DE10392196T5

DE10392196T5 - Method and calender for heating and cooling a paper web in a calender nip

Info

Publication number: DE10392196T5
Application number: DE10392196T
Authority: DE
Inventors: Mika Viljanmaa
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2005-02-17
Also published as: FI20020442A0; WO2003074783A1; FI111282B; AU2003211378A1

Abstract

Verfahren zur Kalandrierung einer Papier- oder Pappbahn (5), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst
– Führen der Bahn (5) in einen Kalanderwalzenspalt (6), der ein erstes Bauteil (1) und ein zweites Bauteil (4) aufweist, die so zum Zusammenwirken ausgelegt sind, dass sie einen Walzenspalt (6) ausbilden,
– Bearbeiten der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6),
– Erwärmen mindestens einer Oberfläche der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahn oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist, und
– Führen der Bahn (5) aus dem Walzenspalt (6) heraus,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Oberfläche der Bahn (5), die auf die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen erwärmt wird, in dem Walzenspalt (6) wieder auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen abgekühlt wird.A method of calendering a paper or paperboard web (5), the method comprising the following steps
Guiding the web (5) into a calendering nip (6) comprising a first component (1) and a second component (4) designed to cooperate to form a nip (6),
- processing the web (5) in the nip (6),
- Heating at least one surface of the web (5) in the nip (6) to a temperature which is not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, and
- guiding the web (5) out of the nip (6),
characterized in that
- the surface of the web (5) heated to the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface is re-cooled in the nip (6) to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalandrierungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei bei dem Verfahren eine Bahn in einen Kalanderwalzenspalt geführt wird, der ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, die so ausgelegt sind, dass sie einen Berührungswalzenspalt miteinander ausbilden. Mindestens eine Oberfläche der Bahn wird in dem Walzenspalt auf eine Temperatur erwärmt, die mindestens so hoch ist, dass sie die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen erreicht, woraufhin die Bahn aus dem Walzenspalt herausgeführt wird.The The present invention relates to a calendering process according to the preamble of claim 1, wherein in the process a web enters a calendering nip guided is having a first component and a second component, the are designed so that they form a contact nip with each other form. At least one surface of the web is in the nip heated to a temperature which is at least as high as the glass transition temperature that contained in the heated web surface Polymer compounds is reached, whereupon the web is led out of the nip.

Die Erfindung betrifft auch einen Kalander zur Durchführung des Verfahrens.The The invention also relates to a calender for carrying out the Process.

Die Funktion der Kalandrierung besteht in der Erhöhung der Glätte und des Glanzes von Papier- und Pappbahnen sowie in der Verbesserung weiterer Eigenschaften einer Druckfläche. Bei der Kalandrierung von Papier- und Pappbahnen durchläuft die Bahn eine Verformung in einem durch zwei einander gegenüberliegende Walzen ausgebildeten Walzenspalt. Die Walzen können eine Oberfläche mit weichem oder hartem Überzug aufweisen. Der Oberflächenwerkstoff von Walzen mit hartem Überzug ist Papier oder anderer Faserstoff oder ein Polymerüberzug. Thermowalzen mit harter Oberfläche sind im Allgemeinen aus Gusseisen hergestellt, welches das Erwärmen oder Kühlen der Walzen mit Öl, Dampf oder anderen Verfahren wie zum Beispiel der Induktionserwärmung ermöglicht. Eine der Walzenspaltwalzen kann durch ein alternatives Bauteil wie zum Beispiel einen Druckausübungsschuh oder -band ersetzt werden.The The function of calendering is to increase the smoothness and gloss of paper and Pappbahnen as well as in the improvement of further characteristics a printing surface. In the calendering of paper and paperboard passes through the Trace a deformation in one by two opposing Rollers formed nip. The rollers can have a soft surface or hard cover exhibit. The surface material hard coated rollers is paper or other pulp or a polymer coating. Thermo rolls with hard surface are generally made of cast iron, which is heating or Cool the rollers with oil, Steam or other methods such as induction heating allows. One of the nip rolls may be replaced by an alternative component such as for example, a pressure shoe or band replaced.

