EP2119826A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserstoffbahn Download PDF

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EP2119826A1
EP2119826A1 EP09159959A EP09159959A EP2119826A1 EP 2119826 A1 EP2119826 A1 EP 2119826A1 EP 09159959 A EP09159959 A EP 09159959A EP 09159959 A EP09159959 A EP 09159959A EP 2119826 A1 EP2119826 A1 EP 2119826A1
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EP
European Patent Office
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liquid
steam
web
range
dispensing device
Prior art date
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Application number
EP09159959A
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English (en)
French (fr)
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EP2119826B1 (de
Inventor
Jörg Dr. Rheims
Lothar Dr. Zimmermann
Frank Wegehaupt
Thomas Keuerleber
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
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2119826A1 publication Critical patent/EP2119826A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2119826B1 publication Critical patent/EP2119826B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/003—Indicating or regulating the moisture content of the layer
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G7/00—Damping devices
    • 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
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • 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
    • D21H23/50—Spraying or projecting

Definitions

  • the invention relates to a method for moistening a fibrous web, in particular a paper or board web, in which first applying liquid and then steam to the fibrous web.
  • the invention further relates to a device for moistening a fibrous web, in particular a paper or board web, with a liquid dispensing device adjacent to a web running path and a steam dispensing device arranged along the web running path behind it.
  • moistening is necessary in many cases. For example, if you pass the paper web through a calender to satin it, you apply moisture to improve the calendering result. You want to do that achieve that the moisture application remains essentially on the surface of the paper web, because only there, the fibers are to be plasticized.
  • the moisture should preferably not penetrate into the interior of the paper web when passing through the nips in order to achieve a volume-saving calendering. So you want to achieve a moisture gradient and possibly also a temperature gradient.
  • Another possibility is to apply the moisture in the form of a liquid which is atomized, for example in a nozzle moistener.
  • a liquid which is atomized for example in a nozzle moistener.
  • it prepares In many cases difficulties to apply the moisture evenly in this way, since the liquid is always reflected in the form of individual drops on the surface of the paper web. In spite of fine drops, in many cases no homogeneous film is formed. This creates the risk of marks on the surface of the paper web. It takes a relatively long residence time of the liquid on the paper web before it can be introduced into a calender nip or other treatment device.
  • the invention has for its object to achieve the highest possible and low-interference moisture application.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in that applying the steam to the fibrous web, as long as previously applied liquid is still on the surface.
  • the first applied liquid serves as a nucleus or core for the condensation of the vapor applied thereafter, so that the condensation of the vapor is achieved largely independently of the temperature of the fibrous web.
  • the condensation heats the already applied liquid.
  • the viscosity of this liquid decreases and the surface tension is reduced, so that the applied liquid can now easily form a uniform liquid film.
  • the applied liquid acts as a heat conductor between the later applied steam and the fibrous web, so that the fibrous web can be further heated by the steam.
  • the steam at a time interval in the range of 1 ms to 200 ms, in particular in the range of 1 ms to 100 ms, after the application of the liquid.
  • This time interval is so small that it is ensured that in any case, a sufficient amount of liquid remains on the surface of the fibrous web.
  • the liquid is sufficient to condense the steam to the desired extent.
  • the vapor is applied at a spatial distance in the range from 20 mm to 2000 mm, in particular from 30 mm to 1500 mm and preferably in the range from 50 mm to 500 mm behind the application of the liquid.
  • the distance is chosen so that when applying the steam enough liquid is still present on the surface of the fibrous web to achieve the desired effect.
  • the steam is applied as long as at least 75%, in particular at least 90%, of the liquid is present on the surface of the fibrous web. In this case, well over half of the applied liquid is available to condense the vapor.
  • the liquid is heated by the steam, as already mentioned. Due to the relatively large amount of liquid, the liquid droplets that have formed on the surface of the fibrous web can then combine to form a film.
  • the liquid is applied by saturated steam or wet steam.
  • steam may be passed into a cooled or simply low temperature steam box.
  • the liquid then already has an elevated temperature, which has a positive effect on the further moistening of the fibrous web.
  • the liquid in the form of ice can be applied in the form of small ice crystals that have been previously prepared.
  • Such ice crystals become the state as a solid maintained only a relatively short time. They are converted back into a liquid very quickly by the subsequent vapor deposition. Due to the lower temperature compared to a liquid, the steam can then condense to an increased extent, so that more moisture can be introduced by steam application than otherwise.
  • the liquid at a greater distance from the fibrous web is discharged from a liquid dispenser than steam from a steam dispenser.
  • the distance between the liquid of the dispenser and the web running path is thus greater than the distance between the steam dispenser and the web running path.
  • the distance between the liquid dispensing device depends essentially on the desired quality of the spray application. The efficiency of the vapor deposition is the better, the closer the vapor dispensing device is arranged on the web running path.
  • liquid mist Preferably, it sucks off liquid mist and / or steam.
  • one avoids an exposure to the environment with liquid mist or steam.
  • the moisture contained in the liquid mist or vapor can be reused.
  • the web temperature after the vapor deposition is in the range of 80 to 100 ° C, in particular in the range of 85 to 90 ° C.
  • such high temperatures can not be realized by a pure steam application. But if you apply liquid before and then let the steam condense, then you can enter a sufficient amount of heat in the web.
  • the steam optionally serves to increase the rate of penetration by heating the web.
  • the liquid and / or the vapor is applied via slot nozzles.
  • a slot nozzle With a slot nozzle, a distance of less than 25 mm to the surface of the web can be achieved for liquid application. The distance can then just as big as when steaming, which is very advantageous when using a common housing.
  • additives can, for example, support the penetration behavior, for example by reducing the surface tension of the liquid, or by performing a coating or assisting to homogenize the liquid application or to reduce disruptive deposits.
  • the liquid used is water, at least one coating color, at least one starch solution, at least one coating chemical, polyacrylic acid and its salts with alkali metal ions, alkaline earth metal ions, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycols, polysulfonic acids and / or long-chain organic ethers.
  • the liquid is applied in an amount in the range from 0.1 to 8 g / m 2 , in particular in the range from 0.2 to 1.5 g / m 2, based on the area of the fibrous web.
  • the liquid serves as a nucleus or condensation nucleus for the condensation of the vapor.
  • it serves as a heat conductor to transfer the heat from the steam to the surface of the fibrous web.
  • the vapor has the beneficial effect of reducing the viscosity and surface tension of the liquid so that it is easier to form a uniform film of liquid on the surface of the fibrous web. With a uniform film of liquid on the surface you can then so moistened fibrous web through a nip in lead a calender or other treatment device without having a greater risk of damage to the fibrous web.
  • the liquid dispensing device and the vapor dispensing device preferably have a common housing.
