WO2015000657A1 - Vliesstoff-kalandereinrichtung - Google Patents

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WO2015000657A1
WO2015000657A1 PCT/EP2014/061668 EP2014061668W WO2015000657A1 WO 2015000657 A1 WO2015000657 A1 WO 2015000657A1 EP 2014061668 W EP2014061668 W EP 2014061668W WO 2015000657 A1 WO2015000657 A1 WO 2015000657A1
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WO
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nonwoven
gravure roll
roll
calender
heat transfer
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Application number
PCT/EP2014/061668
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Rothfuss
Josef Kohnen
Ludger Beier
Eugen Schnyder
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/554—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving by radio-frequency heating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C15/00—Calendering, pressing, ironing, glossing or glazing textile fabrics
    • D06C15/02—Calendering, pressing, ironing, glossing or glazing textile fabrics between co-operating press or calender rolls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
    • H05B6/145—Heated rollers

Definitions

  • the invention relates to a nonwoven calender with a
  • Nonwoven calender for solidifying a nonwoven under the influence of pressure and / or temperature between a gravure roll, which has a metallic outer engraving and is heated, and a mating roll forming a nip with the gravure roll.
  • the invention further relates to a method for operating a nonwoven calender device, wherein a nonwoven fabric by means of a nonwoven calender under pressure and / or temperature influence between a gravure roll having a metallic outer engraving and is heated, and with the gravure roll forming a nip counter roll is solidified.
  • Nonwoven calenders are known in a variety of designs.
  • DE 37 12 276 C1 may be mentioned, in which problems with heating and cooling phases of such a calender have already been mentioned.
  • Nonwoven calender means but also include the facilities that are in the transport range of the rollers. In particular, one is
  • the nonwoven fabric is also referred to as nonwoven and is a structure of fibers.
  • a fundamental distinction of the fibers takes place in Natural fibers (vegetable fibers, animal fibers and mineral fibers) and man-made fibers (man-made fibers of natural polymers, of synthetic and mineral substances). Accordingly, one also subdivides into natural fiber or chemical fiber nonwovens.
  • the fibers are fused or welded together under pressure and / or temperature.
  • This can be patterned or relief-like or punctiform, if one of the nip forming rollers, namely the gravure roller, has a corresponding engraving.
  • the solidification method is also called "thermo-bonding.” An example of such a usable one is
  • Engraving roller called the disclosure of EP 2 392 713 A1.
  • nonwovens are flat structures, but there are also known three-dimensional applications with them. There are various DIN standards that distinguish the nonwoven from paper and other materials (eg DIN 61 210). Nonwovens can be found in the areas of hygiene products, medical devices, cleaning products, clothing, construction, filtration, packaging and vehicle construction.
  • thermobonding process requires a very precise temperature control in order to solidify the fiber web optimally. If the temperature is too high, the fibers stick to the rollers, if the temperature is too low, the desired solidification is insufficient. Any heating of the
  • the object is achieved in that at least the gravure roll has a surface adjacent inductive external heating.
  • the inductive external heating generates eddy currents in the surface of the gravure roll which lead to an increase in temperature.
  • Heat generation therefore occurs predominantly in and at the plateau surfaces of the gravure roll. This heat is released immediately afterwards in the nip back to the nonwoven, so that a much higher energy input for heating the entire gravure roll, as is necessary for internal heating, omitted.
  • inductive act accordingly heating elements which are arranged in at least one row parallel to the roll axis outside contactless close to the roll surface and cover the entire working length of the roll in the longitudinal direction. It is possible to control the power supplied to the individual heating elements.
  • the gravure roll has a sensor monitoring the temperature of the surface.
  • a sensor monitoring the temperature of the surface preferably only the plateau surfaces of the gravure roll should be scanned.
  • Such sensors operate touching or non-contact and are connected to a controller that triggers a signal in case of excessive deviations.
  • the surface temperature can also be detected by a sensor installed in or on the roll shell.
  • the counter-roller also has an inductive external heating adjacent to the surface.
  • Heat transfer fluid supply is excluded during production, a security is created to escape the problem just described.
  • Production phase with a heat transfer fluid supply is connectable.
  • a roller mount is preferably provided away from the calender.
  • the gravure roll can be preheated or cooled there by means of the heat transfer fluid supply. For example, during the
  • Production phase only used induction heating faster bring the gravure roller to production temperature at the surface.
