EP1614802B1 - Process and apparatus for treating a paper or cardboard web - Google Patents

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EP1614802B1
EP1614802B1 EP05104603A EP05104603A EP1614802B1 EP 1614802 B1 EP1614802 B1 EP 1614802B1 EP 05104603 A EP05104603 A EP 05104603A EP 05104603 A EP05104603 A EP 05104603A EP 1614802 B1 EP1614802 B1 EP 1614802B1
Authority
EP
European Patent Office
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web
calender
drying
moisture
moisture content
Prior art date
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Application number
EP05104603A
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German (de)
French (fr)
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EP1614802A1 (en
Inventor
Ingolf Cedra
Holger Humberg
Johann Moser
Frank Wegehaupt
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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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 of treating a web of paper or paperboard, in which the web is moistened on at least one side and then passed through a calender, the web being dried between the moistening and the passing through the calender. Furthermore, the invention relates to an apparatus for treating a web of paper or cardboard with a calender and a moistening in the direction of the web in front of the calender and arranged between the moistening device and the calender drying device.
  • the disadvantage is that the further processability of the web is not optimal.
  • the color absorption during printing occasionally leaves something to be desired.
  • the flatness of the web is not optimal. Rather, the web tends to curl up, which can be particularly troublesome if the web is later processed into sheets.
  • the invention has for its object to improve the processability of the web.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in that the web is passed in the calender through a plurality of soft nips, which are bounded by a hard and a soft roll with an elastic surface and limited drying to a surface layer of the web.
  • the moisture content of the web is adjusted by drying to a value which is 0.5 to 3%, in particular 0.5 to 1%, lower than the moisture content before drying.
  • a value which is 0.5 to 3%, in particular 0.5 to 1% lower than the moisture content before drying.
  • the moisture content of the web is lowered again by drying after wetting. However, this reduction is not as pronounced as over drying the web before applying the moisture.
  • a moisture profile is obtained in which the moisture has a maximum below the surface, ie when the moisture is applied to both sides and dried on both sides, an M or W profile is obtained.
  • the compressibility of a central region of the web is practically unaffected.
  • the compressibility of the outer layers of the web is retained. Only in a region between the outer layer and the middle layer is the web more compacted. However, the good surface properties of the web are retained. It should be noted that even after drying, the surface of the web is not complete dry or overdried, such as at the exit of a dryer section.
  • the web is adjusted to a moisture content of not more than 7%, in particular not more than 4%.
  • This setting can be made in the dryer section. The train is so overdried so to speak. This not only makes it easier to keep the middle area of the track dry after wetting. Also, the setting of the above-mentioned moisture profile, in which the maximum of the moisture is not on, but below the surface, is facilitated.
  • the web is moistened to a moisture content of at least 8%, in particular at least 10%. These values have been found to be optimal for the subsequent calendering. This also applies if the web is dried again on the surface after moistening.
  • the web is moistened so close to the calender that the moisture content in the web center when passing through the first nip of the calender is at most 1.3 times the moisture content of the web before wetting. It prevents so that the moisture spreads evenly in the web.
  • the middle part of the track should stay relatively dry. This has, as is known, the effect of compressing the middle region less strongly.
  • the web is preferably dried by infrared radiation, contact drying or suspension drying after wetting. These drying methods have the advantage of acting only on the surface of the web. This achieves that only the surface area of the web is dried and possibly a small area below the surface. This results in having a relatively large area within the web which still has some moisture. Only this area is not on, but below the surface.
  • the calender has a plurality of soft nips, which are each formed between a hard roller and a soft roller with an elastic surface and the drying device is arranged so close to the calender that in one Layer below the surface of the web higher humidity prevails than in a layer on the surface.
  • the web After applying the moisture, the web is dried again. This has the positive effect that in any case the surface is provided with a lower humidity. The compressibility of the surface is thus retained, so that later the printability is improved. In addition, the flatness improves.
  • the drying device is designed as a surface-drying device.
  • the web is thus heated only on its surface and dried there.
  • this has the additional effect that it is no longer necessary to pay so much attention to the application of moisture that the applied moisture can be completely absorbed by the web. A small excess of moisture is quite permissible. This is removed in the surface drying device. Surface damage, which could occur, for example, by rapid evaporation of the free water on contact of the web with a hot roller in the calender, is avoided with relatively high reliability.
  • the drying device is designed as an infrared dryer, contact dryer or floating dryer. All three drying devices act on the web over the surface, thus leading to the fact that first a layer is dried on the surface of the web, without a corresponding drying takes place directly in deeper areas of the web.
  • the moistening device is arranged so close to the calender that the moisture content in the web center when passing through the first nip of the calender is at most 1.3 times the moisture content of the web before the moistening device. It is therefore admitted that some moisture is also in the middle Area of the railway arrives. However, complete moisture balance over the web has not yet occurred.
  • the web center thus remains substantially drier than the rest of the web, so that the web center is also less compressed when the web is pressurized in the nips of the calender.
  • Fig. 1 shows a device 1 for treating a paper or board web 2, which is also referred to below as "web" 2.
  • the web 2 comes from a paper or board machine, then passes through a moistening device 4, a drying device 5 and a calender 6, before being wound up in a winding 7 on a winding roll 8 or a drum. Between the calender 6 and the winding 7, a treatment device 9 shown schematically may be provided. In the treatment device 9, the web 2, for example, be moistened again.
  • the web 2 is relatively strongly dried in the paper or board machine 3, more precisely in its drying section. It is overdried, i. their moisture is reduced to a value that is no longer sufficient for the satinization of the web 2 in the calender 6.
  • the web 2 has, for example, a moisture content of at most 7%, preferably even a maximum of 4%.
  • the web 2 After leaving the drying section of the paper or board machine 3, the web 2 then passes through the moistening device 4, in which it is moistened from the surface. In other words, you wear in the humidifier 4 moisture in the form of vapor or a spray on the surface of the web 2 on.
  • the moisture application can be done on two sides, so that both sides of the web 2 are provided with an increased humidity.
  • the surface layers of the web 2 are designed with a higher moisture content than the middle of the web 2. Since the compression of the web 2 in the calender 6 also depends on the moisture content of the web 2, the middle layer of the web 2 is correspondingly less compressed than the outer layers of the web 2. For this purpose, the surface of the web 2 is better smoothed.
  • the calender 6 consists in a conventional manner of a plurality of rollers 10-17, which form between them nips 18-24.
  • the two end rollers 10, 17 and the intermediate rollers 12, 14 and 15 are formed as soft rollers with an elastic coating 25 on the surface.
  • the remaining rollers 11, 13 and 16 are formed as hard rollers whose surface is not as resilient as the surfaces of the soft rollers 10, 12, 14, 15, 17.
  • the hard rollers 11, 13, 16 be heated.
  • the nips 18-21, 23, 24 are formed as soft nips.
  • the nip 22 is designed as a changeover tip, which is bounded by two soft rollers 14, 15 is. With such a calender 6, it is possible to rest both sides of the web in at least two nips each on a hard and heated roller 11, 13, 16.
  • a drying device 5 is provided between the moistening device 4 and the calender 6, which is designed as a surface-drying device.
  • the web 2 is dried from the surface.
  • the drying device 5 has the advantage that one removes part of the moisture from the surface of the web 2. Although this has a small detrimental effect on the calender 6 forming smoothness. But also the surface of the web 2 is less compressed, which later has a positive effect on the processability. In particular, the ink absorption of the web during printing is better. This is especially true for gravure printing. Since the near-surface layers can still have a considerable moisture, good smoothness and a sufficient gloss continue to result. By drying the Surface results in an improvement in the uniformity of the moisture in the lying parallel to the surface plane of the paper and thus an improved flatness and improved uniformity of gloss and smoothness after passing through the calender 6, so after the calendering.
  • the web 2 has previously been moistened on both sides, then it is also dried on both sides in the drying device 5. If only one side has been moistened then drying of the moistened side is sufficient.
  • the further explanation is made on an embodiment in which both sides of the web 2 have been moistened. However, the skilled person will be able to make a one-sided moistening and a one-sided drying according to the method described here without difficulty.
  • the moisture content of the web 2 after leaving the paper or board machine 3 is then at least 8%, preferably even at least 10%. This moisture content is again slightly reduced when passing through the drying device 5.
  • the moisture content after the drying device should be at least 0.5 to 3%, preferably 0.5 to 1%, lower than before the drying device 5.
  • the moisture content of the web 2, after passing through the moistening device 4, for example 10% located has, after passing through the drying device 5 at 7 to 9.5%, preferably 9 to 9.5%.
  • the moistening of the web in the moistening device 4 and the drying of the web 2 in the drying device 5 must take place relatively shortly before the calender.
  • the time between the passage of the moistening device 4 and the passage of the first nip 18 of the calender 6 should be a maximum of 2 seconds, preferably even a maximum of 1 second, to prevent the moisture from being equalized across the thickness of the web.
  • the middle of the web should therefore preferably remain relatively dry. It should not be greater than 30% above the moisture of the web when leaving the paper or board machine 3. If the moisture there was set at 4%, then the moisture content of the center of the web 2 should be in the first nip 18 of the calender at a maximum of 5.3%.
  • the drying device 5 must be positioned relatively close to the calender to prevent the moisture from the inside of the web 2 back to the surface compensates before the web 2 passes through the first nip 18 of the calender 6.
  • the Fig. 2 to 4 now show different embodiments of the drying device. 5
  • the drying device 5 is formed by an infrared dryer 26, which is arranged on both sides of the web 2.
  • An infrared dryer operates with an infrared radiation, which acts on the surface of the web 2.
  • the dryer 5 is designed as a contact dryer.
  • the web 2 wraps around two heated rollers 27, 28, so it is also heated in this embodiment of the surface.
  • the drying device 5 is designed as a floating dryer.
  • Two blowing devices 29, 30 blow heated air on both sides of the web 2.
  • the web is held on the one hand in the air, that is guided without contact.
  • moisture is also removed from the web, on the one hand by the supply of heat and on the other hand by the supply of dry air.
  • the drying device 5 acts only on the surface of the web 2, so that areas below the surface of the web 2 remain moister and thus can be compressed more. The deeper you get into the thickness of the web, the lower the moisture content. Accordingly, the Web 2 in the calender 6 total satellites relatively volume-saving.