  • This housing can also be formed by the fact that the two devices are firmly connected.
  • the liquid dispensing device preferably has a vapor inlet connection. It is then possible to feed the liquid dispenser and the vapor dispenser from the same source, namely a vapor source. Such a steam source is available anyway in many paper or board mills.
  • the liquid can then be produced by cooling the liquid dispenser or otherwise maintaining it at a sufficiently low temperature.
  • the liquid is then discharged in the form of saturated or wet steam, which has the advantage that the liquid itself can already be used to heat the fibrous web.
  • the liquid dispensing device has a hot water connection. It is thus possible to supply the liquid dispensing device with already heated or heated liquid, which is then dispensed onto the fibrous web at a correspondingly high temperature.
  • the liquid dispenser may also be connected to an ice maker.
  • An ice maker turns liquid into ice, preferably in the form of small ice crystals.
  • the ice crystals are particularly capable of causing condensation of the vapor.
  • the ice crystals are melted. But this is desirable because you want to ultimately achieve a humidification of the fibrous web. Here you can apply a large amount of steam, which allows a particularly fine control.
  • the vapor dispensing device has a distance from the web travel path which is smaller than the distance of the liquid dispensing device to the web travel path.
  • the efficiency of the steam dispenser is particularly good.
  • a bigger one Spacing in the liquid dispenser makes it possible to achieve a good efficiency in the formation of a spray.
  • a suction device is provided.
  • the suction device is able to suck vapor or liquid mist, which is not absorbed by the fibrous web, and thus transported away. The environment is therefore not adversely affected.
  • the liquid dispensing device and / or the vapor dispensing device preferably has a slot nozzle arrangement.
  • a slot nozzle arrangement one can achieve a relatively small distance between the dispenser and the web, which is particularly advantageous if one wants to make liquid application and vapor deposition from a common housing out.
  • the slot nozzle is particularly advantageous for the liquid application.
  • Fig. 1 shows a device 1 for wetting a paper web 2.
  • the paper web 2 is used here as an example of a fibrous web. Instead of the paper web 2, of course, a cardboard or board web can be moistened.
  • the paper web 2 is moved in a running direction 3 shown by an arrow on the device 1 along. Where the paper web 2 is located, a web running path is assumed.
  • the device 1 has in the running direction 3, first a liquid dispensing device 4 and then a steam dispenser 5.
  • the liquid dispensing device 4 dispenses liquid in the form of spray jets 6 in the direction of the paper web 2, so that a liquid film 7 is formed.
  • the liquid film 7 must be in the area of the liquid dispensing device 4 not yet connected. He may also be there in the form of individual droplets. As soon as the liquid has arrived on the surface of the paper web 2, it begins to penetrate into the interior of the paper web 2. However, this requires a certain amount of time.
  • the paper web 2 runs during this time past the steam dispensing device 5, the steam jets 8 in the direction of the paper web 2 outputs.
  • the steam transported by the steam jets 8 comes in contact with the liquid film 7, which has a lower temperature than the steam jets 8. Accordingly, the vapor condenses here and forms a further film referred to here as "steam film” 9, which, however, mixes with the liquid film 7.
  • steam film This approach has the advantage of being able to produce a sufficiently low temperature at the surface of the paper web 2 to cause the steam to condense. Accordingly, the heat energy contained in the steam can be almost completely used to heat the paper web 2 at the surface. The steam is thus applied with a relatively high efficiency.
  • the liquid film 7 is heated by the steam. As a result, the surface tension and the viscosity of the liquid forming the liquid film 7 are reduced, so that the droplets possibly formed during the liquid application can combine to form a uniform layer. By the increased Temperature, the liquid can then penetrate more easily into the surface of the paper web, so that the moistening and heating of the paper web 2 is favored.
  • liquid and steam Due to the separate application of liquid and steam, these two media can be set independently. If the liquid dispensing device 4 and the vapor dispenser 5 are subdivided into zones perpendicular to the direction of travel 3 of the paper web, which can be controlled independently, it is possible to be able to profile the moisture across the width of the paper web. Since it is possible to set the vapor deposition and the liquid application largely independently of each other, the profiling is possible both in terms of temperature and humidity. By zonal regulation of the amount of liquid and vapor, it is possible, for example, to apply liquid to profiles that are too dry at points in the air and steam to wet points when the steam is used in a subsequent process, e.g. passing through a nip of a calender causes greater drying. This allows targeted and energy-saving moisture profiling.
  • the liquid should as far as possible to the steam order, so at least 75%, better yet at least 90%, present on the surface of the paper web 2. It should therefore only have penetrated into the paper web 2 to a small extent.
  • the liquid dispensing device 4 and the steam dispensing device are arranged as close as possible to each other, advantageously even in a common housing.
  • the spatial distance between the end of the liquid application and the start of the vapor deposition should be in the range of 20 mm to 2000 mm, in particular between 50 mm and 1500 mm and particularly preferably between 30 mm and 500 mm.
  • the time interval of the job to a moving paper web 2 should be in the range of 1 ms to 200 ms, preferably between 1 ms and 100 ms.
  • the web temperature is heated after the device 1 to temperatures in the range of 70 to 100 ° C, preferably at temperatures in the range of 80 to 90 ° C.
  • Fig. 2 shows schematically how to realize such a device.
  • the device 1 is in this case arranged in front of a nip 10, which is formed between two rollers 11, 12.
  • the liquid dispensing device 4 has a steam connection 13 and a hot water connection 14 and can be cooled in a manner not shown in detail in order to convert the introduced steam into wet or saturated steam.
  • the liquid dispensing device 4 may also simply be designed as a nozzle moistener, in which water can be atomized by air or in some other way into fine droplets.
  • the steam dispenser 5 has a steam connection 15. Incidentally, the same elements as in Fig. 1 provided with the same reference numerals.
  • the device 1 is arranged so close to the nip 10 that pass at production speed less than 0.2 s, preferably in the range of 0.2 to 0.02 s before the paper web 2 after passing by the device 1 through the nip 10 is running. In this way it is ensured that the desired moisture and temperature conditioning takes place only in the outer layers of the paper web 2.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the device 1 is arranged in the region of a deflection roller 16. Same elements as in the Fig. 1 and 2 are provided with the same reference numerals. It can be seen that a distance a between the liquid dispensing device 4 and the paper web 2, which rests on the surface of the guide roller 16, is greater than a portion b between the vapor dispenser 5 and the paper web 2.
  • the distance a is preferably in the range of 15 to 200 mm, in particular from 100 to 120 mm.
  • the distance b is in the range of 10 to 100 mm, in particular in the range of 15 to 25 mm.
  • the distance a depends mainly on the desired quality of the spray application.
