kalanders.
Eine Vorrichtung 1 zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn 2, die im folgenden kurz "Bahn" genannt wird, weist eine erste Walze 3 und eine zweite Walze 4 auf. Die erste Walze 3 ist mit einer Heizeinrichtung 5 versehen. Diese Heizeinrichtung 5 ist nur schematisch dargestellt. Die Beheizung der Walze 3 kann mit Hilfe einer heißen Flüssigkeit, wie Wasser oder Öl, oder mit Hilfe eines Dampfes erfolgen. Andere Möglichkeiten zur Beheizung der Walze, beispielsweise mit Wärmestrahlung aus Infrarotstrahlern oder mit Hilfe von elektromagnetischen Heizeinrichtungen, sind ebenfalls möglich. Die Heizeinrichtung 5 heizt die Oberfläche der Walzen auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 250°C auf. Die Temperatur der Walze 3 sollte so groß sein, daß sie in der Lage ist, Feuchtigkeit in der Bahn 2 zu verdampfen.
Die zweite Walze 4 ist mit einer Kühleinrichtung 6 versehen. Die Kühleinrichtung 6 sorgt dafür, daß die Temperatur der Oberfläche der zweiten Walze 4 höchstens 60°C beträgt, vorzugsweise sollte die Temperatur in einem Bereich von 30 bis 50°C liegen. Auch für das Kühlen gibt es mehrere Möglichkeiten, beispielsweise die Verwendung von Kühlwasser oder Kühlluft.
Zwischen den beiden Walzen 3, 4 ist ein umlaufender Mantel 7 angeordnet, der von einem ersten Stützschuh 8 gegen die erste Walze 3 und von einem zweiten Stützschuh 9 gegen die zweite Walze 4 gedrückt wird und walzenartig umläuft. Damit ist zwischen dem umlaufenden Mantel 7 und der ersten Walze ein erster Nip 10 und zwischen dem Mantel 7 und der zweiten Walze 4 ein zweiter Nip 11 gebildet. Beide Nips 10, 11 sind als sogenannte breite Nips oder Breitnips (extended nips) ausgebildet, d.h. sie umfassen einen vorbestimmten Umfangsabschnitt der beiden Walzen 3, 4. Der Mantel 7 kann mit lediglich schematisch dargestellten Führungsrollen 12, 13 oder mit anderen Hilfsmitteln abgestützt werden. Die beiden Stützschuhe 8, 9 weisen jeweils eine Andruckfläche 14, 15 auf, deren Krümmung im wesentlichen der Krümmung der gegenüberliegenden Walze 3, 4 angepaßt ist. Die Stützschuhe 8, 9 können beispielsweise hydrostatisch geschmiert sein, so daß eine Reibung zwischen den Stützschuhen 8, 9 und dem Mantel 7 herabgesetzt wird.
Der Mantel 7 ist aus einem Kunststoff gebildet, der flexibel genug ist, um sich in der dargestellten konvexen Form außen um einen Umfangsabschnitt der beiden Walzen 3, 4 anzupassen. Der Mantel 7 ist hier zwarbis auf die Eindellungen im Bereich der Walzen 3, 4-annähernd kreisförmig dargestellt. Diese Kreisform ist aber nicht unbedingt erforderlich.
Die beiden Stützschuhe 8, 9 sind an einem gemeinsamen Träger 16 abgestützt. Sie wirken in entgegengesetzte Richtungen mit annähernd gleicher Kraft, so daß der Träger 16 im wesentlichen im Gleichgewicht ist.
Die Bahn 2 ist über Umlenkrollen 17 - 20 und durch die beiden Nips 10, 11 geführt. Die Umlenkrolle 18 ist dabei so angeordnet, daß die Bahn 2 nach dem Verlassen des ersten Nips 10 vom Mantel 7 abgehoben wird. Im Nip 10 liegt sie mit einer Seite an der glatten, harten Walze 3 an. Die Umlenkrolle 19 ist so angeordnet, daß die Bahn 2 zwischen den beiden Nips 10, 11 vom Mantel 7 abgehoben bleibt und erst im Bereich des Nips 11 wieder zur Anlage an den Mantel 7 kommt. Auch im zweiten Nip 11 liegt die Bahn 2 an der glatten, harten Walze 4 an und zwar mit der gleichen Seite. Der Abstand zwischen den beiden Nips 10, 11 ist so auf die Geschwindigkeit der Bahn 2 abgestimmt, daß die Bahn bereits ganz kurze Zeit nach Verlassen des ersten Nips 10, wo sie aufgeheizt worden ist, in den zweiten Nip 11 eintritt. Die Zeitdauer zwischen dem Verlassen des ersten Nips 10 und dem Eintritt in den zweiten Nip 11 liegt im Bereich von wenigen Hundertstel Sekunden und reicht für einen Dampfaustritt mit störenden Folgen noch nicht aus.
Die heiße Walze 3 weist eine so hohe Oberflächentemperatur auf, daß Feuchtigkeit, die noch in der Bahn 2 enthalten ist, verdampfen kann. Bevorzugte Temperaturwerte liegen im Bereich von 150 bis 250°C. Bevor nun dieser Dampf quasi explosionsartig nach dem Verlassen des ersten Nips 10 die Bahn 2 verlassen kann, tritt die Bahn in den zweiten Nip 11 ein, wo sie gekühlt wird. Natürlich wird man nicht verhindern können, daß etwas Dampf aus der Bahn 2 austritt. Die austretende Dampfmenge ist jedoch noch so gering, daß eine nennenswerte Störung der Oberfläche der Bahn 2 damit nicht verbunden ist. Die kalte Walze 4 weist eine so niedrige Oberflächentemperatur auf, daß die Bahn 2 nach dem Verlassen des Nips 11 insgesamt auf einer Temperatur ist, in der der Dampf im Innern vollständig kondensiert ist.
