EP2141283A2 - Trocknungsband für eine Kondensationstrocknungseinrichtung - Google Patents

Trocknungsband für eine Kondensationstrocknungseinrichtung Download PDF

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EP2141283A2
EP2141283A2 EP09163604A EP09163604A EP2141283A2 EP 2141283 A2 EP2141283 A2 EP 2141283A2 EP 09163604 A EP09163604 A EP 09163604A EP 09163604 A EP09163604 A EP 09163604A EP 2141283 A2 EP2141283 A2 EP 2141283A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drying
drying belt
web material
web
polymer material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09163604A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2141283A3 (de
Inventor
Uwe Köckritz
Martin Staiger
Matthias Schmitt
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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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200810040065 external-priority patent/DE102008040065A1/de
Priority claimed from DE200910001259 external-priority patent/DE102009001259A1/de
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2141283A2 publication Critical patent/EP2141283A2/de
Publication of EP2141283A3 publication Critical patent/EP2141283A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/083—Multi-layer felts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/004—Drying webs by contact with heated surfaces or materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • 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
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/086—Substantially impermeable for transferring fibrous webs

Definitions

  • the invention relates to a drying belt for a condensation drying device and a machine for producing and / or processing of web material, such as paper, cardboard or tissue, with a condensation drying device.
  • a condensation drying apparatus of a paper machine moisture is extracted from the sheet material to be produced by heating the sheet material from one side and cooling it from the other side.
  • the heating evaporates liquid contained in the web material.
  • the liquid vapor exits the web material and condenses outside the web material by cooling.
  • the web material on one side is in contact with a very finely structured dry band, which is permeable to the liquid emerging from the web material or to the liquid vapor.
  • a coarse textured drying belt is provided, whose function is primarily the absorption or storage of the liquid vapor or the condensed liquid.
  • a heat sink is provided, for example in the form of a locally cooled, non-liquid-impermeable sealing tape.
  • the other side of the web material is in contact with a heat source, for example a heated, non-liquid-permeable belt or a drying cylinder heated in the region of its jacket surface, over which the web material is guided.
  • a heat source for example a heated, non-liquid-permeable belt or a drying cylinder heated in the region of its jacket surface, over which the web material is guided.
  • Condensation drying equipment is often used directly after the press section or at the beginning of the dryer section. At this position, the paper or board web is still relatively wet and therefore easily malleable.
  • this has the advantage that the side of the paper web which is guided on the smooth jacket surface of the heated drying cylinder is smoothed very well and, on the other hand, has the disadvantage that in the other side of the paper web the structure of the drying belt in the form of, in particular, graphic papers very easily unwanted marks and impressions is impressed. This is especially true when additional pressure is exerted on the paper web by the cooling medium via the drying belt coming into contact with the paper web.
  • None of the known drying belts for condensation drying equipment connects a sufficiently smooth web material contact side with a sufficiently high water storage volume.
  • Especially for the production of fine graphic Papers are not known drying belts, with which graphic paper can be produced without markings.
  • Even those in the DE 10 2006 039 102 proposed drying belts with a web material contact side provided by a nonwoven fabric are not suitable for the production of sophisticated graphic papers such as copy paper.
  • the invention is achieved by a drying belt for a condensation drying device in a web material, such as paper, board or tissue, producing and / or processing machine.
  • the drying belt in this case has a basic structure providing the dimensional stability of the belt, which is formed from polyester and / or PCTA and / or PCT and / or PEEK and / or PPS and / or high-temperature-resistant PA-comprising yarn material.
  • the drying belt further comprises a nonwoven layer disposed on the base structure and substantially providing the water absorption capacity of the belt, which provides a web material contact side of the drying belt on its outer side facing away from the base structure.
  • the nonwoven fabric layer comprises a first polymer material arranged at least in the region of the outside. Furthermore, the nonwoven fabric layer is compacted and smoothed in the region of the outer side which provides the web material contact side by hot calendering above the melting temperature of the first polymer material.
  • the idea of the invention is to provide a drying belt with a porous nonwoven fabric layer which on the one hand has a smooth and therefore marking-free web material contact side and on the other hand a sufficiently high water absorption capacity and which furthermore suitable for use in a condensation drying device in terms of thermal resistance and dimensional stability is.
  • the nonwoven fabric layer has, at least in the region of its outer side, a first polymer material which is obtained by hot calendering, i. After exposure to temperature and pressure and subsequent cooling was first melted and then resolidified, a drying belt with a smooth and therefore mark-free web material contact side is provided.
  • drying belt further provided with a nonwoven fabric layer disposed between the base structure and the web material contact side, a drying belt having a sufficiently high water absorption capacity is provided.
  • a drying tape is provided, which is also at high temperature and high Ambient moisture, as encountered in a condensation dryer, has good dimensional stability in its machine direction and in its cross-machine direction.
  • high-temperature-resistant polyamides are, for example, PA46 or PA6 / 6T or PA MXD6 (para) or PA 6-T-6-I or PA 9-T.
  • polyester materials examples include PET, PBT or PTT.
  • the nonwoven fabric layer is completely formed by the first polymer material.
  • the nonwoven fabric layer having the smoothed and compacted outer side was formed by providing an untreated nonwoven fabric formed of fibers of the first polymeric material which is hot calendered in the region of an outer side at a temperature above the melting temperature of the first polymeric material was subsequently cooled to a temperature below the melting temperature of the first polymer material.
  • the fibers arranged in the region of the outer side were at least partially melted and partially reshaped and / or glued together under the action of pressure, whereby a compacted and smoothed outer side of the fiber-fleece layer was produced.
  • a further embodiment of the invention further provides that the nonwoven fabric layer is formed by the first polymer material and at least a second polymer material having a higher melting temperature than the first polymer material and that the nonwoven fabric layer in the region of the web material contact side providing outside by hot calendering above the melting temperature of the first polymer material and is compressed and smoothed below the melting temperature of the at least one second polymer material.
  • the at least one second polymer material is in the form of fibers.
  • the first polymer material and the second fibrous polymer material are mixed with each other during hot calendering, at least in the region of the outer side of the fibrous nonwoven layer, after re-solidification of the first polymer material, the fibers formed from the second polymer material at least in sections the first polymer material embedded and glued together by means of this at least in sections and / or connected.
  • the first polymer material and the second fibrous polymer material form a porous composite structure at least in the area of the outside which provides the web material contact side.
  • the drying tape preferably has a water absorption capacity of 100-150 kg per hour per m 2 in order to optimally work as a drying tape in a condensation drying apparatus
  • the drying belt is permeable to water and water vapor and preferably has a permeability of from 1 to 200 cfm, more preferably from 10 to 95 cfm.
  • the outer side providing the web material contact side of the drying belt has a roughness Rz of less than 2.4 ⁇ m.
  • roughnesses Rz are generally achieved, which are in the range of 0.1 .mu.m to 20 .mu.m, in particular 0.6 .mu.m to 6 .mu.m according to DIN EN ISO 4287, DIN EN ISO 4288.
  • the latter roughnesses can be easily achieved, in particular, when the outside of the nonwoven fabric layer is cooled below the melting temperature of the polymer of the filling material, while the outside is guided under pressure over a smooth surface.
  • the second polymer material is preferably present in the form of fibers in the nonwoven layer, wherein the first polymer material is particulate before its melting and in particular is arranged between the fiber material. It is conceivable here that particulate filler material is introduced into the nonwoven fabric in the region of the outside of the nonwoven fabric and subsequently melted during hot calendering, whereby the higher melting polymer fibers are embedded in the region of the outside of the nonwoven fabric layer in the first polymer material and adhesively bonded thereto.
  • the nonwoven fabric layer is formed by a fiber mixture, wherein a part of the fibers of the first polymer material and another part of the fibers of the second polymer material is formed.
  • Nonwoven fabric layer comprises or is formed by bi-component fibers, wherein prior to hot calendering, the first polymer material is present as a component and the second polymer material is present as a second component of the bi-component fibers.
  • the nonwoven fabric layer with the smoothed and compacted outer side was produced by providing an untreated nonwoven fabric comprising bi-component fibers at least in the region of its outer side providing the intended web material contact side or formed entirely from the bi-component fibers is.