  • liquid dispensing device 4 and the vapor dispenser 5 have a common housing. At the entrance of the liquid dispensing device 4, a bulkhead 17 is still arranged.
  • a hot air outlet 18 or another possibility for heating the paper web 2 can additionally be provided. Subsequently, if necessary, still a solid application 19 may be provided.
  • a suction device 20 can also be arranged.
  • the suction device 20 may also, as indicated by arrows 21, unfold their effect in the region of the liquid dispensing device 4, so that there spray mist, which is not absorbed by the paper web 2, is sucked out.
  • Fig. 4 shows a similar embodiment, in which the only difference is that the device 1 is arranged in the region of a free web tension.
  • the liquid dispenser 4 is not curved.
  • Fig. 5 shows an embodiment in which the device 1 is arranged above the paper web 2 at least in the region of the liquid application.
  • the paper web 2 facing side of the steam dispenser 5 is curved, so that there is a substantially uniform Spampfungsspalt.
  • the liquid can also be applied in the form of solid, ie in the form of ice crystals.
  • the liquid dispensing device 4 is then connected to an ice generating device, not shown, which continuously produces ice crystals.
  • the ice crystals reduce the temperature of the surface of the paper web 2 to a particular extent, so that subsequently the steam transported up with the steam jets 8 can condense particularly well.
  • Fig. 6 schematically shows the formation of nozzles of the device 1.
  • first slot nozzles 22 and in the vapor dispensing device 5 second slot nozzles 23.
  • a distance t1 between the last in web direction 3 slot nozzle 22 for liquid and the first slot in the direction of web 3 23 for steam chosen to be in the range of 20 mm to 2000 mm, especially in the range of 30 mm to 500 mm and especially preferably in the range of 50 to 500 mm.
  • the paper web 2 requires a time in the range of 1 ms to 200 ms, in particular from 1 ms to 100 ms, to get from the last slot 22 to the first slot 23.
  • the liquid used is preferably water, which may also be provided with additives in order to support the penetration behavior.
  • the amount of liquid is preferably in the range of 0.1 to 8 g / m 2 , preferably 0.5 to 2.5 g / m 2 . In this case, one uses an amount of liquid from 2 to 2000 1 / h, preferably between 5 and 300 1 / h per meter width of the paper web. 2
  • the liquid is preferably atomized in two-substance nozzles by means of a gas, ie air or steam.
  • Preferred pressures for the sputtering gas are in the range of 5 kPa to 300 kPa, preferably in the range of 10 kPa to 100 kPa.
  • the amount of atomizing gas may be in the range of 100 to 2000 m 3 / h, preferably in the range of 150 m 3 / h and 400 m 3 / h per meter of web width.
  • the steam for vapor deposition should preferably have a temperature in the range of 115 to 135 ° C when entering the device 1.
  • the steam should have a vapor pressure of 1.2 to 2.0 bar absolute, preferably in the range of 1.2 to 1.5 bar absolute.
  • the steam is used in an amount of 0.2 to 5 g / m 2 , preferably in the range of 0.5 to 2.5 g / m 2 .
  • the liquid dispenser 4 and the vapor dispenser 5 may be constructed zonal, each zone being separately controllable.
  • the zone width for the liquid application is preferably in the range of 15 mm to 100 mm. A zone width of 20 mm or less is preferred.
  • the zone width for the vapor deposition is in the range of 50 to 300 mm, preferably in the range of 50 mm to 100 mm.
  • the device 1 is preferably used in a calender.
  • the liquid application should begin in a range of 0.02 s to 0.20 s in front of the nip 10, preferably in a range of 0.029 s to 0.14 s in front of the nip 10.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, angegeben. Hierbei trägt man zuerst Flüssigkeit und danach Dampf auf die Faserstoffbahn (2) auf. Man möchte einen möglichst hohen, störungsarmen Feuchteauftrag erreichen. Hierzu ist vorgesehen, dass man den Dampf auf die Faserstoffbahn (2) aufträgt, solange sich zuvor aufgetragene Flüssigkeit (7) noch auf der Oberfläche befindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem man zuerst Flüssigkeit und danach Dampf auf die Faserstoffbahn aufträgt.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, mit einer einem Bahnlaufpfad benachbarten Flüssigkeitsausgabeeinrichtung und einer entlang des Bahnlaufpfades dahinter angeordneten Dampfausgabeeinrichtung.
  • Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus EP 0 979 897 B1 bekannt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Befeuchtung einer Papierbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Faserstoffbahnen, z.B. Papp- oder Kartonbahnen, in entsprechender Weise anwendbar.
  • Bei der Herstellung einer Papierbahn ist in vielen Fällen eine Befeuchtung notwendig. Wenn man die Papierbahn beispielsweise durch einen Kalander leitet, um sie zu satinieren, dann trägt man eine Feuchtigkeit auf, um das Satinageergebnis zu verbessern. Dabei möchte man erreichen, dass der Feuchtigkeitsauftrag im Wesentlichen an der Oberfläche der Papierbahn bleibt, weil nur dort die Fasern plastifiziert werden sollen. Die Feuchtigkeit soll hingegen beim Durchlaufen der Nips möglichst nicht in das Innere der Papierbahn eingedrungen sein, um eine volumenschonende Satinage zu erreichen. Man möchte also einen Feuchtigkeits-Gradienten und möglichst auch einen Temperatur-Gradienten erreichen.
  • Für die Befeuchtung der Papierbahn gibt es mehrere Möglichkeiten. Eine Möglichkeit besteht darin, die Feuchtigkeit in Form von Dampf aufzubringen. In diesem Fall kondensiert der Dampf an der Oberfläche der Bahn, was den vorteilhaften Effekt hat, dass nicht nur die Feuchtigkeit der Oberfläche, sondern auch die Temperatur der Oberfläche erhöht wird. Dies erleichtert beispielsweise den nachfolgenden Satinagevorgang. Allerdings ist die Menge der auf diese aufbringbaren Flüssigkeit in starkem Maße abhängig von der Temperatur der Bahn. Wenn die Papierbahn beispielsweise einen Kalander mit Heizwalzen durchlaufen hat, dann ist die Bahntemperatur irgendwann so hoch, dass man mit einem Dampfauftrag einen sehr schlechten Wirkungsgrad erhält. Dementsprechend ist ein Dampfauftrag in oder hinter einem Kalander nur beschränkt möglich.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Feuchtigkeit in Form einer Flüssigkeit aufzubringen, die zerstäubt wird, beispielsweise in einem Düsenfeuchter. Allerdings gibt es hierbei keine Möglichkeit, die Temperatur der Bahn signifikant zu erhöhen. Darüber hinaus bereitet es vielfach Schwierigkeiten, die Feuchtigkeit auf diese Weise gleichmäßig aufzutragen, da sich die Flüssigkeit immer in Form von einzelnen Tropfen auf der Oberfläche der Papierbahn niederschlägt. Trotz feiner Tropfen bildet sich vielfach kein homogener Film aus. Dadurch besteht die Gefahr von Markierungen auf der Oberfläche der Papierbahn. Man benötigt eine relativ lange Verweilzeit der Flüssigkeit auf der Papierbahn, bevor sie in einen Kalandernip oder eine andere Behandlungseinrichtung eingeführt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst hohen und störungsarmen Feuchteauftrag zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass man den Dampf auf die Faserstoffbahn aufträgt, solange sich zuvor aufgetragene Flüssigkeit noch auf der Oberfläche befindet.
