DE202013011389U1 - Manufacturing line for the production of fiber webs - Google Patents
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Abstract
Produktionslinie zum Produzieren einer Faserbahn (W), die zumindest einen Kalander (40; 70) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Steuern der Rollneigung der Faserbahn (W) die Produktionslinie zumindest eine Kühlvorrichtung (200) aufweist, die vor einem Vorkalander (40) und/oder einem anderen Kalander (70) angeordnet ist, und dass der Abstand zwischen dem ersten Punkt der Kühlvorrichtung (200) und dem Eintretpunkt der Faserbahn (W) an dem ersten Kalandrierspalt des Vorkalanders oder des anderen Kalanders (40; 70) derart ist, dass die Verweilzeit zwischen dem Kühlen und dem Kalandrieren zumindest 200 ms, vorzugsweise 200 bis 5000 ms, beträgt.Production line for producing a fibrous web (W) which has at least one calender (40; 70), characterized in that for controlling the tendency of the fibrous web (W) to curl, the production line has at least one cooling device (200) which is in front of a pre-calender (40) and / or another calender (70), and that the distance between the first point of the cooling device (200) and the entry point of the fiber web (W) at the first calendering nip of the pre-calender or the other calender (40; 70) is such that the residence time between cooling and calendering is at least 200 ms, preferably 200 to 5000 ms.
Description
Allgemein bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Herstellen von Faserbahnen in einer Faserbahnherstelllinie. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Herstelllinie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.Generally, the present invention relates to making fiber webs in a fiber web production line. More particularly, the present invention relates to a manufacturing line according to the preamble of claim 9.
Wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, weisen Faserbahnherstellprozesse typischer Weise eine Baugruppe auf, die durch eine Anzahl an Vorrichtungen ausgebildet ist, die aufeinanderfolgend in der Herstelllinie angeordnet sind. Eine typische Herstell- und Behandlungslinie weist einen Stoffauflaufkasten, eine Siebpartie und eine Pressenpartie und auch eine anschließende Trockenpartie und einen Aufroller auf. Die Herstell- und Behandlungslinie kann des Weiteren andere Vorrichtungen und/oder Abschnitte für das Finishing der Faserbahn aufweisen, wie beispielsweise eine Leimauftragvorrichtung, einen Vorkalander, eine Beschichtungspartie, einen Endkalander und einen Aufroller. Die Herstell- und Behandlungslinie weist außerdem zumindest eine Rollenschneidmaschine auf zum Ausbilden von Verbraucherrollen und außerdem eine Rollenverpackungsvorrichtung. In der nachstehend dargelegten Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen ist mit der Faserbahn beispielsweise eine Papierbahn und Kartonbahn gemeint.As is known in the art, fiber web forming processes typically include an assembly formed by a number of devices arranged sequentially in the manufacturing line. A typical manufacturing and treatment line comprises a headbox, a wire section and a press section and also a subsequent dryer section and a reel-up. The manufacturing and processing line may further include other devices and / or sections for finishing the fibrous web, such as a size applicator, a precalender, a coating section, an end calender, and a reel-up. The manufacturing and processing line also has at least one slitter-winder for forming consumer rolls and also a roll wrapper. For example, in the description set forth below and in the appended claims, the fibrous web means a paper web and a board web.
