EP2113607B1 - Maschine zur Herstellung einer einseitig glatten Papierbahn - Google Patents

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EP2113607B1
EP2113607B1 EP09154958A EP09154958A EP2113607B1 EP 2113607 B1 EP2113607 B1 EP 2113607B1 EP 09154958 A EP09154958 A EP 09154958A EP 09154958 A EP09154958 A EP 09154958A EP 2113607 B1 EP2113607 B1 EP 2113607B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
assigned
paper web
roll
machine according
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP09154958A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2113607A1 (de
Inventor
Peter Mirsberger
Jürgen Zenz
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
Publication of EP2113607A1 publication Critical patent/EP2113607A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2113607B1 publication Critical patent/EP2113607B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/18—Drying webs by hot air
    • D21F5/181—Drying webs by hot air on Yankee cylinder

Definitions

  • the invention relates to a machine for producing a one-sided smooth paper web, with a forming area, a press area and a drying area, in which the rear side of the paper web opposite the side to be smoothed both in a press nip assigned to the press area and in a first press nip assigned to the drying area comes into contact with a press felt, wherein the first drying nip associated Pressnip between a felted pressing element and a smoothing and / or Yankee is formed wherein the paper web is guided after the first drying nip associated press nip by a second drying nip assigned to the press nip.
  • a machine is in the not yet published German patent application 10 2007 027 270.9 described.
  • the invention has for its object to provide an improved machine of the type mentioned, in which the aforementioned problems are eliminated.
  • the highest possible uniformity of smoothness and gloss over the machine width should be given in the widest possible operating window with reduced roughness of the back side of the paper web.
  • this object is achieved in that the second press nip assigned to the drying area is formed between a smooth pressing surface and the smoothing or Yankee cylinder and in which the back side of the paper web comes into contact with the smooth pressing surface.
  • the second pressing nip assigned to the drying area is not felted and formed between the smoothing or Yankee cylinder and a smooth pressing surface, the roughness of the backside is reduced, comparable to an offset press.
  • the front side improves the gloss and smoothness values.
  • the smooth pressing surface which comes into contact with the back side of the paper web is formed by a deflection iris roll provided in particular with an elastic jacket.
  • the deflection-adjusting roller advantageously comprises a non-rotatable yoke, around which the particular elastic roll shell rotates, and between the yoke and the roll shell arranged, distributed transversely to the web running direction in particular hydraulic Anpressechen or support elements.
  • the Anpressechen via a deflection of the adjusting roller associated control and / or Control device individually, in groups and / or jointly controlled.
  • the jacket of the deflection adjustment roller in the roll longitudinal direction is so elastic and / or the Anpresshowen via the control and / or regulating device are controlled so that the deflection adjustment at least substantially to the contour of the surface of the smoothing or Yankeezylinders in the longitudinal direction adapts.
  • the elastic sheath adapts optimally to the contour of the smoothing or Yankee cylinder jacket over a wide range of line force.
  • the circular-cylindrical shape of the deflection-adjusting roller which is considered in cross-section, should at least essentially be maintained.
  • the modulus of elasticity in the longitudinal direction of the deflection adjustment roller is smaller than the elastic modulus in the circumferential direction of the deflection adjustment roller.
  • This deflection adjustment roller may therefore in particular be a so-called "NipcoElast" roller (Voith).
  • the different pressing units can be subjected to the same pressure or at least partially to different pressures.
  • the elastic roll shell preferably has a relation.
  • This roll cover may consist of an elastomeric material, in particular rubber and or polyurethane. There are also composite covers possible, such as carbon fiber or glass fiber reinforced plastics (CFRP, GFRP).
  • CFRP, GFRP carbon fiber or glass fiber reinforced plastics
  • the hardness range of the roll cover is between 0 and 90 Pussey & Jones (P & J), preferably between 10 and 40 P & J, and more preferably in the soft range of 20 P & J. In the hard area preferably between 85 and 95 ShoreD.
  • the elastic roll shell then forms together with the cover the Elastmantel.
  • the smooth pressing surface coming into contact with the rear side of the paper web is formed by a cambered pressure roller provided with an elastic cover preferably made of rubber or polyurethane.
  • a cambered pressure roller provided with an elastic cover preferably made of rubber or polyurethane.
  • the smooth pressing surface coming into contact with the rear side of the paper web is formed by an un-felted shoe press roll which is provided with a smooth pressing jacket.
  • a preferred practical embodiment of the machine according to the invention is characterized in that the paper web to be produced is taken over by the forming area by means of a water-receiving first press felt and guided together with the first press felt and a smooth transfer belt receiving at least substantially no water through the press nip associated with the press area is, led away the first press felt immediately after the pressing nip assigned to the press nip of the paper web and the paper web together with the smooth transfer belt from the press area is then carried away associated press nip, then by means of a particular conditioned water receiving, not passed through the press section associated press nip out second press felt is taken over by the smooth transfer belt and is then guided together with the second press felt through the first press nip assigned to the drying area.
  • the first press felt is guided away from the paper web under an angle of> 0 °, preferably> 10 °, formed with the transfer belt and corresponding to the paper web.
  • the press nip associated with the press area is formed by a shoe press.
  • the front side of the paper web to be smoothed is expediently formed by the lower side of the paper web in relation to the sheet formation.
  • the first press felt is passed as a top felt and the smooth transfer belt as a lower belt through the press nip associated press nip.
