EP1394320B1 - Nasspressenanordnung - Google Patents

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EP1394320B1
EP1394320B1 EP03018202A EP03018202A EP1394320B1 EP 1394320 B1 EP1394320 B1 EP 1394320B1 EP 03018202 A EP03018202 A EP 03018202A EP 03018202 A EP03018202 A EP 03018202A EP 1394320 B1 EP1394320 B1 EP 1394320B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nip
web
extended nip
fibrous web
felt
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
EP03018202A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1394320A1 (de
Inventor
Hans-Rolf Conrad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1394320A1 publication Critical patent/EP1394320A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1394320B1 publication Critical patent/EP1394320B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02Wet presses
    • D21F3/0209Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218Shoe presses
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02Wet presses
    • D21F3/04Arrangements thereof
    • D21F3/045Arrangements thereof including at least one extended press nip

Definitions

  • the invention relates to a wet press arrangement with a plurality of presses, of which at least one is designed as an offset press and through which a fibrous web, in particular a paper or board web, is guided.
  • EP 0 289 477 A2 shows a press device for hot-drying a web.
  • a paper web is shown in simplified form so that a liquid pulp having a solids content of the order of 1% is applied in a wire section to a rotating screen.
  • the paper web is transferred with a dry content of about 20% in a wet press arrangement.
  • This wet press arrangement is also referred to as a press section.
  • the paper web becomes further dried by pushing the water out of it.
  • the paper web is guided together with a felt web through the respective nip. The pressure prevailing in the nips presses the water from the paper web into the felt web.
  • a felt web of course, comparable webs can be used, which can absorb water.
  • the paper web is transferred to the dryer section, where the paper is passed over heated drying cylinders. The further drying of the paper web is carried out here essentially by the fact that the water is evaporated.
  • the sieve in the wire section and the felt webs in the wet press arrangement leave marks in the paper that interfere.
  • markings hinder the uniform contact of the paper web with the drying cylinders in the subsequent drying section.
  • markings require a great deal of effort in the further treatment of the paper web, for example in calendering in a calender.
  • the offset press is a felt-free press, ie the paper web is guided here without a felt web in order to level the markings of the surface caused by the wire and the felt webs of the preceding presses. A water removal is practically no longer done here.
  • the invention has for its object to achieve a better pre-smoothing before the dryer section with as little volume losses.
  • a Najipressenan angel of the aforementioned type characterized in that the offset press is formed by a wide-nip device with a broad nip through which the fibrous web runs, and having a heated, hard roller, the with a resilient counter-pressure element Forms a broad nip, wherein the fibrous web lies in the nip on the hard roll and on the counter-pressure element and the counter-pressure element has a surface roughness that is lower than the surface roughness of a felt web from a preceding press.
  • the treatment time in the wide nip which can also be referred to as "extended nip" is relatively high.
  • the broad nip usually extends over a length in the direction of several centimeters or even several tens of centimeters.
  • the Compressive stress which prevails in the nip, kept small, so that a reduction in volume does not take place to the extent that would take place if the fibrous web was smoothed in a nip between two relatively hard rollers.
  • the longer the treatment time in the nip the better within certain limits is the smoothing of the surface.
  • the heated, hard roller can be additionally enter energy in the nip, so that the smoothing of the surface of the fibrous web is further improved.
  • the counterpressure element has a surface roughness lower than the surface roughness of a felt web from a preceding press, the counterpressure element is also used to flatten the side of the fibrous web which bears against the counterpressure element.
  • a compressive stress in the range of 1 to 10 N / mm 2 prevails.
  • smoothness does not mean the smoothness that is to be achieved at the end of a calendering calender.
  • the fibrous web should be essentially freed only from the markings that have been impressed by the sieve in the wire section and the felt webs in the press section. Of course, if any improvement in smoothness is achieved, it will be accepted as well.
  • the hard roll is arranged on the side of the fibrous web which has a stronger impact with felt webs in front of the broad nip than the other side.
  • the fiber web In the press section is the fiber web not always uniformly applied to the felt webs from both sides. It is quite common that the fibrous web is loaded on one side, for example in three nips with the felt web, while it rests with the other side only in a nip on a felt web. Accordingly, the first side suffers much more from the felting and requires much more reworking than the other side. This can most easily be achieved by letting the side, which is acted upon more strongly by felt webs, rest against the hard roll.
  • the stronger application is not only dependent on the number of nips in which one side of the fibrous web rests against the felt web.
  • the decisive factor is ultimately the marking, which remain on the fibrous web.
  • Such a stronger mark can quite well be caused by the fact that the fibrous web, although it rests only in a nip on the felt web, but there is much stronger pressed.
  • Overall, a reduction of the two-sidedness of the fibrous web is achieved by the plant of the fibrous web with the more heavily impacted side of the hard roll.