  • a roll in a heated to, for example, at 100 ° C to 150 ° C state by the induction heating to a desired
  • a separate temperature control unit preferably provided with a heat exchanger, arranged outside of the calender in connection with the roller receiving.
  • Production phase closed cavities which are filled with a heat transfer fluid.
  • heat transfer fluid can evaporate at hot wall locations and condense again at cooler wall locations. This ensures a temperature compensation over the roll length. Outside the production times, the cavities can serve as Naturalströmkanale for heating or cooling of the gravure roll with heat transfer fluid.
  • the gravure roll has a steel jacket with engraving.
  • Such a jacket is easy to produce. He should have about 30 to 60 mm wall thickness. Below the steel shell, so radially further inside, an insulating layer can be arranged to heat only a relatively thin-walled jacket inductively. In addition, you can the flow channels for the optionally used heat transfer fluid or closed during production cavities by simple
  • Gravure roller so can be simplified hydrostatic or
  • hydrodynamic support elements are used, which are against the
  • the insulating layer between shell and support elements makes sense when it is inductively heated from the outside.
  • the profiling is done not only to adapt to the nonwoven web. Rather, the distance of the roll surfaces is to comply with the induction heaters accurate.
  • the object is achieved in that at least the surface of the gravure roll is heated inductively from the outside.
  • FIG. 2 shows a roll receptacle of the nonwoven calender device according to the invention for tempering the roll away from the calender in longitudinal section
  • the nonwoven calender 1 shown in FIG. 1 for solidifying a nonwoven fabric 2 has two rolls 3, 4.
  • About Leitsch is the
  • Such conductive means need not consist of guide rollers but can also be formed from baffles or conveyor belts.
  • the lower counter roll 4 is a known Biegeeinstellwalze with
  • the upper roller is the gravure roller 3, which has a metallic engraving 6 on the surface 9.1. Also it could be a bending roll.
  • the engraving has in a conventional manner Plateau lake 7, which protrude radially outward and in their
  • the gravure roll consists in this embodiment of a steel shell 13 to the radially further inside an insulating layer 14 connects.
  • channels 15 are provided for a heat transfer medium.
  • fleece calender 1 these are however Although a heat transfer fluid connection may be provided on the gravure roll, this is not used during production, in order to avoid any leaks.
  • the gravure roll is heated exclusively via an inductive external heating 10.1.
  • this only needs to heat the plateau surfaces 7, so that they can ensure the fusion or welding in the nip 5 for solidification of the nonwoven fabric 2.
  • the roller gives a majority of the heat generated at the surface 9.1 by the inductive heating 10.1 back to the
  • the counter-roller 4 is heated with an inductive external heating 10.2 on the surface 9.2. So a bilaterally hot nip 5 with temperatures of about 250 ° C is created.
  • Temperature sensor 21 indicated by a control line.
  • FIG. 2 shows the gravure roll 3 in a state removed from the nonwoven calender 1, deposited on a roll receptacle 16. It rests on its roll bearings 17. In this position, ie only outside the nonwoven calender, it can have its heat transfer fluid connection 19 with a heat transfer fluid supply 18 are connected.
  • Heat transfer fluid supply 18 has a heat exchanger 20 to the gravure roll and their channels 15 (here for clarity only as a central channel indicated) with warming or to supply cooling heat transfer fluid.
  • the gravure roll 3 can be installed already preheated in the nonwoven calender 1 or it can be cooled faster for maintenance purposes after removal from the nonwoven calender 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vliesstoff-Kalandereinrichtung mit einem Vliesstoff-Kalander zur Verfestigung eines Vliesstoffes unter Druck- und/oder Temperatureinfluss zwischen einer Gravurwalze, die eine metallische Außengravur aufweist und beheizbar ist, und einer mit der Gravurwalze einen Nip bildenden Gegenwalze. Um einen Vliesstoff-Kalander bereit zu stellen, dessen Temperatursteuerung einfacher zu kontrollieren und zu handhaben ist, ist vorgesehen, dass zumindest die Gravurwalze eine der Oberfläche benachbarte induktive Außenheizung aufweist, durch die sie beheizt wird.

