EP1016754B1 - Maschine sowie Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn - Google Patents

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EP1016754B1
EP1016754B1 EP99125789A EP99125789A EP1016754B1 EP 1016754 B1 EP1016754 B1 EP 1016754B1 EP 99125789 A EP99125789 A EP 99125789A EP 99125789 A EP99125789 A EP 99125789A EP 1016754 B1 EP1016754 B1 EP 1016754B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
shoe
equal
web
machine according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99125789A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1016754A1 (de
Inventor
Thomas Thoröe Scherb
Harald Schmidt-Hebbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to EP07106782A priority Critical patent/EP1816256B1/de
Publication of EP1016754A1 publication Critical patent/EP1016754A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1016754B1 publication Critical patent/EP1016754B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0281—Wet presses in combination with a dryer roll

Definitions

  • the invention relates to a machine for producing a fibrous web, in particular tissue or tissue paper web, with at least one press nip formed between a shoe press unit and a dryer or tissue cylinder, through which a water-absorbing carrier tape, a water-impermeable press belt and the fibrous web are passed.
  • the main press as viewed in the direction of web travel, comprises a drying cylinder and an associated pressing element.
  • a pressing element may be provided a suction press roll or a shoe press roll.
  • the rear main press is formed by a shoe press unit and a drying cylinder.
  • the aim of the invention is to provide a machine of the type mentioned above, with which the highest possible dry content and / or specific volume can be achieved while avoiding the aforementioned disadvantages and while largely maintaining the quality characteristics required for the produced web.
  • one of the production of a paper and / or board web serving machine is the residence time of the web in an extended press nip less than 12 ms.
  • the press nip length is equal to or equal to a value of about 50 mm and the maximum press pressure is greater than or equal to a value of about 4.3 MPa.
  • the press nip length is defined as the contact length between the drying cylinder and associated pressing element and continuous new carrier tape.
  • the specific volume is also slightly increased. Such an increase may be for example about 5%.
  • dry content which is particularly true in comparison to a press nip, by means of a Saugpreßwalze or is formed by a shoe press with a gap length of, for example, 120 mm.
  • an increase in dry content of about 2.5 to 3% is possible, assuming a constant line force of about 90 kN / m.
  • a constant line force of about 90 kN / m Such a value must not be exceeded in the usual Yankee cylinders in view of a maximum allowable mechanical stress.
  • the invention can therefore be used with particular advantage especially in conversions of existing presses.
  • dry content increases as well as constant or higher values of the specific volume (bulk) can be achieved in comparison to conventional presses.
  • the press nip length is in a range of about 37 mm and the maximum pressing pressure in a range of about 4.8 MPa.
  • this angle between the tangent applied to the drying or tissue cylinder at the end of the press nip and the carrier tape leaving the press nip is ⁇ 10 °, in particular ⁇ 18 ° and preferably ⁇ 20 ° is. This results in comparison with applications with Saugpreßwalzen a dry content increase of about 1 to 3%.
  • the press belt is preferably grooved and / or blind drilled.
  • the residence time of the fibrous web in the press nip is greater than or equal to a value of, for example, about 3.5 ms and in particular greater than or equal to 4 ms.
  • the residence time can be defined in particular by the ratio of gap or shoe length to the web speed.
  • the maximum line force generated by the press nip may be in the range of about 90 to about 120 kN / m.
  • the shoe press unit comprises a press shoe, which can be pressed against the drying cylinder via a plurality of contact elements arranged side by side transversely to the web running direction.
  • a respective desired pressing force transverse profile can be adjusted to even out the web properties, in particular at the web edges.
  • a creping cylinder i. a so-called Yankee cylinder may be provided.
  • the pressure profile resulting over the press nip length is preferably asymmetrical.
  • the maximum pressing pressure is expediently in the rear half of the press nip length considered in the web running direction.
  • the average pressure rise gradient in the section of the pressure profile extending from the gap beginning to the maximum pressing pressure at a new carrier tape is greater than or equal to a value of about 40 kPa / mm, in particular greater than or equal to about 60 kPa / mm and preferably greater or is equal to about 120 kPa / mm.
  • the average pressure drop gradient in the end region of the pressure profile is preferably greater than or equal to a value of about 300 kPa / mm, in particular greater than or equal to about 500, in the case of a new carrier tape kPa / mm and preferably greater than or equal to about 800 kPa / mm.
  • the mean pressure drop gradient in the end region increases with increasing operating time of the felt. As a result, values of more than 1000 to more than 1600 kPa / m are achieved in a press nip of the invention.
  • the water-absorbing carrier tape is in the press nip between the water-impermeable press belt and the fibrous web, wherein the fibrous web contacts the drying cylinder.
  • a water-absorbing carrier tape may be provided in particular a felt.
  • a felt may have, for example, a weight per unit area equal to or equal to a value of about 1450 g / m 2 .
  • It is, for example, a specially structured felt in the manner of a bumped embossing screen or felt, ie a so-called “imprinting fabric” or “imprinting felt” (see, for example, US Pat WO98 / 00604 )) or a "patterning fabric” or “patterning felt” having a rough textured surface.
