EP1318233A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln einer Faserstoffbahn - Google Patents
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- EP1318233A2 EP1318233A2 EP02024217A EP02024217A EP1318233A2 EP 1318233 A2 EP1318233 A2 EP 1318233A2 EP 02024217 A EP02024217 A EP 02024217A EP 02024217 A EP02024217 A EP 02024217A EP 1318233 A2 EP1318233 A2 EP 1318233A2
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/006—Calenders; Smoothing apparatus with extended nips
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/0073—Accessories for calenders
- D21G1/0093—Web conditioning devices
Definitions
- the invention relates to a method for treating a Fibrous web, in particular a paper or Cardboard web, where you heat the web in a wide nip, by a roller and a surrounding jacket or by two jackets running over support elements is formed over a predetermined peripheral portion To have contact with each other. Furthermore, the Invention an apparatus for treating a fibrous web, especially a paper or cardboard web, with a wide nip that is passed through a roller and over a predetermined peripheral portion against the roller pressed coat or by two over support elements running coats is formed, and with a heater, that acts on the web in wide nip.
- Such a method and device are known from EP 0 370 185 B2.
- the Breitnip has the advantage that the web has one lingers longer than this in a nip between two rollers would be the case.
- the compressive stress is compared to such a nip comparatively low. Due to the higher temperature and accordingly smooth contact surfaces can therefore be the web in one Smooth the Breitnip in a way that is gentle on the volume.
- the invention has for its object the smoothing result to improve in a wide nip and more moisture to keep on the train.
- This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning Art solved in that the web before Breitnip is charged with a medium that is faster than that when entering the wide nip fiber water in the fibers and in the fiber structure evaporates.
- the medium which is also referred to as "inert medium” is referred to, along with the web and the moisture contained in the web as it passes through of the broad nip warmed. If the train now the Breitnip leaves, then the inert medium evaporates and forms thus a barrier to the steam that is in the train is included. One will exit the Cannot completely prevent steam from the train. To maintain the smooth surface and moisture But keeping it on the train is enough if the steam is slow, i.e. at a low speed and accordingly with a low one kinetic energy can emerge from the web.
- the Inert medium is otherwise not included is relative after leaving the wide nip quickly be far enough away that the steam in the railway no longer opposes a major blocking effect. To at this point the web has cooled down that the steam either condenses again in the web is or it has such a low vapor pressure that he does no more damage.
- the Medium can change its state, e.g. of liquid to gaseous. Chemical reactions with a Change in the molecular structure however not instead.
- the inert medium that is used during the run of the broad nip evaporates. So the inert medium penetrates not deeper into the web, but at most wets a small part of the web in the area of the surface, so that the evaporation of the inert medium does not has the same harmful consequences as the sudden one Steam escapes from the web.
- the Inert medium therefore evaporates earlier than the fiber water and thus forms a "protective shield" through which the Water vapor cannot escape.
- the inert medium evaporates faster than the fiber water.
- the smaller enthalpy of the inert medium prevents temperatures from arising which also leads to a strong evaporation of the fiber water to lead.
- a liquid inert medium is preferably chosen.
- a liquid inert medium is easy to apply and adheres to the surface of the web.
- the surface tension of the water can be different Belittling way. For example to add salts and thus a kind from the water Make electrolyte. Detergents can be added to the water or bases or acids. In many cases but it is sufficient to use water with a higher temperature than the temperature of the fibrous web before the wide nip to use. For example, if the fibrous web arrives at a temperature of around 60 ° C, water which is given at a temperature of 95 ° C, evaporate faster than the fiber water contained in the web.
- the inert medium can be suctioned off, condensed and applied again be returned to the web.
- the object is achieved in a device of the type mentioned Art solved in that before the Breitnip a Medium application device is arranged, which is a medium on the web that is faster than that when entering the wide nip in the fibers and in the fiber structure fiber water can evaporate.
- the inert medium is a neutral medium that differs from the moisture trapped in the web.
- Applying the inert medium to the web causes that the inert medium with the web still wet through the wide nip.
- Both Inert medium as well as the web with the one in it Moisture warms up.
- After leaving the Breitnips then evaporates the inert medium and thereby the exit of the steam that comes out of the in the Prevents moisture.
- the smoothness of the web created in the wide nip has been preserved.