  • Bei dieser Vorgehensweise dient die zuerst aufgetragene Flüssigkeit als Nucleus oder Kern für die Kondensation des danach aufgetragenen Dampfes, so dass die Kondensation des Dampfes weitgehend unabhängig von der Temperatur der Faserstoffbahn erreicht wird. Durch die Kondensation wird die bereits aufgetragene Flüssigkeit erwärmt. Dadurch sinkt die Viskosität dieser Flüssigkeit und die Oberflächenspannung wird herabgesetzt, so dass die aufgetragene Flüssigkeit nun leichter einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm ausbilden kann. Aus diesem Grund ist es möglich, die Befeuchtung der Faserstoffbahn auch kurz vor einem Nip eines Kalanders oder einer anderen Bearbeitungseinrichtung vorzunehmen, ohne dass sich größere Störungen an der Oberfläche ergeben. Durch das aufeinander folgende Auftragen von Flüssigkeit und Dampf hat man weitgehende Möglichkeiten, die Feuchtigkeit und die Temperatur der Faserstoffbahn unabhängig voneinander einzustellen. Keines der beiden Medien wird zum Auftrag des anderen benötigt. Darüber hinaus wirkt die aufgetragene Flüssigkeit auch als Wärmeleiter zwischen dem später aufgetragenen Dampf und der Faserstoffbahn, so dass die Faserstoffbahn durch den Dampf weiter erwärmt werden kann.
  • Vorzugsweise gibt man den Dampf mit einem zeitlichen Abstand im Bereich von 1 ms bis 200 ms, insbesondere im Bereich von 1 ms bis 100 ms, nach dem Auftrag der Flüssigkeit auf. Dieser zeitliche Abstand ist so gering, dass gewährleistet ist, dass in jedem Fall noch eine ausreichende Menge an Flüssigkeit auf der Oberfläche der Faserstoffbahn verbleibt. Die Flüssigkeit reicht aus, um den Dampf in gewünschtem Maße zu kondensieren.
  • Bevorzugterweise bringt man den Dampf mit einem räumlichen Abstand im Bereich von 20 mm bis 2000 mm, insbesondere von 30 mm bis 1500 mm und vorzugsweise im Bereich von 50 mm bis 500 mm hinter dem Auftrag der Flüssigkeit auf. Bei den heutigen Bahnlaufgeschwindigkeiten ist der Abstand so gewählt, dass beim Aufbringen des Dampfes noch genügend Flüssigkeit an der Oberfläche der Faserstoffbahn vorhanden ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
  • Auch ist von Vorteil, wenn man den Dampf aufbringt, solange noch mindestens 75 %, insbesondere mindestens 90 %, der Flüssigkeit an der Oberfläche der Faserstoffbahn vorhanden sind. In diesem Fall steht weit mehr als die Hälfte der aufgetragenen Flüssigkeit zur Verfügung, um den Dampf zu kondensieren. Die Flüssigkeit wird durch den Dampf, wie bereits erwähnt, erwärmt. Aufgrund der relativ großen Flüssigkeitsmenge können sich die Flüssigkeitströpfchen, die sich an der Oberfläche der Faserstoffbahn ausgebildet haben, dann zu einem Film vereinigen.
  • Vorzugsweise bringt man die Flüssigkeit durch gesättigten Dampf oder Nassdampf auf. Beispielsweise kann man Dampf in einen gekühlten oder einfach auf niedriger Temperatur befindlichen Dampfblaskasten leiten. Die Flüssigkeit hat dann bereits eine erhöhte Temperatur, was sich positiv auf die weitere Befeuchtung der Faserstoffbahn auswirkt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann man Flüssigkeit vor dem Aufbringen beheizen. Beispielsweise kann man heißes Wasser für die Befeuchtung der Faserstoffbahn verwenden.
  • Alternativ dazu kann man die Flüssigkeit in Form von Eis auftragen. Wenn man beispielsweise Wasser für die Befeuchtung verwendet, was überwiegend der Fall ist, dann kann man die Flüssigkeit in Form von kleinen Eiskristallen auftragen, die zuvor bereitet worden sind. Derartige Eiskristalle werden den Zustand als Feststoff nur relativ kurze Zeit beibehalten. Sie werden durch den nachfolgenden Dampfauftrag sehr schnell in eine Flüssigkeit zurückgewandelt. Aufgrund der verglichen mit einer Flüssigkeit niedrigeren Temperatur kann der Dampf dann in vermehrtem Maße kondensieren, so dass man mehr Feuchtigkeit durch Dampfauftrag einbringen kann als sonst.
  • Vorzugsweise gibt man die Flüssigkeit mit einem größeren Abstand zur Faserstoffbahn aus einer Flüssigkeitsausgabeeinrichtung aus als Dampf aus einer Dampfausgabeeinrichtung. Der Abstand zwischen der Flüssigkeit der Ausgabeeinrichtung und dem Bahnlaufpfad ist also größer als der Abstand zwischen der Dampfausgabeeinrichtung und dem Bahnlaufpfad. Der Abstand zwischen der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung richtet sich im Wesentlichen nach der gewünschten Qualität des Sprühauftrags. Der Wirkungsgrad des Dampfauftrags ist umso besser, je dichter die Dampfausgabeeinrichtung am Bahnlaufpfad angeordnet ist.
  • Vorzugsweise saugt man Flüssigkeitsnebel und/oder Dampf ab. In diesem Fall vermeidet man eine Beaufschlagung der Umgebung mit Flüssigkeitsnebel oder Dampf. Die im Flüssigkeitsnebel oder Dampf enthaltene Feuchtigkeit kann wieder verwendet werden.
  • Vorzugsweise trägt man nur soviel Flüssigkeit auf, wie für eine gewünschte Temperatursteigerung durch den nachfolgenden Dampfauftrag erforderlich ist. Dies ist dann günstig, wenn eine Temperatursteigerung über den möglichen Wert im reinen Dampfbetrieb erforderlich ist, aber eine Feuchtigkeitserhöhung der Faserstoffbahn möglichst nicht oder nur möglichst wenig erfolgen soll. Man verwendet dann die Flüssigkeit praktisch ausschließlich dazu, als Kondensationskern oder -keim für den Dampf zu dienen, so dass möglichst viel Dampf auf der Bahn kondensieren kann, was zu einer entsprechenden Temperaturerhöhung führt.