  • a first component of the bi-component fibers is formed by the first polymer, as a second component of the bi-component fibers is formed by the second polymer.
  • the untreated fibrous web is hot calendered at a temperature above the melting temperature of the first polymeric material and below that of the second polymeric material and subsequently cooled to a temperature below the melting temperature of the first polymeric material 7.
  • a smooth and porous composite structure of the second fibrous polymer material and the first polymer material is produced in the region of the outside, in which the polymer fibers are embedded at least in sections in the first polymer material.
  • an area formed by the unfused bi-component fibers is formed between the outside and the base structure.
  • the bi-component fibers may, for example, be present here as core-sheath fibers or as side-side fibers.
  • the first polymeric material preferably forms the sheath and the second polymeric material preferably forms the core.
  • the first polymer may be a thermoplastic, in particular a co-polyamide.
  • the co-polyamide may consist of at least two different monomers from the group of caprolactam, laurolactam, dicarboxylic acids having 4-12 C atoms, Terephthalic acid, isophthalic acid, dimer acid with carbon atoms, linear alpha-omega-diamines having 2-12 C-atoms and 2-methylpentamethylenediamine.
  • the above-mentioned first polymers have, for example, a melting temperature of 110 ° C or more.
  • the first polymer may also be a duromeric melamine resin, which is present, for example, as a nonwoven structure or as part of such.
  • a very high decomposition temperature of about 400 ° C Due to its properties, such as a very high decomposition temperature of about 400 ° C, a very good dimensional stability under elevated temperature, a "non-combustibility", a very good chemical resistance melamine resin is very good for use in a drying belt for a Condensation drying device in a web material producing and / or processing machine suitable.
  • Such a nonwoven structure made of or with melamine resin can be produced, for example, by a melt spin method with subsequent cross-linking, wherein, for example, filament diameters in the range of 1-18 ⁇ m and surface masses of the nonwoven in the range of 35-250 g / m 2 can be produced without problems, why the formation of the nonwoven structure are virtually unlimited.
  • a nonwoven structure containing melamine resin can be bonded to other textile layers without problems by known textile bonding methods such as needling.
  • the second polymer material may be a thermoplastic, in particular a polyamide.
  • the polyamide may be from the group polyamide 6, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 11, polyamide 6T / 66, polyamide 6T / 6, polyamide 6T / 61 or polyamide 12T.
  • the first polymer material is more or less melted and reshaped, which in turn increases the densification and smoothness of the nonwoven fabric layer in the region of its Rail material contact side providing outside can set targeted.
  • a possible embodiment of the invention provides that the outside was performed during hot calendering over a heated smooth surface.
  • the outside was carried out during cooling from a temperature above the melting temperature to a temperature below the melting temperature of the first polymer material under pressure over a smooth surface.
  • the topography of the outside of the nonwoven fabric layer is frozen in the state that it has when passing over the cooling surface, wherein the smoothness of the outside of the material layer is determined or at least substantially influenced by the smoothness of the surface during cooling.
  • the basic structure may be formed by a woven fabric, a thread scrim, knitted or knitted fabric dryer fabric.
  • At least one nonwoven fabric layer is arranged between the nonwoven layer providing the web material contact side and the base structure, the polymer material forming the fibers having a higher melting temperature than the first polymer material.
  • At least one nonwoven layer is arranged on the side of the basic structure facing away from the web material contact side, the polymer material forming the fibers having a higher melting temperature than the first polymer material and its other outside facing away from the basic structure provides a machine contact side of the drying belt.
  • a machine for producing and / or processing web material such as paper, board or tissue
  • a condensation drying device having at least one heatable drying cylinder, the lateral surface thereof in a wrapping region of the web material, a drying belt after one of the preceding claims and a water and vapor impermeable sealing tape is wrapped, and with a cooling medium whose temperature is lower than the temperature of the lateral surface of the drying cylinder, wherein in the wrapping region one side of the web material in contact with the lateral surface of the drying cylinder and the other side of the Web material is in contact with the web material contact side of the drying belt, while the machine contact surface of the drying belt is in contact with one side of the sealing belt, the other side of which is acted upon by the cooling medium.
  • an overpressure hood which is open towards the sealing strip is arranged, which, in interplay with the sealing strip, provides a closed space in which the cooling medium, in particular under pressure, is guided.
  • the web material can be pressurized via the sealing strip, whereby the pressurized cooling medium exerts pressure on the web material.
  • the cooling medium may be a liquid or a gas. It is also a liquid-gas mixture conceivable as a cooling medium.
  • the drying tape according to the invention is particularly advantageously used in the condensation drying device when the web material is fed into the condensation drying device at a dry content in the range of 50-80%, since in this dry content range the paper is still easily moldable and therefore sensitive to marking by the clothing.
  • the web material guided in the condensation drying device in particular in the case of the abovementioned dry content, is not only dried in this but also smoothed.
  • the condensation drying device is arranged in the web running direction after the press section and before the first conventional drying group of the dryer section, wherein in particular the web material is fed with a dry content of about 50-60% in the condensation drying device. It is also conceivable that the condensation drying device is arranged in the web running direction after the first conventional drying group of the dryer section, wherein in particular the web material is fed with a dry content of about 70-80% in the condensation drying device.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the condensation drying device in the web running direction after a heated drying cylinder has a second heatable drying cylinder, the lateral surface in a wrap of the web material, a second Drying belt, which is designed either according to one of claims 1-17 or as a felted dryer fabric and a second water and vapor impermeable sealing strip is wrapped, and with a cooling medium whose temperature is lower than the temperature of the lateral surface of the second drying cylinder, wherein in the wrap the other side of the web material is in contact with the shell surface of the second drying cylinder and the one side of the web material is in contact with the web material contact side of the second drying belt or with one side of the felted dryer fabric the machine contact surface of the second drying belt is in contact with a side of the second sealing band, the other side of which is acted upon by the cooling medium.
  • the web material is preferably a graphic paper, in particular copying paper or newsprint.
  • the FIG. 1 shows a drying tape 1 according to the invention in cross section.
  • the drying belt 1 has a woven basic structure 2 substantially providing the dimensional stability of the belt 1, which consists of polyester and / or PCTA and / or PCT and / or PEEK and / or PPS and / or high-temperature-resistant PA comprehensive thread material 3, 4 is formed.
  • the drying belt 1 further comprises a fiber fleece layer 5, which essentially arranges the water absorption capacity of the belt 1 and is provided on the basic structure 2, which provides a web material contact side of the drying belt 1 in the region of its outer side 6 facing away from the base structure 2.
  • the nonwoven fabric layer 5 is in the present case formed by a first polymer material 7 and by a second polymer material 8, wherein the first polymer material 7 has a lower melting temperature than the second polymer material 8.
  • the first polymer material 7 in the present case is a thermoplastic, such as, for example, a copolyamide.
  • the second polymer material 8 in the present case is a thermoplastic, in particular a polyamide.
  • the first and the second polymer material 7, 8 are arranged in the entire nonwoven fabric layer 5.
  • the nonwoven fabric layer 5 is compacted and smoothed by hot calendering at a temperature above the melting temperature of the first polymer material 7 and below the melting temperature of the second polymer material 8 at least in the region of the web material contact side.
  • the nonwoven fabric layer 5 with the smoothed and compacted outer side 6 was produced by providing an untreated nonwoven fabric formed by bi-component fibers 9 in which a first component -bspw. the jacket 10 through the first polymer and a second component -bspw. the core 11- of the bi-component fibers 9 is formed by the second polymer material 8.
  • This untreated fibrous web was hot calendered at a temperature above the melting temperature of the first and second polymer material - that is, the first polymer material was melted, and the second polymer material was not and subsequently cooled to a temperature below the melting temperature of the first polymeric material 7.
  • the first polymer material 7 forms a discontinuous polymer layer 13, at least in the region of the outside 6, in which the second polymer material 8 present as fibers 12 is embedded at least in sections. In a region in which the first polymer material 7 has not been melted, the first and the second polymer material 7, 8 are still present as bi-component fibers 9.
  • the second polymer material 8 to be present as a fiber material in the nonwoven fabric layer and for the first polymer material 7 to be arranged in particle form between the fiber material before it melts.