  • the hard roller preferably has a surface temperature which corresponds at least to the plasticizing temperature of the fibrous web passing through the wide nip. It plasticized in the nip so the fibers of the fibrous web. This leads to a better "leveling" of the surface. Above all, the risk is less that the fibers set up again in a later treatment step and thus recognize the mark again.
  • the plasticizing temperature is usually dependent on the fibers of the fibrous web. It can be assumed, however, that the surface temperature of the hard roll is at least 200 ° C, often even in the order of 300 ° C.
  • the surface roughness of the counterpressure element is at least a factor of 10 less than the surface roughness of the felt web. The lower the surface roughness of the counterpressure element, the better the smoothing of the fibrous web.
  • the counter-pressure element is heated at least on its side facing the broad nip.
  • the counter-pressure element must be relatively resilient in order to be able to adapt to the hard roll in the region of the broad nip.
  • the counter-pressure element is usually formed from an elastomer. Elastomers, ie
  • Plastics are generally poor conductors of heat. But you can now take care of some design options to ensure that the counter-pressure element can transmit a certain amount of heat to the fibrous web. For example, it is possible to store metal particles in the counter-pressure element or to provide the counter-pressure element with a metal layer or to guide the fibrous web together with a thin metal strip through the nip, which in turn can be heated. In all cases, it is possible to enter a certain amount of heat even on the counter-pressure facing side of the fibrous web, which promotes the smoothing of this page.
  • the presses dry the fibrous web to a humidity of not less than 40 percent prior to entering the nip.
  • the fibrous web is therefore still relatively "wet” when it enters the Breitnip. This in turn improves the ability to flatten the surfaces of the fibrous web.
  • the broad nip has a length of at least 50 mm in the running direction of the material web. This is at least twice the width of a nip between a hard roll and a "soft" roll, i. a roller with a plastic coating is formed. Due to the doubled processing time, an improved surface design can be achieved.
  • the counter-pressure element is formed by a shoe roll with a circumferential jacket, which is pressed by means of a pressure shoe in the direction of the hard roller.
  • the coat can be relative be stiff and circulate in the manner of a roller. But it can also be a kind of band, which is guided over several pulleys. By the pressure shoe, the force is applied, which generates the compressive stress in the extended nip.
  • FIG. 1 schematically shows a section of a paper machine, namely a wet press arrangement 1, which is also referred to as a press section, between a wire section 2 and a dryer section 3.
  • pulp having a solids content of the order of 1% is applied to a wire 4.
  • a large part of the water passes through the sieve 4, so that the paper web at the end of the wire 4 can be passed through a suction roller 5 on a felt web 6.
  • the felt 6 is already part of the wet press arrangement 1. With the help of the felt 6, the web is transported further. For purposes of explanation, it is assumed below that the felt web 6 rests against the upper side of the paper web.
  • the underside of the paper web is supported by a felt web 7, which is brought to the paper web 8 after a short distance from below. Together with the two felt webs 6, 7, the paper web 8 is guided by a nip 9, which is formed between a suction roll 10 and a counter-roller 11. The two rollers 10, 11 together form a Vollmantelpresse, in the nip 9 water in the felt webs 6, 7 is pressed.
  • the paper web 8 thus has a lower moisture content after passing through the nip 9.
  • the water is transported away with the felt webs 6, 7 and can be removed from the felt webs 6, 7 in the course of the circulation of the felt webs 6, 7. This is known per se and is therefore not explained in detail.
  • the paper web 8 is then guided by means of the felt web 6 through a second full-coat press 12, which is formed by the suction roll 10 and a further counter-roll 13.
  • the paper web 8 is only on the top of the felt web 6, while the bottom rests directly on the counter-roller 13.
  • the counter-roller 13 is formed here as a smooth, hard roller.
  • the paper web then continues to run on the surface of the counter-roller 13 in a further nip 14, which is formed between the counter-roller 13 and a press roller 15.
  • This nip 14 passes through the paper web 8 together with another felt web 16, which also bears against the upper side of the paper web 8.
  • the felt web 16 is guided in one circulation.
  • the web After passing through the three presses 10, 11; 10, 13; 13, 15, the web runs in an offset press 17, which is designed as a broad-nip device and will be explained with reference to FIG. 2.
  • the paper web 8 After leaving the wide-nip device 17, the paper web 8 enters the dryer section 3, where it is passed over a plurality of drying cylinders 18.
  • the drying cylinders are heated with steam and are intended to vaporize the moisture still contained in the paper web 8.
  • the broad-nip device 17 has a broad nip 19, through which the paper web 8 is guided.
  • the nip 19 is formed by a hard roller 20 which is heated.
  • the heating can be done, for example, by passing a heating medium through peripheral heating channels.