  • Vorzugsweise liegt die Bahntemperatur nach dem Dampfauftrag im Bereich von 80 bis 100°C, insbesondere im Bereich von 85 bis 90°C. Ohne einen vorherigen Flüssigkeitsauftrag sind solch hohe Temperaturen über einen reinen Dampfauftrag nicht zu realisieren. Wenn man aber zuvor Flüssigkeit aufträgt und den Dampf dann kondensieren lässt, dann kann man eine ausreichende Wärmemenge in die Bahn eintragen.
  • In einer alternativen Ausgestaltung trägt man soviel Flüssigkeit auf, wie zur Rückbefeuchtung der Bahn erforderlich ist, und vergleichmäßigt den Flüssigkeitsauftrag durch den nachfolgenden Dampfauftrag. Damit lassen sich beispielsweise Markierungen oder Streifen vermeiden. Der Dampf dient darüber hinaus gegebenenfalls zur Steigerung der Penetrationsgeschwindigkeit durch Erwärmen der Bahn.
  • Vorzugsweise trägt man die Flüssigkeit und/oder den Dampf über Schlitzdüsen auf. Mit einer Schlitzdüse lässt für den Flüssigkeitsauftrag ein Abstand von unter 25 mm zur Bahnoberfläche realisieren. Der Abstand kann dann genauso groß sein wie beim Dampfauftrag, was sehr vorteilhaft ist, wenn man ein gemeinsames Gehäuse verwendet.
  • Vorzugsweise trägt man eine mit Additiven versehene Flüssigkeit auf. Derartige Additive können beispielsweise das Penetrationsverhalten unterstützen, indem sie beispielsweise die Oberflächenspannung der Flüssigkeit reduzieren, oder eine Beschichtung durchführen oder eine Vergleichmäßigung des Flüssigkeitsauftrags unterstützen oder störende Ablagerungen reduzieren.
  • Bevorzugterweise verwendet man als Flüssigkeit Wasser, mindestens eine Streichfarbe, mindestens eine Stärkelösung, mindestens eine Beschichtungschemikalie, Polyacrylsäure und deren Salze mit Alkalimetallionen, Erdalkalimetallionen, Polyvenylalkohol, Polyäthylenglykol, Polypropylenglykole, Polysulfonsäuren und/oder langkettige organische Äther.
  • Bevorzugterweise trägt man die Flüssigkeit in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 8 g/m2, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 1,5 g/m2 bezogen auf die Fläche der Faserstoffbahn auf.
  • Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Abstand zwischen einem Ausgang der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung und einem Eingang der Dampfausgabeeinrichtung so gewählt ist, dass mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
    1. a) Der Abstand liegt im Bereich von 20 mm bis 2000 mm , insbesondere im Bereich von 30 mm bis 1500 mm und bevorzugt im Bereich von 50 mm bis 500 mm,
    2. b) bei Betriebsgeschwindigkeit benötigt die Faserstoffbahn eine Zeit im Bereich von 1 ms bis 200 ms, insbesondere von 1 ms bis 100 ms vom Ausgang der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung bis zum Eingang der Dampfausgabeeinrichtung,
    3. c) am Eingang der Dampfausgabeeinrichtung befindet sich noch mindestens 75 %, insbesondere mindestens 90 %, der in der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung aufgetragenen Flüssigkeit noch auf der Oberfläche der Faserstoffbahn.
  • Wie oben erwähnt, wird auf diese Weise sichergestellt, dass bei der Beaufschlagung mit Dampf noch eine ausreichende Flüssigkeitsmenge an der Oberfläche der Faserstoffbahn vorhanden ist. Die Flüssigkeit hat dann zwei Aufgaben. Zum Einen dient sie als Nucleus oder Kondensationskern für die Kondensation des Dampfes. Zum anderen dient sie als Wärmeleiter, um die Wärme aus dem Dampf an die Oberfläche der Faserstoffbahn zu übertragen. Umgekehrt hat der Dampf die vorteilhafte Wirkung, dass die Viskosität und die Oberflächenspannung der Flüssigkeit herabgesetzt wird, so dass sich leichter ein gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm an der Oberfläche der Faserstoffbahn ausbilden kann. Mit einem gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm an der Oberfläche kann man die so befeuchtete Faserstoffbahn dann durch einen Nip in einem Kalander oder eine andere Behandlungseinrichtung führen, ohne dass man ein größeres Risiko der Beschädigung der Faserstoffbahn hat.
  • Vorzugsweise weisen die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung und die Dampfausgabeeinrichtung ein gemeinsames Gehäuse auf. Dieses Gehäuse kann auch dadurch gebildet sein, das die beiden Einrichtungen fest miteinander verbunden sind. Durch die Wahl eines gemeinsamen Gehäuses ist es möglich, die Flüssigkeitsausgabe und die Dampfausgabe räumlich so eng nebeneinander anzuordnen, dass auf jeden Fall sichergestellt ist, dass eine ausreichende Flüssigkeitsmenge noch an der Oberfläche der Faserstoffbahn vorhanden ist, um die Kondensation des Dampfes zu bewirken.
  • Vorzugsweise weist die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung einen Dampfeingangsanschluss auf. Man kann dann die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung und die Dampfausgabeeinrichtung aus der gleichen Quelle speisen, nämlich aus einer Dampfquelle. Eine derartige Dampfquelle steht in vielen Papier- oder Kartonfabriken ohnehin zur Verfügung. Man kann die Flüssigkeit dann dadurch erzeugen, dass man die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung kühlt oder auf eine andere Weise auf einer ausreichend niedrigen Temperatur hält. Die Flüssigkeit wird dann in Form von Satt- oder Nassdampf ausgegeben, was den Vorteil hat, dass auch die Flüssigkeit selbst bereits verwendet werden kann, um die Faserstoffbahn zu erwärmen. Vorteilhafterweise weist die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung einen Heißwasseranschluss auf. Man kann also der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung bereits erwärmte oder beheizte Flüssigkeit zuführen, die dann mit einer entsprechend hohen Temperatur auf die Faserstoffbahn ausgegeben wird.