  • the porosity of the nonwoven fabric layer 5 increases from the outside 6 providing the web material contact side in the direction of the basic structure 2.
  • the FIG. 2 shows a further inventive drying belt 101 in cross section.
  • the drying belt 101 has a woven base structure 102 essentially providing the dimensional stability of the belt 101, which is formed from polyester material and / or PCTA and / or PCT and / or PEEK and / or PPS and / or high-temperature resistant PA yarn material 103, 104.
  • the drying belt 101 furthermore comprises a nonwoven layer 105, which essentially arranges the water absorption capacity of the belt 101 and is arranged on the base structure 102, which provides a web material contact side of the drying belt 101 in the region of its outer side 106 facing away from the base structure 102.
  • the nonwoven layer 105 is formed only by a first polymer material 107.
  • the first polymer material 107 in the present case is a thermoplastic, such as, for example, a copolyamide.
  • the nonwoven fabric layer 105 is compacted and smoothed by hot calendering at a temperature above the melting temperature of the first polymer material 107, at least in the area of the outer material side 106 providing the web material contact side.
  • the nonwoven fabric layer 105 having the smoothed and compacted outer side 6 was produced by providing an untreated nonwoven fabric formed of fibers 109 of the first polymer material 107.
  • This untreated fibrous web was hot calendered at a temperature above the melting temperature of the first polymeric material 107 - i. the first polymer material 107 has been melted at least in the region of the outside 106 and subsequently cooled to a temperature below the melting temperature of the first polymer material 7.
  • the first polymer material 107 is melted at least in the region of the outer side 106 and at least partially reshaped by a thread-like material 109 into a discontinuous polymer layer 113.
  • the first polymer material 107 forms a discontinuous polymer layer 113 at least in the region of the outside 106. In a region where the first polymer material 107 has not been melted, the first polymer material 107 still exists as fibers 109.
  • drying belts 1, 101 have a water absorption capacity of 100-150 kg per hour per m 2 . Furthermore, the drying belts 1, 101 are permeable to water and water vapor.
  • the roughness Rz of the web material contact sides 6, 106 of the in FIGS. 1 . 2 shown drying bands 1, 101 is preferably in the range of 0.6 to 6 microns according to DIN EN ISO 4287, 4288th
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of a method for producing a drying belt according to the invention 1, 101.
  • the drying belt 1, 101 is guided over two spaced-apart rollers 20, 21, wherein the one roller 21 together with another roller 22 forms a hot calendering gap 24 through which the still untreated drying belt is passed.
  • the outer side 6, 106 of the drying belt 1, 101 is guided under pressure over a heated, smooth surface which is provided by the lateral surface of the roller 21.
  • the drying belt 1, 101 For subsequent cooling from a temperature above the melting temperature of the first polymer material 7, 107 to a temperature below the melting temperature of the first polymer material 7, 107, the drying belt 1, 101 is guided under pressure over a smooth and cooled surface (cooled means in this case that the cooled Surface must have a temperature which is below the melting temperature of the first polymer material), which is provided, for example.
  • cooled means in this case that the cooled Surface must have a temperature which is below the melting temperature of the first polymer material
  • FIG. 4 shows a part of a machine according to the invention for the production and / or processing of web material, such as, for example, paper, in particular graphic paper, such as copying paper, in the region of a condensation drying device 30.
  • web material such as, for example, paper, in particular graphic paper, such as copying paper
  • the condensation drying device 30 has at least one heatable drying cylinder 31, whose lateral surface 32 in a wrap region BC of a web material, such as. Paper 33, a as in Figures 1-3 described drying belt 1, 101 and a water and vapor impermeable sealing tape 34 is looped.
  • the sealing tape 34 is formed as a metal band.
  • the belts 1, 101, 34 are guided over a number of rollers and rollers 38, 39.
  • the condensation drying device 30 further comprises a cooling medium 35 whose temperature is lower than the temperature of the lateral surface 32 of the Drying cylinder 31.
  • one side of the web material 33 is in direct contact with the jacket surface 32 of the drying cylinder 31 and the other side of the web material 33 is in direct contact with the web material contact side 6, 106 of the drying belt 1, 101, while the machine contact side of the drying belt 1, 101 in FIG is in direct contact with one side of the sealing band 34, the other side is acted upon by the cooling medium 35.
  • the web material 33 is heated on the one hand, whereby liquid evaporates from the web material 33 and enters the drying belt 1, 101.
  • the sealing tape 34 is cooled by the cooling medium 35.
  • a sealing tape 34 open towards the overpressure hood 36 is arranged, which provides a closed space 37 in the interplay with the sealing strip 34, in which the particular pressurized gas and / or liquid-cooling medium 35 is guided, which exerts pressure on the web material 33.
  • the condensation drying device 30 is arranged at a location in the machine at which the web material 33 is fed into the condensation drying device 30 with a dry content in the range of 50-80%. By the pressurization and heat in the condensation drying device 30, the web material 33 in the condensation drying device 30 is dried and smoothed.
  • condensation drying device 30 is arranged in the web running direction L after the press section, wherein in particular the web material 33 is fed into the condensation drying device 30 with a dry content of about 50-60%.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trocknungsband (1) für eine Kondensationstrocknungseinrichtung in einer Bahnmaterial, wie Papier-, Karton- oder Tissue, herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine, mit einer die Dimensionsstabilität des Bandes im Wesentlichen bereitstellenden Grundstruktur (2) gebildet aus Polyester und/oder PCTA und/oder PCT und/oder PEEK und/oder PPS und/oder hochtemperaturbeständiges PA umfassendem Fadenmaterial (3,4) und mit einer an der Grundstruktur angeordneten, das Wasseraufnahmevermögen des Bandes (1) im Wesentlichen bereitstellenden Faservlieslage (5), die an ihrer von der Grundstruktur (2) wegweisenden Außenseite (6) eine Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes (1) bereitstellt, wobei die Faservlieslage (5) ein zumindest im Bereich der Außenseite (6) angeordnetes erstes Polymermaterial (7) umfasst und die Faservlieslage (5) im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite durch Heißkalandrieren oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials (7) verdichtet und geglättet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Trocknungsband für eine Kondensationstrocknungseinrichtung sowie eine Maschine zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Bahnmaterial, wie Papier-, Karton- oder Tissue, mit einer Kondensationstrocknungseinrichtung.
  • In einer Kondensationstrocknungseinrichtung einer Papiermaschine wird dem zu fertigenden Bahnmaterial Feuchtigkeit dadurch entzogen, dass das Bahnmaterial von einer Seite erwärmt wird und von der anderen Seite gekühlt wird. Durch die Erwärmung wird in dem Bahnmaterial enthaltene Flüssigkeit verdampft. Der Flüssigkeitsdampf tritt aus dem Bahnmaterial aus und kondensiert außerhalb des Bahnmaterials durch die Kühlung. Um dies zu erreichen, ist das Bahnmaterial an einer Seite in Kontakt mit einem sehr fein strukturierten Trockenband, das für die aus dem Bahnmaterial austretende Flüssigkeit bzw. den Flüssigkeitsdampf permeabel ist. An der vom Bahnmaterial abgewandten Rückseite dieses fein strukturierten Trockenbands ist ein grob strukturiertes Trockenband vorgesehen, dessen Funktion primär die Aufnahme bzw. Speicherung des Flüssigkeitsdampfs bzw. der kondensierten Flüssigkeit ist. An der Rückseite, also der von dem fein strukturierten Trockenband abgewandt liegenden Seite des grob strukturierten Trockenbands, ist dann eine Wärmesenke vorgesehen, beispielsweise in Form eines lokal gekühlten, nicht-flüssigkeitspermeablen Dichtbands. Die andere Seite des Bahnmaterials ist in Kontakt mit einer Wärmequelle, beispielsweise einem erwärmten, nicht-flüssigkeitspermeablen Band oder einem im Bereich seiner Mantelfläche erwärmten Trockenzylinder, über welchen das Bahnmaterial geführt ist. Es ist also im Allgemeinen eine Anordnung vorgesehen, die drei oder sogar vier Bänder verwendet. Die Führung der einzelnen Bänder ist bei solchen Anordnungen oftmals sehr aufwändig und daher auch oft sehr störungsanfällig.