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Abstract

The calender assembly (1), to finish a paper or cardboard web (2), has a wetting station (4) to moisten at least one side of the web before passing through the calender (6) with a number of soft nips (18-24). The nips are formed by a hard roller (11,13,16) and a soft roller (10,12,14,15,17) with an elastic surface (25). The web is dried by an infra red heater (5) or contact or floating heaters after moistening at the wetting station and before passing through the calender.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Bahn aus Papier oder Karton, bei dem die Bahn zumindest auf einer Seite befeuchtet und dann durch einen Kalander, geleitet wird, wobei die Bahn zwischen dem Befeuchten und dem Leiten durch den Kalander getrocknet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Behandeln einer Bahn aus Papier oder Karton mit einem Kalander und einer Befeuchtungseinrichtung in Laufrichtung der Bahn vor dem Kalander sowie einer zwischen der Befeuchtungseinrichtung und dem Kalander angeordneten Trocknungseinrichtung.The invention relates to a method of treating a web of paper or paperboard, in which the web is moistened on at least one side and then passed through a calender, the web being dried between the moistening and the passing through the calender. Furthermore, the invention relates to an apparatus for treating a web of paper or cardboard with a calender and a moistening in the direction of the web in front of the calender and arranged between the moistening device and the calender drying device.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der US 6 200 424 bekannt.
Bei der US 6 401 355 B1 wird die Bahn vor dem Einlaufen in einen Multinip-Kalander an der Oberfläche befeuchtet, um einen Feuchtegradienten in Dickenrichtung der Bahn zu erzeugen. Wenn die Bahn auf beiden Oberflächen befeuchtet wird, ergibt sich eine U-förmige Feuchteverteilung. Da die Satinagewirkung im Kalander von der Feuchte abhängt, wird die Mitte der Bahn, also eine mittlere Schicht, beim Durchlaufen des Kalanders weniger stark komprimiert als die Außenschichten. Bei gleichem Glanz und gleicher Rauhigkeit kann dadurch ein höheres Volumen erzielt werden. In vielen Fällen kann man auch eine geringere Schwarzsatinage erzielen.Such a method and such a device are known from US 6,200,424 known.
In the US Pat. No. 6,401,355 B1 The web is moistened at the surface prior to entering a multinip calender to produce a moisture gradient in the thickness direction of the web. If the web is moistened on both surfaces, a U-shaped moisture distribution results. Since the calendering effect in the calender depends on the moisture content, the center of the web, ie a middle layer, is less strongly compressed when passing through the calender than the outer layers. With the same gloss and the same roughness, a higher volume can be achieved. In many cases, you can also achieve a lower black satin.