Ein Vorkalandrieren wird typischer Weise angewendet zum Erzeugen von erforderlichen Oberflächeneigenschaften für eine weitere Behandlung, beispielsweise für ein Beschichten und ein Endkalandrieren, die allgemein ausgeführt werden, um solche Eigenschaften zu verbessern, wie beispielsweise die Glätte und den Glanz eines bahnartigen Materials, wie beispielsweise eine Papierbahn oder eine Kartonbahn. Beim Kalandrieren tritt die Bahn in einen Spalt, das heißt einen Kalandrierspalt, der zwischen Walzen ausgebildet ist, die gegeneinander gedrückt werden, wobei in dem Spalt die Bahn verformt wird durch die Wirkung von Temperatur, Feuchtigkeit und Spaltdruck. In dem Kalander sind die Spalte zwischen einer mit einer glatten Oberfläche versehenen Presswalze, wie beispielsweise eine Metallwalze, und einer Walze, die mit einem elastischen Material beschichtet ist, wie beispielsweise eine Polymerwalze, ausgebildet oder zwischen zwei mit einer glatten Oberfläche versehenen Walzen ausgebildet. Die mit der elastischen Oberfläche versehene Walze stellt sich selbst auf die Formen der Bahnoberfläche ein und presst die gegenüberliegende Seite der Bahn gleichmäßig gegen die mit der glatten Oberfläche versehene Presswalze. Die Spalte können auch ausgebildet werden, indem statt einer der Walzen ein Riemen oder ein Schuh angewendet wird, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Viele verschiedene Arten an Kalander, die als ein Vorkalender und/oder als ein Endkalander angewendet werden, sind bekannt, wie beispielsweise Hartspaltkalander, Weichspaltkalander, Superkalander, Metallriemenkalander, Schuhkalander, Langspaltkalander, Mehrspaltkalander, etc.Pre-calendering is typically used to provide required surface properties for further processing, such as coating and finish calendering, which are generally practiced to improve such properties as, for example, the smoothness and gloss of a web-like material, such as a paper web or a cardboard sheet. In calendering, the web enters a nip, that is, a calendering nip formed between rolls which are pressed against each other, wherein in the nip the web is deformed by the action of temperature, humidity and nip pressure. In the calender, the gaps are formed between a smooth-surfaced press roll, such as a metal roll, and a roll coated with an elastic material, such as a polymer roll, or formed between two smooth-surfaced rolls. The resilient surface roller self-aligns with the shapes of the web surface and uniformly presses the opposite side of the web against the smooth-surfaced press roll. The gaps can also be formed by using a belt or shoe instead of one of the rollers, as known in the art. Many different types of calenders used as a pre-calender and / or as an end calender are known, such as, for example, calendering calender, elastic nip calender, supercalender, metal belt calender, shoe calender, extended nip calender, multi-nip calender, etc.
Ein Problem beim Kalandrieren von Faserbahnen ist es, die erforderlichen Oberflächeneigenschaften zu erzielen und gleichzeitig ein erforderliches spezifisches Volumen (Voluminösität) zu erzielen, das heißt eine Beziehung zwischen der Dicke der Bahn zu ihrer flächenbezogenen Masse (Basisgewicht). Wenn die Faserbahn ein hohes spezifisches Volumen hat, kann das Basisgewicht verringert werden, was zu erheblichen Einsparungen an Rohmaterial führt. Somit ist dies in der jüngeren Vergangenheit einer der Hauptfokuspunkte bei der Entwicklung von Kalandern gewesen, hauptsächlich aufgrund von Umweltgründen und Kosteneinsparungsgründen.A problem in calendering fiber webs is to obtain the required surface properties while achieving a required bulk (bulkiness), that is, a relationship between the thickness of the web and its basis weight (basis weight). If the fibrous web has a high specific volume, the basis weight can be reduced, resulting in substantial savings in raw material. Thus, in the recent past, this has been one of the main focuses in the development of calenders, mainly due to environmental considerations and cost saving reasons.