  • Im Stand der Technik wurde ferner vorgeschlagen, anstelle eines grob und eines fein strukturierten Trocknungsbandes ein einziges Trocknungsband zu verwenden, bei dem bspw. ein Gewebe als Grundstruktur dient und bei dem die Bahnmaterialkontaktseite durch ein Faservlies bereitgestellt wird.
  • Kondensationstrocknungseinrichtungen werden oftmals direkt nach der Pressenpartie oder am Anfang der Trockenpartie eingesetzt. An dieser Position ist die Papier- oder Kartonbahn noch relativ feucht und daher leicht formbar. Dies hat einerseits den Vorteil, dass die Seite der Papierbahn, die auf der glatten Mantelfläche des beheizten Trockenzylinders geführt sehr gut geglättet wird und andererseits den Nachteil, dass in die andere Seite der Papierbahn sehr leicht die Struktur des Trocknungsbandes in Form von insbesondere bei graphischen Papieren unerwünschten Markierungen und Eindrücken eingeprägt wird. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn durch das Kühlmedium über das mit der Papierbahn in Kontakt kommende Trocknungsband zusätzlich Druck auf die Papierbahn ausgeübt wird.
  • Sowohl bei der Verwendung von zwei Trocknungsbändern, d.h. einem feinen und einem groben Trocknungsband, als auch bei der Verwendung eines aus einem Gewebe und einem Faservlies gebildeten Trocknungsbandes werden, insbesondere für die Herstellung von graphischen Papieren, keine zufrieden stellenden Ergebnisse hinsichtlich der Glätte und Trockengehalt der so behandelten Papier- oder Kartonbahn erzielt, da die im Stand der Technik bekannten Trocknungsbänder entweder nicht ausreichend Wasser aufnehmen können, um den Trockengehalt der Papierbahn ausreichend zu steigern oder aber zur Markierung der noch relativ feuchten und daher empfindlichen Papierbahn neigen.
  • Keines der bekannten Trocknungsbänder für Kondensationstrocknungseinrichtungen verbindet eine hinreichend glatte Bahnmaterialkontaktseite mit einem ausreichend hohen Wasserspeichervolumen. Insbesondere für die Herstellung von feinen graphischen Papieren sind keine Trocknungsbänder bekannt, mit denen graphische Papier ohne Markierungen erzeugt werden können. Selbst die in der DE 10 2006 039 102 vorgeschlagenen Trocknungsbänder mit einer durch ein Faservlies bereitgestellten Bahnmaterialkontaktseite, sind nicht geeignet für die Herstellung von anspruchsvollen graphischen Papieren wie bspw. Kopierpapier.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Band für eine Kondensationstrocknungseinrichtung sowie eine Papier- oder Kartonmaschine mit einer Kondensationstrocknungseinrichtung vorzuschlagen, mit denen insbesondere graphische Papiere markierungsfrei und effizient hergestellt werden können.
  • Nach einem ersten Aspekt wird die Erfindung gelöst durch ein Trocknungsband für eine Kondensationstrocknungseinrichtung in einer Bahnmaterial, wie Papier-, Karton- oder Tissue, herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine. Das Trocknungsband hat hierbei eine die Dimensionsstabilität des Bandes im Wesentlichen bereitstellende Grundstruktur, die gebildet ist aus Polyester und/oder PCTA und/oder PCT und/oder PEEK und/oder PPS und/oder hochtemperaturbeständiges PA umfassendem Fadenmaterial. Das Trocknungsband umfasst ferner eine an der Grundstruktur angeordnete, das Wasseraufnahmevermögen des Bandes im Wesentlichen bereitstellende Faservlieslage, die an ihrer von der Grundstruktur wegweisenden Außenseite eine Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes bereitstellt. Die Faservlieslage umfasst ein zumindest im Bereich der Außenseite angeordnetes erstes Polymermaterial. Ferner ist die Faservlieslage im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite durch heißkalandrieren oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials verdichtet und geglättet.
  • Die Idee der Erfindung besteht darin, ein Trocknungsband mit einer porösen Faservlieslage bereitzustellen, die einerseits eine glatte und daher markierungsfreie Bahnmaterialkontaktseite und andererseits ein ausreichend hohes Wasseraufnahmevermögen hat und die ferner für den Einsatz in einer Kondensationstrocknungs-einrichtung in Bezug auf thermische Beständigkeit und Dimensionsstabilität geeignet ist.
  • Dadurch, dass die Faservlieslage zumindest im Bereich ihrer Außenseite ein erstes Polymermaterial hat, welches durch Heißkalandrieren, d.h. Einwirkung von Temperatur und Druck- und nachfolgendes Abkühlen zuerst aufgeschmolzen und dann wieder verfestigt wurde, wird ein Trocknungsband mit einer glatten und daher markierungsfreien Bahnmaterialkontaktseite bereitgestellt.
  • Dadurch, dass das Trocknungsband des Weiteren eine zwischen der Grundstruktur und der Bahnmaterialkontaktseite angeordnete Faservlieslage hat, wird ein Trocknungsband mit ausreichend hohem Wasseraufnahmevermögen bereitgestellt.
  • Dadurch, dass die die Dimensionsstabilität des Bandes bereitstellende Grundstruktur gebildet ist aus Polyester und/oder PCTA und/oder PCT und/oder PEEK und/oder PPS und/oder hochtemperaturbeständiges PA umfassendem Fadenmaterial, wird ein Trocknungsband bereitgestellt, welches auch bei hoher Temperatur und hoher Umgebungsfeuchte, wie diese in einer Kondensationstrocknungseinrichtung auftreten, eine gute Dimensionsstabilität in seiner Maschinenrichtung und in seiner Maschinenquerrichtung hat.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Als hochtemperaturbeständige Polyamide sind vorliegend bspw. PA46 oder PA6/6T oder PA MXD6 (Para) oder PA 6-T-6-I oder PA 9-T zu nennen.
  • Als mögliche Polyestermaterialien sind beispielsweise PET, PBT oder PTT zu nennen.
  • Vorzugsweise ist die Faservlieslage vollständig durch das erste Polymermaterial gebildet.
  • In diesem Fall ist es bspw. denkbar, dass die Faservlieslage mit der geglätteten und verdichteten Außenseite erzeugt wurde, indem ein unbehandeltes Faservlies gebildet aus Fasern des ersten Polymermaterials bereitgestellt wurde, welches im Bereich einer Außenseite bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials heißkalandriert und nachfolgend auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials abgekühlt wurde. Hierdurch wurden zumindest die im Bereich der Außenseite angeordneten Fasern zumindest teilweise aufgeschmolzen und unter der Einwirkung von Druck teilweise umgeformt und/oder miteinander verklebt, wodurch eine verdichtete und geglättete Außenseite der Faservlieslage erzeugt wurde.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, dass die Faservlieslage durch das erste Polymermaterial und zumindest ein zweites Polymermaterial mit höherer Schmelztemperatur als das erste Polymermaterial gebildet ist und dass die Faservlieslage im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite durch Heißkalandrieren oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials und unterhalb der Schmelztemperatur des zumindest einen zweiten Polymermaterials verdichtet und geglättet ist.
  • Denkbar ist in diesem Zusammenhang insbesondere, dass das zumindest eine zweite Polymermaterial in Form von Fasern vorliegt.
  • In diesem Fall werden das erste Polymermaterial und das zweite faserförmige Polymermaterial beim Heißkalandrieren zumindest im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite miteinander vermischt, d.h. im Bereich der Außenseite der Faservlieslage sind nach dem wieder Verfestigen des ersten Polymermaterials die aus dem zweiten Polymermaterial gebildeten Fasern zumindest abschnittsweise in das erste Polymermaterial eingebettet und mittels diesem zumindest abschnittweise miteinander verklebt und/oder verbunden. In diesem Fall bilden also das erste Polymermaterial und das zweite faserförmige Polymermaterial zumindest im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite eine poröse Verbundstruktur aus.