Von Nachteil ist allerdings, daß die weitere Verarbeitbarkeit der Bahn nicht optimal ist. Die Farbaufnahme beim Verdrucken läßt gelegentlich zu wünschen übrig. Auch ist die Flachlage der Bahn nicht optimal. Die Bahn neigt vielmehr dazu, sich einzurollen, was insbesondere dann zu Schwierigkeiten führen kann, wenn die Bahn später zu Blättern weiterverarbeitet wird.The disadvantage, however, is that the further processability of the web is not optimal. The color absorption during printing occasionally leaves something to be desired. Also, the flatness of the web is not optimal. Rather, the web tends to curl up, which can be particularly troublesome if the web is later processed into sheets.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verarbeitbarkeit der Bahn zu verbessern.The invention has for its object to improve the processability of the web.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bahn im Kalander durch mehrere weiche Nips geleitet wird, die durch eine harte und eine weiche Walze mit einer elastischen Oberfläche begrenzt sind und man das Trocknen auf eine Oberflächenschicht der Bahn beschränkt.This object is achieved in a method of the type mentioned in that the web is passed in the calender through a plurality of soft nips, which are bounded by a hard and a soft roll with an elastic surface and limited drying to a surface layer of the web.

Mit dieser Ausgestaltung wird verhindert, daß die noch nicht von der Bahn aufgenommene, freie Feuchtigkeit an der Oberfläche der Bahn in den Kalander einläuft. Hierdurch vermeidet man Oberflächenbeschädigungen, die beispielsweise durch eine schnelle Verdampfung des freien Wassers beim Kontakt der Bahn mit einer heißen Walze im Kalander entstehen können. Durch das Trocknen erhält man eine höhere Oberflächenkompressibilität und - porösität, was zu einer verbesserten Farbaufnahme beim Verdrucken führt, insbesondere beim Tiefdruck. Durch das Antrocknen, also das Trocknen zwischen dem Befeuchten und dem Satinieren im Kalander, ergibt sich auch eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit in der Flächenausdehnung der Bahn und damit eine verbesserte Flachlage sowie eine verbesserte Gleichmäßigkeit von Glanz und Glätte nach der Satinage.With this configuration prevents the not yet absorbed by the web, free moisture on the surface of the web enters the calender. This avoids surface damage, which can be caused for example by a rapid evaporation of the free water in contact of the web with a hot roller in the calender. By drying one obtains a higher surface compressibility and - porosity, which leads to an improved ink absorption during printing, especially in gravure printing. By drying, so drying between moistening and calendering in the calender, also results an improvement in the uniformity in the surface area of the web and thus an improved flatness and improved uniformity of gloss and smoothness after the calendering.

Hierbei ist bevorzugt, daß man den Feuchtegehalt der Bahn durch das Trocknen auf einen Wert eingestellt, der um 0,5 bis 3 %, insbesondere 0,5 bis 1 %, niedriger ist als der Feuchtegehalt vor dem Trocknen. Wenn beispielsweise die Bahn nach dem Befeuchten einen Feuchtegehalt von 10 % hat, dann hat sie nach dem Trocknen einen Feuchtegehalt von 7 bis 9,5 %, insbesondere von 9 bis 9,5 %. Man setzt den Feuchtegehalt der Bahn durch das Trocknen nach dem Befeuchten zwar wieder herab. Dieses Herabsetzen ist jedoch nicht so ausgeprägt, wie ein Übertrocknen der Bahn vor dem Auftragen der Feuchtigkeit.In this case it is preferred that the moisture content of the web is adjusted by drying to a value which is 0.5 to 3%, in particular 0.5 to 1%, lower than the moisture content before drying. For example, if the web has a moisture content of 10% after wetting, then it has a moisture content of 7 to 9.5%, especially 9 to 9.5% after drying. Although the moisture content of the web is lowered again by drying after wetting. However, this reduction is not as pronounced as over drying the web before applying the moisture.

Indem man das Trocknen auf eine Oberflächenschicht der Bahn beschränkt, erhält man ein Feuchteprofil, bei dem die Feuchtigkeit ein Maximum unterhalb der Oberfläche hat, also bei beidseitigem Auftrag der Feuchte und beidseitigem Trocknen ein M- oder W-Profil. Die Kompressibilität eines mittleren Bereichs der Bahn wird praktisch nicht beeinflußt. Auch die Kompressibilität der äußeren Schichten der Bahn bleibt erhalten. Lediglich in einem Bereich zwischen der äußeren Schicht und der mittleren Schicht wird die Bahn stärker verdichtet. Die guten Oberflächeneigenschaften der Bahn bleiben jedoch erhalten. Hierbei ist zu beachten, daß auch nach dem Trocknen die Oberfläche der Bahn nicht vollständig trocken oder übertrocknet ist, wie beispielsweise am Ausgang einer Trockenpartie.By restricting the drying to a surface layer of the web, a moisture profile is obtained in which the moisture has a maximum below the surface, ie when the moisture is applied to both sides and dried on both sides, an M or W profile is obtained. The compressibility of a central region of the web is practically unaffected. The compressibility of the outer layers of the web is retained. Only in a region between the outer layer and the middle layer is the web more compacted. However, the good surface properties of the web are retained. It should be noted that even after drying, the surface of the web is not complete dry or overdried, such as at the exit of a dryer section.