Description

Vliesstoff-Kalandereinnchtung
Die Erfindung betrifft eine Vliesstoff-Kalandereinrichtung mit einem
Vliesstoff-Kalander zur Verfestigung eines Vliesstoffes unter Druck- und/oder Temperatureinfluss zwischen einer Gravurwalze, die eine metallische Außengravur aufweist und beheizbar ist, und einer mit der Gravurwalze einen Nip bildenden Gegenwalze.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Vliesstoff- Kalandereinrichtung, wobei ein Vliesstoff mittels eines Vliesstoff- Kalanders unter Druck- und/oder Temperatureinfluss zwischen einer Gravurwalze, die eine metallische Außengravur aufweist und beheizt wird, und einer mit der Gravurwalze einen Nip bildenden Gegenwalze verfestigt wird.
Vliesstoff-Kalander sind in vielfältiger Ausführung bekannt. Beispielhaft sei hier die DE 37 12 276 C1 genannt, in der bereits Probleme mit Aufheiz- und Abkühlphasen eines solchen Kalanders erwähnt sind. Zu der
Vliesstoff-Kalandereinrichtung gehören aber auch die Einrichtungen, die in Transportreichweite der Walzen liegen. Insbesondere ist eine
Wartungsstätte der Walzen eingeschlossen, in der Walzen
nachgeschliffen werden können.
Im Folgenden wird die Walze mit der metallischen Außengravur stets kurz als„Gravurwalze" bezeichnet, während die zweite Walze die Betitelung „Gegenwalze" erhält. Unter dem Begriff„Gravurwalze" sollen auch Walzen verstanden sein, die nur eine leicht strukturierte Oberfläche besitzen.
Oft wird der Vliesstoff auch als Nonwoven bezeichnet und ist ein Gebilde aus Fasern. Eine grundlegende Unterscheidung der Faserstoffe erfolgt in Naturfasern (pflanzliche Fasern, tierische Fasern und mineralische Fasern) und Chemiefasern (Chemiefasern aus natürlichen Polymeren, aus synthetischen und aus mineralischen Stoffen). Dementsprechend unterteilt man auch in Naturfaser- bzw. Chemiefaservliesstoffe.
In den Vliesstoff-Kalandern werden die Fasern unter Druck und/oder Temperatur miteinander verschmolzen oder verschweißt. Dies kann gemustert oder reliefartig oder punktförmig geschehen, wenn eine der den Behandlungsspalt (Nip) bildenden Walzen, nämlich die Gravurwalze, eine entsprechende Gravur aufweist. Mit der Größe bzw. der Ausdehnung der erhabenen Oberfläche (Plateauflächen) der Gravurwalze im Vergleich zu der Fläche der Gravurtäler ist die anschließende Festigkeit und Steifigkeit des Vliesstoffes festzulegen. Man nennt das Verfestigungsverfahren auch „Thermo-Bonding". Beispielhaft sei für eine derartige nutzbare
Gravurwalze die Offenbarung der EP 2 392 713 A1 genannt.
In der Regel sind Vliesstoffe flächige Gebilde, es sind aber auch dreidimensionale Anwendungen mit ihnen bekannt. Es gibt verschiedene DIN-Normen, die den Vliesstoff gegenüber Papier und anderen Stoffen abgrenzen (z. B. DIN 61 210). Man findet Vliesstoffe in den Bereichen Hygieneprodukte, Medizinprodukte, Reinigungsprodukte, Bekleidung, Bauwesen, Filtration, Verpackung und Fahrzeugbau.