Die Verformbarkeit der in der Kalandrierung befindlichen Bahn kann durch die Anhebung der Bahntemperatur und/oder des Feuchtigkeitsgehaltes verbessert werden. Die Bahn wird mittels einer beheizbaren Thermowalze erwärmt. Zusätzlich kann die Bahn mit Dampf benetzt und erwärmt werden, bevor die Bahn in den Walzenspalt eintritt. Durch den Schlupf der Bahn auf den Walzen oberflächen kann auch Faserverformung verursacht werden, was zu einer Verbesserung der Glättungswirkung führt.The Deformability of the calendering located web can by the increase of the web temperature and / or the moisture content improves become. The web is heated by means of a heatable thermo roll. In addition, the Wet web with steam and heat before the web enters the nip. Through the hatch the web surfaces on the rollers Fiber deformation can also be caused, resulting in an improvement the smoothing effect leads.

Die Verformbarkeit der in der Kalandrierung befindlichen Bahn wird im Wesentlichen dann verbessert, wenn die Polymerkomponenten der Bahn die Glasumwandlungstemperatur erreichen. Bei Papier- und Pappbahnen variiert die Glasumwandlungstemperatur von deren Polymerkomponenten von Raumtemperatur (zum Beispiel der Mischpolymere des Überzuges) bis zu etwa 250°C (bei Polymerverbindungen aus Holzfaser). Die Glasumwandlungstemperatur von Polymeren fällt mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt der Bahn.The Deformability of the calendered web is in the Essentially improved when the polymer components of the web the Reach glass transition temperature. For paper and cardboard sheets the glass transition temperature of their polymer components varies from Room temperature (for example, the copolymers of the coating) up to about 250 ° C (in wood fiber polymer compounds). The glass transition temperature of polymers falls with a higher one Moisture content of the web.

Bei der Kalandrierung wird die Temperatur der Außenschichten der Bahn wünschenswerterweise über die Glasumwandlungstemperatur ihrer Polymerverbindungen angehoben. Gleichzeitig wird die Bahn in einem durch Kalanderwalzen ausgebildeten Walzenspalt bearbeitet, wobei die heißen Oberflächenschichten der Bahn mehr als der Mittelabschnitt der Bahn verformt werden. Wenn die Bahn aus dem Walzenspalt austritt, fällt ihre Temperatur nach und nach, bis sie sich der Umgebungstemperatur annähert. Hierbei tritt ein als Wiederanschwellen bekanntes Erholungsphänomen auf, welches eine größere Rauheit der Bahn zum Ergebnis hat. Das Wiederanschwellen wird durch größenmäßige Erholung verursacht, die in verschiedenen Größenordnungen an verschiedenen Punkten der Bahn stattfindet. Das Wiederanschwellen ist insbesondere dann heftig, wenn die bei der Kalandrierung aufgetretenen Temperaturen niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der Polymerkomponenten der Bahn bleiben. Die Bahnrauheit erhöht sich auch, wenn die Bahn bei einer Temperatur über der Glasumwandlungstemperatur der Polymerkomponenten kalandriert, und nach dem Walzenspalt auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur abgekühlt wird.at In calendering, the temperature of the outer layers of the web is desirably exceeded by the Glass transition temperature of their polymer compounds raised. simultaneously the web is in a nip formed by calendering edited, with the hot ones surface layers the web is deformed more than the central portion of the web. As the web emerges from the nip, its temperature gradually falls, until it approaches ambient temperature. This occurs as Resurgence known recuperation phenomenon, which increases the roughness the train has the result. The re-swelling is due to size recovery caused in different orders of magnitude at different Points of the course takes place. The re-swelling is particular then violent when the temperatures encountered during calendering lower than the glass transition temperature of the polymer components stay the course. The railway roughness also increases when the train at a temperature above the glass transition temperature of the polymer components calendered, and after the nip to a temperature below the glass transition temperature chilled becomes.

Auf Grund des in der Bahn auftretenden Wiederanschwellens kann die gewünschte Glätte der Bahn nur durch die Ausführung der Kalandrierung in aufeinanderfolgenden Walzenspalten erreicht werden, wobei die Kalandrierungsausrüstung mit einer geringeren Geschwindigkeit betrieben wird, oder unter Verwendung eines höheren linearen Walzenspaltdruckes erreicht werden.On Reason of re-swelling occurring in the web can be the desired smoothness of the web only by the execution achieved calendering in successive nips be with the calendering equipment with a lower Speed is operated, or using a higher linear Nip pressure can be achieved.