  • a heater 22 such as an infrared or eddy current heater, may act on the surface of the hard roll 20 '. By the heater, it is possible to provide the surface of the hard roll 20 with a temperature of more than 200 ° C, many times of 300 ° C or more. The surface of the hard roll 20 is smooth.
  • the temperature to be assumed by the surface of the hard roll 20 is selected as a function of the paper web 8, i. the plasticizing temperature of their fibers.
  • the surface temperature should be higher than the plasticizing temperature of the fibers of the paper web 8. Accordingly, when the paper web 8 passes through the nip 19, the fibers of the paper web 8 become plastic.
  • the smooth surface of the roller 20 then forms in the side of the paper web 8 which bears against the hard roller 20, i. the paper web 8 is smoothed by the hard roller 20.
  • the side of the paper web 8 is allowed to rest against the hard roll 20, which previously had contact with the felt webs 6, 16 three times, namely in the nip 9, in the shell press 12 and in the nip 14, while the underside of the paper web 8 , which has only had contact with the felt web 7, does not abut against the hard roll 20.
  • the wide nip 19 is bounded on the opposite side by a counter-pressure element 23, which is formed in the present case by a circumferential jacket 24 which is pressed under the action of a pressure shoe 25 in the direction of the hard roller 20.
  • the pressure shoe 25 can be pressed by a hydraulic piston-cylinder assembly 26 against the roller 20, which is supported on a stationary support 27 which passes through the jacket 24.
  • the pressure shoe 25 has a pressure surface 28.auf, which presses the jacket 24 against the hard roller 20.
  • the pressure surface 28 has a curvature which is adapted to the circumference of the hard roll 20. In this way, it is possible that the nip 19 has a relatively large length in the direction of travel (arrow 29) of the paper web 8, i. the broad nip 19 extends over a predetermined circumferential area of the roller 20.
  • the jacket 24 may be heated.
  • a heating device 30 is provided, which acts on the circumference of the jacket 24 shortly before the broad nip 19.
  • the jacket 24 is only limited thermal load, because it is usually formed from a plastic. The plastic is necessary so that the jacket 24 is yielding enough to accommodate the curvature of the roll 20.
  • the shell 24 is not as smooth as the surface of the roller 20.
  • the surface roughness of the shell 24 is substantially less than the surface roughness of the felt 7. Accordingly, the underside of the paper web 8 in the nip 19 is somewhat smoothed, although the smoothing effect of the shell 24 is not as large as the smoothing effect of the roller 20th
  • the paper web 8 By pressing the wet press arrangement, the paper web 8 is not yet completely dried.
  • the paper web 8 thus has before entering the broad nip 19 still moisture, which is at least 40%. Due to this relatively high humidity, the smoothing effects of the roller 20 and the counter-pressure element 23 still improved.
  • the roller 20 and the counter-pressure element 23 are therefore able to eliminate markings which have been generated by the felt webs 6, 7, 16 and even by the screen 4, at least to a certain extent.
  • the drying effect of the drying cylinder 18 is increased in the drying section 3, so that you can get along with a reduced drying time or drying energy under certain circumstances.
  • the subsequent treatment of the paper web 8, for example, a calendering easier.
  • the volume of the paper web 8 in the extended nip 19 is not excessively reduced because one can work there with relatively low compressive stresses.
  • the compressive stress in the extended nip 19 lie in the order of 1 to 10 N / mm 2.
  • the jacket 24 can, as shown, rotate in the manner of a roller. He is relatively stiff in this case, but still compliant enough that he can adapt to the curvature of the roller 20. Instead of such a rigid shell, one can also use a relatively flexible band, which is guided over correspondingly more deflection rollers 31. Finally, it is also possible to use as a counter-pressure element 23, a roller having a very soft and thus compliant surface, so that there is a long nip 19 of comparable length.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Naßpressenanordnung mit mehreren Pressen, von denen mindestens eine als Offset-Presse ausgebildet ist und durch die eine Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, geführt ist.
  • Eine derartige Naßpressenanordnung ist aus US 5 520 782 A bekannt.
  • Naßpressenanordnungen in unterschiedlichen Ausgestaltungen sind ferner aus EP 0 705 937 A1 und EP 0 718 434 A2 bekannt.
  • EP 0 289 477 A2 zeigt eine Presseneinrichtung zum Heißtrocknen einer Bahn.
  • DE 37 18 360 A1 beschreibt die Möglichkeit, eine Papierbahn in der Pressenpartie durch Infrarotstrahlen zu erwärmen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Faserstoffbahn beschrieben.