Typischer Weise wird die Faserbahn von der Trockenpartie zu einem Vorkalander geführt, wenn die Temperatur der Faserbahn ungefähr 80 bis 90°C beträgt. In der Dickenrichtung der Bahn sind die mittleren Lagen der Bahn heiß und annähernd in einem plastischen Zustand, wobei während des Kalandrierens die Faserbahn auch in den mittleren Lagen kompakt wird, was zu einem unnötigen Verlust an spezifischen Volumen führt.Typically, the fibrous web is fed from the dryer section to a precalender when the temperature of the fibrous web is about 80 to 90 ° C. In the thickness direction of the web, the middle layers of the web are hot and approximately in a plastic state, during calendering the fiber web becomes compact even in the middle layers, resulting in an unnecessary loss of specific volume.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass spezifisches Volumen (Voluminösität) beim Kalandrieren eingespart werden kann durch ein Kühlen der Faserbahn vor dem Kalandrieren, insbesondere ein Verringern der Temperatur der mittleren Lagen der Faserbahn um 10°C. Beispielsweise ist in der
In einem Aufroller der Faserbahnherstelllinie wird als eine Faserbahn, die als kontinuierliche Bahn produziert wird, zu der Form einer Rolle, einer Großrolle (Maschinenrolle oder Jumborolle) aufgerollt. In dem Herstellprozess der Faserbahn ist das Aufrollen im Allgemein ein erster Prozessabschnitt, bei dem ein kontinuierlicher Prozess unterbrochen wird, um in Sequenzen fortgesetzt zu werden. Ein Problem beim Aufrollen nach dem Kalandrieren ist es, dass die Faserbahn noch ziemlich warm ist, typischer Weise in einem Temperaturbereich von 50 bis 80°C, und während des Aufrollens der warmen Faserbahn können Aufrollfehler auftreten, können Beschichtungsdefekte verursacht werden und kann die Helligkeit der Faserbahn sich verringern, was zu einem Bedarf an Kühlvorrichtungen führt, die nach dem Kalandrieren angeordnet sind, wie dies beispielsweise in der Druckschrift
Es ist bekannt, dass während des Trocknens einer Faserbahn eine Tendenz einer Rollneigung der Bahn auftreten kann, insbesondere wenn das Trocknen asymmetrisch ist, das heißt ein Trocknen an einer Seite der Bahn stärker wirksam ist als das Trocknen der anderen Seite. Unter diesen Umständen wird die getrocknete Faserbahn üblicherweise gekrümmt und wird konkav zu der Seite des effektiveren Trocknens und/oder zu der Seite, die zuletzt getrocknet wurde. Es ist außerdem aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Tendenz zur Rollneigung der Faserbahn bereits in Verbindung mit der Bahnausbildung beeinflusst wird, insbesondere an der Ausbildungsstufe (Formierungsstufe) mittels der Wahl der Differenz bei der Geschwindigkeit zwischen dem Auslaufdüsenstrahl und dem Sieb, und mittels anderer Laufparameter. Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik beispielsweise in dem Fall von Kopierpapier bekannt, dass mittels einer Ungleichseitigkeit des Trocknens in dem Nachtrockner eine geeignete Anfangskrümmungsform für die Bahn reguliert wird, damit die Rollneigung des Papiers nach einem einseitigen oder doppelseitigen Kopieren optimiert werden kann. Die Reaktivität der Rollneigung, das heißt das Ausmaß, bis zu dem die Rollneigung pro Einheit der Änderung des Feuchtigkeitsgehalts auftritt, wird außerdem mittels eines Mehrlagenaufbaus der Faserbahn beeinflusst, die in Verbindung mit dem Bahnausbilden an dem Nassende produziert wird. Aus dem Stand der Technik sind viele verschiedene Weisen zum Steuern der Rollneigung während des Trocknens der Faserbahn bekannt. Typischer Weise wird die Rollneigungssteuerung vorgesehen durch ein Steuern der Temperatur von einigen wenigen letzten Trocknungszylindern der Trockenpartie, in einigen Fällen unter Verwendung der wenigen letzten Trocknungszylindern ohne eine Erwärmung, was dann die Trocknungskapazität der Trockenpartie verringert.It is known that during the drying of a fibrous web, a tendency of curling of the web can occur, in particular when the drying is asymmetric, that is, drying on one side of the web is more effective than drying the other side. Under these circumstances, the dried fibrous web is usually curved and becomes concave to the side of the more effective drying and / or to the side which was last dried. It is also known from the prior art that the tendency to curl of the fibrous web is already influenced in connection with the web formation, in particular at the forming step by means of the choice of the difference in speed between the discharge jet and the wire, and by other running parameters. Furthermore, it is known from the prior art, for example in the case of copy paper, that by means of unevenness of drying in the after-dryer, a suitable initial curvature for the web is regulated so that the curl of the paper can be optimized after one-sided or double-sided copying. The reactivity of the curl, that is, the extent to which the curl per unit of change in moisture content occurs, is also affected by a multilayer construction of the fibrous web produced in conjunction with the web forming at the wet end. Many different ways of controlling curl during drying of the fibrous web are known in the art. Typically, the curl control is provided by controlling the temperature of a few last drying cylinders of the dryer section, in some cases using the few last drying cylinders without heating, which then reduces the drying capacity of the dryer section.
