EP1333124A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Papierbahn - Google Patents

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EP1333124A2 EP03000981A EP03000981A EP1333124A2 EP 1333124 A2 EP1333124 A2 EP 1333124A2 EP 03000981 A EP03000981 A EP 03000981A EP 03000981 A EP03000981 A EP 03000981A EP 1333124 A2 EP1333124 A2 EP 1333124A2
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paper web
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wide nip
nip
roller
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EP1333124B1 (de
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Rüdiger Dr. Kurtz
Josef Schneid
Thomas Hermsen
Udo Gabbusch
Harald Hess
Rainer Fenske
Alexander Wassermann
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/006—Calenders; Smoothing apparatus with extended nips
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
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    • D21H23/26—Addition to the formed paper during paper manufacture by selecting point of addition or moisture content of the paper
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    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Paper web with a glue coating on the Paper web applied and then the paper web through a press device is directed. Furthermore concerns the invention an apparatus for producing a paper web with a glue application device and one Press means.
  • Some types of paper are in the course of the manufacturing process a glue application required.
  • a liquid glue usually based on starch, applied to the paper web and the paper web then passed through one nip, followed by two Rolls is formed which the paper web with a predetermined Apply pressure.
  • the glue application or the glue coating primarily serves the To increase the strength of the paper web, in particular the Surface strength.
  • the invention has for its object the strength to improve the paper web.
  • the paper web is guided after the glue application through a wide nip.
  • the paper web has an essential longer stay. Accordingly, the glue coating into the paper web over a longer period of time pressed in or held in the paper web, so that it can take effect there.
  • the surface pressure in the wide nip is usually slightly smaller than a roller nip. The longer dwell time at lower pressure allows an improved connection of the glue with the fibers the paper web.
  • the paper web is preferably heated in the wide nip. This improves the strength, especially the surface strength, the paper web.
  • the paper web is preferably provided in a still moist state Condition with glue. This improves the absorption capacity the paper web for the glue.
  • the object is achieved in a device of the type mentioned Art solved in that the press device is designed as a wide nip press.
  • the broad nip press preferably has a hard roller and a circumferential coat and one on the curvature support shoe adapted to the hard roller, the presses the jacket against the roller, between the Roller and the jacket a nip is formed.
  • the Support shoe has a convex opposite the roller Surface on, so that the coat leading to this Must have some flexibility about one purpose relatively large portion of the circumference on the roller Plant is compared to a nip that is brought is formed between two rollers.
  • Such "Shoe press” is from some areas of the paper machine known. It mainly becomes Drying the paper web used. In the present In this case, however, it serves to apply the glue to even out and the glue in the paper web better let it work.
  • the wide nip press preferably has a temperature control device on. With the temperature control device it is possible to heat the paper web in the wide nip to for example the reaction of the glue in the wide nip accelerate.
  • the glue application device is preferably direct arranged in front of the Breitnippresse.
  • the glue will that is, immediately after application to the paper web pushed. He has no opportunity before Entering into the wide nip to harden or in annoying Measures to react chemically with the atmospheric oxygen.
  • the Breitnippresse is preferably in the middle of a Drying section of a paper machine arranged.
  • the paper web is not yet completely dry, but has a predetermined humidity. This Moisture makes it easier for the glue to penetrate into it Inside of the paper web so that not only the surface, but also underlying areas of the paper web can be solidified.
  • the jacket and the roller are preferably used as a liquid barrier educated. This prevents the Glue that is usually liquid or with the help of a Liquid is applied, escape in the wide nip can.
  • the broad nip press serves not to dry the web. It can even happen that through the application of glue the moisture of the Paper web is increased at least briefly.
  • a paper web 1 leaves the first only schematically illustrated section 2 of a dryer section, the in first third of the dryer section is arranged.
  • the Paper web 1 then passes through a glue application device 3, in which a glue 4 in liquid form on the paper web 1 is applied.
  • glue application such as by squeegee or by rolling into a Immerse liquid are also conceivable.
  • the paper web 1 then runs through a wide nip press 5, which is formed by a roller 6, the hard roller is formed, and a coat 7, which with the help a support shoe 8 over a length in the range of 70 up to 250 mm is pressed against the roller 6.
  • the support shoe 8 has a concave support surface 9, the Curvature essentially the curvature of the roller 6 is adjusted so that the jacket 7 over a relative large angular range pressed against the circumference of the roller 6 and thus a correspondingly wide nip 10 forms with the roller 6.
  • the interface between the jacket 7 and the support shoe 8 is hydraulic lubricated.
  • the jacket 7 is made of a well deformable Plastic formed.