Ein sehr wichtiger Faktor ist die genaue Einhaltung der hohen
Oberflächentemperaturen der Walzen. Das heutzutage genutzte Öl zur Innenbeheizung wenigstens einer, in der Regel aber beider Walzen liegt bei etwa 200-300°C. So ergibt sich eine Oberflächentemperatur der Walze im Bereich von etwa 170-250°C. Es sind aber auch dampfbeheizte Walzen bekannt. Das Betreiben einer hochbeheizten Walze, insbesondere wenn es sich auch noch um eine heutzutage eingesetzte Biegeausgleichwalze handelt (bei der Anmelderin als Nipco-Walze oder Nipcorect-Walze oder schwimmende Walze bezeichnet), ist immer problematisch, da sich die Viskosität des verwendeten Thermalöls bei Temperaturen zwischen 20 und 300°C sehr stark verändert und es immer wieder Probleme mit Ölleckagen gibt. Die Abdichtung der Biegeausgleichwalze bei hohen
Temperaturen ist hierbei das Hauptproblem und das heiße Öl muss auf einen relativ hohen Druck gebracht werden. Des Weiteren erfordert das "Thermobonding-Verfahren" eine sehr exakte Temperaturführung, um die Faserbahn optimal verfestigen zu können. Ist die Temperatur zu hoch, kleben die Fasern an den Walzen, ist die Temperatur zu niedrig, ist die angestrebte Verfestigung ungenügend. Jegliche Beheizung der
Kalanderwalzen von innen, ob mit Öl oder mit Dampf, reagiert sehr träge auf Temperaturänderungen, so dass insbesondere bei Sortenwechseln oder aber bei Produktionsunterbrechungen die Einhaltung der geforderten Walzenoberflächentemperaturen beim Wiederanfahren der Anlage sehr schwierig ist.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Vliesstoff- Kalandereinrichtung bereit zu stellen, dessen Temperatursteuerung einfacher zu kontrollieren und zu handhaben ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest die Gravurwalze eine der Oberfläche benachbarte induktive Außenheizung aufweist. Die induktive Außenheizung erzeugt in der Oberfläche der Gravurwalze Wirbelströme, die zu einer Temperaturerhöhung führen. Die
Wärmeerzeugung geschieht demzufolge vorwiegend in und an den Plateauflächen der Gravurwalze. Diese Wärme wird unmittelbar danach im Nip wieder an den Vliesstoff abgegeben, so dass ein viel höherer Energieeintrag zur Durchwärmung der gesamten Gravurwalze, wie dies bei Innenbeheizungen notwendig ist, entfällt. An einer Walze zur Behandlung von Vliesstoffen, in der Regel Bahnen, wirken induktive demnach Heizelemente, die in wenigstens einer Reihe parallel zur Walzenachse außen berührungslos dicht an der Walzenoberfläche angeordnet sind und in Längsrichtung die gesamte Arbeitslänge der Walze überdecken. Es kann die den einzelnen Heizelementen zugeführte Leistung gesteuert werden.
Die Anforderungen an die Einhaltung eines bestimmten Temperaturprofils sind bei Walzen der in Rede stehenden Art sehr hoch. Es kommen durchaus Genauigkeitsforderungen von ±1 °C bei mehreren Metern langen Walzen vor. Die induktive Leistungsübertragung von den die Spule enthaltenden Heizelementen auf die Walzenoberfläche reagiert ziemlich sensibel. Bei der Vorrichtung bedarf es daher einer ständigen
Temperaturüberwachung und Nachführung.
Es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Gravurwalze einen die Temperatur der Oberfläche überwachenden Sensor aufweist. Dabei sollten vorzugsweise nur die Plateauflächen der Gravurwalze gescannt werden. Derartige Sensoren arbeiten berührend oder berührungslos und sind mit einer Steuerung verbunden, die im Falle zu großer Abweichungen ein Signal auslöst. Vielfach kann die Oberflächentemperatur auch durch einen in oder an dem Walzenmantel verbauten Sensor erfasst werden.
Es ist von Vorteil, wenn auch die Gegenwalze eine der Oberfläche benachbarte induktive Außenheizung aufweist.
Damit kann der Kalander vollkommen thermalöl- oder wasserdampffrei betrieben werden und das Thema Leckagen und Abdichtung der Walzen wäre nicht mehr existent. Ein Tropfen von Wärmeträgerfluid auf den Vliesstoff oder in die Umgebung ist dadurch vollständig vermeidbar. Es ist günstig, wenn die Gravurwalze und/oder die Gegenwalze während der Produktionsphase nicht mit einer Wärmeträgerfluidversorgung verbindbar sind. Wenn die Nutzung einer zur Induktionsheizung zusätzlichen
Wärmeträgerfluidversorgung während der Produktion ausgeschlossen ist, ist eine Sicherheit geschaffen, der gerade beschriebenen Problematik zu entgehen. Vorzugsweise wird ein gegebenenfalls vorhandener
Wärmeträgerfluidanschluss einer Walze in dem im Kalander eingebauten Zustand durch eine automatische Verriegelung unbrauchbar gemacht oder verstopft. Zudem ist eine Induktionsheizung wesentlich feinfühliger und lässt sich einfach abschalten, wenn sie nicht benötigt wird. Dies ist bei Heizungen über Wärmeträgerfluide nicht möglich. Vorzugsweise ist die Gravurwalze aber dennoch mit einem
Wärmeträgerfluidanschluss versehen, der vor oder nach der
Produktionsphase mit einer Wärmeträgerfluidversorgung verbindbar ist.