  • the paper web is expediently taken over by the second press felt in the area of a pickup roller looped by the second press felt from the smooth transfer belt. Subsequently, the paper web can then be guided together with the second press felt through the first press nip assigned to the drying area.
  • the first press nip forming the drying area is a suction roll, a pickup roll looped by the second press felt, a hard roll or a shoe press unit, in particular a shoe press roll educated.
  • a well-conditioned second press felt can be used, which allows a further increase in dry content to dry contents to, for example, 50% or more. Correspondingly less water must be evaporated.
  • the specific drying costs decrease after, for example, less gas is required for the crowning or Yankee cylinder associated hood heating and / or optionally a smaller smoothing or Yankee cylinder can be used.
  • the paper web is transferred to the smoothing or Yankee cylinder with its side previously brought into contact with the smooth transfer belt.
  • the roughness, for example, generated by the felt contact in the two preceding press nips on the back of the paper web is significantly reduced.
  • the load on the press nip can be varied within a wide range, depending on the respective requirements, without adversely affecting the smoothness, gloss or thickness cross section.
  • the machine according to the invention can be produced particularly advantageously one-sided smooth papers with low back roughness.
  • the basis weight range is from 30 to 120 g / m 2 , preferably in the range from 35 to 70 g / m 2 .
  • the density of the paper after the Yankee cylinder is between 0.65 and 0.77 g / cm 3 , preferably 0.67 to 0.74 g / cm 3 .
  • the papers have a higher air flow resistance, which - measured according to Gurley, in the range between 15 to 90 s / (100ml) and preferably between 25 to 60 s / (100ml).
  • the porosity measured by Bendtsen is in the range from 100 to 700 ml / min, in particular between 150 and 500 ml / min. According to the invention, particularly good roughness values can be achieved, in particular for the rear side, although this has no direct contact with the Yankee cylinder.
  • Fig. 1 shows a schematic partial representation of an exemplary embodiment of a machine 10 for producing a one-sided smooth paper web 12 with a forming region 14, a press area 16 and a drying area 18th
  • the first press felt 20 is led away from the paper web 12 and the smooth transfer belt 26 immediately after the pressing nip 28 assigned to the press region 16.
  • the paper web 12 is taken over by the smooth transfer belt 26 by means of a preferably conditioned, and in particular non-structured, water-absorbing second press felt 30, which is not guided by the press nip 28 assigned to the press region 16.
  • the paper web 12 is then guided together with the second press felt 30 through a first press nip 32 assigned to the drying area 18. Also in this first the drying region 18 associated nip 32 so again a pressing force is generated.
  • the first press felt 20 can be guided away from the paper web 12 immediately after the press nip 28 assigned to the press region 16 under an angle of> 0 °, preferably> 10 °, formed with the transfer belt 26 and corresponding to the paper web 12.
  • the pressing nip 28 associated with the press area 16 may be formed in particular by a shoe press.
  • the shoe press comprises, for example, an overhead shoe press unit, in particular a shoe press roll 36 and a lower counter roll 38.
  • the first press felt 20 can be guided, in particular, as an upper felt and the smooth transfer belt 26, in particular as a lower belt, through the press nip 28 assigned to the press region 16.
  • the paper web 12 is taken over by the second press felt 30 from the smooth transfer belt 26 in the region of a second pickup roll 40 looped by the second press felt 30.
  • the first pressing nip 32 assigned to the drying region 18 is formed, for example, between a suction roll 48 separated from the second pickup roll 40 and a smoothing and / or Yankee cylinder 44.
  • the suction roller 48 serves as a pressing element cooperating with the smoothing or Yankee cylinder 44.
  • the relevant pressing element is formed simultaneously by the second pickup roller 40.
  • the smoothing or Yankee cylinder 44 may be associated with a drying hood 46.
  • the first pressing nip 32 assigned to the drying region 18 is formed between the felted pressing element 48 and the smoothing or Yankee cylinder 44, wherein the pressing element 48 in the present case is formed, for example, by a suction roll.
  • the paper web 12 is guided in the web running direction L after the first press nip 32 assigned to the drying region 18 by a second press nip 50 assigned to the drying region 18, which is formed between a smooth pressing surface 52 and the smoothing or Yankee cylinder 44 is and in which the back 42 of the paper web 12 comes into contact with the smooth pressing surface 52.
  • the smooth pressing surface 52 which comes into contact with the back side 42 of the paper web 12 is in the present case, for example, one with an elastic sheath 54 (cf. Fig. 2 formed deflection roll 56 formed.
  • This may in particular be a so-called “NipcoElast” roll (Voith).
  • Fig. 2 an embodiment of such a “NipcoElast” roller is shown.
  • such a deflection set roller 56 comprises a non-rotatable yoke 58, around which the elastic roll shell 54 rotates, and arranged between the yoke 58 and the roll shell 54, transversely distributed to the web running direction L hydraulic Anpresstechniken or support elements 60th Die
  • Fig. 2 shows a schematic longitudinal sectional view of an end portion and a schematic cross-sectional view of the elastic deflection set roller 56.
  • the elastic roll shell 54 has a roll cover 62 and thus forms the Elastmantel 64 of the deflection set roller 56th
  • the roll cover 62 of the elastic roll shell 54 is made of an elastomeric material, in particular of rubber and / or polyurethane. There are also composite covers possible, such as carbon fiber or glass fiber reinforced plastics (CFRP, GFRP).