In der Patentveröffentlichung US 5,245,920 ist ein Kalandrierungsverfahren beschrieben, bei dem die Aufgabe in der Verringerung des Wiederanschwellens der Bahn besteht, nachdem sie den Presswalzenspalt verlässt. Die Bahn wird in dem Walzenspalt auf eine Temperatur über der Glasumwandlungstemperatur erwärmt. Wenn die Bahn den Walzenspalt verlässt, wird sie schnell auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der Polymerverbindungen der Bahn abgekühlt. Die Küh lung erfolgt mithilfe einer unmittelbar stromabwärts des Walzenspaltes angeordneten Kühlungsvorrichtung. Durch eine solche schnelle Kühlung wird das Wiederanschwellen der Bahn verringert. Ein Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Bahn nach ihrem Austreten aus dem Walzenspalt gekühlt wird, wodurch keine Druckkraft mehr auf die Bahn ausgeübt wird, die in der Lage wäre, das Wiederanschwellen zu verhindern. Darüber hinaus wird durch die Kühlungsvorrichtung der Platzbedarf und die Kosten des Kalanders erhöht.In the patent publication US 5,245,920 there is described a calendering process in which the object is to reduce re-swelling of the web after it leaves the press nip. The web is heated in the nip to a temperature above the glass transition temperature. As the web exits the nip, it is rapidly cooled to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds of the web. The cooling is carried out by means of a cooling device arranged immediately downstream of the nip. Such rapid cooling reduces the re-swelling of the web. A disadvantage of this embodiment is that the web is cooled after it exits the nip, whereby no more compressive force is exerted on the web which would be able to prevent re-swelling. In addition, the cooling device increases the footprint and cost of the calender.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer neuen Art von Kalandrierungsverfahren und eines Kalanders, der in der Lage ist, das Wiederanschwellen der Bahn nach dem Verlassen des Kalanderwalzenspaltes zu verringern.An object of the present invention It is a matter of providing a new type of calendering process and a calender capable of reducing the re-swelling of the web after leaving the calendering nip.

Das Ziel der Erfindung wird mittels der Erwärmung eines wesentlichen Teils der Polymerverbindungen von mindestens einer Oberfläche der in der Kalandrierung befindlichen Bahn auf der Einlaufseite des Kalanderwalzenspaltes in einen verformbaren Zustand erreicht, das heißt auf eine Temperatur, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der Polymerverbindungen in der Bahnoberflächenschicht ist. Nachfolgend wird ein wesentlicher Teil der auf ihre Glasumwandlungstemperatur erwärmten Polymerverbindungen auf der Auslaufseite des Walzenspaltes immer noch unter dem Druck des Walzenspaltes wieder auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur abgekühlt.The The aim of the invention is by means of the heating of a substantial part the polymer compounds of at least one surface of the calendered web on the inlet side of the Calendering nip achieved in a deformable state, the is called to a temperature not lower than the glass transition temperature the polymer compounds in the sheet surface layer. following becomes an essential part of the polymer compounds heated to their glass transition temperature on the outlet side of the nip still under the pressure of the nip cooled again to a temperature below the glass transition temperature.

Der Kalander gemäß der Erfindung weist jeweils Heizeinrichtungen zum Erwärmen mindestens einer Oberfläche der Bahn auf der Einlaufseite des Kalanderwalzenspaltes auf eine Temperatur auf, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der Polymerverbindungen der erwärmten Bahnoberflächenschicht ist. Die Heizeinrichtungen können zum Beispiel ein beheiztes Band umfassen. Der Kalander weist auch Kühleinrichtungen zum Abkühlen der Oberfläche der auf die Glasumwandlungstemperatur erwärmten Bahnoberfläche auf der Auslaufseite des Walzenspaltes auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der erwärmten Bahnoberflächenschicht auf. Die Kühleinrichtungen können zum Beispiel eine gekühlte Walze umfassen.Of the Calender according to the invention each has heaters for heating at least one surface of the Web on the inlet side of the calender nip to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds the heated one Web surface layer is. The heaters can for Example include a heated band. The calender also has cooling facilities to cool the surface the heated to the glass transition temperature web surface the outlet side of the nip to a temperature below the glass transition temperature the heated one Web surface layer on. The cooling equipment can to Example a cooled Include roller.

Genauer ausgedrückt ist das Verfahren gemäß der Erfindung durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 ausgeführt ist.More accurate expressed is the method according to the invention characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1 executed is.

Weiterhin ist der Kalander gemäß der Erfindung durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 8 ausgeführt ist.Farther is the calender according to the invention characterized by what is stated in the characterizing part of claim 8 executed is.

Die Erfindung bietet bedeutende Vorteile.The Invention offers significant advantages.