  • Eine Papierbahn wird vereinfacht dargestellt so erzeugt, daß eine flüssige Pulpe mit einem Feststoffgehalt in der Größenordnung von 1 % in einer Siebpartie auf ein umlaufendes Sieb aufgetragen wird. Am Ende der Siebpartie wird die Papierbahn mit einem Trockengehalt von etwa 20 % in eine Naßpressenanordnung überführt. Diese Naßpressenanordnung wird auch als Pressenpartie bezeichnet. In der Naßpressenanordnung wird die Papierbahn dadurch weitergetrocknet, daß das Wasser aus ihr herausgedrückt wird. Hierzu verwendet man mehrere Pressen mit Nips, die durch gegeneinander gedrückte Walzen gebildet sind. Die Papierbahn wird zusammen mit einer Filzbahn durch den jeweiligen Nip geführt. Der in den Nips herrschende Druck preßt das Wasser aus der Papierbahn in die Filzbahn. Anstelle einer Filzbahn können natürlich auch vergleichbare Bahnen verwendet werden, die Wasser aufnehmen können. Aus der Naßpressenanordnung oder der Pressenpartie wird die Papierbahn in die Trockenpartie übergeleitet, wo das Papier über beheizte Trockenzylinder geführt wird. Die weitere Trocknung der Papierbahn erfolgt hier im wesentlichen dadurch, daß das Wasser verdampft wird.
  • Das Sieb in der Siebpartie und die Filzbahnen in der Naßpressenanordnung hinterlassen Markierungen im Papier, die stören. Zum einen behindern derartige Markierungen die gleichmäßige Anlage der Papierbahn an den Trockenzylindern in der nachfolgenden Trockenpartie. Zum anderen erfordern derartige Markierungen einen hohen Aufwand bei der weiteren Behandlung der Papierbahn, beispielsweise bei der Satinage in einem Kalander.
  • Man hat daher in der Pressenpartie eine sogenannte Offset-Presse vorgesehen. Die Offset-Presse ist eine filzlose Presse, d.h. die Papierbahn wird hier ohne Filzbahn hindurchgeführt, um die vom Sieb und den Filzbahnen der vorhergehenden Pressen hervorgerufenen Markierungen der Oberfläche einzuebnen. Eine Wasserentfernung erfolgt hier praktisch nicht mehr.
  • Je besser die gewünschte Glättung der Oberfläche, desto höher ist der erforderliche Druck in der Offset-Presse. Ein höherer Druck führt aber zu einer Volumenverminderung der Papierbahn, die in der Regel nur bis zu einer gewissen Grenze zulässig ist. Darüber hinausgehende Volumenverminderungen sind dann nicht mehr erwünscht. Man muß bei der Auslegung der Offset-Presse also einen Kompromiß schließen zwischen der Glättung der Oberfläche und dem Verlust an Volumen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bessere Vorglättung vor der Trockenpartie mit möglichst wenig Volumenverlusten zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Naßpressenanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Offset-Presse durch eine Breitnip-Vorrichtung mit einem Breitnip gebildet ist, durch den die Faserstoffbahn läuft, und die eine beheizte, harte Walze aufweist, die mit einem nachgiebigen Gegendruckelement den Breitnip bildet, wobei die Faserstoffbahn im Breitnip an der harten Walze und am Gegendruckelement anliegt und das Gegendruckelement eine Oberflächenrauhigkeit aufweist, die geringer als die Oberflächenrauhigkeit einer Filzbahn aus einer vorangehenden Presse ist.
  • Wenn man eine Offset-Presse durch eine Breitnip-Vorrichtung realisiert, hat dies zwei Vorteile. Zum einen ist die Behandlungszeit in dem Breitnip, der auch als "extended nip" bezeichnet werden kann, relativ hoch. Der Breitnip erstreckt sich in der Regel über eine Länge in Laufrichtung von mehreren Zentimetern oder sogar mehreren zehn Zentimetern. Gleichzeitig wird die Druckspannung, die im Breitnip herrscht, kleingehalten, so daß eine Volumenverringerung nicht in dem Maße stattfindet, wie sie stattfinden würde, wenn die Faserstoffbahn in einem Nip zwischen zwei relativ harten Walzen geglättet würde. Je länger die Behandlungszeit im Breitnip ist, desto besser ist in gewissen Grenzen auch die Glättung der Oberfläche. Man erreicht also nach dem Breitnip eine Faserstoffbahn mit einem relativ großen Volumen und einer relativ guten Oberflächenqualität. Durch die beheizte, harte Walze läßt sich zusätzlich Energie in den Breitnip eintragen, so daß die Glättung der Oberfläche der Faserstoffbahn weiter verbessert wird. Dadurch, daß die Beheizung auf der Seite der Faserstoffbahn erfolgt, die an der harten und in der Regel glatteren Walze anliegt, wird diese Seite besonders gut geglättet. Da das Gegendruckelement eine Oberflächenrauhigkeit aufweist, die geringer als die Oberflächenrauhigkeit einer Filzbahn aus einer vorangehenden Presse ist, nutzt man auch das Gegendruckelement dafür aus, die Seite der Faserstoffbahn zu glätten, die an dem Gegendruckelement anliegt. Man wird in der Regel zwar nicht erreichen, daß die am Gegendruckelement anliegende Seite der Faserstoffbahn die gleiche Glätte erhält, wie die an der harten Walze anliegenden Seite der Faserstoffbahn. Man kann aber durch eine entsprechende Ausgestaltung des Gegendruckelements erreichen, daß die Markierungen, die die Filzbahn aus einer vorangehenden Presse hinterlassen hat, zumindest teilweise beseitigt werden.