  • Alternativ dazu kann die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung auch mit einem Eiserzeuger verbunden sein. Ein Eiserzeuger verwandelt Flüssigkeit in Eis, vorzugsweise in Form von kleinen Eiskristallen. Wenn diese Eiskristalle auf die Oberfläche der Faserstoffbahn ausgegeben werden und danach Dampf aufgebracht wird, dann sind die Eiskristalle in besonders hohem Maße in der Lage, eine Kondensation des Dampfes zu bewirken. Dabei werden die Eiskristalle zwar aufgeschmolzen. Dies ist aber erwünscht, weil man letztendlich eine Befeuchtung der Faserstoffbahn erreichen möchte. Man kann hier eine große Menge an Dampf aufbringen, was eine besonders feine Steuerung ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise weist die Dampfausgabeeinrichtung einen Abstand zum Bahnlaufpfad auf, der kleiner ist als der Abstand der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung zum Bahnlaufpfad. Man kann dann den Abstand zwischen dem Bahnlaufpfad und der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung einerseits und dem Bahnlaufpfad und der Dampfausgabeeinrichtung andererseits unabhängig voneinander wählen. Bei einem geringen Abstand zwischen dem Bahnlaufpfad und der Dampfausgabeeinrichtung ist der Wirkungsgrad der Dampfausgabeeinrichtung besonders gut. Ein größerer Abstand bei der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung ermöglich es, einen guten Wirkungsgrad bei der Ausbildung eines Sprühnebels zu erzielen.
  • Vorzugsweise ist eine Absaugeinrichtung vorgesehen. Die Absaugeinrichtung ist in der Lage, Dampf oder Flüssigkeitsnebel, der nicht von der Faserstoffbahn aufgenommen wird, abzusaugen und damit weg zu transportieren. Die Umgebung wird also nicht negativ beeinflusst.
  • Vorzugsweise weist die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung und/oder die Dampfausgabeeinrichtung eine Schlitzdüsenanordnung auf. Mit einer Schlitzdüsenanordnung kann man einen relativ kleinen Abstand zwischen der Ausgabeeinrichtung und der Bahn erreichen, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn man Flüssigkeitsauftrag und Dampfauftrag aus einem gemeinsamen Gehäuse heraus vornehmen möchte. In diesem Fall ist die Schlitzdüse insbesondere für den Flüssigkeitsauftrag vorteilhaft.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Befeuchtung einer Faserstoffbahn,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Vorrich- tung,
    Fig. 3
    eine Einbauposition einer Befeuchtungsvor- richtung im Bereich einer Walze,
    Fig. 4
    eine Einbauposition einer Vorrichtung im Be- reich einer freien Bahn,
    Fig. 5
    eine Einbauposition bei einer Befeuchtung von oben und
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung einer Vorrich- tung mit Schlitzdüsen.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Befeuchten einer Papierbahn 2. Die Papierbahn 2 wird hier als Beispiel für eine Faserstoffbahn verwendet. Anstelle der Papierbahn 2 kann natürlich auch eine Papp- oder Kartonbahn befeuchtet werden.
  • Die Papierbahn 2 wird in einer durch einen Pfeil dargestellten Laufrichtung 3 an der Vorrichtung 1 entlang bewegt. Dort wo sich die Papierbahn 2 befindet, wird ein Bahnlaufpfad angenommen.
  • Die Vorrichtung 1 weist in Laufrichtung 3 zunächst eine Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und danach eine Dampfausgabeeinrichtung 5 auf.
  • Die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 gibt Flüssigkeit in Form von Sprühstrahlen 6 in Richtung auf die Papierbahn 2 aus, so dass sich ein Flüssigkeitsfilm 7 bildet. Der Flüssigkeitsfilm 7 muss im Bereich der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 noch nicht zusammenhängen. Er kann dort auch noch in Form von einzelnen Tröpfchen vorliegen. Sobald die Flüssigkeit auf der Oberfläche der Papierbahn 2 angekommen ist, beginnt sie, in das Innere der Papierbahn 2 vorzudringen. Allerdings ist hierfür eine gewisse Zeit notwendig.
  • Die Papierbahn 2 läuft noch während dieser Zeit an der Dampfausgabeeinrichtung 5 vorbei, die Dampfstrahlen 8 in Richtung auf die Papierbahn 2 ausgibt. Der mit den Dampfstrahlen 8 transportierte Dampf kommt in Kontakt mit dem Flüssigkeitsfilm 7, der eine niedrigere Temperatur als die Dampfstrahlen 8 aufweist. Dementsprechend kondensiert der Dampf hier und bildet einen hier als "Dampffilm" 9 bezeichneten weiteren Film, der sich allerdings mit dem Flüssigkeitsfilm 7 vermischt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass man eine ausreichend niedrige Temperatur an der Oberfläche der Papierbahn 2 erzeugen kann, um den Dampf zum Kondensieren zu bringen. Dementsprechend kann die im Dampf enthaltene Wärmeenergie nahezu vollständig verwendet werden, um die Papierbahn 2 an der Oberfläche aufzuheizen. Der Dampfauftrag erfolgt also mit einem relativ hohen Wirkungsgrad.
  • Der Flüssigkeitsfilm 7 wird durch den Dampf erwärmt. Dadurch wird die Oberflächenspannung und die Viskosität der den Flüssigkeitsfilm 7 bildenden Flüssigkeit herabgesetzt, so dass die beim Flüssigkeitsauftrag möglicherweise entstandenen Tröpfchen sich zu einer gleichförmigen Schicht vereinigen können. Durch die erhöhte Temperatur kann die Flüssigkeit dann auch leichter in die Oberfläche der Papierbahn eindringen, so dass die Befeuchtung und die Erwärmung der Papierbahn 2 begünstigt wird.
  • Durch den getrennten Auftrag von Flüssigkeit und Dampf lassen sich diese beiden Medien unabhängig voneinander einstellen. Wenn die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und die Dampfausgabeeinrichtung 5 quer zur Laufrichtung 3 der Papierbahn in Zonen unterteilt sind, die unabhängig voneinander geregelt werden können, ist es möglich, die Feuchtigkeit über die Breite der Papierbahn profilieren zu können. Da man den Dampfauftrag und den Flüssigkeitsauftrag weitgehend unabhängig voneinander einstellen kann, ist die Profilierung sowohl bezüglich Temperatur als auch Feuchtigkeit möglich. Durch eine zonale Regelung der Flüssigkeits- und Dampfmenge kann beispielsweise zur Profilierung der Feuchte an zu trockenen Stellen Flüssigkeit aufgetragen werden und an zu feuchten Stellen Dampf, wenn der Dampf in einem Folgeprozess, z.B. dem Durchlaufen eines Nips eines Kalanders, eine stärkere Trocknung bewirkt. Dadurch ist eine gezielte und energiesparende Feuchteprofilierung möglich.
  • Durch den getrennten Auftrag von Dampf und Flüssigkeit lassen sich Feuchtigkeitsmengen, die zur Rückbefeuchtung benötigt werden, gezielt einstellen.