- there will be more Fiber water kept in the web so that the moisture can be better maintained.
- the medium preferably has a lower enthalpy of vaporization as water on. So it evaporates at a lower temperature than the water and forms good protection early on.
- the medium preferably has a higher vapor pressure as water on. This is a sufficiently high one Pressure available to retain steam in the web. If the evaporation of the inert medium If the web cools sufficiently, the steam in the web can condense again.
- the application device as Liquid application device is formed. If the inert medium can be applied as a liquid evaporate when leaving the wide nip. When evaporating the web is cooled so that the Condensation of moisture in the web can be done faster can.
- the application device preferably acts on both sides on the train. This will release steam on both Reliably avoided sides of the web.
- the jacket and the surface of the Roller impermeable to the medium. Coat and roller then act in the broad nip as a lock on the inert medium, so that the inert medium continues to the end of the wide nip the web is held.
- a device 1 for treating a fibrous web 2 (hereinafter referred to as "web"), ie a paper or Cardboard web, has a roller 3, which with a schematic heater 4 is provided.
- the heater can be in different ways the roller 3 act, for example from the outside with steam, hot air, IR radiation or electrical or magnetic Fields, or it can be a heat transfer medium, for example water, oil, steam or the like, in feed the roller in.
- the heater 4 provides for the fact that the roller 3 at least on its surface has an elevated temperature.
- a jacket 5 acts from one compliant material made with the help of a support shoe 6 is pressed against the roller 3.
- the coat 5 is so resilient that he is in the area between Adjust support shoe 6 and roller 3 to the curvature of roller 3 can.
- Rolls 7 are shown schematically guide the jacket 5 in the manner of a roller.
- the support shoe 6 has a pressure surface 8 which the curvature of the roller 3 is adapted and not in more detail illustrated manner with a suitable lubrication device, for example hydrostatic support, is provided. In this way it is possible that the jacket 5 performed low friction over the support shoe 6 becomes.
- a suitable lubrication device for example hydrostatic support
- the jacket 5 and the roller 3 together form one Breitnip 9, i.e. a nip that is over a predetermined Circumferential region of the roller 3 extends. by virtue of this length, the web 2 in the Breitnip 9 has a significant longer dwell time than in a nip passing through two opposing rollers is formed. With otherwise the same contact pressure, the compressive stress is in the Breitnip 9, of course, much lower because here a larger press area is available. Accordingly it is possible to use the web 2 in the Breitnip 9 with a relatively high temperature but with a low one Smooth surface pressure, taking the smoothing effect mainly due to the smooth surface of the roller 3 is caused.
- the Breitnip 9 has due to the longer dwell time the web 2 but also the effect that the web 2 is not only heated on its surface, but in Basically completely at an elevated temperature brought. This temperature increase can be so great be that moisture that may still be in the web is evaporated. The moisture is there all formed by water that is in the fibers or located in the fiber structure. This is especially true for Paper or cardboard webs. This water is called here "Fiber water” called. The moisture should anyway to a certain extent kept on the train to process the web later can, for example by printing. If the web 2 then leaves the Breitnip 9 at the exit 10, there is Danger that the steam in Breitnip 9 still through the Roller 3 and the jacket 5 held in the web 2 has emerged from web 2.
- the medium is in the present embodiment due to liquid nitrogen, alcohols, Ester or water formed, the water being a higher Temperature than the incoming web or a reduced surface tension.
- the reduced surface tension can for example by the addition of salts, detergents, alkalis or acids be achieved so that the water evaporate more easily can.
- the medium is also called "inert medium” referred to because it's basically just mechanical should ensure that the moisture in the Web remains intact or in any case emerge more slowly can.
- the inert medium should flow through do not change chemically through the wide nip, i.e. the molecular structure of its components is not supposed to change.
- the inert medium has a lower enthalpy of vaporization on than that contained in lane 2 Fiber water. This leads to the fact that when going through the Breitnips first evaporates the inert medium. When evaporating thermal energy is required for the inert medium. Evaporation may even do so under certain circumstances cause the web 2 itself to cool somewhat so that the steam that forms in the web 2 has, can even condense again.
- the application device 12 has an upper application nozzle 13 and a lower application nozzle 14 through which the inert medium over the entire width of the web 2 evenly on the top and bottom surfaces of the Lane 2, i.e. the surface that bears against the roller 3, or the surface that lies against the jacket 5, is sprayed on.