Die Entfernung zwischen dem ersten Nip 10 und dem zweiten Nip 11 ist auch so klein, daß die Bahn mit glatter, angeschmolzener Oberfläche nach der Erhitzung direkt schockartig gekühlt und sozusagen eingefroren werden kann.
Der Mantel 7 schirmt die heiße Walze 3 von der kalten Walze 4 ab. In nicht näher dargestellter Weise kann die erste Walze 3 noch von einem Gehäuse oder einer anderen Abschirmung umgeben sein, die eine Wärmeabstrahlung verhindert. Ein Wärmeübergang zwischen der heißen Walze 3 und der kalten Walze 4 wird durch den Mantel 7 verhindert. Hinzu kommt, daß der Mantel 7 auch schlecht wärmeleitfähig ist, so daß auch ein Wärmetransport weitgehend verhindert wird.
Der durch die Umlenkrollen 18, 19 bewirkte Abstand der Bahn 2 vom Mantel 7 muß nicht groß sein. Es sollte nur verhindert werden, daß die Bahn 2 in dem Bereich zwischen den beiden Nips 10, 11 den Mantel 7 berührt.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung eines Kalanders, bei dem Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Im vorliegenden Fall stehen die Pressenrichtungen der Breitnips 10, 11 in einem Winkel von etwa 90° zueinander. Die beiden Walzen 3, 4 und der Mantel 7 sind demnach wie ein umgekehrtes V angeordnet. Zusätzlich ist eine Dichtwalze 21 vorgesehen, die an den beiden Walzen 3, 4 anliegt. Auf diese Weise wird ein Raum 22 umgrenzt, in dem eine Leitwalze 18 angeordnet ist. Wenn der Raum 22 stirnseitig abgedichtet ist, dann ist es möglich, in diesem Raum 22 einen Dampfdruck aufzubauen. Dieser Dampfdruck kann entweder durch externe Mittel erzeugt werden, beispielsweise durch Einspeisen von Dampf in den Raum 22. Der Dampfdruck ergibt sich aber in der Regel mehr oder weniger automatisch nach einer kurzen Betriebszeit dadurch, daß Dampf aus der Bahn 2 entweicht, die im heißeren Breitnip 10 aufgeheizt worden ist. Über kurz oder lang herrscht dann im Raum 22 ein Dampfdruck, der annähernd gleich ist mit dem Dampfdruck im Innern der Bahn 2, so daß der Dampf nach dem Verlassen des Breitnips 10 nicht mehr aus der Bahn 2 entweichen und die Oberfläche beschädigen kann. Dadurch, daß die Bahn 2 mit Hilfe der Leitwalze 18 von der Oberfläche des Mantels 7 abgehoben wird, kann der Dampf beide Seiten der Bahn 2 erreichen.
Die im Innern der Bahn 2 als Dampf vorliegende Feuchtigkeit wird dann im kälteren Breitnip 11 kondensiert. Zuvor hat aber ein Druckausgleich im Innern der Bahn 2 stattgefunden, d.h. der Dampf hat sich in der Bahn 2 in Breitenrichtung gleichmäßig verteilt, so daß nach dem Verlassen des Breitnips 11 eine relativ gleichmäßige Feuchtigkeitsverteilung in der Bahn 2 vorliegt.

Claims (14)

  1. Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn mit mindestens zwei Walzen, die mit einem gemeinsamen Mantel, der unter der Wirkung von Stützschuhen an den Walzen anliegt, eine der Anzahl der Walzen entsprechende Anzahl von Behandlungsnips bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (3, 4) mindestens zwei unterschiedliche Temperaturen aufweisen.
  2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang eines Bahnlaufpfades zuerst eine heiße Walze (3) und dann eine kalte Walze (4) angeordnet ist.
  3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) zwischen den Walzen (3, 4) angeordnet ist.
  4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzen (3, 4) mit Stützschuhen (8, 9) zusammenwirken, die eine entgegengesetzte Pressenrichtung aufweisen.
  5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Walze (3) eine Temperatur von mindestens 100°C und die kalte Walze (4) eine Temperatur von höchstens 60°C aufweist.
  6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der heißen Walze (3) im Bereich von 150 bis 250°C und die Temperatur der kalten Walze (4) im Bereich von 30 bis 50°C liegt.
  7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnlaufpfad zwischen zwei Behandlungsnips (10, 11) mit einem Abstand zum Mantel (7) verläuft.
  8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (2) auf der Oberfläche der Walzen (3, 4) aufliegt.
  9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzen (3, 4) vorgesehen sind, die mit dem Mantel (7) zusammenwirken, wobei eine Dichtwalze (21) an beiden Walzen (3, 4) anliegt.
  10. Kalander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen (3, 4), der Mantel (7) und die Dichtwalze (21) einen Raum (22) umgeben, in dem eine Leitwalze (18) angeordnet ist.
  11. Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn durch mehrere Behandlungsnips geleitet wird, die zwischen einem gemeinsamen Mantel und einer der Anzahl der Behandlungsnips entsprechenden Anzahl von Walzen gebildet sind, wobei die Bahn in den Behandlungsnips mit Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn in mindestens zwei Behandlungsnips mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn zuerst beheizt und dann gekühlt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß man den Mantel zur thermischen Abschirmung zwischen den Walzen unterschiedlicher Temperatur verwendet.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn nach dem Beheizen durch einen geschlossenen Raum zum Kühlen führt.
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