Ein Hauptteil der auf die Glasumwandlungstemperatur erwärmten Polymerverbindungen der Bahn wird gleichzeitig auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur abgekühlt, während die Bahn in dem Kalanderwalzenspalt bearbeitet wird. Durch diese Anordnung wird die wesentliche Erhöhung der Bahnrauheit verringert, während die Bahn den Walzenspalt verlässt, wodurch die gewünschte, zu erreichende Glätte der Bahnoberfläche unter Verwendung einer geringeren Anzahl aufeinanderfolgender Kalanderwalzenspalte ermöglicht wird. Somit werden Einsparungen sowohl bei der Ausrüstungsinvestition als auch bei den Energieverbrauchskosten erzielt.One Main part of the heated to the glass transition temperature polymer compounds the web is simultaneously heated to a temperature below the glass transition temperature cooled, while the Path is processed in the calender nip. By this arrangement will be the essential increase the course roughness decreases while the web leaves the nip, whereby the desired, to be achieved smoothness the railway surface below Use of a smaller number of consecutive calender nips allows becomes. Thus, savings are made both in equipment investment as well as the energy consumption costs achieved.

Nachfolgend wird die Erfindung mithilfe von beispielhaften Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detaillierter untersucht, die schematisch einen Seitenriss eines Bandkalanders darstellt.following The invention will be described by way of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings in more detail which schematically examines a side elevation of a belt calender represents.

Der in dem Diagramm dargestellte Bandkalander weist einen Walzenspalt 6 auf, der durch ein erstes Bauteil 1 und ein zweites Bauteil 4 ausgebildet ist, die während des Betriebes des Kalanders in einer Walzenspaltberührung laufen. Das erste Bauteil ist eine sich drehende Walze 1 und das zweite Bauteil ist ein Endlosschleifenband 4, welches über eine Stützwalze 2 und über auf beiden Seiten und unter der Stützwalze 2 angepasste Leitrollen 3 läuft. Das Band 4 wird mittels einer Stützwalze 2 gegen die Walze 1 gedrückt. Die Walze 1 ist vorteilhafterweise eine Thermowalze mit harter Oberfläche, die so ausgelegt ist, dass sie mittels einer in dem Inneren der Walze 1 umlaufenden Flüssigkeit heizbar oder kühlbar ist. Die in der Kalandrierung befindliche Bahn 5 läuft über einen zwischen der Walze 1 und dem Band 4 ausgebildeten Walzenspalt 6. Die Bewegungsrichtung der Bahn 5 ist mit einem Pfeil in dem Diagramm gekennzeichnet. Die Länge des Kalanderwalzenspaltes 6 kann durch die Veränderung der Position der Leitrollen 3 reguliert werden. Wenn zum Beispiel beide Leitrollen 3 an den gegenüberliegenden Seiten der Stützwalze 2 angehoben werden, kann das Band 4 so geführt werden, dass es über eine längere Distanz auf dem Umfang der Thermowalze 1 läuft, wobei sich die Länge des Walzenspaltes 6 erhöht. In der Praxis kann die Länge des Kalanderwalzenspaltes 6 gemäß der Erfindung bis auf etwa 95% des Umfanges der Walze 1 erhöht werden. Hierbei muss die Walzenspaltlänge dahingehend verstanden werden, dass sie sich auf die Bewegungsdistanz bezieht, entlang welcher beide der den Walzenspalt 6 ausbildenden Bauteile 1, 4 mit der Bahn 5 in Berührung stehen, um die Bahn 5 zu pressen. Typischerweise variiert die Temperatur der in den Kalander eintretenden Bahn 5 von etwa 30°C (Offline-Kalander) bis 100°C (Online-Kalander).The belt calender shown in the diagram has a nip 6 on, by a first component 1 and a second component 4 is formed, which run during the operation of the calender in a nip contact. The first component is a rotating roller 1 and the second component is an endless loop belt 4 , which has a support roller 2 and over on both sides and under the back-up roller 2 adapted guide rollers 3 running. The ribbon 4 is by means of a support roller 2 against the roller 1 pressed. The roller 1 Advantageously, a hard surface thermo roll is designed to be placed in the interior of the roll by means of one 1 circulating liquid is heated or cooled. The train in calendering 5 runs over one between the roller 1 and the band 4 trained nip 6 , The direction of movement of the train 5 is marked with an arrow in the diagram. The length of the calendering nip 6 can by changing the position of the guide rollers 3 be regulated. If, for example, both guide rollers 3 on the opposite sides of the support roller 2 Can be lifted, the tape 4 be guided so that it is over a longer distance on the circumference of the thermo roll 1 runs, with the length of the nip 6 elevated. In practice, the length of the calendering nip 6 according to the invention up to about 95% of the circumference of the roll 1 increase. Here, the nip length must be understood to refer to the travel distance along which both of the nip 6 forming components 1 . 4 by train 5 be in contact with the train 5 to squeeze. Typically, the temperature of the web entering the calender varies 5 from about 30 ° C (offline calender) to 100 ° C (online calender).