- the inert medium is from a Pump 15 supplied, the inert medium from a reservoir 16, for example a tank.
- the exit 10 of the wide nip 9 are both Inert medium as well as the moisture in the web as steam before.
- the vapor of the inert medium lies thereby on the web and thereby prevents the Steam from the moisture inside the web to the outside can leak. If the inert medium is a lower one Evaporation enthalpy and / or a higher vapor pressure than water, then the exit of Steam from web 2 prevented quickly and effectively.
- the inert medium, or the vapor of the inert medium is already a relatively short distance behind the Exit 10 of the broad nip 9 from the surface of the web to have disappeared. At this time, however, the lane is 2 cooled so far that the moisture is already back is condensed in it. At least the steam is cooled so far that its exit velocity become so small due to the surfaces of the web 2 is that destruction of these surfaces no longer can take place.
- the application device 12 can be so short or dense arrange before the wide nip that the inert medium practical has no time to get on the train before the web enters the Breitnip 9.
- the application nozzles 13, 14 have a beveled shape so that they in the Gusset between the web 2 and the roller 3 or the Sheath 5 can be used without the movement to hinder the roller 3 and the jacket 5.
- This movement is identified by arrows 17, 18.
- the Lane 2 runs in the direction of an arrow 19.
- the inert medium can also be applied by an application roller or applied by a squeegee, creating a Film of the inert medium is formed on the web 2.
- a recovery device be with which the vaporized inert medium into one Cycle can be performed.
- the recovery device sucks off the evaporated inert medium, condenses it and leads it back to the application device 12 to. This is particularly the case with more expensive inert media from Advantage.
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Behandeln einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, angegeben, bei dem man die Bahn (2) in einem Breitnip (9) erwärmt, der durch eine Walze (3) und einen umlaufenden Mantel (5) oder durch zwei über Stützelemente laufende Mäntel gebildet ist, die über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt in Kontakt stehen. Man möchte die Glättergebnisse der Behandlung verbessern und mehr Feuchtigkeit in der Bahn behalten. Hierzu beaufschlagt man die Bahn (2) vor dem Breitnip (9) mit einem Medium, das sich schneller als das sich beim Eintreten in den Breitnip in den Fasern und im Fasergerüst befindende Faserwasser verdampfen läßt. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer
Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder
Kartonbahn, bei dem man die Bahn in einem Breitnip erwärmt,
der durch eine Walze und einen umlaufenden Mantel
oder durch zwei über Stützelemente laufende Mäntel
gebildet ist, die über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt
Kontakt miteinander haben. Ferner betrifft die
Erfindung eine Vorrichtung zum Behandeln einer Faserstoffbahn,
insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn,
mit einem Breitnip, der durch eine Walze und einen über
einen vorbestimmten Umfangsabschnitt gegen die Walze
gedrückten Mantel oder durch zwei über Stützelemente
laufende Mäntel gebildet ist, und mit einer Heizeinrichtung,
die im Breitnip auf die Bahn wirkt.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung
sind aus EP 0 370 185 B2 bekannt. Im bekannten Fall
wird eine Papier- oder Kartonbahn durch den Breitnip
geleitet, um die Bahn volumenschonend zu glätten. Der
Breitnip hat den Vorteil, daß die Bahn hier über einen
längeren Zeitraum verweilt, als dies in einem Nip zwischen
zwei Walzen der Fall wäre. Die Druckspannung ist
verglichen mit einem derartigen Nip vergleichsweise
niedrig. Durch die höhere Temperatur und entsprechend
glatte Anlageflächen läßt sich daher die Bahn in einem
Breitnip volumenschonend glätten.
Es hat sich allerdings gezeigt, daß in manchen Fällen
die erzielte Glätte nicht den Erwartungen entspricht.