Dazu ist bevorzugt eine Walzenaufnahme abseits des Kalanders vorgesehen.
Wird eine Walze abseits des Kalanders gelagert, um die Gravurwalze entweder zum Einbau in den Kalander vorzubereiten oder in einer
Wartungsstation zu behandeln, beispielsweise zu überschleifen, so kann die Gravurwalze dort mittels der Wärmeträgerfluidversorgung vorgewärmt oder gekühlt werden. So ist kann beispielsweise die während der
Produktionsphase ausschließlich eingesetzte Induktionsheizung schneller die Gravurwalze auf Produktionstemperatur an der Oberfläche bringen. Eine Walze in einem auf beispielsweise auf 100°C bis 150°C erwärmten Zustand durch die Induktionsheizung auf eine gewünschte
Oberflächentemperatur von rund 250°C zu bringen, ist verständlicherweise in kürzerer Zeit möglich, als wenn die Walze
Raumtemperatur mitbrächte. Ebenso ist eine Behandlung der Oberfläche der Gravurwalze, beispielsweise ein Schleifvorgang, deutlich schneller möglich, wenn die Gravurwalze zuvor in der Walzenaufnahme mit angeschlossener Wärmeträgerversorgung temperiert wird.
Bevorzugt ist eine separate Temperiereinheit, vorzugsweise mit einem Wärmetauscher versehen, außerhalb des Kalanders in Zusammenhang mit der Walzenaufnahme angeordnet.
Diese ermöglicht es, bei langsamer Drehung die Gravurwalze zu temperieren, so dass Zapfen konstruktion und die Dreheinführung sehr einfach gehalten werden können. Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Gravurwalze während der
Produktionsphase geschlossene Hohlräume aufweist, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sind.
In derartigen Hohlräumen, die während der Produktionsphase
geschlossen sind, kann Wärmeträgerflüssigkeit an heißen Wandstellen verdampfen und an kühleren Wandstellen wieder kondensieren. Das sorgt für einen Temperaturausgleich über die Walzenlänge. Außerhalb der Produktionszeiten können die Hohlräume als Durchströmkanale für die Erwärmung oder Kühlung der Gravurwalze mit Wärmeträgerfluid dienen.
Bevorzugt besitzt die Gravurwalze einen Stahlmantel mit Gravur.
Ein solcher Mantel ist einfach herstellbar. Er sollte etwa 30 bis 60 mm Wandstärke aufweisen. Unterhalb des Stahlmantels, also radial weiter innen, kann eine Isolierschicht angeordnet werden, um nur einen relativ dünnwandigen Mantel induktiv beheizen zu müssen. Außerdem können die Durchströmkanäle für das ggf. eingesetzte Wärmeträgerfluid bzw. die während der Produktion geschlossenen Hohlräume durch einfache
Fräsungen auf der äußeren Oberfläche der Isolierschicht bzw. der
Innenwand des Stahlmantels eingefräst werden, und es müssen keine aufwändigen peripheren Bohrungen erstellt werden.
Besitzt auch die Gegenwalze eine solche Isolierschicht wie die
Gravurwalze, so können vereinfacht hydrostatische oder
hydrodynamische Stützelemente eingesetzt werden, die gegen die
Mantelinnenwand drücken und sich auf einer Walzenachse abstützen. Das liegt daran, dass das für die Hydrodynamik oder Hydrostatik notwendige Schmieröl nicht unzulässig erwärmt wird. In diesem Fall heißt das, dass die Gegenwalze als Biegeeinstellwalze ausgebildet sein kann. Im Fall gewünschter genauester Einstellbarkeit des Querprofils im Nip können die Gravurwalze und/oder die Gegenwalze mit derartigen hydrostatischen oder hydrodynamischen Stützelementen zur
Profilkorrektur versehen sein. In beiden Fällen ist die Isolierschicht zwischen Mantel und Stützelementen sinnvoll, wenn induktiv von außen geheizt wird. Die Profilierung erfolgt dabei nicht nur zur Anpassung an die Vliesstoffbahn. Vielmehr ist auch der Abstand der Walzenoberflächen zu den Induktionsheizungen genauestens einzuhalten.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben einer VI iesstoff- Kalandereinrichtung, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest die Oberfläche die Gravurwalze induktiv von außen beheizt wird.