  • the water-absorbing carrier tape may have a different nature in the thickness direction.
  • the fibrous web facing side of the carrier tape for example, have a finer structure than its side facing away from the fibrous web page.
  • the press belt has a grooved and / or provided with blind holes surface, as for example in the DE-A-196 54 198 is described.
  • a further press nip can also be formed on the drying cylinder. It may be useful in certain applications, if at least two press gaps formed by a respective shoe press unit are provided on the drying cylinder. In principle, it is also conceivable to provide an additional press nip in the web running direction in front of the drying cylinder.
  • the carrier tape and the fibrous web are guided in the web running direction in front of the drying cylinder via at least one suction device through which then a corresponding pre-dewatering takes place.
  • at least one suction device or suction box may be provided, which comprises a suction roll and / or a suction shoe.
  • a shoe press roll is provided as the shoe press unit.
  • the shoe press unit comprises at least one exchangeable press shoe.
  • the substance input for the production of, for example, a tissue web can consist, for example, of "refined pulp".
  • the inventive press nip can be used particularly advantageous for dry content increase.
  • such a fabric feed serving, for example, for producing a tissue web may also consist of unground material.
  • the inventive long press nip can be used particularly advantageously for increasing the specific volume.
  • the invention is also applicable for example for so-called "curled fibers".
  • the stock suspension in this case contains a proportion of fibers which have been subjected to a special treatment.
  • the substantially linear or curved in a plane pulp fibers are curved so that a spatial fiber shape, for example, arises in the manner of a spiral.
  • the invention is particularly applicable to a tissue paper machine with at least one so-called "through-air-drying" drying process, wherein the press nip according to the invention is used in particular before a corresponding "through-air-drying" device.
  • Such a combination is particularly advantageous in terms of a high dry content and a high specific volume.
  • the press nip of the invention on the one hand, a high dry content is achieved, as a result of which the operating costs of the energy-intensive drying phase are reduced.
  • the web is at most slightly compacted, which means that the specific volume of the web is increased or remains unaffected at higher pressures, which in particular, the "through-air-drying" drying process is more efficient and economical.
  • the invention is also applicable to the manufacture of multilayer webs using a single headbox or the manufacture of multilayer webs using multiple headboxes.
  • FIG. 1 shows a purely schematic partial representation of an embodiment of an inventive shoe press 10, which can be used for example in a machine for producing a fibrous web such as in particular a tissue or tissue paper web.
  • the press nip 12 of this shoe press 10 is formed between a shoe press unit, in the present case a shoe press roll 14, and a drying cylinder 16 through which except the fibrous web, a water-absorbing carrier tape 18 and a water-impermeable press belt is passed, which in the present case to the press cover 20 of the shoe press roll 14 is.
  • the water-absorbing carrier tape 18 may be formed in particular by a felt. In the present case, the water-absorbing carrier tape 18 is guided between the press cover 20 and the fibrous web through the press nip 12, wherein the fibrous web contacts the drying cylinder 16.
  • the shoe press roller 14 has a two-piece press shoe 22, between the two parts of a thermal insulating layer 24 is inserted.
  • the press shoe 22 can be pressed against the drying cylinder 16 via a plurality of juxtaposed pressing elements 26 arranged transversely to the web running direction 1.
  • the drying cylinder 16 may be, for example, a Yankee cylinder.
  • the water-absorbing carrier tape 18 formed for example by a felt may have a different texture in the thickness direction.
  • the fibrous web facing side of the carrier tape 18 have a finer structure than its side facing away from the fibrous web page.
  • the Preßmantel 20 may have a smooth, grooved and / or provided with blind holes surface.
  • press nip can be formed on the drying cylinder 16. In the web running direction 1 in front of the drying cylinder 16, an additional press nip can be provided.
  • the carrier tape 18 and the fibrous web in the web running direction 1 in front of the drying cylinder 16 can also be guided via at least one suction device.
  • the shoe press unit 14 may comprise at least one replaceable press shoe 22.
  • FIG. 2 the pressure profile or the pressing pressure curve p (L) of a conventional shoe press is shown. In this case, the pressing pressure p over the length L of the press nip 12 and the press shoe 22 is applied.
  • the shoe press 10 according to the invention can now be designed in particular such that the length L of the press nip 12 considered in the web running direction l (cf. FIG. 1 ) is less than or equal to a value of about 60 mm and whose over the press nip length L resulting pressure profile p (L) has a maximum pressing pressure p max , which is greater than or equal to a value of about 3.3 MPa.
  • FIG. 4 shows a comparison of the Preß réelleverlaufs p 10 (L) of an exemplary embodiment of the shoe press 10 according to the invention with a relatively short press shoe 12 with the Preß réelleverlauf p S (L) provided with a Saugpresswalze conventional press.
  • Compared to the conventional press results in particular a shorter press nip and a higher maximum pressure pmax.