Man führt dies darauf zurück, daß die Bahn im Breitnip
so stark erwärmt wird, daß in ihr enthaltene Feuchtigkeit
verdampft. Wenn die Bahn dann aus dem Breitnip
herausläuft, kann der Dampf sozusagen explosionsartig
aus der Bahn entweichen. Diese Erscheinung wird auch
als "Flashverdampfung" bezeichnet. Die Flashverdampfung
hat mehrere Nachteile. Neben einem Aufreißen der Oberfläche
der Bahn führt sie zu einem relativ hohen Feuchtigkeitsverlust
der Bahn, was insbesondere bei Papier
oder Karton unerwünscht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Glättergebnis
in einem Breitnip zu verbessern und mehr Feuchte
in der Bahn zu halten.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß man die Bahn vor dem
Breitnip mit einem Medium beaufschlagt, das sich
schneller als das sich beim Eintreten in den Breitnip
in den Fasern und im Fasergerüst befindende Faserwasser
verdampfen läßt.
Das Medium, das im folgenden auch kurz als "Inertmedium"
bezeichnet wird, wird zusammen mit der Bahn und
der in der Bahn enthaltenen Feuchtigkeit beim Durchlaufen
des Breitnips erwärmt. Wenn nun die Bahn den Breitnip
verläßt, dann verdampft das Inertmedium und bildet
somit eine Sperre gegenüber dem Dampf, der in der Bahn
eingeschlossen ist. Man wird zwar einen Austritt des
Dampfes aus der Bahn nicht vollständig verhindern können.
Um die glatte Oberfläche zu erhalten und Feuchtigkeit
in der Bahn zu behalten, reicht es aber aus, wenn
der Dampf nur langsam, d.h. mit einer niedrigen Geschwindigkeit
und dementsprechend mit einer geringen
kinetischen Energie aus der Bahn austreten kann. Das
Inertmedium wird, da es sonst nicht weiter eingeschlossen
ist, nach dem Verlassen des Breitnips zwar relativ
schnell soweit entfernt sein, daß es dem Dampf in der
Bahn keine größere Sperrwirkung mehr entgegensetzt. Bis
zu diesem Zeitpunkt ist die Bahn aber soweit abgekühlt,
daß der Dampf entweder in der Bahn wieder kondensiert
ist oder er einen so geringen Dampfdruck aufweist, daß
er keinen Schaden mehr anrichtet.
Es ist von Vorteil, wenn man ein Medium wählt, bei dem
sich die molekulare Struktur der Komponenten des Mediums
beim Durchlauf durch den Breitnip nicht ändert. Das
Medium kann zwar seine Zustandsform ändern, z.B. von
flüssig zu gasförmig. Chemische Reaktionen, die mit einer
Änderung der molekularen Struktur einhergehen, finden
jedoch nicht statt.
Vorzugsweise wählt man ein Medium, das beim Durchlaufen
des Breitnips verdampft. Das Inertmedium dringt also
nicht tiefer in die Bahn ein, sondern benetzt allenfalls
einen kleinen Teil der Bahn im Bereich der Oberfläche,
so daß das Verdampfen des Inertmediums nicht
die gleichen schädlichen Folgen hat wie das plötzliche
Austreten des Dampfes aus der Bahn.
Vorzugsweise wählt man ein Medium, das eine niedrigere
Verdampfungsenthalpie als das Faserwasser aufweist. Das
Inertmedium verdampft also früher als das Faserwasser
und bildet damit einen "Schutzschirm", durch den der
Wasserdampf nicht entweichen kann. Durch die Verdampfung
des Inertmediums wird die Verdampfung des Faserwassers
zurückgedrängt. Das Inertmedium verdampft
schneller als das Faserwasser. Die kleinere Enthalpie
des Inertmediums verhindert, daß Temperaturen entstehen,
die auch zu einer starken Verdampfung des Faserwassers
führen.
Vorzugsweise wählt man ein Medium, das einen höheren
Dampfdruck als das Faserwasser aufweist. Wenn der
Dampfdruck des Inertmediums höher ist als der Dampfdruck
des Faserwassers, wird der Dampf aufgrund dieser
Druckdifferenz in der Bahn zurückgehalten, solange sich
ausreichend Inertmedium an der Oberfläche der Bahn befindet.
Bevorzugterweise wählt man ein flüssiges Inertmedium.
Ein flüssiges Inertmedium läßt sich leicht auftragen
und haftet an der Oberfläche der Bahn.
Bevorzugterweise wählt man als Medium einen oder mehrere
der folgenden Stoffe:
- flüssigen Stickstoff,
- Alkohol,
- Ester,
- Wasser mit reduzierter Oberflächenspannung,
- Wasser mit höherer Temperatur als die Faserstoffbahn vor dem Breitnip.