Analog den für die Vliesstoff-Kalandereinrichtung positiv genannten Eigenschaften ist es für das Verfahren günstig, wenn auch die
Gegenwalze induktiv beheizt wird, die Gravurwalze nur während der Nicht- Produktionsphase mit einer Wärmeträgerfluidversorgung gekoppelt wird und das Aufheizen bzw. Abkühlen eines Wärmeträgerfluids in der
Gravurwalze in einer separaten Walzenaufnahme außerhalb des
Kalanders erfolgt Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung(en) näher erläutert. In dieser zeigt Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Vliesstoff- Kalanders und
Figur 2 eine Walzenaufnahme der erfindungsgemäßen Vliesstoff- Kalandereinrichtung zur Temperierung der Walze abseits des Kalanders im Längsschnitt
Der in Figur 1 dargestellte Vliesstoff-Kalander 1 zur Verfestigung eines Vliesstoffes 2 besitzt zwei Walzen 3,4. Über Leitmittel wird die
Vliesstoffbahn dem durch die Walzen 3,4 gebildeten Nip 5 zugeführt.
Derartige Leitmittel müssen nicht aus Leitwalzen bestehen sondern können auch aus Leitblechen oder Förderbändern gebildet sein. Die untere Gegenwalze 4 ist eine bekannte Biegeeinstellwalze mit
innenliegenden Stützelementen 12. Die obere Walze ist die Gravurwalze 3, die auf der Oberfläche 9.1 eine metallische Gravur 6 aufweist. Auch sie könnte eine Biegeeinstellwalze sein. Die Gravur hat in üblicher Weise Plateauflächen 7, die radial nach außen vorstehen und in ihrer
Gesamtheit die Oberfläche 9.1 der Gravurwalze bilden. Dazwischen befinden sich Gravurtäler 8, nicht oder zumindest mit deutlich weniger Druck mit dem Vliesstoff 2 in Kontakt kommen. Die Gravurwalze besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Stahlmantel 13 an den sich radial weiter innen eine Isolierschicht 14 anschließt.
Im Grenzbereich der Isolierschicht 14 und des Stahlmantels 13 der Gravurwalze 3 sind Kanäle 15 für ein Wärmeträgermedium vorgesehen. Während der Produktion des Vlieskalanders 1 sind diese allerdings verschlossen und das darin befindliche Wärmeträgermedium sorgt lediglich für einen Wärmeausgleich über die Länge der Gravurwalze 3. Obwohl ein Wärmeträgerfluidanschluss an der Gravurwalze vorgesehen sein kann, wird dieser während der Produktion nicht genutzt, um jegliche Leckagen zu vermeiden.
Stattdessen wird die Gravurwalze ausschließlich über eine induktive Außenheizung 10.1 beheizt. Diese muss bei der Gravurwalze 3 nur die Plateauflächen 7 erwärmen, damit diese im Nip 5 für die Verschmelzung bzw. Verschweißung zur Verfestigung des Vliesstoffes 2 sorgen können.
Dort im Nip gibt die Walze einen Großteil der an der Oberfläche 9.1 durch die induktive Außenheizung 10.1 erzeugte Wärme wieder an den
Vliesstoff 2 ab. Auch die Gegenwalze 4 wird mit einer induktiven Außenheizung 10.2 an der Oberfläche 9.2 erwärmt. So wird ein beidseitig heißer Nip 5 mit Temperaturen von etwa 250°C geschaffen.
Um die Temperatur an der Oberfläche zu überwachen, was sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung als auch in axialer Richtung für das Profil wichtig sein kann, ist mit einem Kästchen ein
Temperatursensor 21 mit einer Steuerleitung angedeutet.