  • the maximum line force generated in the press nip was 90 kN / m in each case.
  • FIG. 5 shows the specific volume versus the dry content, comparing the results V 10 obtained for an exemplary embodiment of the shoe press 10 according to the invention with a relatively short press shoe 22 again with the results V S for a conventional press provided with a suction press roll. If, in both cases, the starting point is a constant maximum line force of 90 kN / m, then an increase in dry content of 2.5% and an increase in specific volume of 5% can be achieved compared to the conventional press.
  • FIG. 6 shows in a schematic partial representation of another embodiment of an inventive shoe press 10th
  • the angle alpha between the tangent 30 applied to the drying or tissue cylinder 16 at the end of the press nip 12 and the carrier web 18 leaving the press nip 12 has a significant influence on the dry content of the tissue web 28.
  • the present embodiment is characterized in that, in particular for producing a tissue web 28, this angle .alpha.
  • Between the tangent 30 applied to the drying or tissue cylinder 16 at the end of the press nip 12 and the carrier web 18 expiring from the press nip 12 is .gtoreq.10.degree .. in particular ⁇ 18 ° and preferably ⁇ 20 °. This results in a dry content increase of about 1 to 3% compared to applications with suction press rolls.
  • the press belt 18 is preferably grooved and / or blind drilled.
  • the present shoe press 10 for example, again the same structure as that according to FIG. 1 , Corresponding elements are provided with the same reference numerals.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn, mit wenigstens einem zwischen einer Schuhpresseinheit und einem Trocken- bzw. Tissuezylinder gebildeten Pressspalt, durch den ein wasseraufnehmendes Trägerband, ein wasserundurchlässiges Pressband und die Faserstoffbahn hindurchgeführt sind.
  • In der DE-A-42 24 730 sind mehrere Ausführungsformen einer Maschine der eingangs genannten Art beschrieben. Dabei sind bei sämtlichen Ausführungsformen jeweils wenigstens zwei Pressspalte vorgesehen. Die in Bahnlaufrichtung betrachtet hinten liegende Hauptpresse umfasst jeweils einen Trockenzylinder sowie ein zugeordnetes Anpresselement. Als solches Anpresselement kann eine Saugpresswalze oder eine Schuhpresswalze vorgesehen sein.
  • Auch bei einer aus der DE-A-196 54 197 bekannten Maschine der eingangs genannten Art sind wieder zwei Pressspalte vorgesehen. Die hinten liegende Hauptpresse ist durch eine Schuhpresseinheit und einen Trockenzylinder gebildet.
  • Aus der EP 0 289 477 ist ferner eine Papiermaschine bekannt, bei der an einem geheizten Zylinder zwei oder mehr Pressnips gebildet sind, wobei einer der zumindest zwei Pressnips durch eine Schuhpresse gebildet ist.
  • Bei den bekannten Maschinen sind somit stets zwei oder mehrere Preßspalte vorgesehen. Dies wird hier für zwingend erforderlich erachtet, um einerseits eine insbesondere bei der Herstellung einer Tissue- oder Hygienepapierbahn geforderte schonende Entwässerung ohne Verdrücken und andererseits eine verbesserte Produktionsleistung durch einen erhöhten Trockengehalt nach der Presse zu erzielen. Dabei wird mit dem vollständigen oder teilweisen Ersetzen der Walzenspaltpressen durch Schuhpressen infolge der entsprechenden Spaltverlängerung bzw. Erhöhung der Preßzeit eine schonende Entwässerung der Bahn ohne Verdrückungen erreicht.
  • Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausführungen besteht nun aber in den gemessen an den erreichten Verbesserungen relativ hohen Investitions- und Betriebskosten. Angesichts der bisher üblichen Begrenzung der maximalen Linienkraft auf einen Wert im Bereich von 90 kN z.B. für Yankee-Zylinder war es bei den bekannten Pressenkonzepten stets erforderlich, wenigstens zwei Preßspalte vorzusehen.
  • Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen unter Vermeidung der zuvor genannten Nachteile sowie unter weitgehender Einhaltung der für die produzierte Bahn geforderten Qualitätsmerkmale ein möglichst hoher Trockengehalt und/oder spezifisches Volumen erzielbar ist.
  • Bei einer in der EP-A2-0 852 273 beschriebenen Entwässerungspresse einer der Herstellung einer Papier- und/oder Kartonbahn dienenden Maschine beträgt die Verweilzeit der Bahn in einem verlängerten Preßspalt weniger als 12 ms.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Maschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein zwischen einer Schuhpreßeinheit und dem Trocken- bzw. Tissuezylinder gebildeter Preßspalt vorgesehen ist, dessen in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge Meiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm ist und dessen sich über die Preßspaltlänge ergebendes Druckprofil einen maximalen Preßdruck aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist.