  • Bei den oben genannten Faservlieslagen nimmt deren Porosität vorzugsweise von der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite in Richtung der Grundstruktur zu, wobei das Trocknungsband vorzugsweise ein Wasseraufnahmevermögen von 100-150 kg pro Stunde pro m2, um optimal als Trocknungsband in einer Kondensationstrocknungs-einrichtung arbeiten zu können. Das Trocknungsband ist für Wasser und Wasserdampf permeabel und hat vorzugsweise eine Permeabilität von 1 bis 200 cfm, besonders bevorzugt von 10 bis 95 cfm.
  • Insbesondere für die Herstellung von graphischen Papieren ist es sinnvoll, wenn die die Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbands bereitstellende Außenseite eine Rauhigkeit Rz von weniger als 2,4 µm hat. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bandes werden in der Regel Rauhigkeiten Rz erzielt, die im Bereich von 0,1 µm bis 20 µm, insbesondere 0,6 µm bis 6 µm nach DIN EN ISO 4287, DIN EN ISO 4288 liegen. Die letzt genannten Rauhigkeiten können insbesondere dann leicht erreicht werden, wenn die Außenseite der Faservlieslage unter die Schmelztemperatur des Polymers des Füllmaterials abgekühlt wird, während die Außenseite unter Druck über eine glatte Fläche geführt wird.
  • Vorzugsweise liegt das zweite Polymermaterial in Form von Fasern in der Faservlieslage vor, wobei das erste Polymermaterial vor dessen Aufschmelzen partikelförmig vorliegt und insbesondere zwischen dem Fasermaterial angeordnet ist. Denkbar ist hierbei, dass partikelförmiges Füllmaterial im Bereich der Außenseite des Faservlieses in das Faservlies eingebracht und nachfolgend beim Heißkalandrieren aufgeschmolzen wird, wodurch die höherschmelzenden Polymerfasern im Bereich der Außenseite der Vlieslage in das erste Polymermaterial eingebettet und mit diesem verklebt wird.
  • Ferner ist denkbar, dass die Faservlieslage durch eine Fasermischung gebildet ist, wobei ein Teil der Fasern aus dem ersten Polymermaterial und ein anderer Teil der Fasern aus dem zweiten Polymermaterial gebildet ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Faservlieslage Bi-Komponentenfasern umfasst oder durch diese gebildet ist, wobei vor dem Heißkalandrieren das erste Polymermaterial als eine Komponente und das zweite Polymermaterial als zweite Komponente der Bi-Komponentenfasern vorliegt.
  • In diesem Zusammenhang ist es bspw. denkbar, dass die Faservlieslage mit der geglätteten und verdichteten Außenseite erzeugt wurde, indem ein unbehandeltes Faservlies bereitgestellt wurde, das zumindest im Bereich seiner die vorgesehene Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite Bi-Komponentenfasern umfasst oder vollständig aus den Bi-Komponentenfasern gebildet ist. Hierbei ist eine erste Komponente der Bi-Komponentenfasern durch das erste Polymer gebildet, wie eine zweite Komponente der Bi-Komponentenfasern durch das zweite Polymer gebildet ist. Zur Erzeugung der Faservlieslage mit der verdichteten und geglätteten Außenseite wird das unbehandelte Faservlies bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials und unterhalb der des zweiten Polymermaterials heißkalandriert und nachfolgend auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 7 abgekühlt. Hierdurch wird im Bereich der Außenseite eine glatte und poröse Verbundstruktur aus dem zweiten faserförmigen Polymermaterial und dem ersten Polymermaterial erzeugt, bei der die Polymerfasern zumindest abschnittweise in das erste Polymermaterial eingebettet sind. Abhängig von der beim Heißkalandrieren gefahrenen Temperatur und der Einwirkzeit beim Heißkalandrieren entsteht zwischen der Außenseite und der Grundstruktur ein Bereich, der durch die unverschmolzenen Bi-Komponentenfasern gebildet wird.
  • Die Bi-Komponentenfasern können hierbei bspw. als Kern-Mantel Fasern oder als Seite-Seite Fasern vorliegen. Im Fall der Mantel-Kern Fasern, bildet das erste Polymermaterial vorzugsweise den Mantel und das zweite Polymermaterial vorzugsweise den Kern.
  • Bei dem ersten Polymer kann es sich um ein Thermoplast, insbesondere um ein Co-Polyamid handeln. Das Co-Polyamid kann aus mindestens zwei verschiedenen Monomeren aus der Gruppe Caprolactam, Laurinlactam, Dicarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Dimersäure mit C-Atomen, lineare alphaomega-Diamine mit 2-12 C-Atomen und 2-Methylpentamethylendiamin, aufgebaut sein.
  • Die oben genannten ersten Polymere haben bspw. eine Schmelztemperatur von 110°C oder mehr.
  • Bei dem ersten Polymer kann es sich aber auch um ein duromeres Melamin-Harz handeln, welches bspw. als Vliesstruktur oder als Teil einer solchen vorliegt.
  • Aufgrund seiner Eigenschaften, wie bspw. einer sehr hohen Zersetzungstemperatur von ca. 400°C, einer sehr guten Dimensionsstabilität unter erhöhter Temperatur, einer "Nichtbrennbarkeit", einer sehr guten chemischen Beständigkeit ist Melamin-Harz sehr gut für den Einsatz in einem Trocknungsband für eine Kondensationstrocknungseinrichtung in einer eine Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine geeignet.
  • Eine solche Vliesstruktur aus oder mit Melamin-Harz lässt sich bspw. durch ein Schmelzspinverfahren mit anschließender Quervernetzung herstellen, wobei sich bspw. Filamentdurchmesser im Bereich von 1-18µm und Flächenmassen des vlieses im Bereich von 35-250g/m2 ohne Probleme erzeugen lassen, weshalb der Ausbildung der Vliesstruktur nahezu keine Grenzen gesetzt sind.
  • Eine Melamin-Harz enthaltende Vliesstruktur kann mit anderen textilen Lagen ohne Probleme mittels bekannten textilen verbindungsverfahren, wie bspw. Vernadeln, verbunden werden.
  • Ferner kann das zweite Polymermaterial ein Thermoplast, insbesondere ein Polyamid sein. Das Polyamid kann aus der Gruppe Polyamid 6, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 12, Polyamid 11, Polyamid 6T/66, Polyamid 6T/6, Polyamid 6T/61 oder Polyamid 12T sein.
  • Anzumerken ist in diesem Zusammenhang, dass abhängig von der Kalandriertemperatur, von der Einwirkdauer beim Kalandrieren und der Stärke der Druckeinwirkung beim Kalandrieren das erste Polymermaterial mehr oder weniger stark aufgeschmolzen und umgeformt wird, wodurch sich wiederum die Verdichtung und die Glätte der Faservlieslage im Bereich ihrer die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite gezielt einstellen lässt.
  • Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Außenseite beim Heißkalandrieren über eine beheizte glatte Fläche geführt wurde.
  • Zur Erhöhung der Glätte der die Bahnmaterialkontaktseite bildenden Außenseite der Faservlieslage kann es ferner sinnvoll sein, wenn die Außenseite beim Abkühlen von einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials unter Druck über eine glatte Fläche geführt wurde. Hierdurch wird die Topographie der Außenseite der Faservlieslage in dem Zustand eingefroren, den diese beim Führen über die Kühlfläche hat, wobei die Glätte der Außenseite der Materiallage durch die Glätte der Fläche beim Kühlen festgelegt oder zumindest wesentlich beeinflusst wird.
  • Die Grundstruktur kann durch ein Gewebe, ein Fadengelege, Gestricke oder Gewirke Trockensieb gebildet sein.
  • Denkbar ist, dass zwischen der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Faservlieslage und der Grundstruktur zumindest eine Faservlieslage angeordnet ist, deren die Fasern bildendes Polymermaterial eine höhere Schmelztemperatur als das erste Polymermaterial hat.