  • Vorzugsweise herrscht im Breitnip eine Druckspannung im Bereich von 1 bis 10 N/mm2. Dies ist eine relativ geringe Druckspannung, die aufgrund der längeren Behandlungszeit aber ausreicht, um der Faserstoffbahn die gewünschte Glätte zu verschaffen. Es sollte hier bemerkt werden, daß mit "Glätte" nicht die Glätte gemeint ist, die am Ende eines Satinierkalanders erzielt werden soll. Die Faserstoffbahn soll im wesentlichen nur von den Markierungen befreit werden, die sich durch das Sieb in der Siebpartie und die Filzbahnen in der Pressenpartie eingeprägt haben. Wenn eine darüber hinaus gehende Verbesserung der Glätte erzielt wird, wird dies natürlich ebenfalls akzeptiert.
  • Vorzugsweise ist die harte Walze auf der Seite der Faserstoffbahn angeordnet, die eine stärkere Beaufschlagung mit Filzbahnen vor dem Breitnip als die andere Seite aufweist. In der Pressenpartie wird die FaserStoffbahn nicht immer von beiden Seiten gleichmäßig mit den Filzbahnen beaufschlagt. Es ist durchaus üblich, daß die Faserstoffbahn auf einer Seite beispielsweise in drei Nips mit der Filzbahn beaufschlagt wird, während sie mit der anderen Seite nur in einem Nip an einer Filzbahn anliegt. Dementsprechend leidet die erste Seite weitaus stärker unter der Beaufschlagung mit den Filzbahnen und benötigt eine weitaus stärkere überarbeitung als die andere Seite. Dies läßt sich am einfachsten dadurch erreichen, daß man die Seite, die stärker mit Filzbahnen beaufschlagt wird, an der harten Walze anliegen läßt. Die stärkere Beaufschlagung richtet sich aber nicht nur nach der Zahl der Nips, in denen die eine Seite der Faserstoffbahn an der Filzbahn anliegt. Ausschlaggebend ist letztendlich die Markierung, die auf der Faserstoffbahn verbleiben. Eine derartig stärkere Markierung kann durchaus auch dadurch hervorgerufen werden, daß die Faserstoffbahn zwar nur in einem Nip an der Filzbahn anliegt, dort aber wesentlich stärker gepreßt wird. Insgesamt wird durch die Anlage der Faserstoffbahn mit der stärker beaufschlagten Seite an der harten Walze eine Verringerung der Zweiseitigkeit der Faserstoffbahn erreicht.
  • Vorzugsweise weist die harte Walze eine Oberflächentemperatur auf, die mindestens der Plastifizierungstemperatur der durch den Breitnip laufenden Faserstoffbahn entspricht. Man plastifiziert im Breitnip also die Fasern der Faserstoffbahn. Dies führt zu einer besseren "Einebnung" der Oberfläche. Vor allem ist die Gefahr geringer, daß sich die Fasern in einem späteren Behandlungsschritt wieder aufstellen und so die Markierung wieder erkennen lassen. Die Plastifizierungstemperatur ist in der Regel von den Fasern der Faserstoffbahn abhängig. Man kann aber davon ausgehen, daß die Oberflächentemperatur der harten Walze mindestens 200°C, vielfach sogar in der Größenordnung von 300°C beträgt.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß die Oberflächenrauhigkeit des Gegendruckelements um mindestens den Faktor 10 geringer als die Oberflächenrauhigkeit der Filzbahn ist. Je geringer die Oberflächenrauhigkeit des Gegendruckelements ist, desto besser ist die Glättung der Faserstoffbahn.
  • Vorzugsweise ist das Gegendruckelement zumindest an seiner dem Breitnip zugewandten Seite beheizt. Das Gegendruckelement muß relativ nachgiebig sein, um sich im Bereich des Breitnips der harten Walze anpassen zu können. Aus diesem Grund wird das Gegendruckelement in der Regel aus einem Elastomer gebildet. Elastomere, d.h.