  • CFRP carbon fiber or glass fiber reinforced plastics
  • the hardness range of the Roller coating. 62 is 20 P & J. In the hard area preferably between 85 and 95 ShoreD.
  • the pressing units 60 may be individually, groupwise and / or jointly controllable via a control and / or regulating device associated with the deflection adjustment roller 56.
  • the various, for example, hydraulic pressing units 60 can therefore be acted upon, for example, by the same pressure or at least partially by a different pressure.
  • the jacket 54 of the deflection adjustment roller 56 is so elastic in the roll longitudinal direction and / or the contact units 60 can be controlled via the control and / or regulating device in such a way that the deflection adjustment roller 56 or its elastomer jacket 64 in particular is adapted over a large line force range at least substantially to the contour of the surface of the smoothing or Yankee cylinder 44 in the longitudinal direction.
  • the roll shell 54 can maintain its at least substantially circular-cylindrical cross-sectional shape (compare FIG. 3).
  • the modulus of elasticity in the longitudinal direction of the deflection adjustment roller is smaller than the elastic modulus in the circumferential direction.
  • the elastic deflection roll or "NipcoElast" roll 56 with elast jacket results in a significant reduction of the back roughness with uniform, intensive contact pressure on the smoothing or Yankee cylinder for optimum smoothness and gloss.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer einseitig glatten Papierbahn, mit einem Formierbereich, einem Pressenbereich und einem Trocknungsbereich, bei der die der zu glättenden Vorderseite gegenüberliegende Rückseite der Papierbahn sowohl in einem dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip als auch in einem ersten dem Trocknungsbereich zugeordneten Pressnip jeweils mit einem Pressfilz in Kontakt kommt, wobei der erste dem Trocknungsbereich zugeordnete Pressnip zwischen einem befilzten Presselement und einem Glätt- und/oder Yankeezylinder gebildet ist wobei die Papierbahn nach dem ersten dem Trocknungsbereich zugeordneten Pressnip durch einen zweiten dem Trocknungsbereich zugeordneten Pressnip geführt ist. Eine derartige Maschine ist in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2007 027 270.9 beschrieben.
  • Die Herstellung von einseitig glatten Papieren mit einem Flächengewicht von üblicherweise 25 bis 50 g/m2 erfolgt heute auf sogenannten MG-Maschinen (MG = Maschinenglättung). Dabei wird die Bahn mit vergleichsweise niedrigem Trockengehalt mittels einer Anpresswalze an den Glätt- oder Yankeezylinder übertragen.
  • Zur Erzeugung einer hohen Glätte wurde insbesondere auch bereits vorgeschlagen, die Papierbahn mit ihrer zu glättenden Vorder- oder Schönseite über zwei Presswalzen gegen den Glätt- bzw. Yankeezylinder zu pressen. Dabei hat die der zu glättenden Vorderseite gegenüberliegende Rückseite der Papierbahn keinen Kontakt mit einer glatten Walze. Entsprechend weist die Rückseite der Papierbahn eine hohe Rauhigkeit auf. Typische PPS-Werte für mittels einer herkömmlichen, klassischen Yankee-Maschine hergestellte Papiere sind für die Vorderseite beispielsweise 3,0 µm, während die betreffenden Werte für die Rückseite > 7 µm sind.
  • Bei vielen Anwendungen ist aber auch auf der Rückseite der Papierbahn eine geringere Rauhigkeit erwünscht, wozu bisher der Yankee-Maschine ein Glättwerk nachgeordnet wurde, was nun aber relativ aufwändig ist.
  • Weiterhin ist aus der Druckschrift US 3 198 695 A eine derartige Maschine bekannt, wobei die Papierbahn durch zwei befilzte Pressnips am Yankeezylinder geführt wird, um eine möglichst gute Entwässerung zu erreichen.
  • Bei moderneren Konzepten zur Herstellung von einseitig glatten Papieren wird zur Verbesserung des Trockengehalts und der Glätte der Vorderseite ein Pressenkonzept mit Schuhpresse und Transferband eingesetzt, wie dies auch bei der in der älteren deutschen Patentanmeldung 10 2007 027 270.9 beschriebenen Maschine der Fall ist. Das Problem einer hohen Rauhigkeit der Rückseite der Papierbahn ist jedoch auch hier noch vorhanden. Um auch die Rauhigkeit der Rückseite reduzieren zu können, ist ein zusätzliches Softnip-Glättwerk mit Thermowalze auf der Rückseite erforderlich, was zusätzliche Investitions- und Betriebskosten, zumindest jedoch eine Verlängerung der Maschine mit sich bringt. Herkömmliche, das heißt insbesondere harte Anpresswalzen mit einem massiven Walzenmantel, der auch mit Gummi beschichtet sein kann, können sich der sich unter Betriebsbedingungen verformten Kontur des Glätt- bzw. Yankeezylindermantels nur eingeschränkt anpassen. Sie müssen für einen Betriebspunkt bombiert werden. Änderungen des Dampfdrucks und der Linienkraft führen zu ungleichmäßigen Anpressungen über die Länge des Zylinders und auch dadurch zu unbefriedigenden Glätte- und Glanzquerprofilen. Will man eine gleichmäßige Anpressung gegen den Glätt- bzw. Yankeezylinder erreichen, ist das Betriebsfenster bezüglich des Dampfdrucks des Zylinders und der Linienkraft der beiden Anpresswalzen am Glätt- bzw. Yankeezylinder stark eingeschränkt, was die Flexibilität der gesamten Maschine beeinträchtigt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die zuvor erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll insbesondere eine möglichst hohe Gleichmäßigkeit von Glätte und Glanz über die Maschinenbreite in einem möglichst weiten Betriebsfenster bei reduzierter Rauhigkeit der Rückseite der Papierbahn gegeben sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zweite dem Trocknungsbereich zugeordnete Pressnip zwischen einer glatten Pressfläche und dem Glätt- bzw. Yankeezylinder gebildet ist und in diesem die Rückseite der Papierbahn mit der glatten Pressfläche in Kontakt kommt.