  • Ferner ist es möglich, dass auf der von der Bahnmaterialkontaktseite wegweisenden Seite der Grundstruktur zumindest eine Faservlieslage angeordnet ist, deren die Fasern bildendes Polymermaterial eine höhere Schmelztemperatur hat als das erste Polymermaterial und dessen von der Grundstruktur wegweisende andere Außenseite eine Maschinenkontaktseite des Trocknungsbandes bereitstellt.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Maschine zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Bahnmaterial, wie Papier-, Karton- oder Tissue, mit einer Kondensationstrocknungseinrichtung mit mindestens einem beheizbaren Trockenzylinder vorgeschlagen, dessen Mantelfläche in einem Umschlingungsbereich von dem Bahnmaterial, einem Trocknungsband nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einem für Wasser und Dampf undurchlässigen Dichtband umschlungen ist, und mit einem Kühlmedium, dessen Temperatur geringer ist als die Temperatur der Mantelfläche des Trockenzylinders, wobei im Umschlingungsbereich eine Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Mantelfläche des Trockenzylinders und die andere Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes ist, während die Maschinenkontaktfläche des Trocknungsbandes in Kontakt mit einer Seite des Dichtbandes ist, dessen andere Seite von dem Kühlmedium beaufschlagt wird.
  • Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Maschine über dem Dichtband eine zum Dichtband hin offene Überdruckhaube angeordnet, die im Wechselspiel mit dem Dichtband einen geschlossenen Raum bereitstellt, in dem das insbesondere unter Druck stehende Kühlmedium geführt wird. Hierdurch kann das Bahnmaterial über das Dichtband mit Druck beaufschlagt werden, wodurch das unter Druck stehende Kühlmedium Druck auf das Bahnmaterial ausübt.
  • Bei dem Kühlmedium kann es sich um eine Flüssigkeit oder ein Gas handeln. Es ist auch ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch als Kühlmedium denkbar.
  • Besonders vorteilhaft kommt das erfindungsgemäße Trocknungsband in der Kondensationstrocknungseinrichtung zum Einsatz, wenn das Bahnmaterial mit einem Trockengehalt im Bereich von 50-80% in die Kondensationstrocknungseinrichtung geführt wird, da in diesem Trockengehaltsbereich das Papier noch leicht formbar und daher gegenüber Markierung durch die Bespannung empfindlich ist.
  • Vorzugsweise wird das insbesondere bei dem oben genannten Trockengehalt in der Kondensationstrocknungseinrichtung geführte Bahnmaterial in dieser nicht nur getrocknet sondern auch geglättet.
  • Denkbar ist, dass die Kondensationstrocknungseinrichtung in Bahnlaufrichtung nach der Pressenpartie und vor der ersten konventionellen Trockengruppe der Trockenpartie angeordnet ist, wobei insbesondere das Bahnmaterial mit einem Trockengehalt von ca. 50-60% in die Kondensationstrocknungseinrichtung geführt wird. Ebenso denkbar ist, dass die Kondensationstrocknungseinrichtung in Bahnlaufrichtung nach der ersten konventionellen Trockengruppe der Trockenpartie angeordnet ist, wobei insbesondere das Bahnmaterial mit einem Trockengehalt von ca. 70-80% in die Kondensationstrocknungseinrichtung geführt wird.
  • Um eine gleichmäßige Glätte der Papier- oder Kartonbahn auf beiden Seiten zu erzielen, sieht eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung vor, dass die Kondensationstrocknungseinrichtung in Bahnlaufrichtung nach dem einen beheizbaren Trockenzylinder einen zweiten beheizbaren Trockenzylinder hat, dessen Mantelfläche in einem Umschlingungsbereich von dem Bahnmaterial, einem zweiten Trocknungsband, das entweder nach einem der Ansprüche 1-17 oder als befilztes Trockensieb ausgeführt ist sowie einem zweiten für Wasser und Dampf undurchlässigen Dichtband umschlungen ist, und mit einem Kühlmedium, dessen Temperatur geringer ist als die Temperatur der Mantelfläche des zweiten Trockenzylinders, wobei im Umschlingungsbereich die andere Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Mantelfläche des zweiten Trockenzylinders und die eine Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Bahnmaterialkontaktseite des zweiten Trocknungsbandes bzw. mit einer Seite des befilzten Trockensiebs ist, während die Maschinenkontaktfläche des zweiten Trocknungsbandes in Kontakt mit einer Seite des zweiten Dichtbandes ist, dessen andere Seite von dem Kühlmedium beaufschlagt wird.
  • Da die Papier- oder Kartonbahn in manchen Fällen bereits nach Umlauf um den ersten Trockenzylinder bereits deutlich weniger markierungsempfindlich als vor dem ersten Trockenzylinder ist, ist es abhängig vom Papiergrad in manchen Konstellationen nicht mehr notwendig als Trocknungsband, welches über den zweiten Trockenzylinder geführt wird, ein erfindungsgemäßes Trocknungsband zu verwenden, sondern es kann bspw. ein befilztes Trockensieb verwendet werden.
  • Bei der heute bekannten Kondensationstrocknungseinrichtung wird oftmals als Dichtband ein Metallband verwendet. Es sind aber auch andere für Wasser und Dampf undurchlässige Bänder mit hinreichend guter Wärmeleitfähigkeit denkbar, wie bspw. mit Metallpartikeln versetzte Polymerbänder.
  • Das Bahnmaterial ist bevorzugt ein graphisches Papier, insbesondere Kopierpapier oder Zeitungsdruckpapier.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von schematischen nicht maßstäblichen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trocknungsbandes,
    Figur 2
    eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trocknungsbandes,
    Figur 3
    eine mögliche Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trocknungsbandes,
    Figur 4
    eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung von Bahnmaterial mit einer Kondensationstrocknungseinrichtung.
  • Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Trocknungsband 1 im Querschnitt. Das Trocknungsband 1 hat eine die Dimensionsstabilität des Bandes 1 im Wesentlichen bereitstellende gewobene Grundstruktur 2, die aus Polyester und/oder PCTA und/oder PCT und/oder PEEK und/oder PPS und/oder hochtemperaturbeständiges PA umfassendem Fadenmaterial 3, 4 gebildet ist. Das Trocknungsband 1 umfasst ferner eine an der Grundstruktur 2 angeordnete, das Wasseraufnahmevermögen des Bandes 1 im Wesentlichen bereitstellende Faservlieslage 5, die im Bereich ihrer von der Grundstruktur 2 wegweisenden Außenseite 6 eine Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes 1 bereitstellt. Die Faservlieslage 5 wird vorliegend durch ein erstes Polymermaterial 7 und durch ein zweites Polymermaterial 8 gebildet, wobei das erste Polymermaterial 7 eine niedrigere Schmelztemperatur hat als das zweite Polymermaterial 8.
  • Bei dem ersten Polymermaterial 7 handelt es sich vorliegend um ein Thermoplast, wie bspw. ein Co-Polyamid. Das zweite Polymermaterial 8 ist vorliegend ein Thermoplast, insbesondere ein Polyamid.
  • Vorliegend sind das erste und das zweite Polymermaterial 7, 8 in der gesamten Faservlieslage 5 angeordnet. Die Faservlieslage 5 ist zumindest im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite 6 durch heißkalandrieren bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 7 und unterhalb der Schmelztemperatur des zweiten Polymermaterials 8 verdichtet und geglättet.
  • Konkret bedeutet dies, dass die Faservlieslage 5 mit der geglätteten und verdichteten Außenseite 6 erzeugt wurde, indem ein unbehandeltes Faservlies bereitgestellt wurde, das durch Bi-Komponentenfasern 9 gebildet ist, bei denen eine erste Komponente -bspw. der Mantel 10- durch das erste Polymer und eine zweite Komponente -bspw. der Kern 11- der Bi-Komponentenfasern 9 durch das zweite Polymermaterial 8 gebildet ist. Dieses unbehandelte Faservlies wurde bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten und unterhalb der des zweiten Polymermaterials heißkalandriert - d.h. das erste Polymermaterial wurde aufgeschmolzen, das zweite Polymermaterial nicht- und nachfolgend auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 7 abgekühlt.
  • Bei der nach dem oben beschriebenen Prozess hergestellten Faservlieslage 5 bildet das erste Polymermaterial 7 zumindest im Bereich der Außenseite 6 eine diskontinuierliche Polymerschicht 13, in welche das als Fasern 12 vorliegende zweite Polymermaterial 8 zumindest abschnittweise eingebettet ist. In einem Bereich, in dem das erste Polymermaterial 7 nicht aufgeschmolzen wurde, liegen das erste und das zweite Polymermaterial 7, 8 nach wie vor als Bi-Komponentenfasern 9 vor.