  • Mit einer solchen Ausbildung wird völlig unerwartet eine wesentliche Steigerung sowohl des Trockengehalts als auch des spezifischen Volumens der Faserstoffbahn erreicht. Dies ist um so überraschender, als mit der vorgeschlagenen Lösung der bisher in der Pressenentwicklung eingeschlagene Weg verlassen wird, dessen Zielsetzung darin bestand, mit dem Ersetzen der Walzenspaltpressen durch Schuhpressen mit verlängertem Preßspalt ein schonendes, langsames Entwässern als Voraussetzung für optimale Ergebnisse zu bewirken. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung können nunmehr beispielsweise viele Tissue-Papiermaschinen mit lediglich einem einzigen Schuhpreßspalt verwirklicht werden.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist die Preßspaltlänge Meiner oder gleich einem Wert von etwa 50 mm und der maximale Preßdruck größer oder gleich einem Wert von etwa 4,3 MPa. Die Preßspaltlänge ist als berührte Länge zwischen Trockenzylinder und zugeordnetem Anpreßelement und durchlaufendem neuem Trägerband definiert.
  • Hierbei wird das spezifische Volumen ebenfalls leicht erhöht. Eine solche Erhöhung kann beispielsweise etwa 5 % betragen. Zu einer erheblichen Steigerung kommt es bezüglich des Trockengehalts, was insbesondere im Vergleich zu einem Preßspalt gilt, der mittels einer Saugpreßwalze oder durch eine Schuhpresse mit einer Spaltlänge von beispielsweise 120 mm gebildet wird. In diesem Fall ist beispielsweise eine Steigerung des Trockengehalts um etwa 2,5 bis 3 % möglich, wenn von einer konstanten Linienkraft von etwa 90 kN/m ausgegangen wird. Ein solcher Wert darf bei den bisher üblichen Yankee-Zylindern angesichts einer maximal zulässigen mechanischen Beanspruchung nicht überschritten werden. Die Erfindung ist daher insbesondere auch bei Umbauten bestehender Pressen mit besonderem Vorteil einsetzbar. So können gegenüber den herkömmlichen Pressen trotz einer jeweiligen Linienkraftbegrenzung Trockengehaltssteigerungen sowie konstante oder auch höhere Werte des spezifischen Volumens (Bulk) erzielt werden.
  • Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform liegt die Preßspaltlänge in einem Bereich von etwa 37 mm und der maximale Preßdruck in einem Bereich von etwa 4,8 MPa.
  • Bei kurzen Schuhen hat sich gezeigt, daß der Winkel zwischen der am Ende des Preßspaltes an den Trocken- bzw. Tissuezylinder angelegten Tangente und dem aus dem Preßspalt auslaufenden Trägerband einen wesentlichen Einfluß auf den Trockengehalt der Tissuebahn hat. Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß insbesondere zur Herstellung einer Tissuebahn dieser Winkel zwischen der am Ende des Preßspaltes an den Trocken- bzw. Tissuezylinder angelegten Tangente und dem aus dem Preßspalt auslaufenden Trägerband ≥ 10°, insbesondere ≥ 18° und vorzugsweise ≥ 20° ist. Damit ergibt sich gegenüber Anwendungen mit Saugpreßwalzen eine Trockengehaltssteigerung von ca. 1 bis 3 %. Hierbei ist das Preßband vorzugsweise gerillt und/oder blindgebohrt.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn die Verweilzeit der Faserstoffbahn im Pressspalt grösser oder gleich einem Wert von beispielsweise etwa 3,5 ms und insbesondere grösser oder gleich 4 ms ist. Dabei kann die Verweilzeit insbesondere definiert sein durch das Verhältnis von Spalt- bzw. Schuhlänge zur Bahngeschwindigkeit.
  • Die durch den Pressspalt erzeugte maximale Linienkraft kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 90 bis etwa 120 kN/m liegen.
  • Bei einer zweckmässigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine umfasst die Schuhpresseinheit einen Pressschuh, der über mehrere quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordnete Anpresselemente gegen den Trockenzylinder pressbar ist. Damit kann ein jeweils gewünschtes Presskraftquerprofil zur Vergleichmässigung der Bahneigenschaften insbesondere an den Bahnrändern eingestellt werden.
  • Als Trockenzylinder kann insbesondere ein Kreppzylinder, d.h. ein sogenannter Yankee-Zylinder vorgesehen sein.
  • Das sich über die Preßspaltlänge ergebende Druckprofil ist vorzugsweise asymmetrisch.
  • Der maximale Preßdruck liegt zweckmäßigerweise in der in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Hälfte der Preßspaltlänge.
  • Es ist von Vorteil, wenn der mittlere Druckanstiegsgradient in dem vom Spaltanfang bis zum maximalen Preßdruck reichenden Abschnitt des Druckprofils bei einem neuwertigen Trägerband größer oder gleich einem Wert von etwa 40 kPa/mm, insbesondere größer oder gleich etwa 60 kPa/mm und vorzugsweise größer oder gleich etwa 120 kPa/mm ist.