  • Die Flüssigkeit sollte bis zum Dampfauftrag möglichst weitgehend, also mindestens zu 75 %, besser noch zu mindestens 90 %, an der Oberfläche der Papierbahn 2 vorliegen. Sie sollte also nur zu einem kleinen Anteil in die Papierbahn 2 eingedrungen sein. Um dies zu erreichen, ordnet man die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und die Dampfausgabeeinrichtung möglichst dicht benachbart zueinander an, vorteilhafterweise sogar in einem gemeinsamen Gehäuse. Der räumliche Abstand zwischen dem Ende des Flüssigkeitsauftrags und dem Beginn des Dampfauftrags sollte im Bereich von 20 mm bis 2000 mm, insbesondere zwischen 50 mm und 1500 mm und besonders bevorzugt zwischen 30 mm und 500 mm liegen. Der zeitliche Abstand des Auftrags auf eine bewegte Papierbahn 2 sollte im Bereich von 1 ms bis 200 ms, vorzugsweise zwischen 1 ms und 100 ms liegen.
  • Wenn eine Steigerung der Feuchtigkeit nicht erforderlich ist, dann wird nur soviel Flüssigkeit aufgetragen, dass die gewünschte Temperatursteigerung durch den Dampfauftrag erreicht wird. Die Bahntemperatur wird nach der Vorrichtung 1 auf Temperaturen im Bereich von 70 bis 100°C, bevorzugterweise auf Temperaturen im Bereich von 80 bis 90°C aufgeheizt.
  • Fig. 2 zeigt schematisch, wie man eine derartige Vorrichtung realisieren kann. Die Vorrichtung 1 ist hierbei vor einem Nip 10 angeordnet, der zwischen zwei Walzen 11, 12 ausgebildet ist. Die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 weist einen Dampfanschluss 13 und einen Heißwasseranschluss 14 auf und kann in nicht näher dargestellter Weise gekühlt sein, um den eingetragenen Dampf in Nass- oder Sattdampf zu wandeln. Die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 kann auch einfach als Düsenfeuchter ausgebildet sein, in dem Wasser durch Luft oder auf andere Weise in feine Tröpfchen zerstäubt werden kann. Die Dampfausgabeeinrichtung 5 weist einen Dampfanschluss 15 auf. Im Übrigen sind gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Vorrichtung 1 ist so dicht vor dem Nip 10 angeordnet, dass bei Produktionsgeschwindigkeit weniger als 0,2 s, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,02 s vergehen, bevor die Papierbahn 2 nach dem Vorbeilaufen an der Vorrichtung 1 durch den Nip 10 läuft. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die angestrebte Feuchte- und Temperatur-Konditionierung nur in den äußeren Schichten der Papierbahn 2 erfolgt.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Vorrichtung 1 im Bereich einer Umlenkwalze 16 angeordnet ist. Gleiche Elemente wie in den Fig. 1 und 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu erkennen, dass ein Abstand a zwischen der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und der Papierbahn 2, die auf der Oberfläche der Umlenkwalze 16 aufliegt, größer ist als ein Abschnitt b zwischen der Dampfausgabeeinrichtung 5 und der Papierbahn 2. Der Abstand a liegt vorzugsweise im Bereich von 15 bis 200 mm, insbesondere von 100 bis 120 mm. Der Abstand b liegt im Bereich von 10 bis 100 mm, insbesondere im Bereich von 15 bis 25 mm. Der Abstand a ist hierbei hauptsächlich von der gewünschten Qualität des Sprühauftrags abhängig.
  • Wenn man Schlitzdüsen für den Flüssigkeitsauftrag einsetzt, dann kann man den gleichen Abstand a zwischen der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und der Papierbahn 2 verwenden wie zwischen der Dampfausgabeeinrichtung 5 und der Papierbahn 2. Dieser Abstand liegt dann vorzugsweise im Bereich von 15 bis 20 mm.
  • Es ist zu erkennen, dass die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und die Dampfausgabeeinrichtung 5 ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Am Eingang der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 ist noch eine Spritzwand 17 angeordnet.
  • In Bahnlaufrichtung 3 hinter der Dampfausgabeeinrichtung 5 kann zusätzlich noch ein Heißluftaustritt 18 oder eine andere Möglichkeit zur Beheizung der Papierbahn 2 vorgesehen sein. Anschließend daran kann, wenn erforderlich, noch ein Feststoffauftrag 19 vorgesehen sein.
  • Im Anschluss an die Dampfausgabeeinrichtung 5 kann auch noch eine Absaugeinrichtung 20 angeordnet sein. Die Absaugeinrichtung 20 kann auch, wie dies durch Pfeile 21 angedeutet ist, ihre Wirkung im Bereich der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 entfalten, so dass dort Sprühnebel, der nicht von der Papierbahn 2 aufgenommen wird, abgesaugt wird.
  • Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung, bei der der einzige Unterschied darin besteht, dass die Vorrichtung 1 im Bereich eines freien Bahnzuges angeordnet ist.
  • Dementsprechend ist die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 nicht gekrümmt.
  • Fig. 5 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Vorrichtung 1 zumindest im Bereich des Flüssigkeitsauftrags oberhalb der Papierbahn 2 angeordnet ist. In diesem Fall ist die der Papierbahn 2 zugewandte Seite der Dampfausgabeeinrichtung 5 gekrümmt, so dass sich ein weitgehend gleichmäßiger Bedampfungsspalt ergibt.
  • Bei der Anordnung der Vorrichtung 1 in Schwerkraftrichtung oberhalb der Papierbahn 2 kann man die Flüssigkeit auch in Form von Feststoff, also in Form von Eiskristallen, auftragen. Hierzu ist dann die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 mit einer nicht näher dargestellten Eiserzeugungseinrichtung verbunden, die fortlaufend Eiskristalle produziert. Die Eiskristalle setzen die Temperatur der Oberfläche der Papierbahn 2 in besonderem Maße herab, so dass nachfolgend der mit den Dampfstrahlen 8 heran transportierte Dampf besonders gut kondensieren kann.
  • Fig. 6 zeigt schematisch die Ausbildung von Düsen der Vorrichtung 1. Vorgesehen sind in der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 erste Schlitzdüsen 22 und in der Dampfausgabeeinrichtung 5 zweite Schlitzdüsen 23. Hierbei ist ein Abstand t1 zwischen der in Bahnlaufrichtung 3 letzten Schlitzdüse 22 für Flüssigkeit und der in Bahnlaufrichtung 3 ersten Schlitzdüse 23 für Dampf so gewählt, dass er im Bereich von 20 mm bis 2000 mm, insbesondere im Bereich von 30 mm bis 500 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 500 mm liegt. Dementsprechend benötigt die Papierbahn 2 eine Zeit im Bereich von 1 ms bis 200 ms, insbesondere von 1 ms bis 100 ms, von der letzten Schlitzdüse 22 zur ersten Schlitzdüse 23 zu gelangen.