Bevorzugterweise stellt man vor dem Befeuchten die Bahn auf einen Feuchtegehalt von maximal 7 %, insbesondere maximal 4 %, ein. Diese Einstellung kann man in der Trockenpartie vornehmen. Die Bahn wird also sozusagen übertrocknet. Dies erleichtert es nicht nur, den mittleren Bereich der Bahn auch nach dem Befeuchten trocken zu halten. Auch die Einstellung des oben erwähnten Feuchteprofils, bei dem das Maximum der Feuchtigkeit nicht an, sondern unter der Oberfläche liegt, wird erleichtert.Preferably, before wetting, the web is adjusted to a moisture content of not more than 7%, in particular not more than 4%. This setting can be made in the dryer section. The train is so overdried so to speak. This not only makes it easier to keep the middle area of the track dry after wetting. Also, the setting of the above-mentioned moisture profile, in which the maximum of the moisture is not on, but below the surface, is facilitated.

Vorzugsweise befeuchtet man die Bahn auf einen Feuchtegehalt von mindestens 8 %, insbesondere mindestens 10 %. Diese Werte haben sich als optimal für die nachfolgende Satinage erwiesen. Dies gilt auch dann, wenn die Bahn nach dem Befeuchten wieder an der Oberfläche getrocknet wird.Preferably, the web is moistened to a moisture content of at least 8%, in particular at least 10%. These values have been found to be optimal for the subsequent calendering. This also applies if the web is dried again on the surface after moistening.

Hierbei ist bevorzugt, daß man die Bahn so kurz vor dem Kalander befeuchtet, daß der Feuchtegehalt in der Bahnmitte beim Durchlaufen des ersten Nips des Kalanders maximal das 1,3-fache des Feuchtegehalts der Bahn vor dem Befeuchten beträgt. Man verhindert also, daß sich die Feuchtigkeit gleichmäßig in der Bahn ausbreitet. Der mittlere Bereich der Bahn soll relativ trocken bleiben. Dies hat, wie bekannt, den Effekt, daß der mittlere Bereich weniger stark komprimiert wird.It is preferred that the web is moistened so close to the calender that the moisture content in the web center when passing through the first nip of the calender is at most 1.3 times the moisture content of the web before wetting. It prevents so that the moisture spreads evenly in the web. The middle part of the track should stay relatively dry. This has, as is known, the effect of compressing the middle region less strongly.

Vorzugsweise trocknet man die Bahn durch Infrarotstrahlung, Kontakttrocknung oder Schwebetrocknung nach dem Befeuchten. Diese Trocknungsverfahren haben den Vorteil, daß sie nur auf die Oberfläche der Bahn wirken. Man erreicht dadurch, daß auch nur der Oberflächenbereich der Bahn getrocknet wird und evtl. ein kleiner Bereich unterhalb der Oberfläche. Dies führt dazu, daß man einen relativ großen Bereich innerhalb der Bahn hat, der nach wie vor eine gewisse Feuchtigkeit aufweist. Nur ist dieser Bereich nicht an, sondern unterhalb der Oberfläche.The web is preferably dried by infrared radiation, contact drying or suspension drying after wetting. These drying methods have the advantage of acting only on the surface of the web. This achieves that only the surface area of the web is dried and possibly a small area below the surface. This results in having a relatively large area within the web which still has some moisture. Only this area is not on, but below the surface.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kalander mehrere weiche Nips aufweist, die jeweils zwischen einer harten Walze und einer weichen Walze mit elastischer Oberfläche gebildet sind und die Trocknungseinrichtung so dicht vor dem Kalander angeordnet ist, daß in einer Schicht unterhalb der Oberfläche der Bahn eine höhere Feuchtigkeit herrscht als in einer Schicht an der Oberfläche.The problem is solved in a device of the type mentioned above in that the calender has a plurality of soft nips, which are each formed between a hard roller and a soft roller with an elastic surface and the drying device is arranged so close to the calender that in one Layer below the surface of the web higher humidity prevails than in a layer on the surface.

Nach dem Auftragen der Feuchtigkeit wird die Bahn also noch einmal getrocknet. Dies hat den positiven Effekt, daß auf jeden Fall die Oberfläche mit einer geringeren Feuchtigkeit versehen wird. Die Kompressibilität der Oberfläche bleibt also erhalten, so daß später auch die Bedruckbarkeit verbessert wird. Darüber hinaus verbessert sich die Planlage.After applying the moisture, the web is dried again. This has the positive effect that in any case the surface is provided with a lower humidity. The compressibility of the surface is thus retained, so that later the printability is improved. In addition, the flatness improves.