Die Oberflächenspannung des Wassers läßt sich auf unterschiedliche
Weise herabsetzen. Beispielsweise kann
man Salze zusetzen und damit aus dem Wasser eine Art
Elektrolyt machen. Man kann dem Wasser Detergentien zusetzen
oder Laugen oder Säuren. In vielen Fällen wird
es aber ausreichen, Wasser mit einer höheren Temperatur
als die Temperatur der Faserstoffbahn vor dem Breitnip
zu verwenden. Wenn die Faserstoffbahn beispielsweise
mit einer Temperatur von etwa 60°C ankommt, wird Wasser,
das mit einer Temperatur von 95°C aufgegeben wird,
schneller verdampfen als das in der Bahn enthaltene Faserwasser.
Auch ist von Vorteil, wenn man das verdampfte Medium
nach dem Breitnip wieder zurückgewinnt. Das Inertmedium
kann abgesaugt, kondensiert und wieder zur Beaufschlagung
der Bahn zurückgeführt werden.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß vor dem Breitnip eine
Medium-Auftragseinrichtung angeordnet ist, die ein Medium
auf die Bahn aufträgt, das sich schneller als das
sich beim Eintreten in den Breitnip in den Fasern und
im Fasergerüst befindende Faserwasser verdampfen läßt.
Wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren ausgeführt,
ist das Inertmedium ein neutrales Medium, das sich von
der in der Bahn eingeschlossenen Feuchtigkeit unterscheidet.
Der Auftrag des Inertmediums auf die Bahn bewirkt,
daß das Inertmedium mit der noch feuchten Bahn
durch den Breitnip geführt wird. Dabei wird sowohl das
Inertmedium als auch die Bahn mit der darin befindlichen
Feuchtigkeit erwärmt. Nach dem Verlassen des
Breitnips wird dann das Inertmedium verdampft und dadurch
der Austritt des Dampfes, der sich aus der in der
Bahn befindlichen Feuchtigkeit bildet, verhindert. Damit
wird ein schlagartiger Austritt des Dampfes aus der
Bahn durch die Oberfläche der Bahn hindurch vermieden,
so daß die Glätte der Bahn, die im Breitnip erzeugt
worden ist, erhalten bleibt. Darüber hinaus wird mehr
Faserwasser in der Bahn gehalten, so daß die Feuchte
besser aufrechterhalten werden kann.
Vorzugsweise weist das Medium eine niedrigere Verdampfungsenthalpie
als Wasser auf. Es verdampft also bei
einer niedrigeren Temperatur als das Wasser und bildet
damit frühzeitig einen guten Schutz.
Bevorzugterweise weist das Medium einen höheren Dampfdruck
als Wasser auf. Damit steht ein ausreichend hoher
Druck zur Verfügung, um den Dampf in der Bahn zurückzuhalten.
Wenn durch die Verdampfung des Inertmediums die
Bahn ausreichend abkühlt, kann der Dampf in der Bahn
wieder kondensieren.
Auch ist von Vorteil, wenn die Auftragseinrichtung als
Flüssigkeits-Auftragseinrichtung ausgebildet ist. Wenn
das Inertmedium als Flüssigkeit aufgetragen wird, kann
es beim Verlassen des Breitnips verdampfen. Beim Verdampfen
erfolgt eine Abkühlung der Bahn, so daß die
Kondensation der Feuchtigkeit in der Bahn schneller erfolgen
kann.
Hierbei ist von Vorteil, wenn die Auftragseinrichtung
als Sprüheinrichtung oder als Filmauftragseinrichtung
ausgebildet ist. Das Aufsprühen von Inertmedium ist ein
relativ einfaches Verfahren, um Inertmedium in einer
relativ gleichmäßigen Beschichtung auf die Bahn zu
bringen. Gleiches gilt für das Auftragen eines Filmes,
etwa durch ein Rakel oder eine Walze.
Vorzugsweise wirkt die Auftragseinrichtung beidseitig
auf die Bahn. Damit wird der Dampfaustritt auf beiden
Seiten der Bahn zuverlässig vermieden.
Vorzugsweise sind der Mantel und die Oberfläche der
Walze für das Medium undurchlässig. Mantel und Walze
wirken dann im Breitnip als Sperre für das Inertmedium,
so daß das Inertmedium bis zum Ende des Breitnips an
der Bahn gehalten wird.