In der
In der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen früheren Lösungen so weiterzuentwickeln, dass die Rollneigung der Papierbahn noch effizienter mit einer erhöhten Trocknungskapazität gesteuert werden kann und gleichzeitig ein Verfahren für ein effektives Kalandrieren von Papierbahnen möglich wird, bei dem ein hohes spezifisches Volumen mit weniger Rohmaterial erreicht wird, und eine Produktionslinie zum Ausführen des Verfahrens zu schaffen.The object of the present invention is to further develop the above-described earlier solutions so that the curl of the paper web can be controlled even more efficiently with an increased drying capacity and at the same time a method for an effective calendering of paper webs is possible, in which a high specific volume less raw material is achieved, and to create a production line to carry out the process.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, sich den vorstehend erläuterten Problemen aus einem neuen Gesichtspunkt zu nähern und neue Lösungen vorzuschlagen, die zu den herkömmlichen Denkansätzen entgegengesetzt laufen.A further object of the present invention is to approach the problems outlined above from a new point of view and propose new solutions that run counter to the conventional approaches.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakte Möglichkeit zu erzeugen, eine Rollneigungssteuerung, ein Bahnkühlen und eine Feuchtigkeitssteuerung zu kombinieren.Another object of the present invention is to provide a compact way to combine curl control, web cooling and moisture control.
Um die vorstehend und nachstehend erwähnten Aufgaben und Ziele zu lösen, ist die Herstelllinie gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.In order to achieve the objects and objects mentioned above and below, the production line according to the present invention is characterized mainly by the features of the characterizing part of claim 1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Rollneigung der Faserbahn gesteuert, indem die Faserbahn vor dem Kalandrieren der Faserbahn in einem Vorkalander und/oder in einem anderen Kalander gekühlt wird. Wenn die Produktionslinie (Herstelllinie) einen Vorkalander und einen Endkalander hat, wird ein wahlweises Kühlen, das durch eine zusätzliche optionale Kühleinrichtung vorgesehen wird, vor dem Endkalander vorgesehen. Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist das Kühlen zweiseitig, das heißt das Kühlen wird an beiden Seiten der Bahn bewirkt.According to the present invention, the curl of the fibrous web is controlled by placing the fibrous web in front of the calendering of the fibrous web in FIG a pre-calender and / or cooled in another calender. If the production line (production line) has a pre-calender and an end calender, optional cooling provided by an additional optional cooling device is provided before the end calender. According to an advantageous feature, the cooling is two-sided, that is, the cooling is effected on both sides of the web.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem Verfahren die Faserbahn durch eine Kühlvorrichtung vor dem Kalandrieren der Faserbahn in dem Vorkalander und/oder vor einem anderen Kalander in der Herstelllinie derart gekühlt, dass nach dem Kühlen die Faserbahn zu dem Vorkalander oder zu dem anderen Kalander geführt wird, und dass die Verweilzeit zwischen dem Kühlen und dem Kalandrieren, die eine Zeitspanne ist, die den Faserbahnlauf von dem ersten Punkt des Kühlens oder eine Befeuchtungsvorrichtung zu dem ersten Kalandrierspalt des Vorkalanders oder des anderen Kalanders benötigt, zumindest 200 ms, vorzugsweise 200 bis 5000 ms, beträgt.According to the present invention, in the method, the fiber web is cooled by a cooling device prior to calendering the fibrous web in the precalender and / or before another calender in the production line such that after cooling, the fibrous web is fed to the precalender or to the other calender and that the residence time between the cooling and the calendering, which is a period of time required for the fiber web running from the first point of cooling or a moistening device to the first calendering nip of the pre-calender or the other calender, is at least 200 ms, preferably 200 to 5000 ms , is.