  • the coat 7, the rest of the Support and holding elements not shown performed is sufficiently flexible to be in the shown way to be deformed.
  • the paper web After passing through the wide nip press 5, the paper web occurs 1 in a further section 11 of the dryer section the paper machine. Shown schematically are guide rollers 12, 13 over which the paper web is guided becomes.
  • a scraper 14 with which the Roller 6 can be cleaned continuously during operation.
  • the glue application device 3 is immediately before Nip 10 arranged.
  • the one shown in the drawing The distance is not to be understood to scale.
  • the Glue is applied just before entering the nip 10 that the glue has not had time to close solidify or change. This almost takes place overall reaction of the glue with paper web 1 in the nip 10, i.e. the Breitnip.
  • the dwell time of the paper web in the nip 10 is extraordinary due to the length of this nip high. This also applies at higher speeds the paper web 1. For this is the surface pressure, i.e. the compressive stress, versus one by two rollers formed nip relatively low.
  • the roller 6 and the jacket 7 are impermeable to liquids trained, i.e. the paper web 1 is in the Nip practically not dried. So it won't be Liquid squeezed out.
  • the glue 4 is rather in the paper web 1 pressed in. Even if he may does not penetrate the entire paper web 1, it leads to a noticeable solidification of the Surface.
  • the roller 6 can be heated so that the reaction time the glue 4 can be shortened with the paper web 1.
  • the dwell time of the paper web 1 in the nip 10 is so long that the glue 4 in the paper web 1 largely set has when the paper web 1 leaves the nip 10 again.
  • the paper web 1 has after leaving the first section 2 of the dryer section still a moisture of 90 up to 97%. This moisture content is related with the wide nip 10 so that the glue 4 distributed very evenly on the paper web 1. Any Irregularities in the application of glue become broad Nip 10 fairly balanced again.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Papierbahn angegeben, bei dem eine Leimbeschichtung auf die Papierbahn (1) aufgetragen und die Papierbahn (1) danach durch eine Presseneinrichtung (5) geleitet wird. Man möchte die Festigkeit der Papierbahn verbessern können. Hierzu leitet man die Papierbahn (1) nach dem Leimauftrag durch einen Breitnip (10). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Papierbahn, bei dem eine Leimbeschichtung auf die Papierbahn aufgetragen und die Papierbahn danach durch eine Presseneinrichtung geleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen einer Papierbahn mit einer Leimauftragseinrichtung und einer Presseneinrichtung.
Bei manchen Papierarten ist im Laufe des Herstellungsprozesses ein Leimauftrag erforderlich. Hierbei wird ein flüssiger Leim, der in der Regel auf Stärke basiert, auf die Papierbahn aufgebracht und die Papierbahn danach durch einen Nip geleitet, der durch zwei Walzen gebildet ist, die die Papierbahn mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagen. Der Leimauftrag oder die Leimbeschichtung dient in erster Linie dazu, die Festigkeit der Papierbahn zu erhöhen, insbesondere die Oberflächenfestigkeit.
Es hat sich nun bei immer schneller laufenden Papiermaschinen gezeigt, daß mit dem Leimauftrag die gewünschte Festigkeitserhöhung der Papierbahn nicht immer erzielt werden konnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Festigkeit der Papierbahn zu verbessern.
Hierzu leitet man die Papierbahn nach dem Leimauftrag durch einen Breitnip.
In einem Breitnip hat die Papierbahn eine wesentlich höhere Verweildauer. Dementsprechend wird die Leimbeschichtung über einen längeren Zeitraum in die Papierbahn hineingedrückt bzw. in der Papierbahn festgehalten, so daß sie dort zur Wirkung kommen kann. Zu der gegenüber einem normalen Walzennip verlängerten Einwirkzeit kommt, daß die Flächenpressung in dem Breitnip in der Regel etwas kleiner ist als bei einem Walzennip. Die längere Verweildauer bei geringerem Druck erlaubt eine verbesserte Verbindung des Leimes mit den Fasern der Papierbahn.
Vorzugsweise beheizt man die Papierbahn im Breitnip. Dies verbessert die Festigkeit, insbesondere die Oberflächenfestigkeit, der Papierbahn weiter.
Auch ist von Vorteil, wenn man die Leimbeschichtung unmittelbar vor dem Breitnip aufträgt. Im Breitnip wird dann der Leim vergleichmäßigt und in die Papierbahn hineingedrückt, ohne daß er vorher Gelegenheit hat, sich zu verfestigen. Dies gibt eine sehr gleichmäßige Festigkeitsstruktur innerhalb der Papierbahn.