Bevorzugterweise ist die Trocknungseinrichtung als Oberflächen-Trocknungseinrichtung ausgebildet. Die Bahn wird also nur an ihrer Oberfläche erwärmt und dort getrocknet. Dies hat neben den oben geschilderten Vorteilen zusätzlich den Effekt, daß man beim Auftrag der Feuchtigkeit nicht mehr so genau darauf achten muß, daß die aufgetragene Feuchtigkeit vollständig von der Bahn aufgenommen werden kann. Ein kleiner Feuchtigkeitsüberschuß ist durchaus zulässig. Dieser wird in der Oberflächen-Trocknungseinrichtung entfernt. Oberflächenbeschädigungen, die beispielsweise durch eine schnelle Verdampfung des freien Wassers beim Kontakt der Bahn mit einer heißen Walze im Kalander auftreten könnten, werden mit einer relativ großen Zuverlässigkeit vermieden.Preferably, the drying device is designed as a surface-drying device. The web is thus heated only on its surface and dried there. In addition to the advantages described above, this has the additional effect that it is no longer necessary to pay so much attention to the application of moisture that the applied moisture can be completely absorbed by the web. A small excess of moisture is quite permissible. This is removed in the surface drying device. Surface damage, which could occur, for example, by rapid evaporation of the free water on contact of the web with a hot roller in the calender, is avoided with relatively high reliability.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Trocknungseinrichtung als Infrarot-Trockner, Kontakttrockner oder Schwebetrockner ausgebildet ist. Alle drei Trocknungseinrichtungen wirken über die Oberfläche auf die Bahn, führen also dazu, daß zunächst eine Schicht an der Oberfläche der Bahn getrocknet wird, ohne daß eine entsprechende Trocknung unmittelbar in tieferen Bereichen der Bahn erfolgt.It is preferred that the drying device is designed as an infrared dryer, contact dryer or floating dryer. All three drying devices act on the web over the surface, thus leading to the fact that first a layer is dried on the surface of the web, without a corresponding drying takes place directly in deeper areas of the web.

Vorzugsweise ist die Befeuchtungseinrichtung so kurz vor dem Kalander angeordnet, daß der Feuchtegehalt in der Bahnmitte beim Durchlaufen des ersten Nips des Kalanders maximal das 1,3-fache des Feuchtegehalts der Bahn vor der Befeuchtungseinrichtung beträgt. Man läßt also zu, daß etwas Feuchtigkeit auch in den mittleren Bereich der Bahn gelangt. Allerdings ist ein vollständiger Feuchtigkeitsausgleich über die Bahn noch nicht erfolgt. Die Bahnmitte bleibt also wesentlich trockener als der Rest der Bahn, so daß die Bahnmitte auch weniger stark komprimiert wird, wenn die Bahn in den Nips des Kalanders mit Druck beaufschlagt wird.Preferably, the moistening device is arranged so close to the calender that the moisture content in the web center when passing through the first nip of the calender is at most 1.3 times the moisture content of the web before the moistening device. It is therefore admitted that some moisture is also in the middle Area of the railway arrives. However, complete moisture balance over the web has not yet occurred. The web center thus remains substantially drier than the rest of the web, so that the web center is also less compressed when the web is pressurized in the nips of the calender.

Nach dem Trocknen der Oberfläche der Bahn beginnt sofort ein Feuchtigkeitsausgleich über die Dicke der Bahn. Dieser Feuchtigkeitsausgleich benötigt aber eine gewisse Zeit. Man ordnet die Trocknungseinrichtung so dicht vor dem Kalander an, daß dieser Ausgleich noch nicht stattgefunden hat. Man erhält also ein Feuchtigkeitsprofil, bei dem das Maximum der Feuchtigkeit nicht an der Oberfläche, sondern unterhalb der Oberfläche liegt. Bei einer zweiseitig befeuchteten und zwischengetrockneten Bahn erhält man also ein M- oder W-förmiges Profil der Feuchtigkeitsverteilung.After drying the surface of the web, moisture equalization immediately commences across the thickness of the web. But this moisture balance needs a certain amount of time. It arranges the drying device so close to the calender that this compensation has not yet taken place. So you get a moisture profile in which the maximum of moisture is not on the surface, but below the surface. In a two-sided moistened and intermediately dried web, one thus obtains an M-shaped or W-shaped profile of the moisture distribution.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Behandeln einer Papierbahn,
Fig. 2
eine erste Ausführungsform einer Trocknungseinrichtung,
Fig. 3
eine zweite Ausführungsform einer Trocknungseinrichtung und
Fig. 4
eine dritte Ausführungsform einer Trocknungseinrichtung.
The invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments in conjunction with the drawings. Herein show:
Fig. 1
a schematic representation of an apparatus for treating a paper web,
Fig. 2
a first embodiment of a drying device,
Fig. 3
a second embodiment of a drying device and
Fig. 4
a third embodiment of a drying device.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln einer Papier- oder Kartonbahn 2, die im folgenden auch kurz als "Bahn" 2 bezeichnet wird. Fig. 1 shows a device 1 for treating a paper or board web 2, which is also referred to below as "web" 2.

Die Bahn 2 kommt aus einer Papier- oder Kartonmaschine, durchläuft dann eine Befeuchtungseinrichtung 4, eine Trocknungseinrichtung 5 und einen Kalander 6, bevor sie in einer Aufwicklung 7 auf eine Wickelrolle 8 oder ein Tambour aufgewickelt wird. Zwischen dem Kalander 6 und der Aufwicklung 7 kann eine schematisch dargestellte Behandlungseinrichtung 9 vorgesehen sein. In der Behandlungseinrichtung 9 kann die Bahn 2 beispielsweise noch einmal befeuchtet werden.The web 2 comes from a paper or board machine, then passes through a moistening device 4, a drying device 5 and a calender 6, before being wound up in a winding 7 on a winding roll 8 or a drum. Between the calender 6 and the winding 7, a treatment device 9 shown schematically may be provided. In the treatment device 9, the web 2, for example, be moistened again.

Die Bahn 2 wird in der Papier- oder Kartonmaschine 3, genauer gesagt in deren Trockenpartie, relativ stark getrocknet. Sie wird übertrocknet, d.h. ihre Feuchtigkeit wird auf einen Wert vermindert, der zum Satinieren der Bahn 2 im Kalander 6 nicht mehr ausreicht. Am Ausgang der Papier- oder Kartonmaschine 3 hat die Bahn 2 beispielsweise einen Feuchtegehalt von maximal 7 %, vorzugsweise sogar von maximal 4 %.The web 2 is relatively strongly dried in the paper or board machine 3, more precisely in its drying section. It is overdried, i. their moisture is reduced to a value that is no longer sufficient for the satinization of the web 2 in the calender 6. At the exit of the paper or board machine 3, the web 2 has, for example, a moisture content of at most 7%, preferably even a maximum of 4%.