  • Der mittlere Druckabfallsgradient im Endbereich des Druckprofils ist bei einem neuwertigen Trägerband vorzugsweise größer oder gleich einem Wert von etwa 300 kPa/mm, insbesondere größer oder gleich etwa 500 kPa/mm und vorzugsweise größer oder gleich etwa 800 kPa/mm. Der mittlere Druckabfallsgradient im Endbereich nimmt mit zunehmender Betriebszeit des Filzes zu. Dadurch werden bei einem erfindungsgemäßen Preßspalt Werte von über 1000 bis über 1600 kPa/m erreicht.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform liegt das wasseraufnehmende Trägerband im Preßspalt zwischen dem wasserundurchlässigen Preßband und der Faserstoffbahn, wobei die Faserstoffbahn den Trockenzylinder berührt.
  • Als wasseraufnehmendes Trägerband kann insbesondere ein Filz vorgesehen sein. Ein solcher Filz kann beispielsweise ein Flächengewicht besitzen, das Meiner oder gleich einem Wert von etwa 1450 g/m2 ist. Es ist beispielsweise ein in besonderer Weise strukturierter Filz in der Art eines mit Höckern versehenen Prägesiebes oder -filzes, d.h. eines sogenannten "imprinting fabric" oder "imprinting felt" (siehe beispielsweise WO98/00604 )) oder eines eine grob strukturierte Oberfläche aufweisenden "patterning fabric" oder "patterning felt" verwendbar.
  • Das wasseraufnehmende Trägerband kann in Dickenrichtung eine unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen. So kann die der Faserstoffbahn zugewandte Seite des Trägerbandes beispielsweise eine feinere Struktur besitzen als dessen von der Faserstoffbahn abgewandte Seite.
  • Bei einer zweckmässigen praktischen Ausführungsform besitzt das Pressband eine gerillte und/oder mit Blindbohrungen versehene Oberfläche, wie dies beispielsweise in der DE-A-196 54 198 beschrieben ist.
  • Grundsätzlich kann am Trockenzylinder auch ein weiterer Pressspalt gebildet sein. Dabei kann es in bestimmten Anwendungsfällen zweckmässig sein, wenn am Trockenzylinder wenigstens zwei mittels einer jeweiligen Schuhpresseinheit gebildete Pressspalte vorgesehen sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, in Bahnlaufrichtung vor dem Trockenzylinder einen zusätzlichen Pressspalt vorzusehen.
  • Bei einer zweckmässigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine sind das Trägerband und die Faserstoffbahn in Bahnlaufrichtung vor dem Trockenzylinder über wenigstens eine Saugvorrichtung geführt, durch die dann eine entsprechende Vorentwässerung erfolgt. Dabei kann zweckmässigerweise wenigstens eine Saugvorrichtung bzw. Saugkasten vorgesehen sein, die eine Saugwalze und/oder einen Saugschuh umfasst.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine ist als Schuhpresseinheit eine Schuhpresswalze vorgesehen.
  • Von Vorteil ist zudem, wenn die Schuhpresseinheit wenigstens einen austauschbaren Pressschuh umfasst.
  • Der Stoffeintrag zur Herstellung beispielsweise einer Tissuebahn kann beispielsweise aus gemahlenem Stoff ("refined pulp") bestehen. Hier kann der erfindungsgemässe Pressspalt besonders vorteilhaft zur Trockengehaltssteigerung eingesetzt werden.
  • Ein solcher beispielsweise zur Herstellung einer Tissuebahn dienender Stoffeintrag kann aber auch aus ungemahlenem Stoff bestehen. In diesem Fall kann der erfindungsgemässe lange Pressspalt besonders vorteilhaft zur Steigerung des spezifischen Volumens eingesetzt werden.
  • Die Erfindung ist beispielsweise auch für sogenannte "curled fibres" anwendbar. Die Stoffsuspension enthält in diesem Fall einen Anteil von Fasern, die einer besonderen Behandlung unterworfen wurden. Dabei werden die im wesentlichen geradlinig bzw. in einer Ebene gekrümmten Zellstoffasern gekrümmt, daß eine räumliche Faserform beispielsweise nach Art einer Spirale entsteht.
  • Die Erfindung ist insbesondere auch in einer Tissue-Papiermaschine mit wenigstens einem sogenannten "Through-air-drying"-Trocknungsprozeß anwendbar, wobei der erfindungsgemäße Preßspalt insbesondere vor einer entsprechenden "Through-air-drying"-Einrichtung eingesetzt wird. Eine solche Kombination ist insbesondere hinsichtlich eines hohen Trockengehalts und eines hohen spezifischen Volumens von Vorteil. Durch den erfindungsgemäßen Preßspalt wird somit einerseits ein hoher Trockengehalt erreicht, wodurch die Betriebskosten der energieintensiven Trocknungsphase reduziert werden. Andererseits wird die Bahn allenfalls geringfügig verdichtet, was bedeutet, daß das spezifische Volumen der Bahn erhöht wird bzw. bei höheren Preßdrücken unbeeinträchtigt bleibt, wodurch insbesondere auch das "Through-air-drying"-Trocknungsverfahren effizienter und wirtschaftlicher wird.