Ein wesentlicher Teil einer Seite der Bahn 5 wird in dem Walzenspalt 5 auf eine Temperatur erwärmt, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist. Hierbei wird ein wesentlicher Teil der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen nach und nach auf eine Temperatur gebracht, die nicht niedriger als ihre Glasumwandlungstemperatur ist. Normalerweise werden auch die in dem inneren Teil der Bahn 5 enthaltenen Polymerverbindungen, die sehr nahe an der erwärmten Oberflächenschicht liegen, auf ihre Glasumwandlungstemperatur erwärmt. Vor dem Auslaufen der Bahn 5 aus dem Walzenspalt 6 wird ein wesentlicher Teil der erwärmten Oberflächenschicht mit ihren in dem Walzenspalt 6 auf ihre Glasumwandlungstemperatur erwärmten Polymerverbindungen auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur abgekühlt. Da das Abkühlen der Polymerverbindungen unter ihre Glasumwandlungstemperatur in dem Walzenspalt 6 unter einer Druckkraft erfolgt, bleibt das Wiederanschwellen der Bahn 5 nach dem Verlassen des Walzenspaltes 6 minimal.An essential part of one side of the track 5 is in the nip 5 heated to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface. Here, a substantial portion of the polymer compounds contained in the heated surface is gradually brought to a temperature not lower than its glass transition temperature. Normally, those in the inner part of the track will also be 5 contained polymer compounds, which are very close to the heated surface layer, heated to their glass transition temperature. Before the Auslau fen of the train 5 from the nip 6 becomes an essential part of the heated surface layer with its in the nip 6 cooled to their glass transition temperature polymer compounds cooled to a temperature below the glass transition temperature. Because the cooling of the polymer compounds below their glass transition temperature in the nip 6 under a compressive force, the re-swelling of the web remains 5 after leaving the nip 6 minimal.