Vorzugsweise versieht man die Papierbahn im noch feuchten Zustand mit Leim. Dies verbessert die Aufnahmefähigkeit der Papierbahn für den Leim.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Presseneinrichtung als Breitnippresse ausgebildet ist.
Mit dieser Ausgestaltung erreicht man, daß die Papierbahn nicht mehr in einem relativ schmalen Nip zwischen zwei einander gegenüberliegenden Walzen mit Druck beaufschlagt wird, also sozusagen mit einem Druckstoß. Bei ansonsten unveränderten Parametern, wie Geschwindigkeit und Anpreßkraft, wird die Verweilzeit der Papierbahn im Breitnip erhöht und dafür die Flächenpressung oder Druckspannung verringert.
Vorzugsweise weist die Breitnippresse eine harte Walze und einen umlaufenden Mantel sowie einen an die Krümmung der harten Walze angepaßten Stützschuh auf, der den Mantel gegen die Walze drückt, wobei zwischen der Walze und dem Mantel ein Nip ausgebildet ist. Der Stützschuh weist eine der Walze gegenüberliegende konvexe Oberfläche auf, so daß der Mantel, der zu diesem Zweck eine gewisse Flexibilität haben muß, über einen relativ großen Abschnitt des Umfangs an der Walze zur Anlage gebracht wird, verglichen mit einem Nip, der zwischen zwei Walzen gebildet ist. Eine derartige "Schuhpresse" ist zwar aus einigen Bereichen der Papiermaschine bekannt. Sie wird hauptsächlich zur Trocknung der Papierbahn verwendet. Im vorliegenden Fall dient sie allerdings dazu, den Auftrag des Leimes zu vergleichmäßigen und den Leim in der Papierbahn besser wirken zu lassen.
Bevorzugterweise weist die Breitnippresse eine Temperiereinrichtung auf. Mit der Temperiereinrichtung ist es möglich, die Papierbahn im Breitnip zu erwärmen, um beispielsweise die Reaktion des Leimes im Breitnip zu beschleunigen.
Vorzugsweise ist die Leimauftragseinrichtung unmittelbar vor der Breitnippresse angeordnet. Der Leim wird also unmittelbar nach dem Auftragen in die Papierbahn hineingedrückt. Er hat damit keine Gelegenheit, vor dem Eintreten in den Breitnip auszuhärten oder in störendem Maße chemisch mit dem Luftsauerstoff zu reagieren.
Vorzugsweise ist die Breitnippresse inmitten einer Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet. Die Papierbahn ist also noch nicht vollständig getrocknet, sondern weist eine vorbestimmte Feuchtigkeit auf. Diese Feuchtigkeit erleichtert dem Leim das Vordringen in das Innere der Papierbahn, so daß nicht nur die Oberfläche, sondern auch darunterliegende Bereiche der Papierbahn verfestigt werden können.
Vorzugsweise sind der Mantel und die Walze als Flüssigkeitssperre ausgebildet. Damit wird verhindert, daß der Leim, der in der Regel flüssig oder mit Hilfe einer Flüssigkeit aufgetragen wird, im Breitnip entweichen kann. Wie oben ausgeführt, dient die Breitnippresse also nicht dazu, die Bahn zu trocknen. Es kann sogar vorkommen, daß durch den Leimauftrag die Feuchtigkeit der Papierbahn zumindest kurzzeitig erhöht wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die
einzige Fig.
eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einer Vorrichtung zum Herstellen einer Papierbahn.
Eine Papierbahn 1 verläßt einen ersten nur schematisch dargestellten Abschnitt 2 einer Trockenpartie, der im ersten Drittel der Trockenpartie angeordnet ist. Die Papierbahn 1 durchläuft dann eine Leimauftragseinrichtung 3, in der ein Leim 4 in flüssiger Form auf die Papierbahn 1 aufgetragen wird. Andere Formen des Leimauftrags, etwa durch Rakel oder durch Walzen, die in eine Flüssigkeit eintauchen, sind ebenfalls denkbar.
Die Papierbahn 1 durchläuft dann eine Breitnippresse 5, die gebildet ist durch eine Walze 6, die als harte Walze ausgebildet ist, und einen Mantel 7, der mit Hilfe eines Stützschuhs 8 über eine Länge im Bereich von 70 bis 250 mm an die Walze 6 angepreßt wird. Der Stützschuh 8 hat eine konkav ausgebildete Stützfläche 9, deren Krümmung im wesentlichen der Krümmung der Walze 6 angepaßt ist, so daß der Mantel 7 über einen relativ großen Winkelbereich an den Umfang der Walze 6 angepreßt wird und dadurch einen entsprechend breiten Nip 10 mit der Walze 6 bildet. Die Berührungsfläche zwischen dem Mantel 7 und dem Stützschuh 8 ist hydraulisch geschmiert. Der Mantel 7 ist aus einem gut verformbaren Kunststoff gebildet. Der Mantel 7, der im übrigen über nicht näher dargestellte Stütz- und Halteelemente geführt werden kann, ist ausreichend flexibel, um in der dargestellten Art und Weise verformt zu werden.