  • Die Erfindung ist insbesondere auch bei der Herstellung von mehrschichtigen Bahnen unter Verwendung eines einzigen Stoffauflaufs oder der Herstellung mehrlagiger Bahnen unter Verwendung mehrerer Stoffaufläufe anwendbar.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:
    • Figur 1
    eine rein schematische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Schuhpresse mit einem zwischen einer Schuhpreßeinheit
    Figur 2
    presseinheit und einem Trockenzylinder gebildeten Pressspalt, den Pressdruckverlauf einer herkömmlichen Schuhpresse,
    Figur 3
    den Pressdruckverlauf einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Schuhpresse mit relativ kurzem Pressschuh,
    Figur 4
    einen Vergleich des Pressdruckverlaufs einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Schuhpresse mit relativ kurzem Pressschuh mit dem Pressdruckverlauf einer mit einer Saugpresswalze versehenen herkömmlichen Presse,
    Figur 5
    das spezifische Volumen gegenüber dem Trockengehalt, wobei die für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schuhpresse mit relativ kurzem Pressschuh erhaltenen Ergebnisse mit denen für eine mit einer Saugpresswalze versehenen herkömmlichen Presse verglichen werden,
    Figur 6
    eine rein schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Schuhpresse mit einem zwischen einer Schuhpresseinheit und einem Tissuezylinder gebildeten Pressspalt.
  • Figur 1 zeigt in rein schematischer Teildarstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schuhpresse 10, die beispielsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie insbesondere einer Tissue- oder Hygienepapierbahn einsetzbar ist.
  • Der Pressspalt 12 dieser Schuhpresse 10 ist zwischen einer Schuhpresseinheit, im vorliegenden Fall einer Schuhpresswalze 14, und einem Trockenzylinder 16 gebildet, durch den ausser der Faserstoffbahn ein wasseraufnehmendes Trägerband 18 sowie ein wasserundurchlässiges Pressband hindurchgeführt ist, bei dem es sich im vorliegenden Fall um den Pressmantel 20 der Schuhpresswalze 14 handelt. Das wasseraufnehmende Trägerband 18 kann insbesondere durch einen Filz gebildet sein. Im vorliegenden Fall ist das wasseraufnehmende Trägerband 18 zwischen dem Pressmantel 20 und der Faserstoffbahn durch den Pressspalt 12 geführt, wobei die Faserstoffbahn den Trockenzylinder 16 berührt.
  • Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, besitzt die Schuhpreßwalze 14 einen zweiteiligen Preßschuh 22, zwischen dessen beiden Teile eine thermische Isolierschicht 24 eingesetzt ist.
  • Der Preßschuh 22 kann über mehrere quer zur Bahnlaufrichtung 1 nebeneinander angeordnete Anpreßelemente 26 gegen den Trockenzylinder 16 preßbar sein.
  • Bei dem Trockenzylinder 16 kann es sich beispielsweise um einen Yankee-Zylinder handeln.
  • Das beispielsweise durch einen Filz gebildete wasseraufnehmende Trägerband 18 kann in Dickenrichtung eine unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen. Dabei kann beispielsweise die der Faserstoffbahn zugewandte Seite des Trägerbandes 18 eine feinere Struktur besitzen als dessen von der Faserstoffbahn abgewandte Seite. Der Preßmantel 20 kann eine glatte, gerillte und/oder mit Blindbohrungen versehene Oberfläche besitzen. Am Trockenzylinder 16 kann wenigstens ein weiterer, hier nicht dargestellter Preßspalt gebildet sein. In Bahnlaufrichtung 1 vor dem Trockenzylinder 16 kann ein zusätzlicher Preßspalt vorgesehen sein. Grundsätzlich können das Trägerband 18 und die Faserstoffbahn in Bahnlaufrichtung 1 vor dem Trockenzylinder 16 auch über wenigstens eine Saugvorrichtung geführt sein. Die Schuhpreßeinheit 14 kann wenigstens einen austauschbaren Preßschuh 22 umfassen.
  • In der Figur 2 ist das Druckprofil bzw. der Preßdruckverlauf p(L) einer herkömmlichen Schuhpresse dargestellt. Dabei ist der Preßdruck p über der Länge L des Preßspaltes 12 bzw. des Preßschuhes 22 aufgetragen.
  • Bei einem solchen herkömmlichen Langspalt ergibt sich zunächst ein sehr sanfter Druckanstieg bis zu einem relativ niedrigen maximalen Preßdruck pmax. Im Anschluß an den maximalen Preßdruck pmax dieses Druckverlaufs p(L) erfolgt dann ein schneller Druckabfall.
  • Die erfindungsgemäße Schuhpresse 10 kann nun insbesondere so ausgelegt sein, daß die in Bahnlaufrichtung l betrachtete Länge L des Preßspaltes 12 (vgl. Figur 1) kleiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm ist und dessen sich über die Preßspaltlänge L ergebendes Druckprofil p(L) einen maximalen Preßdruck pmax aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist.