Nach dem Verlassen der Trockenpartie der Papier- oder Kartonmaschine 3 durchläuft die Bahn 2 dann die Befeuchtungseinrichtung 4, in der sie von der Oberfläche her befeuchtet wird. Mit anderen Worten trägt man in der Befeuchtungseinrichtung 4 Feuchtigkeit in Form von Dampf oder eines Sprühnebels auf die Oberfläche der Bahn 2 auf. Der Feuchtigkeitsauftrag kann hierbei durchaus zweiseitig erfolgen, so daß beide Seiten der Bahn 2 mit einer erhöhten Feuchtigkeit versehen werden.After leaving the drying section of the paper or board machine 3, the web 2 then passes through the moistening device 4, in which it is moistened from the surface. In other words, you wear in the humidifier 4 moisture in the form of vapor or a spray on the surface of the web 2 on. The moisture application can be done on two sides, so that both sides of the web 2 are provided with an increased humidity.

Es ist nun bekannt, die so befeuchtete Bahn durch den Kalander 6 zu leiten. Hierbei sind die Oberflächenschichten der Bahn 2 (bei Feuchtigkeitsauftrag nur auf eine Seite auch nur eine Oberflächenschicht der Bahn 2) mit einem höheren Feuchtegehalt als die Mitte der Bahn 2 ausgestaltet. Da die Kompression der Bahn 2 im Kalander 6 auch von dem Feuchtegehalt der Bahn 2 abhängt, wird dementsprechend die mittlere Schicht der Bahn 2 weniger stark komprimiert als die äußeren Schichten der Bahn 2. Dafür wird die Oberfläche der Bahn 2 besser geglättet.It is now known to guide the thus moistened web through the calender 6. In this case, the surface layers of the web 2 (if only one surface layer of the web 2 is coated with moisture on one side) are designed with a higher moisture content than the middle of the web 2. Since the compression of the web 2 in the calender 6 also depends on the moisture content of the web 2, the middle layer of the web 2 is correspondingly less compressed than the outer layers of the web 2. For this purpose, the surface of the web 2 is better smoothed.

Der Kalander 6 besteht in an sich bekannter Weise aus mehreren Walzen 10-17, die zwischen sich Nips 18-24 ausbilden. Die beiden Endwalzen 10, 17 und die Zwischenwalzen 12, 14 und 15 sind dabei als weiche Walzen mit einem elastischen Belag 25 an der Oberfläche ausgebildet. Die verbleibenden Walzen 11, 13 und 16 sind als harte Walzen ausgebildet, deren Oberfläche nicht so nachgiebig ist, wie die Oberflächen der weichen Walzen 10, 12, 14, 15, 17. In nicht näher dargestellter Weise können die harten Walzen 11, 13, 16 beheizt sein. Dementsprechend sind die Nips 18-21, 23, 24 als weiche Nips ausgebildet. Der Nip 22 ist als Wechselnip ausgebildet, der durch zwei weiche Walzen 14, 15 begrenzt ist. Mit einem derartigen Kalander 6 ist es möglich, beide Seiten der Bahn in mindestens zwei Nips jeweils an einer harten und beheizten Walze 11, 13, 16 anliegen zu lassen.The calender 6 consists in a conventional manner of a plurality of rollers 10-17, which form between them nips 18-24. The two end rollers 10, 17 and the intermediate rollers 12, 14 and 15 are formed as soft rollers with an elastic coating 25 on the surface. The remaining rollers 11, 13 and 16 are formed as hard rollers whose surface is not as resilient as the surfaces of the soft rollers 10, 12, 14, 15, 17. In a manner not shown, the hard rollers 11, 13, 16 be heated. Accordingly, the nips 18-21, 23, 24 are formed as soft nips. The nip 22 is designed as a changeover tip, which is bounded by two soft rollers 14, 15 is. With such a calender 6, it is possible to rest both sides of the web in at least two nips each on a hard and heated roller 11, 13, 16.

Zusätzlich ist nun vorgesehen, daß zwischen der Befeuchtungseinrichtung 4 und dem Kalander 6 eine Trocknungseinrichtung 5 vorgesehen ist, die als Oberflächen-Trocknungseinrichtung ausgebildet ist. In dieser Trocknungseinrichtung 5 wird die Bahn 2 von der Oberfläche her getrocknet. Dies hat den Vorteil, daß Feuchtigkeit, die nach dem Durchlaufen der Befeuchtungseinrichtung 4 noch an der Oberfläche verbleibt, weil zu viel Feuchtigkeit aufgetragen worden ist, entfernt werden kann. Es besteht also nicht mehr die Gefahr, daß ein Feuchtigkeitsüberschuß beim Durchlaufen des ersten Nips 18 an der heißen Walze 11 schlagartig verdampft und dadurch die Oberfläche beschädigt.In addition, it is now provided that a drying device 5 is provided between the moistening device 4 and the calender 6, which is designed as a surface-drying device. In this drying device 5, the web 2 is dried from the surface. This has the advantage that moisture that remains on the surface after passing through the moistening device 4, because too much moisture has been applied, can be removed. Thus, there is no longer the risk that an excess of moisture evaporates abruptly when passing through the first nip 18 on the hot roller 11, thereby damaging the surface.