Das Erwärmen und Abkühlen der Bahn 5 in dem Walzenspalt 6 wird zum Beispiel so ausgeführt, dass die die Bahn 5 pressende Oberfläche des zweiten Bauteils 4 aus einem Werkstoff mit geringer thermischer Kapazität besteht. Hierbei wird die Oberflächentemperatur des die Bahn 5 pressenden Bauteils 4 an dem Einlaufende des Walzenspaltes 6 über die Glasumwandlungstemperatur der in der Oberflächenschicht der Bahn 5 enthaltenen Polymerverbindungen erwärmt, die dem Pressbauteil gegenüberliegt. Weiterhin muss die thermische Leitfähigkeit der Oberfläche des die Bahn 5 pressenden zweiten Bauteils 4 hoch sein, um eine schnelle Übertragung des Wärmegehaltes des Bauteils von dessen Oberfläche auf die Oberfläche der Bahn 5 zu erreichen, wodurch ermöglicht wird, dass die Oberflächenschicht der Bahn 5 und die Polymerverbindungen derselben an dem Einlaufende des Walzenspaltes 6 mindestens ihre Glasumwandlungstemperatur erreichen. Auf Grund ihrer niedrigen thermischen Kapazität kann der Wärmegehalt der die Oberfläche pressenden Bahn 5 so klein gehalten werden, dass die Temperatur des die Bahn 5 pressenden Bauteils 4 gemeinsam mit der Oberflächentemperatur der Bahn 5 unter die Glasumwandlungstemperatur der in der Oberflächenschicht der Bahn 5 enthaltenen Polymerverbindungen fallen kann, sobald die Bahn das Auslaufende des Walzenspaltes 6 erreicht.Heating and cooling the web 5 in the nip 6 For example, it is done so that the train 5 pressing surface of the second component 4 consists of a material with low thermal capacity. Here, the surface temperature of the web becomes 5 pressing component 4 at the inlet end of the nip 6 over the glass transition temperature of the in the surface layer of the web 5 heated polymer compounds contained, which is opposite to the pressing member. Furthermore, the thermal conductivity of the surface of the web must be 5 pressing second component 4 be high in order to rapidly transfer the heat content of the component from its surface to the surface of the web 5 to reach, thereby allowing the surface layer of the web 5 and the polymer compounds thereof at the entrance end of the nip 6 at least reach their glass transition temperature. Due to their low thermal capacity, the heat content of the web pressing the surface 5 be kept so small that the temperature of the web 5 pressing component 4 together with the surface temperature of the web 5 below the glass transition temperature of the in the surface layer of the web 5 contained polymer compounds may fall as soon as the web is the outlet end of the nip 6 reached.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Verwendung eines Bandkalanders wie zum Beispiel demjenigen ausgeführt, der in dem Diagramm dargestellt ist, der einen Walzenspalt 6 aufweist, der zwischen einem Band 4 ausgebildet ist, welches so dimensioniert ist, dass es die oben beschriebene Anforderung erfüllt und mit einer gekühlten Walze 1 zusammenwirkt. Die Außenfläche der Walze 1 kann zum Beispiel mittels einer im Inneren des Walzenumfanges umlaufenden, gekühlten Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Die Walze 1 kann auch ungekühlt sein. Die Außenfläche des Bandes 4 wird mithilfe einer Heizvorrichtung 7 an einem außerhalb des Walzenspaltes 6 liegenden Punkt erwärmt. Das Band 4 wird vorzugsweise möglichst nahe an dem Punkt erwärmt, an dem die Bahn 5 in den Walzenspalt 6 eingeführt wird, wodurch verhindert wird, dass sich die Außenfläche von Band 4 vor ihrem Eintritt in den Walzenspalt 6 wesentlich abkühlt. Typischerweise liegt die Temperatur der Außenfläche von Band 4 an dessen Eintrittspunkt in den Walzenspalt 6 in dem Bereich von 70–400°C. Hierbei ist der Bandeintrittspunkt in den Walzenspalt 6 dahingehend zu verstehen, dass er sich auf den Punkt bezieht, an dem beide den Walzenspalt 6 ausbildenden Bauteile 1, 4 mit der Bahn 5 in Berührung kommen. In dem Band 4 gespeicherte Wärme wird in dem Einlaufende von dem Walzenspalt 6 auf die Bahn 5 übertragen, wobei eine wesentliche Menge der in der Oberflächenbahn 5 enthaltenen Polymerverbindungen, die dem Band 4 gegenüberliegt, so erwärmt wird, dass sie einen verformbaren Zustand erreichen. Gleichzeitig wird die Bahn 5 in dem zwischen Band 4 und Walze 1 ausgebildeten Walzenspalt 6 gepresst. Ein Teil der von der Oberfläche des Bandes 4 auf die Oberfläche der Bahn 5 übertragenen Wärme wird durch die Bahn 5 auf die gekühlte Oberfläche von Walze 1 übertragen. Eine wesentliche Menge der in einen plastischen Zustand erwärmten Polymerverbindungen von Bahn 5 wird erneut innerhalb des Auslaufendes des Walzenspaltes 6 auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der Polymerkomponenten abgekühlt.A preferred embodiment of the invention is carried out using a belt calender, such as the one shown in the diagram, which has a nip 6 that is between a band 4 is formed, which is dimensioned so that it meets the requirement described above and with a cooled roller 1 interacts. The outer surface of the roller 1 can be cooled, for example, by means of a circulating in the interior of the roll circumference, cooled cooling liquid. The roller 1 can also be uncooled. The outer surface of the band 4 is using a heater 7 at one outside the nip 6 heated point. The ribbon 4 is preferably heated as close as possible to the point at which the web 5 in the nip 6 is introduced, thereby preventing the outer surface of band 4 before entering the nip 6 cools considerably. Typically, the temperature of the outside surface is band 4 at its entry point into the nip 6 in the range of 70-400 ° C. Here, the tape entry point is in the nip 6 to understand that it refers to the point where both the nip 6 forming components 1 . 4 by train 5 come in contact. In the band 4 stored heat is in the inlet end of the nip 6 on the train 5 transfer, with a substantial amount of in the surface web 5 contained polymer compounds belonging to the tape 4 is opposite, is heated so that they reach a deformable state. At the same time, the train 5 in the between band 4 and roller 1 trained nip 6 pressed. Part of the surface of the tape 4 on the surface of the train 5 transferred heat is through the web 5 on the cooled surface of roller 1 transfer. A substantial amount of the polymeric compounds of web heated in a plastic state 5 again within the outlet end of the nip 6 cooled to a temperature below the glass transition temperature of the polymer components.

Das Band 4 kann aus einem thermisch isolierenden Werkstoff hergestellt sein, dessen Außenfläche, das heißt die der Bahn 5 gegenüberliegende Fläche, mit einer dünnen Schicht aus einem Werkstoff mit hoher thermischer Leitfähigkeit überzogen ist. Eine solche Außenschicht kann zum Beispiel aus einem metallischen Werkstoff bestehen.The ribbon 4 can be made of a thermally insulating material whose outer surface, that is the web 5 opposite surface, is coated with a thin layer of a material having high thermal conductivity. Such an outer layer may for example consist of a metallic material.