  • Kunststoffe, sind in der Regel schlechte Wärmeleiter. Man kann nun aber durch manche Gestaltungsmöglichkeiten dafür Sorge tragen, daß auch das Gegendruckelement eine gewisse Wärme an die Faserstoffbahn übertragen kann. Beispielsweise ist es möglich, Metallpartikel in das Gegendruckelement einzulagern oder das Gegendruckelement mit einer Metallschicht zu versehen oder die Faserstoffbahn zusammen mit einem dünnen Metallband durch den Breitnip zu leiten, das wiederum beheizt sein kann. In allen Fällen ist es möglich, auch auf der dem Gegendruck zugewandten Seite der Faserstoffbahn eine gewisse Wärmemenge einzutragen, was die Glättung dieser Seite fördert.
  • Vorzugsweise trocknen die Pressen die Faserstoffbahn auf eine Feuchtigkeit von nicht weniger als 40 Prozent vor dem Einlauf in den Breitnip. Die Faserstoffbahn ist also noch relativ "naß", wenn sie in den Breitnip einläuft. Dies wiederum verbessert die Möglichkeit, die Oberflächen der.Faserstoffbahn zu glätten.
  • Vorzugsweise weist der Breitnip in Laufrichtung der Materialbahn eine Länge von mindestens 50 mm auf. Dies ist mindestens das Doppelte der Breite eines Nips, der zwischen einer harten Walze und einer "weichen" Walze, d.h. einer Walze mit einem Kunststoffbelag, gebildet ist. Durch die so verdoppelte Bearbeitungsdauer läßt sich eine verbesserte Oberflächengestaltung erzielen.
  • Vorzugsweise ist das Gegendruckelement durch eine Schuhwalze mit einem umlaufenden Mantel gebildet, der mit Hilfe eines Anpressschuhs in Richtung auf die harte Walze gepreßt ist. Der Mantel kann hierbei relativ steif sein und nach Art einer Walze umlaufen. Es kann sich aber auch um eine Art Band handeln, das über mehrere Umlenkrollen geführt ist. Durch den Anpreßschuh wird die Kraft aufgebracht, die die Druckspannung im Breitnip erzeugt.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Naßpressenanordnung und
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Offset Presse, die als Breitnip-Vorrichtung ausgebildet ist.
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Abschnitt einer Papiermaschine, nämlich eine Naßpressenanordnung 1, die auch als Pressenpartie bezeichnet wird, zwischen eine Siebpartie 2 und einer Trockenpartie 3.
  • Bei der Herstellung einer Papierbahn wird Pulpe mit einem Feststoffgehalt in der Größenordnung von 1 % auf ein Sieb 4 aufgetragen. Ein großer Teil des Wassers läuft durch das Sieb 4 ab, so daß die Papierbahn am Ende des Siebes 4 durch eine Saugwalze 5 auf eine Filzbahn 6 übergeleitet werden kann. Die Filzbahn 6 ist bereits Bestandteil der Naßpressenanordnung 1. Mit Hilfe der Filzbahn 6 wird die Papierbahn weiter transportiert. Zum Zwecke der Erläuterung wird im folgenden davon ausgegangen, daß die Filzbahn 6 an der Oberseite der Papierbahn anliegt.
  • Die Unterseite der Papierbahn wird durch eine Filzbahn 7 unterstützt, die nach einer kurzen Strecke von unten an die Papierbahn 8 herangeführt wird. Gemeinsam mit den beiden Filzbahnen 6, 7 wird die Papierbahn 8 durch einen Nip 9 geführt, der zwischen einer Saugwalze 10 und einer Gegenwalze 11 gebildet ist. Die beiden Walzen 10, 11 bilden zusammen eine Vollmantelpresse, in deren Nip 9 Wasser in die Filzbahnen 6, 7 gepreßt wird. Die Papierbahn 8 weist also nach dem Durchlaufen des Nips 9 einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt auf. Das Wasser wird mit den Filzbahnen 6, 7 wegtransportiert und kann im Verlaufe des Umlaufs der Filzbahnen 6, 7 aus den Filzbahnen 6, 7 entfernt werden. Dies ist an und für sich bekannt und wird deswegen nicht näher erläutert.
  • Die Papierbahn 8 wird dann mit Hilfe der Filzbahn 6 durch eine zweite Vollmantelpresse 12 geleitet, die durch die Saugwalze 10 und eine weitere Gegenwalze 13 gebildet ist. Hier liegt die Papierbahn 8 nur noch mit der Oberseite an der Filzbahn 6 an, während die Unterseite unmittelbar auf der Gegenwalze 13 aufliegt. Die Gegenwalze 13 ist hier als glatte, harte Walze ausgebildet.
  • Die Papierbahn läuft dann weiter auf der Oberfläche der Gegenwalze 13 in einen weiteren Nip 14, der zwischen der Gegenwalze 13 und einer Preßwalze 15 gebildet ist. Diesen Nip 14 durchläuft die Papierbahn 8 gemeinsam mit einer weiteren Filzbahn 16, die ebenfalls an der Oberseite der Papierbahn 8 anliegt. Auch die Filzbahn 16 ist in einem Umlauf geführt.