Darüber hinaus hat die Trocknungseinrichtung 5 den Vorteil, daß man einen Teil der Feuchtigkeit aus der Oberfläche der Bahn 2 entfernt. Dies hat zwar einen kleinen nachteiligen Effekt auf die sich im Kalander 6 ausbildende Glätte. Dafür wird aber auch die Oberfläche der Bahn 2 weniger stark komprimiert, was sich später positiv auf die Verarbeitbarkeit auswirkt. Insbesondere ist die Farbaufnahme der Bahn beim Verdrucken besser. Dies gilt vor allem beim Tiefdruck. Da die oberflächennahen Schichten immer noch eine erhebliche Feuchtigkeit aufweisen können, ergibt sich weiterhin eine gute Glätte und ein ausreichender Glanz. Durch das Antrocknen der Oberfläche ergibt sich eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Feuchtigkeit in der parallel zur Oberfläche liegenden Ebene des Papiers und damit eine verbesserte Flachlage sowie eine verbesserte Gleichmäßigkeit von Glanz und Glätte nach dem Durchlaufen des Kalanders 6, also nach der Satinage.In addition, the drying device 5 has the advantage that one removes part of the moisture from the surface of the web 2. Although this has a small detrimental effect on the calender 6 forming smoothness. But also the surface of the web 2 is less compressed, which later has a positive effect on the processability. In particular, the ink absorption of the web during printing is better. This is especially true for gravure printing. Since the near-surface layers can still have a considerable moisture, good smoothness and a sufficient gloss continue to result. By drying the Surface results in an improvement in the uniformity of the moisture in the lying parallel to the surface plane of the paper and thus an improved flatness and improved uniformity of gloss and smoothness after passing through the calender 6, so after the calendering.

Wenn die Bahn 2 zuvor beidseitig befeuchtet worden ist, dann wird sie in der Trocknungseinrichtung 5 auch beidseitig getrocknet. Wenn nur eine Seite befeuchtet worden ist, dann reicht das Trocknen der befeuchteten Seite aus. Die weitere Erläuterung erfolgt an einem Ausführungsbeispiel, in dem beide Seiten der Bahn 2 befeuchtet worden sind. Der Fachmann wird aber ohne Schwierigkeiten auch eine einseitige Befeuchtung und eine einseitige Trocknung nach dem hier geschilderten Verfahren vornehmen können.If the web 2 has previously been moistened on both sides, then it is also dried on both sides in the drying device 5. If only one side has been moistened then drying of the moistened side is sufficient. The further explanation is made on an embodiment in which both sides of the web 2 have been moistened. However, the skilled person will be able to make a one-sided moistening and a one-sided drying according to the method described here without difficulty.

Wie oben ausgeführt, stellt man den Feuchtegehalt der Bahn 2 nach dem Verlassen der Papier- oder Kartonmaschine 3 auf maximal 7 %, besser maximal 4 %, ein. Der Feuchtegehalt nach dem Durchlaufen der Befeuchtungseinrichtung 4 liegt dann bei mindestens 8 %, vorzugsweise sogar bei mindestens 10 %. Dieser Feuchtegehalt wird beim Durchlaufen der Trocknungseinrichtung 5 wieder etwas vermindert. Der Feuchtegehalt nach der Trocknungseinrichtung sollte um mindestens 0,5 bis 3 %, vorzugsweise 0,5 bis 1 %, geringer sein als vor der Trocknungseinrichtung 5. Mit anderen Worten liegt der Feuchtegehalt der Bahn 2, der nach dem Durchlaufen der Befeuchtungseinrichtung 4 beispielsweise bei 10 % gelegen hat, nach dem Durchlaufen der Trocknungseinrichtung 5 bei 7 bis 9,5 %, vorzugsweise bei 9 bis 9,5 %.As stated above, one sets the moisture content of the web 2 after leaving the paper or board machine 3 to a maximum of 7%, better at most 4%. The moisture content after passing through the moistening device 4 is then at least 8%, preferably even at least 10%. This moisture content is again slightly reduced when passing through the drying device 5. The moisture content after the drying device should be at least 0.5 to 3%, preferably 0.5 to 1%, lower than before the drying device 5. In other words, the moisture content of the web 2, after passing through the moistening device 4, for example 10% located has, after passing through the drying device 5 at 7 to 9.5%, preferably 9 to 9.5%.

Bei einer beidseitigen Befeuchtung und einer beidseitigen Trocknung der Bahn 2 ergibt sich also ein Feuchtigkeitsprofil, das die Form eines M oder W hat. Mit anderen Worten liegt das Maximum der Feuchtigkeit nicht an der Oberfläche, sondern etwas unter der Oberfläche.With a two-sided moistening and a two-sided drying of the web 2, therefore, results in a moisture profile, which has the form of an M or W. In other words, the maximum of moisture is not at the surface, but slightly below the surface.

Die Befeuchtung der Bahn in der Befeuchtungseinrichtung 4 und die Trocknung der Bahn 2 in der Trocknungseinrichtung 5 müssen relativ kurz vor dem Kalander erfolgen. Die Zeit zwischen dem Durchlaufen der Befeuchtungseinrichtung 4 und dem Durchlaufen des ersten Nips 18 des Kalanders 6 sollte maximal 2 Sekunden, vorzugsweise sogar maximal 1 Sekunde, betragen, um zu verhindern, daß sich die Feuchtigkeit über die Dicke der Bahn ausgleicht. Die Mitte der Bahn sollte also vorzugsweise relativ trocken bleiben. Sie sollte nicht größer sein als 30 % über der Feuchtigkeit der Bahn beim Verlassen der Papier- oder Kartonmaschine 3. Wenn dort die Feuchtigkeit auf 4 % eingestellt war, dann sollte der Feuchtegehalt der Mitte der Bahn 2 beim Einlaufen in den ersten Nip 18 des Kalanders bei maximal 5,3 % liegen.The moistening of the web in the moistening device 4 and the drying of the web 2 in the drying device 5 must take place relatively shortly before the calender. The time between the passage of the moistening device 4 and the passage of the first nip 18 of the calender 6 should be a maximum of 2 seconds, preferably even a maximum of 1 second, to prevent the moisture from being equalized across the thickness of the web. The middle of the web should therefore preferably remain relatively dry. It should not be greater than 30% above the moisture of the web when leaving the paper or board machine 3. If the moisture there was set at 4%, then the moisture content of the center of the web 2 should be in the first nip 18 of the calender at a maximum of 5.3%.