Nach dem Durchlaufen der Breitnippresse 5 tritt die Papierbahn 1 in einen weiteren Abschnitt 11 der Trockenpartie der Papiermaschine ein. Schematisch dargestellt sind Leitwalzen 12, 13, über die die Papierbahn geführt wird.
An der Walze 6 liegt ein Schaber 14 an, mit dem die Walze 6 im Betrieb laufend gereinigt werden kann.
Die Leimauftragseinrichtung 3 ist unmittelbar vor dem Nip 10 angeordnet. Der in der Zeichnung dargestellte Abstand ist hierbei nicht maßstäblich zu verstehen. Der Leimauftrag erfolgt so kurz vor dem Eintritt in den Nip 10, daß der Leim noch keine Zeit gehabt hat, sich zu verfestigen oder zu verändern. Damit erfolgt nahezu die gesamte Reaktion des Leimes mit der Papierbahn 1 im Nip 10, d.h. dem Breitnip. Die Verweilzeit der Papierbahn im Nip 10 ist aufgrund der Länge dieses Nips außerordentlich hoch. Dies gilt auch bei höheren Geschwindigkeiten der Papierbahn 1. Dafür ist der Flächendruck, d.h. die Druckspannung, gegenüber einem durch zwei Walzen gebildeten Nip relativ gering.
Die Walze 6 und der Mantel 7 sind flüssigkeitsundurchlässig ausgebildet, d.h. die Papierbahn 1 wird in dem Nip praktisch nicht getrocknet. Es wird also keine Flüssigkeit herausgepreßt. Der Leim 4 wird vielmehr in die Papierbahn 1 hineingedrückt. Auch wenn er möglicherweise nicht die gesamte Papierbahn 1 durchdringt, führt er doch zu einer merklichen Verfestigung der Oberfläche.
Die Walze 6 kann beheizt sein, so daß die Reaktionszeit des Leimes 4 mit der Papierbahn 1 verkürzt werden kann.
Die Verweilzeit der Papierbahn 1 im Nip 10 ist so groß, daß der Leim 4 in der Papierbahn 1 weitgehend abgebunden hat, wenn die Papierbahn 1 den Nip 10 wieder verläßt.
Die Papierbahn 1 hat nach dem Verlassen des ersten Abschnitts 2 der Trockenpartie noch eine Feuchte von 90 bis 97 %. Dieser Feuchtigkeitsgehalt führt in Verbindung mit dem breiten Nip 10 dazu, daß sich der Leim 4 sehr gleichmäßig auf der Papierbahn 1 verteilt. Etwaige Ungleichmäßigkeiten beim Leimauftrag werden im breiten Nip 10 relativ weitgehend wieder ausgeglichen.
Neben der Verfestigung der Oberfläche der Papierbahn erfolgt als Nebeneffekt auch eine verbesserte Glätte der Oberfläche der Papierbahn 1.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Papierbahn, bei dem eine Leimbeschichtung auf die Papierbahn aufgetragen und die Papierbahn danach durch eine Presseneinrichtung geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn nach dem Leimauftrag durch einen Breitnip leitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn im Breitnip beheizt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Leimbeschichtung unmittelbar vor dem Breitnip aufträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn im Breitnip zwischen zwei geschlossenen, wasserundurchlässigen Oberflächen einschließt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn im noch feuchten Zustand mit Leim versieht.
  6. Vorrichtung zum Herstellen einer Papierbahn mit einer Leimauftragseinrichtung und eine Presseneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Presseneinrichtung als Breitnippresse (5) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitnippresse (5) eine harte Walze (6) und einen umlaufenden Mantel (7) sowie einen an die Krümmung der harten Walze (6) angepaßten Stützschuh (8) aufweist, der den Mantel (7) gegen die Walze (6) drückt, wobei zwischen der Walze (6) und dem Mantel (7) ein Nip (10) ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitnippresse (5) eine Temperiereinrichtung aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimauftragseinrichtung (3) unmittelbar vor der Breitnippresse (5) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitnippresse (5) inmitten einer Trockenpartie (2, 11) einer Papiermaschine angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) und die Walze (6) als Flüssigkeitssperre ausgebildet sind.
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