Besonders bevorzugt ist, wenn das Medium gebildet ist
aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:
- flüssigem Stickstoff,
- Alkohol,
- Ester,
- Wasser mit reduzierter Oberflächenspannung,
- Wasser mit höherer Temperatur als die Faserstoffbahn vor dem Breitnip.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung
näher beschrieben. Hierin zeigt die:
- einzige Fig.
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Behandeln einer Faserstoffbahn.
Eine Vorrichtung 1 zum Behandeln einer Faserstoffbahn 2
(im folgenden "Bahn" genannt), also einer Papier- oder
Kartonbahn, weist eine Walze 3 auf, die mit einer schematisch
dargestellten Heizeinrichtung 4 versehen ist.
Die Heizeinrichtung kann auf unterschiedliche Arten auf
die Walze 3 wirken, beispielsweise von außen mit Dampf,
heißer Luft, IR-Bestrahlung oder elektrischen oder magnetischen
Feldern, oder sie kann ein Wärmeträgermedium,
beispielsweise Wasser, Öl, Dampf oder ähnliches, in
die Walze hinein leiten. Die Heizeinrichtung 4 sorgt
dafür, daß die Walze 3 zumindest an ihrer Oberfläche
eine erhöhte Temperatur aufweist.
Mit der Walze 3 zusammen wirkt ein Mantel 5 aus einem
nachgiebigen Material, der mit Hilfe eines Stützschuhs
6 gegen die Walze 3 gedrückt wird. Der Mantel 5 ist
hierbei so nachgiebig, daß er sich im Bereich zwischen
Stützschuh 6 und Walze 3 der Krümmung der Walze 3 anpassen
kann. Schematisch dargestellt sind Rollen 7, die
den Mantel 5 nach Art einer Walze führen.
Der Stützschuh 6 weist eine Andruckfläche 8 auf, die an
die Krümmung der Walze 3 angepaßt ist und in nicht näher
dargestellter Weise mit einer geeigneten Schmiereinrichtung,
beispielsweise einer hydrostatischen Abstützung,
versehen ist. Auf diese Weise ist es möglich,
daß der Mantel 5 reibungsarm über den Stützschuh 6 geführt
wird.
Der Mantel 5 und die Walze 3 bilden zusammen einen
Breitnip 9, d.h. einen Nip, der sich über einen vorbestimmten
Umfangsbereich der Walze 3 erstreckt. Aufgrund
dieser Länge hat die Bahn 2 im Breitnip 9 eine wesentlich
längere Verweilzeit als in einem Nip, der durch
zwei einander gegenüberstehende Walzen gebildet ist.
Bei ansonsten gleichen Anpreßkräften ist die Druckspannung
im Breitnip 9 natürlich wesentlich niedriger, weil
hier eine größere Preßfläche zur Verfügung steht. Dementsprechend
ist es möglich, die Bahn 2 im Breitnip 9
mit einer relativ hohen Temperatur, aber mit einer geringen
Flächenpressung zu glätten, wobei die Glättwirkung
hauptsächlich durch die glatte Oberfläche der Walze
3 hervorgerufen wird.
Der Breitnip 9 hat aufgrund der längeren Verweilzeit
der Bahn 2 aber auch die Auswirkung, daß die Bahn 2
nicht nur an ihrer Oberfläche erwärmt wird, sondern im
Grunde genommen vollständig auf eine erhöhte Temperatur
gebracht wird. Diese Temperaturerhöhung kann so groß
sein, daß Feuchtigkeit, die sich möglicherweise noch in
der Bahn befindet, verdampft. Die Feuchtigkeit ist vor
allem gebildet durch Wasser, das sich in den Fasern
oder im Fasergerüst befindet. Dies gilt vor allem bei
Papier- oder Kartonbahnen. Dieses Wasser wird hier als
"Faserwasser" bezeichnet. Die Feuchtigkeit sollte jedenfalls
bis zu einem gewissen Grad in der Bahn gehalten
werden, um die Bahn später weiterverarbeiten zu
können, beispielsweise durch Bedrucken. Wenn die Bahn 2
dann am Ausgang 10 den Breitnip 9 verläßt, besteht die
Gefahr, daß der Dampf, der im Breitnip 9 noch durch die
Walze 3 und den Mantel 5 in der Bahn 2 festgehalten
worden ist, aus der Bahn 2 austritt. Wenn dieser Austritt
relativ plötzlich erfolgt, wird die Oberfläche
der Bahn 2, die im Breitnip 9 beispielsweise an der
glatten Walze 3 geglättet worden ist, wieder aufgerissen.