  • Da der zweite dem Trocknungsbereich zugeordnete Pressnip unbefilzt und zwischen dem Glätt- bzw. Yankeezylinder und einer glatten Pressfläche gebildet ist, wird, vergleichbar einer Offsetpresse, vor allem die Rauhigkeit der Rückseite reduziert. Bei der Vorderseite verbessern sich die Glanz- und Glättewerte.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindunggemäßen Maschine ist die mit der Rückseite der Papierbahn in Kontakt kommende glatte Pressfläche durch eine insbesondere mit einem elastischen Mantel versehene Durchbiegungseiristellwalze gebildet.
  • Dabei umfasst die Durchbiegungseinstellwalze vorteilhafterweise ein drehfestes Joch, um das der insbesondere elastische Walzenmantel umläuft, und zwischen dem Joch und dem Walzenmantel angeordnete, quer zur Bahnlaufrichtung verteilte insbesondere hydraulische Anpresseinheiten oder Stützelemente. Zweckmäßigerweise sind hierbei die Anpresseinheiten über eine der Durchbiegungseinstellwalze zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung einzeln, gruppenweise und/oder gemeinsam ansteuerbar.
  • Von Vorteil ist insbesondere, wenn der Mantel der Durchbiegungseinstellwalze in Walzenlängsrichtung so elastisch ist und/oder die Anpresseinheiten über die Steuer- und/oder Regeleinrichtung so ansteuerbar sind, dass sich die Durchbiegungseinstellwalze zumindest im Wesentlichen an die Kontur der Oberfläche des Glätt- bzw. Yankeezylinders in dessen Längsrichtung anpasst. Der elastische Mantel passt sich damit optimal der Kontur des Glätt- bzw. Yankeezylindermantels über einen weiten Linienkraftbereich an. Dabei soll die im Querschnitt betrachtet kreiszylindrische Form der Durchbiegungseinstellwalze zumindest im Wesentlichen aufrecht erhalten bleiben. Bevorzugt ist also der Elastizitätsmodul in Längsrichtung der Durchbiegungseinstellwalze kleiner als der Elastizitätsmodul in Umfangsrichtung der Durchbiegungseinstellwalze. Bei dieser Durchbiegungseinstellwalze kann es sich also insbesondere um eine sogenannte "NipcoElast"-Walze (Voith) handeln. Grundsätzlich können die verschiedenen Anpresseinheiten mit gleichem Druck oder zumindest teilweise mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt werden.
  • Der elastische Walzenmantel der Durchbiegungseinstellwalze kann insbesondere aus Kunststoff und/oder Faser-Kunststoff-Verbund bestehen und weist einen Elastizitätsmodul in Längsrichtung EL von 7000 bis 12000 N/m2, vorzugsweise von 10000 N/m2 und in Umfangsrichtung einen Elastizitätsmodul von Eu von 25000 bis 45000 N/m2, vorzugsweise Eu = 35000 N/m2 auf.
  • Der elastische Walzenmantel weist vorzugsweise einen Bezug auf. Dieser Walzenbezug kann aus einem elastomeren Material, insbesondere aus Gummi und oder Polyurethan bestehen. Es sind auch Composite-Bezüge möglich, wie zum Beispiel kohlefaser- oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (CFK, GFK). Der Härtebereich des Walzenbezuges liegt zwischen 0 und 90 Pussey&Jones (P&J), vorzugsweise zwischen 10 und 40 P&J und besonders bevorzugt im weichen Bereich von 20 P&J. Im harten Bereich vorzugsweise zwischen 85 und 95 ShoreD.
  • Der elastische Walzenmantel bildet dann zusammen mit dem Bezug den Elastmantel.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist die mit der Rückseite der Papierbahn in Kontakt kommende glatte Pressfläche durch eine mit einem elastischen Bezug vorzugsweise aus Gummi oder Polyurethan versehene bombierte Anpresswalze gebildet. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich allerdings bezüglich des Dampfdrucks und der Belastung ein relativ kleineres Betriebsfenster.
  • Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist die mit der Rückseite der Papierbahn in Kontakt kommende glatte Pressfläche durch eine unbefilzte Schuhpresswalze gebildet, die mit einem glatten Pressmantel versehen ist.
  • Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass die herzustellende Papierbahn mittels eines Wasser aufnehmenden ersten Pressfilzes von dem Formierbereich übernommen wird und zusammen mit dem ersten Pressfilz und einem zumindest im Wesentlichen nicht Wasser aufnehmenden glatten Transferband durch den dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip geführt ist, der erste Pressfilz unmittelbar nach dem dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip von der Papierbahn weggeführt und die Papierbahn zusammen mit dem glatten Transferband vom dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip weggeführt ist, anschließend mittels eines insbesondere konditionierten Wasser aufnehmenden, nicht durch den dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip geführten zweiten Pressfilzes von dem glatten Transferband übernommen wird und anschließend zusammen mit dem zweiten Pressfilz durch den ersten dem Trocknungsbereich zugeordneten Pressnip geführt ist.
  • Durch die effizientere mechanische Entwässerung der Bahn vor dem Beginn der thermischen Trocknung im Trocknungsbereich wird eine deutliche Steigerung der Produktionsleistung erreicht. Zudem ergibt sich eine geschlossene und abrissfreie Bahnführung vom Formierbereich bzw. Sieb bis zum Glätt- bzw. Yankeezylinder des Trocknungsbereichs.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist der erste Pressfilz unmittelbar nachdem dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip unter einem mit dem Transferband und entsprechend der Papierbahn gebildeten Winkel > 0°, vorzugsweise > 10°, von der Papierbahn weggeführt.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der dem Pressenbereich zugeordnete Pressnip durch eine Schuhpresse gebildet ist.
  • Die zu glättende Vorderseite der Papierbahn ist zweckmäßigerweise durch die in Bezug auf die Blattbildung untere Seite der Papierbahn gebildet.
  • Bevorzugt ist der erste Pressfilz als Oberfilz und das glatte Transferband als unteres Band durch den dem Pressenbereich zugeordneten Pressnip geführt.
  • Zweckmäßigerweise wird die Papierbahn im Bereich einer von dem zweiten Pressfilz umschlungenen Pickup-Walze durch den zweiten Pressfilz von dem glatten Transferband übernommen. Anschließend kann die Papierbahn dann zusammen mit dem zweiten Pressfilz durch den ersten dem Trocknungsbereich zugeordneten Pressnip geführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist das zusammen mit dem Glätt- bzw. Yankeezylinder den ersten dem Trocknungsbereich zugeordneten Pressnip bildende Presselement durch eine Saugwalze, durch die von dem zweiten Pressfilz umschlungene Pickup-Walze, eine harte Walze oder eine Schuhpresseinheit, insbesondere eine Schuhpresswalze gebildet.
  • Dabei kann insbesondere ein gut konditionierter zweiter Pressfilz zum Einsatz kommen, der eine weitere Trockengehaltssteigerung auf Trockengehalte bis beispielsweise 50 % oder darüber ermöglicht. Entsprechend weniger Wasser muss verdampft werden. Bei gleicher Verdampfungsleistung steigt die Produktion, oder bei gleicher Produktion nehmen die spezifischen Trocknungskosten ab, nachdem beispielsweise weniger Gas für die dem Glätt- bzw. Yankeezylinder zugeordnete Haubenheizung benötigt wird und/oder gegebenenfalls ein kleinerer Glätt- bzw. Yankeezylinder eingesetzt werden kann.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, dass die Papierbahn mit ihrer zuvor mit dem glatten Transferband in Kontakt gekommenen Seite an den Glätt- bzw. Yankeezylinder übergeben wird.
  • Versuche haben gezeigt, dass mit steigendem Trockengehalt der auf den Glätt- bzw. Yankeezylinder auflaufenden Papierbahn auch der Druck erhöht werden muss, mit dem die Bahn an den Glätt- bzw. Yankeezylinder gepresst wird, um hohe Glätte- und Glanzwerte auf der Vorderseite der Papierbahn zu erzeugen. Dabei wird durch den Einsatz einer unbefilzten Anpresswalze schon bei vergleichsweise niedrigen Belastungen, das heißt beispielsweise bei einer Linienkraft im Bereich von etwa 30 bis etwa 80 N/mm, ein hoher spezifischer Anpressdruck erzielt.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird die beispielsweise durch den Filzkontakt in den beiden vorangehenden Pressnips erzeugte Rauhigkeit auf der Rückseite der Papierbahn deutlich reduziert. Durch den Einsatz der Elastwalze bzw. "NipcoElast"-Walze kann die Belastung des Pressnips in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen in einem weiten Bereich variiert werden, ohne dass das Glätte-, Glanz- oder Dicken-Querprofil negativ beeinflusst wird.
  • Anders als bei der Herstellung von Tissuepapier erfolgt im vorliegenden Fall keine Kreppung am Glätt- bzw. Yankeezylinder. Die Papiere besitzen eine wesentlich niedrigere Luftdurchlässigkeit sowie eine höhere Glätte und/oder Glanz. Die Papiere sollen also in erster Linie eine möglichst hohe Glätte bzw. Glanz aufweisen. Das spezifische Volumen (Bulk) sind zweitrangig.