  • Anstelle einer Filzbahn 6, 7, 16 läßt sich natürlich auch eine andere Bahn verwenden, die vergleichbare Eigenschaften hat. Insbesondere muß eine derartige Bahn eine gewisse Saugfähigkeit aufweisen.
  • Nach dem Durchlaufen der drei Pressen 10, 11; 10, 13; 13, 15 läuft die Bahn in eine Offset-Presse 17, die als Breitnip-Vorrichtung ausgebildet ist und anhand von Fig. 2 erläutert werden wird. Nach dem Verlassen der Breitnip-Vorrichtung 17 läuft die Papierbahn 8 in die Trockenpartie 3 ein, wo sie über eine Vielzahl von Trockenzylinder 18 geleitet wird. Die Trockenzylinder sind mit Dampf beheizt und sollen die in der Papierbahn 8 noch enthaltene Feuchtigkeit verdampfen. Hierbei ist es zur Verbesserung der Anlage der Papierbahn 8 an den Trockenzylindern 18 möglich, daß die Papierbahn 8 durch sogenannte Trockenfilze an die Trockenzylinder 18 angelegt wird.
  • Die Breitnip-Vorrichtung 17 weist einen Breitnip 19 auf, durch den die Papierbahn 8 geführt ist.
  • Der Breitnip 19 wird gebildet durch eine harte Walze 20, die beheizt ist. Die Beheizung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß ein Heizmedium durch periphere Heizkanäle geführt wird. Statt dessen oder zusätzlich kann eine Heizeinrichtung 22, beispielsweise eine Infrarot- oder Wirbelstromheizung, auf die Oberfläche der harten Walze 20' wirken. Durch die Heizeinrichtung ist es möglich, der Oberfläche der harten Walze 20 eine Temperatur von mehr als 200°C, vielfach von 300°C oder mehr zu verschaffen. Die Oberfläche der harten Walze 20 ist glatt.
  • Die Temperatur, die die Oberfläche der harten Walze 20 annehmen soll, wird gewählt in Abhängigkeit von der Papierbahn 8, d.h. der Plastifizierungstemperatur ihrer Fasern. Die Oberflächentemperatur sollte höher liegen als die Plastifizierungstemperatur der Fasern der Papierbahn 8. Wenn die Papierbahn 8 den Breitnip 19 durchläuft, werden dementsprechend die Fasern der Papierbahn 8 plastisch. Die glatte Oberfläche der Walze 20 bildet sich dann in der Seite der Papierbahn 8 ab, die an der harten Walze 20 anliegt, d.h. die Papierbahn 8 wird durch die harte Walze 20 geglättet.
  • Man läßt die Seite der Papierbahn 8 an der harten Walze 20 anliegen, die zuvor dreimal Kontakt mit den Filzbahnen 6, 16, gehabt hat, nämlich in dem Nip 9, in der Vollmantelpresse 12 und in dem Nip 14, während die Unterseite der Papierbahn 8, die lediglich Kontakt mit der Filzbahn 7 gehabt hat, nicht an der harten Walze 20 anliegt.
  • Der Breitnip 19 wird auf der gegenüberliegenden Seite begrenzt durch ein Gegendruckelement 23, das im vorliegenden Fall durch einen umlaufenden Mantel 24 gebildet ist, der unter der Wirkung eines Anpreßschuhs 25 in Richtung auf die harte Walze 20 gedrückt wird. Der Anpreßschuh 25 kann dabei durch eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 26 gegen die Walze 20 gedrückt werden, die auf einem ortsfesten Träger 27, der den Mantel 24 durchsetzt, abgestützt ist.
  • Der Anpreßschuh 25 weist eine Anpreßfläche 28.auf, die den Mantel 24 gegen die harte Walze 20 drückt. Die Anpreßfläche 28 weist eine Krümmung auf, die dem Umfang der harten Walze 20 angepaßt ist. Auf diese Weise ist es möglich, daß der Breitnip 19 eine relativ große Länge in Laufrichtung (Pfeil 29) der Papierbahn 8 hat, d.h. der Breitnip 19 erstreckt sich über einen vorbestimmten Umfangsbereich der Walze 20.
  • Auch der Mantel 24 kann beheizt sein. Hierzu ist eine Heizeinrichtung 30 vorgesehen, die kurz vor dem Breitnip 19 auf den Umfang des Mantels 24 wirkt. Der Mantel 24 ist allerdings nur begrenzt thermisch belastbar, weil er in der Regel aus einem Kunststoff gebildet ist. Der Kunststoff ist notwendig, damit der Mantel 24 nachgiebig genug ist, um sich der Krümmung der Walze 20 anpassen zu können.