Das erzielte Glättergebnis wird also negativ beeinflußt.
Die Glätte wird wieder zerstört. Die Bahn erleidet
einen Feuchtigkeitsverlust.
Um diesem Problem abzuhelfen, ist vor dem Eingang 11
des Breitnips 9 eine Auftragseinrichtung 12 für ein Medium
vorgesehen. Das Medium ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
durch flüssigen Stickstoff, Alkohole,
Ester oder Wasser gebildet, wobei das Wasser eine höhere
Temperatur als die zulaufende Bahn aufweist oder eine
reduzierte Oberflächenspannung. Die reduzierte Oberflächenspannung
kann beispielsweise durch den Zusatz
von Salzen, von Detergentien, von Laugen oder Säuren
erreicht werden, so daß das Wasser leichter verdampfen
kann. Das Medium wird im folgenden auch als "Inertmedium"
bezeichnet, weil es im Grunde genommen nur mechanisch
dafür sorgen soll, daß die Feuchtigkeit in der
Bahn erhalten bleibt oder jedenfalls langsamer austreten
kann. Das Inertmedium soll sich beim Durchlaufen
durch den Breitnip chemisch nicht verändern, d.h. die
molekulare Struktur seiner Komponenten soll sich nicht
verändern. Das Inertmedium weist eine niedrigere Verdampfungsenthalpie
auf als das in der Bahn 2 enthaltene
Faserwasser. Dies führt dazu, daß beim Durchlaufen des
Breitnips zuerst das Inertmedium verdampft. Beim Verdampfen
des Inertmediums wird Wärmeenergie benötigt.
Die Verdampfung kann daher unter Umständen sogar dazu
führen, daß die Bahn 2 selbst wieder etwas abgekühlt
wird, so daß der Dampf, der sich in der Bahn 2 gebildet
hat, vereinzelt sogar wieder kondensieren kann.
Die Auftragseinrichtung 12 weist eine obere Auftragsdüse
13 und eine untere Auftragsdüse 14 auf, durch die
das Inertmedium über die gesamte Breite der Bahn 2
gleichmäßig auf die obere und die untere Oberfläche der
Bahn 2, d.h. die Oberfläche, die an der Walze 3 anliegt,
bzw. die Oberfläche, die am Mantel 5 anliegt,
aufgesprüht wird. Das Inertmedium wird dabei von einer
Pumpe 15 zugeführt, die das Inertmedium aus einem Vorratsbehälter
16, beispielsweise einem Tank, entnimmt.
Dabei entsteht kurz vor dem Eintritt der Bahn in den
Breitnip 9 ein relativ dünner Flüssigkeitsfilm auf den
beiden Oberflächen der Bahn 2. Das Inertmedium ist dabei
so gewählt, daß die Flüssigkeit nicht nennenswert
in die Bahn 2 eindringt. Ein gewisses Eindringen schadet
nichts, solange Dampf, der durch das Verdampfen des
Inertmediums gebildet ist, beim Austritt aus der Bahn
die Oberfläche der Bahn nicht beschädigt.
Am Ausgang 10 des Breitnips 9 liegen dann sowohl das
Inertmedium als auch die in der Bahn befindliche Feuchtigkeit
als Dampf vor. Der Dampf des Inertmediums liegt
dabei an der Bahn an und verhindert dadurch, daß der
Dampf aus der Feuchtigkeit im Innern der Bahn nach außen
austreten kann. Wenn das Inertmedium eine niedrigere
Verdampfungsenthalpie und/oder einen höheren Dampfdruck
als Wasser aufweist, dann wird der Austritt von
Dampf aus der Bahn 2 schnell und wirkungsvoll verhindert.