  • Mit der erfindungsgemäßen Maschine lassen sich besonders vorteilhaft einseitig glatte Papiere mit geringer Rückseitenrauhigkeit herstellen. Der Flächengewichtsbereich reicht von 30 bis 120 g/m2, vorzugsweise liegt er im Bereich von 35 bis 70 g/m2. Die Dichte des Papieres liegt nach dem Glättzylinder zwischen 0,65 und 0,77 g/cm3, bevorzugt bei 0,67 bis 0,74 g/cm3. Im Vergleich zu Tissue-Papieren weisen die Papiere einen höheren Luftdurchströmwiderstand auf, der - gemessen nach Gurley, im Bereich zwischen 15 bis 90 s/(100ml) und vorzugsweise zwischen 25 bis 60 s/(100ml) liegt. Die Porosität, gemessen nach Bendtsen liegt im Bereich von100 bis 700 ml/min, insbesondere zwischen 150 und 500ml/min. Entsprechend der Erfindung lassen sich besonders gute Rauigkeitswerte insbesondere für die Rückseite, obwohl diese keinen direkten Kontakt mit dem Glättzylinder hat, erreichen. Die Rauigkeit der Vorderseite, die Kontakt zum Glättzylinder hat, liegt gemessen nach Bendtsen nach dem Glättzylinder bei 100 bis 500 ml/min, vorzugsweise zwischen 120 und 250 ml/min. Obwohl die Rückseite keinen Kontakt zum Glättzylinder hat, können Rauigkeitswerte von kleiner 1500 ml/min, insbesondere von 300 bis 900 ml/min nach Bendtsen erreicht werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Teildarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung einer einseitig glatten Papierbahn,
    Fig. 2
    eine schematische Längsschnittdarstellung eines End- bereichs einer beispielhaften Ausführungsform, sowie eine schematische Querschnittsdarstellung der elasti- schen Durchbiegungseinstellwalze der Maschine
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer Maschine 10 zur Herstellung einer einseitig glatten Papierbahn 12 mit einem Formierbereich 14, einem Pressenbereich 16 und einem Trocknungsbereich 18.
  • Dabei wird die herzustellende Papierbahn 12 mittels eines wasseraufnehmenden ersten Pressfilzes 20 im Bereich einer vom Pressfilz 20 umschlungenen ersten Pickup-Walze 22 von einem Sieb 24 des Formierbereichs 14 übernommen und zusammen mit dem ersten Pressfilz 20 und einem zumindest im Wesentlichen nicht wasseraufnehmenden glatten Transferband 26 durch einen dem Pressbereich 16 zugeordneten Pressnip 28 geführt. Der erste Pressfilz 20 wird unmittelbar nach dem dem Pressenbereich 16 zugeordneten Pressnip 28 von der Papierbahn 12 und dem glatten Transferband 26 weggeführt.
  • Anschließend wird die Papierbahn 12 mittels eines vorzugsweise konditionierten und insbesondere nicht strukturierten wasseraufnehmenden, nicht durch den dem Pressenbereich 16 zugeordneten Pressnip 28 geführten zweiten Pressfilzes 30 von dem glatten Transferband 26 übernommen. Daraufhin wird die Papierbahn 12 zusammen mit dem zweiten Pressfilz 30 durch einen ersten dem Trocknungsbereich 18 zugeordneten Pressnip 32 geführt. Auch in diesem ersten dem Trocknungsbereich 18 zugeordneten Nip 32 wird also wieder eine Presskraft erzeugt.
  • Dabei kann der erste Pressfilz 20 unmittelbar nach dem den Pressenbereich 16 zugeordneten Pressnip 28 unter einem mit dem Transferband 26 und entsprechend der Papierbahn 12 gebildeten Winkel > 0°, vorzugsweise > 10°, von der Papierbahn 12 weggeführt werden.
  • Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, kann der dem Pressenbereich 16 zugeordnete Pressnip 28 insbesondere durch eine Schuhpresse gebildet sein. Im vorliegenden Fall umfasst die Schuhpresse beispielsweise eine obenliegende Schuhpresseinheit, insbesondere Schuhpresswalze 36 und eine untere Gegenwalze 38.
  • Der erste Pressfilz 20 kann insbesondere als Oberfilz und das glatte Transferband 26 insbesondere als unteres Band durch den dem Pressenbereich 16 zugeordneten Pressnip 28 geführt sein.
  • Die Papierbahn 12 wird im Bereich einer von dem zweiten Pressfilz 30 umschlungenen zweiten Pickup-Walze 40 durch den zweiten Pressfilz 30 von dem glatten Transferband 26 übernommen.
  • Dabei ist im vorliegenden Fall der erste dem Trocknungsbereich 18 zugeordnete Pressnip 32 beispielsweise zwischen einer von der zweiten Pickup-Walze 40 getrennten Saugwalze 48 und einem Glätt- und/oder Yankeezylinder 44 gebildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dient also die Saugwalze 48 als mit dem Glätt- bzw. Yankeezylinder 44 zusammenwirkendes Presselement. Grundsätzlich ist jedoch beispielsweise auch eine solche Ausführungsform denkbar, bei der das betreffende Presselement gleichzeitig durch die zweite Pickup-Walze 40 gebildet wird.
  • Dem Glätt- bzw. Yankeezylinder 44 kann eine Trocknungshaube 46 zugeordnet sein.
  • Die der zu glättenden Vorderseite 34 gegebenüberliegende Rückseite 42 der Papierbahn 12 kommt also sowohl in dem dem Pressenbereich 16 zugeordneten Pressnip 28 als auch in dem ersten dem Trocknungsbereich 18 zugeordneten Pressnip 32 jeweils mit einem Pressfilz 20 bzw. 30 in Kontakt. Dabei ist der erste dem Trocknungsbereich 18 zugeordnete Pressnip 32 zwischen dem befilzten Presselement 48 und dem Glätt- bzw. Yankeezylinder 44 gebildet, wobei das Presselement 48 im vorliegenden Fall beispielsweise durch eine Saugwalze gebildet ist.