Die Erfindung kann auch unter Verwendung von Ausführungsformen ausgeführt werden, die sich von den oben beschriebenen unterscheiden.The Invention can also be practiced using embodiments which differ from those described above.

Die oben erwähnte Behandlung, bei der die Oberfläche der Bahn 5 auf eine Temperatur erwärmt wird, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist, und die danach in dem Walzenspalt 6 unter die Glasumwandlungstemperatur abgekühlt wird, kann zum Beispiel gleichzeitig auf beiden Seiten der Bahn 5 ausgeführt werden. Hierbei sind beide den Walzenspalt 6 ausbildenden Bauteile 1, 4 so dimensioniert, dass sie diese Anforderungen erfüllen. Wenn notwendig, kann die Oberfläche der Bahn 5 vor ihrem Eintritt in die Einlaufseite der Walzenspaltes 6 mithilfe eines Vorwärmers 8 auf eine Temperatur erwärmt werden, die niedriger als die Glasumwandlungstemperatur von in der Bahnoberflächenschicht enthaltenen Polymerverbindungen ist. Die Bahn 5 kann auch vor der Kalandrierung einfach benetzt werden, um die Glasumwandlungstemperatur der Polymerkomponenten zu verringern. Anstatt eines Bandkalanders kann auch jede andere Kalanderart mit einem genügend langen Walzenspalt, zum Beispiel ein Schuhkalander, verwendet werden.The above-mentioned treatment, in which the surface of the web 5 is heated to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, and thereafter in the nip 6 can be cooled below the glass transition temperature, for example, simultaneously on both sides of the web 5 be executed. Here both are the nip 6 forming components 1 . 4 dimensioned to meet these requirements. If necessary, the surface of the web can 5 before entering the inlet side of the nip 6 using a preheater 8th be heated to a temperature lower than the glass transition temperature of polymer compounds contained in the web surface layer. The train 5 can also be easily wetted prior to calendering to reduce the glass transition temperature of the polymer components. Instead of a belt calender, any other type of calender with a sufficiently long nip, for example a shoe calender, can be used.

ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY

Es werden ein Verfahren und ein Kalander zur Kalandrierung einer Papier- oder Pappbahn offenbart. Bei dem Verfahren wird eine Bahn (5) in den Walzenspalt (6) des Kalanders geführt und in dem Walzenspalt bearbeitet. Mindestens eine Oberfläche der Bahn (5) wird in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur erwärmt, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist. Die Oberfläche der Bahn (5), die auf die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen erwärmt wird, wird in dem Walzenspalt (6) wieder auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen abgekühlt.
1 A method and calender for calendering a paper or paperboard web are disclosed. In the process, a web ( 5 ) in the nip ( 6 ) of the calender and processed in the nip. At least one surface of the web ( 5 ) is in the nip ( 6 ) is heated to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated sheet surface. The surface of the web ( 5 ), which is heated to the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface, is in the nip ( 6 ) is cooled back to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface.
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Claims

Verfahren zur Kalandrierung einer Papier- oder Pappbahn (5), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst – Führen der Bahn (5) in einen Kalanderwalzenspalt (6), der ein erstes Bauteil (1) und ein zweites Bauteil (4) aufweist, die so zum Zusammenwirken ausgelegt sind, dass sie einen Walzenspalt (6) ausbilden, – Bearbeiten der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6), – Erwärmen mindestens einer Oberfläche der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahn oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist, und – Führen der Bahn (5) aus dem Walzenspalt (6) heraus, dadurch gekennzeichnet, dass – die Oberfläche der Bahn (5), die auf die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen erwärmt wird, in dem Walzenspalt (6) wieder auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen abgekühlt wird.Method for calendering a paper or paperboard web ( 5 ), the method comprising the following steps - guiding the web ( 5 ) in a calendering nip ( 6 ), which is a first component ( 1 ) and a second component ( 4 ) designed to cooperate to form a nip ( 6 ) train, - edit the train ( 5 ) in the nip ( 6 ), - heating at least one surface of the web ( 5 ) in the nip ( 6 ) to a temperature which is not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, and - guiding the web ( 5 ) from the nip ( 6 ), characterized in that - the surface of the web ( 5 ), which is heated to the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, in the nip ( 6 ) is cooled back to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – beide Oberflächen der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur erwärmt werden, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in den erwärmten Bahnoberflächen enthaltenen Polymerverbindungen ist, und – beide erwärmten Oberflächen der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) wieder auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen abgekühlt werden.Method according to claim 1, characterized in that - both surfaces of the web ( 5 ) in the nip ( 6 ) are heated to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surfaces, and both heated surfaces of the web ( 5 ) in the nip ( 6 ) are cooled back to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil, welches den Walzenspalt (6) ausbildet, ein Band (4) ist.A method according to claim 1, characterized in that the second component, the nip ( 6 ) trains a band ( 4 ).