Figur 2 zeigt die Gravurwalze 3 in einem aus dem Vlieskalander 1 ausgebauten Zustand, abgelegt auf einer Walzenaufnahme 16. Dabei ruht sie auf ihren Walzenlagern 17. In dieser Position, also nur außerhalb des Vliesstoff-Kalanders, kann sie an ihrem Wärmeträgerfluidanschluss 19 mit einer Wärmeträgerfluidversorgung 18 verbunden werden. Die
Wärmeträgerfluidversorgung 18 weist einen Wärmetauscher 20 auf, um die Gravurwalze und deren Kanäle 15 (hier der Übersichtlichkeit halber nur als ein zentrischer Kanal angedeutet) mit wärmendem oder kühlendem Wärmeträgerfluid zu versorgen. So kann die Gravurwalze 3 bereits vorgewärmt in den Vliesstoff-Kalander 1 eingebaut werden oder sie kann für Wartungszwecke nach dem Ausbau aus dem Vliesstoff- Kalander 1 schneller abgekühlt werden.
Bezugszeichenliste
1 Vliesstoff-Kalander
2 Vliesstoff
3 Gravurwalze
4 Gegenwalze
5 Nip
6 Gravur
7 Plateaufläche
8 Gravurtal
9.1 , 9.2 Oberfläche
10.1 , 10.2 Induktive Außenheizung
1 1 Leitmittel
12 Stützelement
13 Stahlmantel
14 Isolierschicht
15 Kanal bzw. Hohlraum
16 Walzenaufnahme
17 Walzenlager
18 Wärmeträgerfluidversorgung
19 Wärmeträgerfluidanschluss
20 Wärmetauscher
21 Temperatursensor

Claims

Patentansprüche
1 . Vliesstoff-Kalandereinrichtung mit einem Vliesstoff-Kalander (1 ) zur Verfestigung eines Vliesstoffes (2) unter Druck- und/oder
Temperatureinfluss zwischen einer Gravurwalze (3), die eine metallische Außengravur (6) aufweist und beheizbar ist, und einer mit der Gravurwalze (3) einen Nip bildenden Gegenwalze (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Gravurwalze (3) eine der Oberfläche (9.1 ) benachbarte induktive Außenheizung (10.1 ) aufweist
Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) einen die Temperatur der Oberfläche (9.1 ) überwachenden Sensor (21 ) aufweist.
Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Gegenwalze (4) eine der Oberfläche (9.2) benachbarte induktive Außenheizung (10.2) aufweist
Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) und/oder die Gegenwalze (4) während der Produktionsphase nicht mit einer Wärmeträgerfluidversorgung (18) verbindbar ist
Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) mit einem
Wärmeträgerfluidanschluss (19) versehen ist, der vor oder nach der Produktionsphase mit einer Wärmeträgerfluidversorgung (18) verbindbar ist.
6. Vliesstoff-Kalandereinnchtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walzenaufnahme (16) abseits des Vliesstoff-Kalanders (1 ) vorgesehen. 7. Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass eine separate Temperiereinheit, vorzugsweise mit einem Wärmetauscher versehen, außerhalb des Kalanders in Zusammenhang mit der Walzenaufnahme angeordnet ist. 8. Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) während der Produktionsphase geschlossene Hohlräume (15) aufweist, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sind. 9. Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) einen Stahlmantel mit Gravur (6) besitzt.
10. Vliesstoff-Kalandereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) und/oder die
Gegenwalze (4) mit hydrostatischen oder hydrodynamischen
Stützelementen (12) zur Profilkorrektur versehen sind.
1 1 . Verfahren zum Betreiben einer Vliesstoff-Kalandereinrichtung, wobei ein Vliesstoff (2) mittels eines Vliesstoff-Kalanders (1 ) unter Druck- und/oder Temperatureinfluss zwischen einer Gravurwalze (3), die eine metallische Außengravur (6) aufweist und beheizt wird, und einer mit der Gravurwalze (3) einen Nip bildenden Gegenwalze (4) verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche (9.1 ) der Gravurwalze (3) induktiv von außen beheizt wird.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenn auch die Gegenwalze (4) induktiv beheizt wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravurwalze (3) nur während der Nicht-Produktionsphase mit einer Wärmeträgerfluidversorgung (18) gekoppelt wird.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass das Aufheizen bzw. Abkühlen eines
Wärmeträgerfluids in der Gravurwalze (3) in einer separaten
Walzenaufnahme (16) außerhalb des Kalanders erfolgt.
PCT/EP2014/061668 2013-07-04 2014-06-05 Vliesstoff-kalandereinrichtung WO2015000657A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013213166 2013-07-04
DE102013213166.6 2013-07-04

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