  • Die Papierbahn 12 ist in Bahnlaufrichtung L nach dem ersten dem Trocknungsbereich 18 zugeordneten Pressnip 32 durch einen zweiten dem Trocknungsbereich 18 zugeordneten Pressnip 50 geführt, der zwischen einer glatten Pressfläche 52 und dem Glätt- bzw. Yankeezylinder 44 gebildet ist und in dem die Rückseite 42 der Papierbahn 12 mit der glatten Pressfläche 52 in Kontakt kommt.
  • Dabei ist die mit der Rückseite 42 der Papierbahn 12 in Kontakt kommende glatte Pressfläche 52 im vorliegenden Fall beispielsweise durch eine mit einem elastischen Mantel 54 (vgl. auch die Fig. 2 versehene Durchbiegungseinstellwalze 56 gebildet. Dabei kann es sich insbesondere um eine sogenannte "NipcoElast"-Walze (Voith) handeln. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen "NipcoElast"-Walze wiedergegeben.
  • Wie beispielsweise anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst eine solche Durchbiegungseinstellwalze 56 ein drehfestes Joch 58, um das der elastische Walzenmantel 54 umläuft, und zwischen dem Joch 58 und dem Walzenmantel 54 angeordnete, quer zur Bahnlaufrichtung L verteilte hydraulische Anpresseinheiten oder Stützelemente 60. Die Fig. 2 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Endbereichs sowie eine schematische Querschnittdarstellung der elastischen Durchbiegungseinstellwalze 56. Der elastische Walzenmantel 54 weist einen Walzenbezug 62 auf und bildet damit den Elastmantel 64 der Durchbiegungseinstellwalze 56.
  • Der elastische Walzenmantel 54 der Durchbiegungseinstellwalze besteht aus einem Faser-Kunststoff-Verbund und weist einen Elastizitätsmodul in Längsrichtung EL von 10000 N/m2 und in Umfangsrichtung einen Elastizitätsmodul von EU = 35000 N/m2 auf.
  • Der Walzenbezug 62 des elastischen Walzenmantels 54 besteht aus einem elastomeren Material, insbesondere aus Gummi und/oder Polyurethan. Es sind auch Composite-Bezüge möglich, wie zum Beispiel kohlefaser- oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (CFK, GFK). Der Härtebereich des Walzenbezuges. 62 liegt bei 20 P&J. Im harten Bereich vorzugsweise zwischen 85 und 95 ShoreD.
  • Die Anpresseinheiten 60 können über eine der Durchbiegungseinstellwalze 56 zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung einzeln, gruppenweise und/oder gemeinsam ansteuerbar sein. Die verschiedenen beispielsweise hydraulischen Anpresseinheiten 60 können also beispielsweise durch den gleichen Druck oder zumindest teilweise durch einen unterschiedlichen Druck beaufschlagt werden.
  • Es ist beispielsweise eine solche Ausführung denkbar, bei der der Mantel 54 der Durchbiegungseinstellwalze 56 in Walzenlängsrichtung so elastisch ist und/oder die Anpresseinheiten 60 über die Steuer- und/oder Regeleinrichtung so ansteuerbar sind, dass sich die Durchbiegungseinstellwalze 56 bzw. deren Elastmantel 64 insbesondere über einen großen Linienkraftbereich zumindest im Wesentlichen an die Kontur der Oberfläche des Glätt- bzw. Yankeezylinders 44 in dessen Längsrichtung anpasst. Hingegen kann der Walzenmantel 54 im Betrieb seine zumindest im Wesentlichen kreiszylindrische Querschnittsform (vgl. Fig. 3) beibehalten. Bevorzugt ist also der Elastizitätsmodul in Längsrichtung der Durchbiegungseinstellwalze kleiner als der Elastizitätsmodul in Umfangsrichtung.
  • Durch die elastische Durchbiegungsausgleichswalze bzw. "NipcoElast"-Walze 56 mit Elast-Mantel ergibt sich eine deutliche Reduzierung der Rückseiten-Rauhigkeit bei gleichmäßiger, intensiver Anpressung an den Glätt- bzw. Yankeezylinder für eine optimale Glätte und Glanz.