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des Bandes (4) erwärmt wird.Method according to claim 3, characterized in that the outer surface of the strip ( 4 ) is heated.

Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil, welches den Walzenspalt (6) ausbildet, eine Walze (1), vorteilhafterweise eine Walze mit hartem Überzug ist.A method according to claim 1, 3 or 4, characterized in that the first component, the nip ( 6 ), a roller ( 1 ), is advantageously a hard-coated roller.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) kühlbar ausgelegt ist.Method according to claim 5, characterized in that the roller ( 1 ) is designed coolable.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Bahn (5) vor dem Führen der Bahn in den Walzenspalt (6) vorgewärmt wird.Method according to claim 1, characterized in that the surface of the web ( 5 ) before guiding the web into the nip ( 6 ) is preheated.

Kalander zur Kalandrierung einer Papier- oder Pappbahn (5), wobei der Kalander Folgendes aufweist: – Ein erstes Bauteil (1) und ein zweites Bauteil (4), die so ausgelegt sind, dass sie zwischen sich einen Berührungswalzenspalt ausbilden, so dass die zu kalandrierende Bahn (5) so angepasst wird, dass sie dazwischen hindurchlaufen kann, und – Heizeinrichtungen zum Erwärmen mindestens einer Oberfläche der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist, gekennzeichnet durch Kühleinrichtungen zum Abkühlen der Oberfläche der Bahn (5), die in dem Walzenspalt (6) auf die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen erwärmt wird, wieder auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen.Calender for calendering a paper or paperboard web ( 5 ), the calender comprising: - a first component ( 1 ) and a second component ( 4 ) designed to form a nip between them so that the web to be calendered ( 5 ) is adapted to pass therebetween, and - heaters for heating at least one surface of the web ( 5 ) in the nip ( 6 ) to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, characterized by cooling means for cooling the surface of the web ( 5 ) located in the nip ( 6 ) is heated to the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, again to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface.

Kalander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heizeinrichtungen so ausgelegt sind, dass sie beide Oberflächen der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur erwärmen, die nicht niedriger als die Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Bahnoberfläche enthaltenen Polymerverbindungen ist, und – die Kühleinrichtungen so ausgelegt sind, dass sie beide erwärmten Oberflächen der Bahn (5) in dem Walzenspalt (6) auf eine Temperatur unter der Glasumwandlungstemperatur der in der erwärmten Oberfläche enthaltenen Polymerverbindungen abkühlen.Calender according to claim 8, characterized in that - the heating means are designed to cover both surfaces of the web ( 5 ) in the nip ( 6 ) are heated to a temperature not lower than the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated web surface, and - the cooling means are adapted to apply both heated surfaces of the web ( 5 ) in the nip ( 6 ) to a temperature below the glass transition temperature of the polymer compounds contained in the heated surface.

Kalander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil, welches den Walzenspalt (6) ausbildet, ein Band (4) ist.Calender according to claim 8, characterized in that the second component, which the whale crevice ( 6 ) trains a band ( 4 ).

Kalander nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (4) eine thermische Isolierschicht aufweist, auf deren Außenseite eine thermisch leitende Schicht positioniert ist, so dass die leitende Schicht in dem Walzenspalt (9) so angepasst ist, dass sie der Bahn (5) gegenüberliegt.Calender according to claim 10, characterized in that the band ( 4 ) has a thermal insulating layer, on the outside of which a thermally conductive layer is positioned so that the conductive layer in the nip ( 9 ) is adapted to the railway ( 5 ) is opposite.

Kalander nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil, welches den Walzenspalt (6) ausbildet, eine Walze (1), vorteilhafterweise eine Walze mit hartem Überzug ist.Calender according to claim 8 or 10, characterized in that the first component, the nip ( 6 ), a roller ( 1 ), is advantageously a hard-coated roller.

Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) kühlbar ausgelegt ist.Calender according to claim 1, characterized in that the roller ( 1 ) is designed coolable.