  • Als Flüssigkeit wird bevorzugt Wasser verwendet, das unter Umständen auch mit Additiven ausgestattet sein kann, um das Penetrationsverhalten zu unterstützen. Die Flüssigkeitsmenge liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 8 g/m2, bevorzugterweise 0,5 bis 2,5 g/m2. Hierbei verwendet man eine Flüssigkeitsmenge von 2 bis 2000 1/h, vorzugsweise zwischen 5 und 300 1/h pro Meter Breite der Papierbahn 2.
  • Die Flüssigkeit wird vorzugsweise in Zweistoffdüsen mit Hilfe eines Gases, also Luft oder Dampf, zerstäubt. Bevorzugte Drücke für das Zerstäubungsgas liegen im Bereich von 5 kPa bis 300 kPa, vorzugsweise im Bereich von 10 kPa bis 100 kPa. Die Menge des Zerstäubungsgases kann im Bereich von 100 bis 2000 m3/h, vorzugsweise im Bereich von 150 m3/h und 400 m3/h pro Meter Bahnbreite liegen.
  • Der Dampf für den Dampfauftrag sollte beim Eintritt in die Vorrichtung 1 vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von 115 bis 135°C haben. Der Dampf sollte einen Dampfdruck von 1, 2 bis 2,0 bar absolut, vorzugsweise im Bereich von 1, 2 bis 1,5 bar absolut haben. Der Dampf wird mit einer Menge von 0,2 bis 5 g/m2, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 2,5 g/ m2 ausgegeben werden.
  • Zur Profilierung können die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung 4 und die Dampfausgabeeinrichtung 5 zonal aufgebaut sein, wobei jede Zone getrennt geregelt werden kann. Die Zonenbreite für den Flüssigkeitsauftrag liegt vorzugsweise im Bereich von 15 mm bis 100 mm. Bevorzugt wird eine Zonenbreite von 20 mm oder weniger. Die Zonenbreite für den Dampfauftrag liegt im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise im Bereich von 50 mm bis 100 mm.
  • Die Vorrichtung 1 kommt vorzugsweise in einem Kalander zum Einsatz. Hierbei sollte der Flüssigkeitsauftrag in einem Bereich von 0,02 s bis 0,20 s vor dem Nip 10 beginnen, vorzugsweise in einem Bereich von 0,029 s bis 0,14 s vor dem Nip 10.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Befeuchten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem man zuerst Flüssigkeit und danach Dampf auf die Faserstoffbahn aufträgt, dadurch gekennzeichnet, dass man den Dampf auf die Faserstoffbahn aufträgt, solange sich zuvor aufgetragene Flüssigkeit noch auf der Oberfläche befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Dampf mit einem zeitlichen Abstand im Bereich von 1 ms bis 200 ms, insbesondere im Bereich von 1 ms bis 100 ms, nach dem Auftrag der Flüssigkeit aufbringt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Dampf mit einem räumlichen Abstand im Bereich von 20 mm bis 2000 mm, insbesondere im Bereich von 30 mm bis 1500 mm und vorzugsweise im Bereich von 50 mm bis 500 mm hinter dem Auftrag der Flüssigkeit aufbringt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Dampf aufbringt, solange noch mindestens 75 %, insbesondere 90 % der Flüssigkeit auf der Oberfläche der Faserstoffbahn vorhanden sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man Flüssigkeit durch gesättigten Dampf oder Nassdampf aufbringt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Flüssigkeit vor dem Aufbringen beheizt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man Flüssigkeit in Form von Eis aufbringt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit mit einem größeren Abstand zur Faserstoffbahn aus einer Flüssigkeitsausgabeeinrichtung als Dampf aus einer Dampfausgabeeinrichtung.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Flüssigkeitsnebel und/oder Dampf absaugt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man nur soviel Flüssigkeit aufträgt, wie für eine gewünschte Temperatursteigerung durch den nachfolgenden Dampfauftrag erforderlich ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahntemperatur nach dem Dampfauftrag im Bereich von 80 bis 100°C, insbesondere im Bereich von 85 bis 90°C liegt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man soviel Flüssigkeit aufträgt, wie zur Rückbefeuchtung der Bahn erforderlich ist, und den Flüssigkeitsauftrag durch den nachfolgenden Dampfauftrag vergleichmäßigt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit und/oder den Dampf über Schlitzdüsen aufträgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man eine mit Additiven versehene Flüssigkeit aufträgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man als Flüssigkeit Wasser, mindestens eine Streichfarbe, mindestens eine Stärkelösung, mindestens eine Beschichtungschemikalie, Polyacrylsäure und deren Salze mit Alkalimetallionen, Erdalkalimetallionen, Polyvenylalkohol, Polyäthylenglykol, Polypropylenglykole, Polysulfonsäuren und /oder langkettige organische Äther verwendet.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 8 g/m2, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 1,5 g/m2 bezogen auf die Fläche der Faserstoffbahn aufträgt.
  17. Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer einem Bahnlaufpfad benachbarten Flüssigkeitsausgabeeinrichtung und einer entlang des Bahnlaufpfades dahinter angeordneten Dampfausgabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (t1) zwischen einem Ausgang der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) und einem Eingang der Dampfausgabeeinrichtung (5) so gewählt ist, dass mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
    a) Der Abstand (t1) liegt im Bereich von 20 mm bis 2000 mm , insbesondere im Bereich von 30 mm bis 1500 mm und bevorzugt im Bereich von 50 mm bis 500 mm.
    b) Bei Betriebsgeschwindigkeit benötigt die Faserstoffbahn (2) eine Zeit im Bereich von 1 ms bis 200 ms, insbesondere im Bereich von 1 ms bis 100 ms vom Ausgang der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) bis zum Eingang der Dampfausgabeeinrichtung (5),
    c) am Eingang der Dampfausgabeeinrichtung (5) befindet sich noch mindestens 75 %, insbesondere mindestens 90 % der in der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung aufgetragenen Flüssigkeit (6) noch auf der Oberfläche der Faserstoffbahn (2).
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) und die Dampfausgabeeinrichtung (5) ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) einen Dampfeingangsanschluss (13) aufweist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) einen Heißwasseranschluss (14) aufweist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) mit einem Eiserzeuger verbunden ist.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfausgabeeinrichtung (5) einen Abstand b zum Bahnlaufpfad aufweist, der kleiner ist als der Abstand a der Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) zum Bahnlaufpfad.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugeinrichtung (20) vorgesehen ist.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsausgabeeinrichtung (4) und/oder die Dampfausgabeeinrichtung (5) eine Schlitzdüsenanordnung aufweist.
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