  • In der Figur 3 ist nun der Preßdruckverlauf p(L) einer beispielhaften Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 mit relativ kurzem Preßschuh 22 dargestellt. Dabei ergibt sich ausgehend vom Spaltanfang zunächst ein extremer Anstieg des Preßdrucks bis zu einem relativ hohen maximalen Preßdruck pmax. Im Anschluß an diesen maximalen Preßdruck pmax fällt der Preßdruck im Endbereich dann sehr rasch ab.
  • Anhand der Figur 3 ist zudem zu erkennen, daß das sich über die Preßspaltlänge L ergebende Druckprofil p(L) asymmetrisch ist. Dabei liegt der maximale Preßdruck pmax in der in Bahnlaufrichtung l betrachtet hinteren Hälfte der Preßspaltlänge L.
  • Die Figur 4 zeigt einen Vergleich des Preßdruckverlaufs p10 (L) einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 mit relativ kurzem Preßschuh 12 mit dem Preßdruckverlauf pS (L) einer mit einer Saugpresswalze versehenen herkömmlichen Presse. Gegenüber der herkömmlichen Presse ergibt sich insbesondere ein kürzerer Pressspalt sowie ein höherer maximaler Pressdruck pmax. Im vorliegenden Fall betrug die im Pressspalt erzeugte maximale Linienkraft jeweils 90 kN/m.
  • Die Figur 5 zeigt das spezifische Volumen gegenüber dem Trockengehalt, wobei die für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schuhpresse 10 mit relativ kurzem Pressschuh 22 erhaltenen Ergebnisse V10 wieder mit den Ergebnissen VS für eine mit einer Saugpresswalze versehenen herkömmlichen Presse verglichen werden. Geht man in beiden Fällen zunächst von einer konstanten maximalen Linienkraft von 90 kN/m aus, so kann gegenüber der herkömmlichen Presse beispielsweise eine Steigerung des Trockengehalts um 2,5 % sowie eine Steigerung des spezifischen Volumens um 5 % erreicht werden. Mit einer höheren maximalen Linienkraft von beispielsweise 270 kN/m kann beispielsweise eine weitere Steigerung des Trockengehalts um 4,5 % erreicht werden, also insgesamt 2,5 % + 4,5 % = 7 % mehr als mit der konventionellen Saugpresswalze, wobei in diesem Fall lediglich 10 % an spezifischem Volumen in Kauf zu nehmen sind.
  • Figur 6 zeigt in einer schematischen Teildarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schuhpresse 10.
  • Bei kurzen Schuhen 22 hat sich gezeigt, dass der Winkel alpha zwischen der am Ende des Pressspaltes 12 an den Trocken- bzw. Tissuezylinder 16 angelegten Tangente 30 und dem aus dem Pressspalt 12 auslaufenden Trägerband 18 einen wesentlichen Einfluss auf den Trockengehalt der Tissuebahn 28 hat. Die vorliegende Ausführungsform zeichnet sich nun dadurch aus, dass insbesondere zur Herstellung einer Tissuebahn 28 dieser Winkel α zwischen der am Ende des Pressspaltes 12 an den Trocken- bzw. Tissuezylinder 16 angelegten Tangente 30 und dem aus dem Pressspalt 12 auslaufenden Trägerband 18 ≥ 10°, insbesondere ≥ 18° und vorzugsweise ≥ 20° ist. Damit ergibt sich gegenüber Anwendungen mit Saugpresswalzen eine Trockengehaltssteigerung von ca. 1 bis 3 %. Das Pressband 18 ist vorzugsweise gerillt und/ oder blindgebohrt.
  • Im übrigen besitzt die vorliegende Schuhpresse 10 beispielsweise wieder den gleichen Aufbau wie die gemäß Figur 1. Einander entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schuhpresse
    12
    Preßspalt
    14
    Schuhpreßwalze
    16
    Trockenzylinder
    18
    Trägerband
    20
    Preßband, Preßmantel
    22
    Preßschuh
    24
    thermische Isolierschicht
    26
    Anpreßelement
    28
    Tissuebahn
    30
    Tangente
    L
    Preßspaltlänge
    l
    Bahnlaufrichtung
    p(L)
    Preßdruckverlauf, Druckprofil
    pmax
    maximaler Preßdruck
    α
    Winkel

Claims (12)

  1. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn, mit wenigstens einem zwischen einer Schuhpresseinheit (14) und einem Trocken- bzw. Tissuezylinder (16) gebildeten Pressspalt (12), durch den ein wasseraufnehmendes Trägerband (18), ein wasserundurchlässiges Pressband (20) und die Faserstoffbahn hindurchgeführt sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein zwischen einer Schuhpresseinheit (14) und dem Trocken- bzw. Tissuezylinder (16) gebildeter Pressspalt (12) vorgesehen ist, dessen in Bahnlaufrichtung (I) betrachtete Länge (L) kleiner oder gleich einem Wert von 60 mm ist und dessen sich über die Pressspaltlänge (L) ergebendes Druckprofil (p(L)) einen maximalen Pressdruck (pmax) aufweist, der grösser oder gleich einem Wert von 3,3 MPa ist.