Das Inertmedium, bzw. der Dampf des Inertmediums,
wird zwar bereits eine relativ kurze Strecke hinter dem
Ausgang 10 des Breitnips 9 von der Oberfläche der Bahn
verschwunden sein. In dieser Zeit ist aber die Bahn 2
soweit abgekühlt, daß die Feuchtigkeit bereits wieder
in ihr kondensiert ist. Zumindest ist der Dampf aber
soweit abgekühlt, daß seine Austrittsgeschwindigkeit
durch die Oberflächen der Bahn 2 so gering geworden
ist, daß eine Zerstörung dieser Oberflächen nicht mehr
stattfinden kann.
Man kann die Auftragseinrichtung 12 so kurz oder dicht
vor dem Breitnip anordnen, daß das Inertmedium praktisch
keine Zeit hat, in die Bahn einzudringen, bevor
die Bahn in den Breitnip 9 eintritt. Hierzu kann, wie
dargestellt, vorgesehen sein, daß die Auftragsdüsen 13,
14 eine abgeschrägte Form aufweisen, so daß sie in den
Zwickel zwischen der Bahn 2 und der Walze 3 bzw. dem
Mantel 5 eingesetzt werden können, ohne die Bewegung
der Walze 3 und des Mantels 5 zu behindern. Diese Bewegung
ist durch Pfeile 17, 18 kenntlich gemacht. Die
Bahn 2 läuft in Richtung eines Pfeils 19. Alternativ
dazu kann das Inertmedium auch durch eine Auftragswalze
oder durch ein Rakel aufgetragen werden, wodurch ein
Film des Inertmediums auf der Bahn 2 gebildet wird.
In nicht näher dargestellter Weise kann am Ausgang des
Breitnips eine Rückgewinnungseinrichtung vorgesehen
sein, mit der das verdampfte Inertmedium in einen
Kreislauf geführt werden kann. Die Rückgewinnungseinrichtung
saugt das verdampfte Inertmedium ab, kondensiert
es und führt es wieder der Auftragseinrichtung 12
zu. Dies ist insbesondere bei teureren Inertmedien von
Vorteil.
Claims (17)
- Verfahren zum Behandeln einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem man die Bahn in einem Breitnip erwärmt, der durch eine Walze und einen umlaufenden Mantel oder durch zwei über Stützelemente laufende Mäntel gebildet ist, die über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt Kontakt miteinander haben, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn vor dem Breitnip mit einem Medium beaufschlagt, das sich schneller als das sich beim Eintreten in den Breitnip in den Fasern und im Fasergerüst befindende Faserwasser verdampfen läßt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Medium wählt, bei dem sich die molekulare Struktur der Komponenten des Mediums beim Durchlauf durch den Breitnip nicht ändert.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Medium wählt, das beim Durchlaufen des Breitnips verdampft.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Medium wählt, das eine niedrigere Verdampfungsenthalpie als das Faserwasser aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Medium wählt, das einen höheren Dampfdruck als das Faserwasser aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein flüssiges Medium wählt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Medium einen oder mehrere der folgenden Stoffe wählt:flüssigen Stickstoff,Alkohol,Ester,Wasser mit reduzierter Oberflächenspannung,Wasser mit höherer Temperatur als die Faserstoffbahn vor dem Breitnip.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das verdampfte Medium nach dem Breitnip wieder zurückgewinnt.
- Vorrichtung zum Behandeln einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem Breitnip, der durch eine Walze und einen über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt gegen die Walze gedrückten Mantel oder durch zwei über Stützelemente laufende Mäntel gebildet ist, und mit einer Heizeinrichtung, die im Breitnip auf die Bahn wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Breitnip (9) eine Medium-Auftragseinrichtung (12) angeordnet ist, die ein Medium auf die Bahn aufträgt, das sich schneller als das sich beim Eintreten in den Breitnip in den Fasern und im Fasergerüst befindende Faserwasser verdampfen läßt.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung (12) kurz vor dem Breitnip (9) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine niedrigere Verdampfungsenthalpie als Wasser aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium einen höheren Dampfdruck als Wasser aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung (12) als Flüssigkeits-Auftragseinrichtung ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung als Sprüheinrichtung (13, 14) oder als Filmauftragseinrichtung ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung (12) beidseitig auf die Bahn (2) wirkt.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) und die Oberfläche der Walze (3) für das Medium undurchlässig sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium gebildet ist aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:flüssigem Stickstoff,Alkohol,Ester,Wasser mit reduzierter Oberflächenspannung,Wasser mit höherer Temperatur als die Faserstoffbahn vor dem Breitnip.
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