In gleicher Weise muß natürlich auch die Trocknungseinrichtung 5 relativ dicht vor dem Kalander positioniert sein, um zu verhindern, daß sich die Feuchtigkeit aus dem Innern der Bahn 2 wieder zur Oberfläche hin ausgleicht, bevor die Bahn 2 den ersten Nip 18 des Kalanders 6 durchläuft.In the same way, of course, the drying device 5 must be positioned relatively close to the calender to prevent the moisture from the inside of the web 2 back to the surface compensates before the web 2 passes through the first nip 18 of the calender 6.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen nun unterschiedliche Ausgestaltungen für die Trocknungseinrichtung 5.The Fig. 2 to 4 now show different embodiments of the drying device. 5

In Fig. 2 ist die Trocknungseinrichtung 5 durch einen Infrarot-Trockner 26 gebildet, der auf beiden Seiten der Bahn 2 angeordnet ist. Ein Infrarot-Trockner arbeitet mit einer Infrarotstrahlung, die die Oberfläche der Bahn 2 beaufschlagt.In Fig. 2 the drying device 5 is formed by an infrared dryer 26, which is arranged on both sides of the web 2. An infrared dryer operates with an infrared radiation, which acts on the surface of the web 2.

In Fig. 3 ist der Trockner 5 als Kontakttrockner ausgebildet. Die Bahn 2 umschlingt zwei beheizte Walzen 27, 28, wird also auch bei dieser Ausgestaltung von der Oberfläche her beheizt.In Fig. 3 the dryer 5 is designed as a contact dryer. The web 2 wraps around two heated rollers 27, 28, so it is also heated in this embodiment of the surface.

In Fig. 4 ist die Trocknungseinrichtung 5 als Schwebetrockner ausgebildet. Zwei Blaseinrichtungen 29, 30 blasen erwärmte Luft auf beide Seiten der Bahn 2. Dadurch wird die Bahn einerseits in der Schwebe gehalten, also kontaktlos geführt. Andererseits wird aber auch Feuchtigkeit von der Bahn abgeführt und zwar einerseits durch die Zufuhr von Wärme und andererseits durch die Zufuhr von trockener Luft.In Fig. 4 the drying device 5 is designed as a floating dryer. Two blowing devices 29, 30 blow heated air on both sides of the web 2. As a result, the web is held on the one hand in the air, that is guided without contact. On the other hand, moisture is also removed from the web, on the one hand by the supply of heat and on the other hand by the supply of dry air.

In allen Fällen wirkt die Trocknungseinrichtung 5 nur auf die Oberfläche der Bahn 2, so daß Bereiche unterhalb der Oberfläche der Bahn 2 feuchter bleiben und damit stärker komprimiert werden können. Je tiefer man dann in die Dicke der Bahn hineinkommt, desto geringer wird der Feuchtigkeitsgehalt. Dementsprechend wird die Bahn 2 im Kalander 6 insgesamt relativ volumenschonend satiniert.In all cases, the drying device 5 acts only on the surface of the web 2, so that areas below the surface of the web 2 remain moister and thus can be compressed more. The deeper you get into the thickness of the web, the lower the moisture content. Accordingly, the Web 2 in the calender 6 total satellites relatively volume-saving.

Claims (10)

  1. Process for treating a web (2) of paper or board, in which the web (2) is moistened at least on one side and is then led through a calender (6), the web being dried between being moistened and being led through the calender (6), characterized in that the web (2) in the calender is led through a plurality of soft nips (18, 19, 20, 21, 23, 24), which are bounded by a hard (11, 13, 16) and a soft roll (10, 12, 14, 15, 17) having an elastic surface, and the drying is restricted to a surface layer of the web (2).
  2. Process according to Claim 1, characterized in that the moisture content of the web (2) is adjusted by the drying to a value which is 0.5 to 3%, in particular 0.5 to 1%, lower than the moisture content before the drying.
  3. Process according to Claim 1 or 2, characterized in that, before being moistened, the web (2) is adjusted to a moisture content of at most 7%, in particular at most 4%.
  4. Process according to Claim 3, characterized in that the web (2) is moistened to a moisture content of at least 8%, in particular at least 10%.
  5. Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the web (2) is moistened so shortly before the calender (6) that the moisture content in the centre of the web as it passes through the first nip (18) of the calender (6) is at most 1.3 times the moisture content of the web (2) before being moistened.
  6. Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the web (2) is dried by infrared radiation, contact drying or float drying after being moistened.
  7. Apparatus for treating a web (2) of paper or board with a calender (6) and a moistening device before the calender (6) in the running direction of the web (2), and also with a drying device (5) arranged between the moistening device (4) and the calender (6), characterized in that the calender (6) has a plurality of soft nips (18, 19, 20, 21, 23, 24), which are in each case formed between a hard roll (11, 13, 16) and a soft roll (10, 12, 14, 15, 17) having an elastic surface, and the drying device (5) is arranged so closely before the calender (6) that a higher moisture prevails in a layer underneath the surface of the web (2) than in a layer at the surface.
  8. Apparatus according to Claim 7, characterized in that the drying device (5) is constructed as a surface drying device.
  9. Apparatus according to Claim 7 or 8, characterized in that the drying device (5) is constructed as an infrared dryer (26), contact dryer (27, 28) or float dryer (29, 30).
  10. Apparatus according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the moistening device (4) is arranged so shortly before the calender (6) that the moisture content in the centre of the web as it passes through the first nip (18) of the calender (6) is at most 1.3 times the moisture content of the web (2) before the moistening device (4).
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