  2. Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pressspaltlänge (L) kleiner oder gleich einem Wert von 50 mm und der maximale Pressdruck (pmax) grösser oder gleich einem Wert von 4,3 MPa ist, wobei vorzugsweise die Pressspaltlänge (L) in einem Bereich von 37 mm und der maximale Pressdruck (pmax) in einem Bereich von 4,8 MPa liegt.
  3. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere zur Herstellung einer Tissuebahn (28) der Winkel (alpha ) zwischen der am Ende des Pressspaltes (12) an den Trockenzylinder (16) angelegten Tangente (30) und dem aus dem Pressspalt (12) auslaufenden Trägerband (18) ≥ 10°, insbesondere ≥ 18° und vorzugsweise ≥ 20° ist, wobei das Pressband (20) vorzugsweise gerillt und/oder blindgebohrt ist.
  4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in dem Pressspalt (12) erzeugte maximale Linienkraft in einem Bereich von 90 bis 110 kN/m liegt, und/oder dass die Schuhpresseinheit (14) einen Pressschuh (22) umfasst, der über mehrere quer zur Bahnlaufrichtung (I) nebeneinander angeordnete, vorzugsweise unabhängig voneinander betätigbare Anpresselemente (26) gegen den Trockenzylinder pressbar ist.
  5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Trockenzylinder (16) ein Yankee-Zylinder vorgesehen ist, und/oder dass das sich über die Pressspaltlänge (L) ergebende Druckprofil (p(L)) asymmetrisch ist.
  6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der maximale Pressdruck (pmax) in der in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet hinteren Hälfte der Pressspaltlänge (L) liegt.
  7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mittlere Druckanstiegsgradient in dem vom Spaltanfang bis zum maximalen Pressdruck (pmax) reichenden Abschnitt des Druckprofils (p(L)) bei einem neuwertigen Trägerband grösser oder gleich einem Wert von 40 kPa/mm, insbesondere grösser oder gleich 60 kPa/mm und vorzugsweise grösser oder gleich 120 kPa/mm ist, und/oder dass der mittlere Druckabfallsgradient im Endbereich des Druckprofils (p(L)) bei einem neuwertigen Trägerband grösser oder gleich einem Wert von 300 kPa/mm, insbesondere grösser oder gleich 500 kPa/mm, zweckmässigerweise grösser oder gleich 800 kPa/mm und vorzugsweise grösser oder gleich 960 kPa/mm ist, und/oder dass das wasseraufnehmende Trägerband (18) im Pressspalt (12) zwischen dem wasserundurchlässigen Pressband (20) und der Faserstoffbahn liegt und die Faserstoffbahn den Trockenzylinder (16) berührt, und/oder dass als wasseraufnehmendes Trägerband (18) ein Filz vorgesehen ist.
  8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das wasseraufnehmende Trägerband (18) in Dickenrichtung eine unterschiedliche Beschaffenheit aufweist und dass vorzugsweise die der Faserstoffbahn zugewandte Seite des Trägerbandes (18) eine feinere Struktur besitzt als dessen von der Faserstoffbahn abgewandte Seite.
  9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Pressband (20) eine glatte, gerillte und/oder mit Blindbohrungen versehene Oberfläche besitzt, und/oder dass am Trockenzylinder (16) wenigstens ein weiterer Pressspalt (12) gebildet ist, wobei am Trockenzylinder (16) vorzugsweise wenigstens zwei mittels einer jeweiligen Schuhpresseinheit (14) gebildete Pressspalte (12) vorgesehen sind.
  10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Bahnlaufrichtung (I) vor dem Trockenzylinder (16) ein zusätzlicher Pressspalt (12) vorgesehen ist, und/oder dass das Trägerband (18) und die Faserstoffbahn in Bahnlaufrichtung (I) vor dem Trockenzylinder (16) über wenigstens eine Saugvorrichtung geführt sind, wobei vorzugsweise wenigstens eine Saugvorrichtung vorgesehen ist, die eine Saugwalze und/oder einen Saugschuh umfasst, und/oder dass als Schuhpresseinheit eine Schuhpresswalze (14) vorgesehen ist, wobei das Pressband vorzugsweise durch den Pressmantel (20) der Schuhpresswalze (14) gebildet ist.
  11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schuhpresseinheit (14) wenigstens einen austauschbaren Pressschuh (22) umfasst, und/oder dass als Trägerband (18) ein strukturierter Filz in der Art eines mit Höckern versehenen Prägesiebes oder -filzes, d.h. eines sogenannten "imprinting fabric" oder "imprinting felt" oder eines eine grob strukturierte Oberfläche aufweisenden "patterning fabric" oder "patterning felt" vorgesehen ist.
  12. Verwendung der Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Faserstoffbahn unter Einsatz sogenannter "curled fibres".
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