  • Der Mantel 24 ist zwar nicht so glatt wie die Oberfläche der Walze 20. Die Oberflächenrauhigkeit des Mantels 24 ist aber wesentlich geringer als die Oberflächenrauhigkeit der Filzbahn 7. Dementsprechend wird auch die Unterseite der Papierbahn 8 im Breitnip 19 etwas geglättet, wenngleich die Glättungswirkung des Mantels 24 nicht so groß ist, wie die Glättungswirkung der Walze 20.
  • Durch die Pressen der Naßpressenanordnung wird die Papierbahn 8 noch nicht vollständig getrocknet. Die Papierbahn 8 weist also vor dem Einlaufen in den Breitnip 19 noch eine Feuchtigkeit auf, die mindestens 40 % beträgt. Durch diese relativ hohe Feuchtigkeit werden die Glättungswirkungen der Walze 20 und des Gegendruckelements 23 noch verbessert. Die Walze 20 und das Gegendruckelement 23 sind also in der Lage, Markierungen, die von den Filzbahnen 6, 7, 16 und sogar vom Sieb 4. erzeugt worden sind, zumindest in gewissen Grenzen zu beseitigen.
  • Damit wird die Trocknungswirkung der Trockenzylinder 18 in der Trockenpartie 3 erhöht, so daß man unter Umständen mit einer verringerten Trocknungszeit oder Trocknungsenergie auskommt. Auch wird die spätere Behandlung der Papierbahn 8, beispielsweise eine Satinage, erleichtert. Gleichwohl wird das Volumen der Papierbahn 8 im Breitnip 19 nicht übermäßig verringert, weil man dort mit relativ geringen Druckspannungen arbeiten kann. Die Druckspannungen im Breitnip 19 liegen in der Größenordnung von 1 bis 10 N/mm2.
  • Der Mantel 24 kann, wie dargestellt, nach Art einer Walze umlaufen. Er ist in diesem Fall relativ steif, aber noch nachgiebig genug, daß er sich an die Krümmung der Walze 20 anpassen kann. Anstelle eines derart steifen Mantels kann man auch ein relativ flexibles Band verwenden, das über entsprechend mehr Umlenkrollen 31 geführt ist. Schließlich ist es auch möglich, als Gegendruckelement 23 eine Walze zu verwenden, die eine sehr weiche und damit nachgiebige Oberfläche aufweist, so daß sich ein Breitnip 19 in vergleichbarer Länge ergibt.

Claims (9)

  1. Naßpressenanordnung (1) mit mehreren Pressen (10, 11; 12; 13, 15; 17), von denen mindestens eine als Offset-Presse ausgebildet ist und durch die eine Faserstoffbahn (8), insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Offset-Presse durch eine Breitnip-Vorrichtung (17) mit einem Breitnip (19) gebildet ist, durch den die Faserstoffbahn (8) läuft, und die eine beheizte, harte Walze (20) aufweist, die mit einem nachgiebigen Gegendruckelement (23) den Breitnip (19) bildet, wobei die Faserstoffbahn (8) im Breitnip (19) an der harten Walze (20) und am Gegendruckelement (23) anliegt und das Gegendruckelement (23) eine Oberflächenrauhigkeit aufweist, die geringer als die Oberflächenrauhigkeit einer Filzbahn (6, 7, 16) aus einer vorangehenden Presse (10, 11, 12; 13, 18) ist.
  2. Naßpressenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Breitnip (19) eine Druckspannung im Bereich von 1 bis 10 N/mm2 herrscht.
  3. Naßpressenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die harte Walze (20) auf der Seite der Faserstoffbahn (8) angeordnet ist, die eine stärkere Beaufschlagung mit Filzbahnen (6, 7, 16) vor dem Breitnip (19) als die andere Seite aufweist.
  4. Naßpressenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die harte Walze (20) eine Oberflächentemperatur aufweist, die mindestens der Plastifizierungstemperatur der durch den Breitnip (19) laufenden Faserstoffbahn (8) entspricht.
  5. Naßpressenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit des Gegendruckelements (23) um mindestens den Faktor 10 geringer als die Oberflächenrauhigkeit der Filzbahn (6, 7, 16) ist.
  6. Naßpressenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (23) zumindest an seiner dem Breitnip (19) zugewandten Seite beheizt ist.
  7. Naßpressenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressen (10, 11; 12; 13, 15) die Faserstoffbahn (8) auf eine Feuchtigkeit von nicht weniger als 40 Prozent vor dem Einlauf in den Breitnip (19) trocknen.
  8. Naßpressenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitnip (19) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (8) eine Länge von mindestens 50 mm aufweist.
  9. Naßpressenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (23) durch eine Schuhwalze mit einem umlaufenden Mantel (24) gebildet ist, der mit Hilfe eines Anpressschuhs (25) in Richtung auf die harte Walze (20) gepreßt ist.
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