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung beträgt die Temperatur der Faserbahn beim Eintreten in den ersten Kalandrierspalt 10 bis 55°C, vorzugsweise 20 bis 50°C.According to an advantageous feature of the present invention, the temperature of the fibrous web when entering the first calendering nip is 10 to 55 ° C, preferably 20 to 50 ° C.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung beträgt die Temperatur der Mitte der Faserbahn beim Eintreten in den ersten Kalandrierspalt 10 bis 55°C, vorzugsweise 20 bis 50°C.According to an advantageous feature of the invention, the temperature of the center of the fiber web when entering the first calendering nip is 10 to 55 ° C, preferably 20 to 50 ° C.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird die Faserbahn durch eine Befeuchtungsvorrichtung vor und/oder nach und/oder während des Kühlens in der Kühlvorrichtung zum Verbessern des Kühlens der Faserbahn durch ein Verdampfen befeuchtet.According to an advantageous feature of the invention, the fibrous web is moistened by a moistening device before and / or after and / or during cooling in the cooling device to improve the cooling of the fibrous web by evaporation.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird in dem Verfahren die Faserbahn in einem Aufroller nach dem Kalandrieren in einem Endkalander derart aufgerollt, dass die Temperatur der Bahn nicht höher als 55°C ist, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 20 bis 50°C, und dass bei Bedarf die Faserbahn vor dem Kalandrieren gekühlt wird.According to an advantageous feature of the invention, in the process the fiber web is rolled up in a winder after calendering in an end calender such that the temperature of the web is not higher than 55 ° C, preferably in a temperature range of 20 to 50 ° C, and that if necessary, the fiber web is cooled before calendering.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird die Faserbahn durch einen kontaktfreien Kühleffekt durch die Kühlvorrichtung gekühlt. Die Kühlvorrichtung ist beispielsweise eine luftgestützte Kühlvorrichtung oder eine Aufprallkühlvorrichtung.According to an advantageous feature, the fiber web is cooled by a non-contact cooling effect by the cooling device. The cooling device is, for example, an air-supported cooling device or an impact cooling device.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird die Faserbahn durch einen Kontaktkühleffekt durch die Kühlvorrichtung gekühlt.According to an advantageous feature, the fiber web is cooled by a contact cooling effect by the cooling device.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung wird die Faserbahn nach einem Trocknen vor einem Vorkalandrieren gekühlt.According to an advantageous aspect of the invention, the fiber web is cooled after drying prior to precalendering.
Gemäß vorteilhaften Merkmalen der Erfindung sieht die Kühlvorrichtung ein Blasen oder Erzeugen einer Strömung von gekühltem Gas, wie beispielsweise Luft, vor.According to advantageous features of the invention, the cooling device provides for blowing or generating a flow of cooled gas, such as air.
Um die Rollneigung der Faserbahn gemäß der vorliegenden Erfindung zu steuern, wird der Betrag des Kühlens an jeder oder an einer Seite der Faserbahn, vorteilhafter Weise der Befeuchtungsbetrag (die Befeuchtungsmenge) an jeder oder an einer Seite der Faserbahn gesteuert.In order to control the curl of the fibrous web according to the present invention, the amount of cooling on each or one side of the fibrous web, advantageously the amount of moistening (moistening amount) on each or one side of the fibrous web is controlled.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.Hereinafter, the present invention will be further explained in detail with reference to the accompanying drawings.
Die
Die
In den Figuren und ihrer Beschreibung sind gleiche Bezugszeichen für die entsprechenden Teile, Teilkomponenten und Abschnitte verwendet, sofern dies nicht anderweitig erwähnt ist.In the figures and their description like reference numerals are used for the corresponding parts, subcomponents and sections, unless otherwise stated.
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In dem sehr schematischen Beispiel einer Produktionslinie zum Herstellen von Faserbahnen gemäß der vorliegenden Erfindung, das in
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Die Faserbahn W wird in zumindest einem Kalander
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140227 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R071 | Expiry of right |