  • Alternativ zu der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist es denkbar, dass das zweite Polymermaterial 8 als Fasermaterial in der Faservlieslage vorliegt und das erste Polymermaterial 7 vor dessen Aufschmelzen partikelförmig zwischen dem Fasermaterial angeordnet ist.
  • Die Porosität der Faservlieslage 5 nimmt vorliegend von der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite 6 in Richtung der Grundstruktur 2 zu.
  • Die Figur 2 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Trocknungsband 101 im Querschnitt. Das Trocknungsband 101 hat eine die Dimensionsstabilität des Bandes 101 im Wesentlichen bereitstellende gewobene Grundstruktur 102, die aus Polyester und/oder PCTA und/oder PCT und/oder PEEK und/oder PPS und/oder hochtemperaturbeständiges PA umfassendem Fadenmaterial 103, 104 gebildet ist. Das Trocknungsband 101 umfasst ferner eine an der Grundstruktur 102 angeordnete, das Wasseraufnahmevermögen des Bandes 101 im Wesentlichen bereitstellende Faservlieslage 105, die im Bereich ihrer von der Grundstruktur 102 wegweisenden Außenseite 106 eine Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes 101 bereitstellt. Die Faservlieslage 105 wird vorliegend nur durch ein erstes Polymermaterial 107 gebildet.
  • Bei dem ersten Polymermaterial 107 handelt es sich vorliegend um ein Thermoplast, wie bspw. um ein Co-Polyamid.
  • Die Faservlieslage 105 ist zumindest im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite 106 durch heißkalandrieren bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 107 verdichtet und geglättet.
  • Konkret bedeutet dies vorliegend, dass die Faservlieslage 105 mit der geglätteten und verdichteten Außenseite 6 erzeugt wurde, indem ein unbehandeltes Faservlies bereitgestellt wurde, das aus Fasern 109 aus dem ersten Polymermaterial 107 gebildet ist. Dieses unbehandelte Faservlies wurde bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 107 heißkalandriert - d.h. das erste Polymermaterial 107 wurde zumindest im Bereich der Außenseite 106 aufgeschmolzen und nachfolgend auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 7 abgekühlt. Hierdurch wird das erste Polymermaterial 107 zumindest im Bereich der Außenseite 106 aufgeschmolzen und zumindest teilweise von einem fadenförmigen Material 109 zu einer diskontinuierlichen Polymerschicht 113 umgeformt.
  • Bei der nach dem oben beschriebenen Prozess hergestellten Faservlieslage 105 bildet das erste Polymermaterial 107 zumindest im Bereich der Außenseite 106 eine diskontinuierliche Polymerschicht 113 aus. In einem Bereich, in dem das erste Polymermaterial 107 nicht aufgeschmolzen wurde, liegt das erste Polymermaterial 107 nach wie vor als Fasern 109 vor.
  • Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Trocknungsbänder 1, 101 haben ein Wasseraufnahmevermögen von 100-150 kg pro Stunde pro m2. Ferner sind die Trocknungsbänder 1, 101 für Wasser und Wasserdampf permeabel.
  • Die Rauhigkeit Rz der Bahnmaterialkontaktseiten 6, 106 der in den Figuren 1, 2 gezeigten Trocknungsbänder 1, 101 liegt bevorzugt im Bereich von 0,6 bis 6 µm nach DIN EN ISO 4287, 4288.
  • Die Figur 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trocknungsbandes 1, 101. Hierzu wird das Trocknungsband 1, 101 über zwei zueinander beabstandete Walzen 20, 21 geführt, wobei die eine Walze 21 zusammen mit einer weiteren Walze 22 einen heißen Kalanderspalt 24 bildet, durch welchen das noch unbehandelte Trocknungsband hindurchgeführt wird. Beim Heißkalandrieren wird die Außenseite 6, 106 des Trocknungsbandes 1, 101 unter Druck über eine beheizte glatte Fläche geführt, welche durch die Mantelfläche der Walze 21 bereitgestellt wird. Zum nachfolgenden Abkühlen von einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 7, 107 auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials 7, 107 wird das Trocknungsband 1, 101 unter Druck über eine glatte und gekühlte Fläche geführt (gekühlt bedeutet vorliegend, dass die gekühlte Fläche eine Temperatur haben muss, die unter der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials liegt), welche bspw. durch die zur Außenseite 6, 106 des Transportbandes 1, 101 weisende Seite 25 eines im Bereich des Auslaufzwickels der Walze 21 angeordneten Kühlschuhs 23 bereitgestellt wird.
  • Die Figur 4 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Bahnmaterial, wie bspw. Papier, insbesondere graphisches Papier wie bspw. Kopierpapier, im Bereich einer Kondensationstrocknungseinrichtung 30.
  • Die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 hat mindestens einen beheizbaren Trockenzylinder 31, dessen Mantelfläche 32 in einem Umschlingungsbereich B-C von einem Bahnmaterial, wie bspw. Papier 33, einem wie in den Figuren 1-3 beschriebenen Trocknungsband 1, 101 sowie einem für Wasser und Dampf undurchlässigen Dichtband 34 umschlungen ist. Vorliegend ist das Dichtband 34 als Metallband ausgebildet. Die Bänder 1, 101, 34 werden über eine Anzahl von Rollen und Walzen 38, 39 geführt.
  • Die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 umfasst ferner ein Kühlmedium 35, dessen Temperatur geringer ist als die Temperatur der Mantelfläche 32 des Trockenzylinders 31.
  • Im Umschlingungsbereich B-C ist eine Seite des Bahnmaterials 33 in direktem Kontakt mit der Mantelfläche 32 des Trockenzylinders 31 und die andere Seite des Bahnmaterials 33 in direktem Kontakt mit der Bahnmaterialkontaktseite 6, 106 des Trocknungsbandes 1, 101, während die Maschinenkontaktseite des Trocknungsbandes 1, 101 in direktem Kontakt mit einer Seite des Dichtbandes 34 ist, dessen andere Seite von dem Kühlmedium 35 beaufschlagt wird. Hierdurch wird das Bahnmaterial 33 einerseits erwärmt, wodurch Flüssigkeit aus dem Bahnmaterial 33 verdampft und in das Trocknungsband 1, 101 gelangt. Andererseits wird das Dichtband 34 durch das Kühlmedium 35 gekühlt.
  • Durch die Erwärmung des Bahnmaterials 33 vermittels des unmittelbaren Kontakts zur Mantelfläche 32 des erwärmten Trockenzylinders 31 einerseits und die Kühlung an der anderen Seite andererseits wird in dem Bahnmaterial 33 enthaltene Flüssigkeit verdampft und in dem Trocknungsband 1, 101 aufgenommen. Durch den Kontakt des Trocknungsbands 1, 101 mit der Seite des vermittels des Kühlmediums 35 gekühlten Dichtbandes 34 kondensiert in diesem Grenzbereich zwischen dem Trocknungsband 1, 101 und Dichtband 34 der Flüssigkeitsdampf, so dass er von dem Bahnmaterial 33 weg geführt werden kann und dieses mit deutlich reduziertem Feuchtigkeitsanteil die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 verlässt.
  • Wie aus der Darstellung der Figur 4 zu erkennen ist, ist über dem Dichtband 34 eine zum Dichtband 34 hin offene Überdruckhaube 36 angeordnet, die im Wechselspiel mit dem Dichtband 34 einen geschlossenen Raum 37 bereitstellt, in dem das insbesondere unter Druck stehende gas- und/oder flüssigkeitsförmige Kühlmedium 35 geführt wird, welches Druck auf das Bahnmaterial 33 ausübt.
  • Die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 ist vorliegend an einer Stelle in der Maschine angeordnet, an dem das Bahnmaterial 33 mit einem Trockengehalt im Bereich von 50-80% in die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 geführt wird. Durch die Druckbeaufschlagung und Wärmeeinwirkung in der Kondensationstrocknungseinrichtung 30 wird das Bahnmaterial 33 in der Kondensationstrocknungseinrichtung 30 getrocknet und geglättet.
  • Denkbar ist bspw., dass die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 in Bahnlaufrichtung L nach der Pressenpartie angeordnet ist, wobei insbesondere das Bahnmaterial 33 mit einem Trockengehalt von ca. 50-60% in die Kondensationstrocknungseinrichtung 30 geführt wird.

Claims (28)

  1. Trocknungsband für eine Kondensationstrocknungseinrichtung in einer Bahnmaterial, wie Papier-, Karton- oder Tissue, herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine, mit einer die Dimensionsstabilität des Bandes im Wesentlichen bereitstellenden Grundstruktur gebildet aus Polyester und/oder PCTA und/oder PCT und/oder PEEK und/oder PPS und/oder hochtemperaturbeständiges PA umfassendem Fadenmaterial und mit einer an der Grundstruktur angeordneten, das Wasseraufnahmevermögen des Bandes im Wesentlichen bereitstellenden Faservlieslage, die an ihrer von der Grundstruktur wegweisenden Außenseite eine Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes bereitstellt, wobei die Faservlieslage ein zumindest im Bereich der Außenseite angeordnetes erstes Polymermaterial umfasst und die Faservlieslage im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite durch heißkalandrieren oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials verdichtet und geglättet ist.
  2. Trocknungsband nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Faservlieslage durch das erste Polymermaterial gebildet ist.
  3. Trocknungsband nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Faservlieslage durch das erste Polymermaterial und zumindest ein zweites Polymermaterial mit höherer Schmelztemperatur als das erste Polymermaterial gebildet ist und die Faservlieslage im Bereich der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite durch Heißkalandrieren oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials und unterhalb der Schmelztemperatur des zumindest einen zweiten Polymermaterials verdichtet und geglättet ist.
  4. Trocknungsband nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Polymermaterial als Fasermaterial in der Faservlieslage vorliegt und das erste Polymermaterial vor dem Heißkalandrieren partikelförmig zwischen dem Fasermaterial angeordnet ist.
  5. Trocknungsband nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Faservlieslage Bi-Komponentenfasern umfasst oder durch diese gebildet ist, wobei vor dem Heißkalandrieren das erste Polymermaterial als eine Komponente und das zweite Polymermaterial als zweite Komponente der Bi-Komponentenfasern vorliegt.
  6. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Polymer ein Thermoplast, insbesondere ein Co-Polyamid ist.
  7. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 3-6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Polymer ein Thermoplast, insbesondere ein Polyamid ist.
  8. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Außenseite beim Heißkalandrieren über eine beheizte glatte Fläche geführt wurde.
  9. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Außenseite beim Abkühlen von einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Polymermaterials unter Druck über eine glatte Fläche geführt wurde.
  10. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Polymermaterial eine Schmelztemperatur von 110°C oder mehr hat.
  11. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Porosität der Materiallage von der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Außenseite in Richtung der Grundstruktur zunimmt.
  12. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Grundstruktur durch ein Gewebe, ein Fadengelege, Gestricke oder Gewirke gebildet ist.
  13. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Trocknungsband ein Wasseraufnahmevermögen von 100-150 kg pro Stunde pro m2 hat.
  14. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Trocknungsband für Wasser und Wasserdampf permeabel ist und insbesondere eine Permeabilität von 1 bis 200 cfm, besonders bevorzugt von 10 bis 95 cfm hat.
  15. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbands bereitstellende Außenseite eine Rauhigkeit Rz von 0,6 bis 6 µm nach DIN EN ISO 4287, DIN EN ISO 4288 hat.
  16. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen der die Bahnmaterialkontaktseite bereitstellenden Faservlieslage und der Grundstruktur zumindest eine Faservlieslage angeordnet ist, deren Fasern aus einem Polymermaterial sind, das eine höhere Schmelztemperatur als das erste Polymermaterial hat.
  17. Trocknungsband nach einem der Ansprüche 1-16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf der von der Bahnmaterialkontaktseite wegweisenden Seite der Grundstruktur zumindest eine Faservlieslage angeordnet ist, deren die Fasern bildendes Polymermaterial eine höhere Schmelztemperatur hat als das erste Polymermaterial und dessen von der Grundstruktur wegweisende andere Außenseite eine Maschinenkontaktseite des Trocknungsbandes bereitstellt.
  18. Maschine zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Bahnmaterial, wie Papier, Karton- oder Tissue, mit einer Kondensationstrocknungseinrichtung mit mindestens einem beheizbaren Trockenzylinder, dessen Mantelfläche in einem Umschlingungsbereich von dem Bahnmaterial, einem Trocknungsband nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einem für Wasser und Dampf undurchlässigen Dichtband umschlungen ist, und mit einem Kühlmedium, dessen Temperatur geringer ist als die Temperatur der Mantelfläche des Trockenzylinders, wobei im Umschlingungsbereich eine Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Mantelfläche des Trockenzylinders und die andere Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Bahnmaterialkontaktseite des Trocknungsbandes ist, während die Maschinenkontaktseite des Trocknungsbandes in Kontakt mit einer Seite des Dichtbandes ist, dessen andere Seite von dem Kühlmedium beaufschlagt wird.
  19. Maschine nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass über dem Dichtband eine zum Dichtband hin offene Überdruckhaube angeordnet ist, die im Wechselspiel mit dem Dichtband einen geschlossenen Raum bereitstellt, in dem das insbesondere unter Druck stehende Kühlmedium geführt wird.
  20. Maschine nach Anspruch 18 oder 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das unter Druck stehende Kühlmedium Druck auf das Bahnmaterial ausübt.
  21. Maschine nach einem der Ansprüche 18-20,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kühlmedium eine Flüssigkeit oder ein Gas ist.
  22. Maschine nach einem der Ansprüche 18-21,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bahnmaterial mit einem Trockengehalt im Bereich von 50-80% in die Kondensationstrocknungseinrichtung geführt wird.
  23. Maschine nach einem der Ansprüche 18-22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kondensationstrocknungseinrichtung in Bahnlaufrichtung nach der Pressenpartie angeordnet ist, wobei insbesondere das Bahnmaterial mit einem Trockengehalt von ca. 50-60% in die Kondensationstrocknungseinrichtung geführt wird.
  24. Maschine nach einem der Ansprüche 18-22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kondensationstrocknungseinrichtung in Bahnlaufrichtung nach der ersten konventionellen Trockengruppe der Trockenpartie angeordnet ist, wobei insbesondere das Bahnmaterial mit einem Trockengehalt von ca. 70-80% in die Kondensationstrocknungseinrichtung geführt wird.
  25. Maschine nach einem der Ansprüche 18-24,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kondensationstrocknungseinrichtung in Bahnlaufrichtung nach dem einen beheizten Trockenzylinder einen zweiten beheizbaren Trockenzylinder hat, dessen Mantelfläche in einem Umschlingungsbereich von dem Bahnmaterial, einem zweiten Trocknungsband, das entweder nach einem der Ansprüche 1-17 oder als Trockensieb ausgeführt ist sowie einem zweiten für Wasser und Dampf undurchlässigen Dichtband umschlungen ist, und mit einem Kühlmedium, dessen Temperatur geringer ist als die Temperatur der Mantelfläche des zweiten Trockenzylinders, wobei im Umschlingungsbereich die andere Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Mantelfläche des zweiten Trockenzylinders und die eine Seite des Bahnmaterials in Kontakt mit der Bahnmaterialkontaktseite des zweiten Trocknungsbandes bzw. mit einer Seite des Trockensiebs ist, während die Maschinenkontaktseite des zweiten Trocknungsbandes in Kontakt mit einer Seite des zweiten Dichtbandes ist, dessen andere Seite von dem Kühlmedium beaufschlagt wird.
  26. Maschine nach einem der Ansprüche 1-25,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Dichtband ein Metallband ist.
  27. Maschine nach einem der Ansprüche 1-26,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bahnmaterial ein graphisches Papier, insbesondere Kopierpapier oder Zeitungsdruckpapier ist.
  28. Maschine nach einem der Ansprüche 18-27,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bahnmaterial in der Kondensationstrocknungseinrichtung getrocknet und geglättet wird.
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