  • Zu den Vorteilen der elastischen Durchbiegungseinstellwalze bzw. "NipcoElast"-Walze zählen unter anderem:
    • großer Walzendurchmesser, zum Beispiel D = 730 mm
    • gleichmäßige Linienkraft im Arbeitsbereich von beispielsweise etwa 10 bis etwa 100 N/mm
      → Selbstanpassung des Mantels an die Gegenwalze (z. B. Glättzylinder)
      → keine Linienkraftfehler durch fehlerhafte Bombierungseinstellung oder sonstige Einflüsse möglich
    • sehr einfache Steuerung (Druck/Linienkraft = proportional)
      → beispielsweise nur 1 Zonendruck
      → hydraulische Durchbiegungsanpassung entfällt im Fall eines einheitlichen Zonendrucks
    • hohe Dämpfungseigenschaft durch geringe Mantelmasse
      → Bezugsschonung
    Bezugszeichenliste
    • 10
    Maschine
    12
    Papierbahn
    14
    Formierbereich
    16
    Pressenbereich
    18
    Trocknungsbereich
    20
    erster Pressfilz
    22
    erste Pickup-Walze
    24
    Sieb
    26
    glattes Transferband
    28
    Pressnip
    30
    zweiter Pressfilz
    32
    Pressnip
    34
    Vorderseite
    36
    Schuhpresseinheit, Schuhpresswalze
    38
    Gegenwalze
    40
    zweite Pickup-Walze
    42
    Rückseite
    44
    Glätt- bzw. Yankeezylinder
    46
    Trockenhaube
    48
    Presselement, Saugwalze
    50
    Pressnip
    52
    glatte Pressfläche
    54
    elastischer Mantel,
    56
    Durchbiegungseinstellwalze, "NipcoElast"-Walze
    58
    Joch
    60
    Anpresseinheit, Stützelement
    62
    Walzenbezug, Bezug des elastischen Walzenmantels
    64
    Elastmantel (elastischer Walzenmantel mit Bezug)
    L
    Bahnlaufrichtung

Claims (18)

  1. Maschine (10) zur Herstellung einer einseitig glatten Papierbahn (12), mit einem Formierbereich (14), einem Pressenbereich (16) und einem Trocknungsbereich (18), bei der die der zu glättenden Vorderseite (34) gegenüberliegende Rückseite (42) der Papierbahn (12) sowohl in einem dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) als auch in einem ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) jeweils mit einem Pressfilz (20, 30) in Kontakt kommt, wobei der erste dem Trocknungsbereich (18) zugeordnete Pressnip (32) zwischen einem befilzten Presselement (48) und einem Glätt- und/oder Yankeezylinder (44) gebildet ist, wobei
    die Papierbahn (12) in Bahnlaufrichtung (L) nach dem ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) durch einen zweiten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (50) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite dem Trocknungsbereich zugeordnete Pressnip (50) zwischen einer glatten Pressfläche (52) und dem Glätt- bzw. Yankeezylinder (44) gebildet ist und in diesem die Rückseite (42) der Papierbahn (12) mit der glatten Pressfläche (52) in Kontakt kommt.
  2. Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mit der Rückseite (42) der Papierbahn (12) in Kontakt kommende glatte Pressfläche (52) durch eine insbesondere mit einem elastischen Mantel (54, 64) versehene Durchbiegungseinstellwalze (56) gebildet ist.
  3. Maschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbiegungseinstellwalze (56) ein drehfestes Joch (58), um das der insbesondere elastische Walzenmantel (54) umläuft, und zwischen dem Joch (58) und dem Walzenmantel (54) angeordnete, quer zur Bahnlaufrichtung verteilte insbesondere hydraulische Anpresseinheiten (60) umfasst.
  4. Maschine nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anpresseinheiten (60) über eine der Durchbiegungseinstellwalze (56) zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung einzeln, gruppenweise und/oder gemeinsam ansteuerbar sind.
  5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mantel (54) der Durchbiegungseinstellwalze (56) in Walzenlängsrichtung so elastisch ist und/oder die Anpresseinheiten (60) über die Steuer- und/oder Regeleinrichtung so ansteuerbar sind, dass sich die Durchbiegungseinstellwalze zumindest im Wesentlichen an die Kontur der Oberfläche des Glätt- bzw. Yankeezylinders (44) in dessen Längsrichtung anpasst.
  6. Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mit der Rückseite (42) der Papierbahn (12) in Kontakt kommende glatte Pressfläche (52) durch eine mit einem elastischen Bezug vorzugsweise aus Gummi oder Polyurethan versehene bombierte Anpresswalze gebildet ist.
  7. Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mit der Rückseite (42) der Papierbahn (12) in Kontakt kommende glatte Pressfläche (52) durch eine Schuhwalze mit glattem Pressmantel gebildet ist.
  8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die herzustellende Papierbahn (12) mittels eines Wasser aufnehmenden ersten Pressfilzes (20) von dem Formierbereich (14) übernommen wird und zusammen mit dem ersten Pressfilz (20) und einem zumindest im Wesentlichen nicht Wasser aufnehmenden glatten Transferband (26) durch den dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) geführt ist, der erste Pressfilz (20) unmittelbar nach dem dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) von der Papierbahn (12) weggeführt und die Papierbahn (12) zusammen mit dem glatten Transferband (26) vom dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) weggeführt ist, anschließend mittels eines insbesondere konditionierten Wasser aufnehmenden, nicht durch den dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) geführten zweiten Pressfilzes (30) von dem glatten Transferband (26) übernommen wird und anschließend zusammen mit dem zweiten Pressfilz (30) durch den ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) geführt ist.
  9. Maschine nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Pressfilz (20) unmittelbar nach dem dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) unter einem mit dem Transferband (26) und entsprechend der Papierbahn (12) gebildeten Winkel > 0°, vorzugsweise > 10°, von der Papierbahn (12) weggeführt ist.
  10. Maschine nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der dem Pressenbereich (16) zugeordnete Pressnip (28) durch eine Schuhpresse (36, 38) gebildet ist.
  11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zu glättende Vorderseite (34) der Papierbahn (12) durch die in Bezug auf die Blattbildung untere Seite der Papierbahn (12) gebildet ist.
  12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Pressfilz (20) als Oberfilz und das glatte Transferband (26) als unteres Band durch den dem Pressenbereich (16) zugeordneten Pressnip (28) geführt ist.
  13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Papierbahn (12) im Bereich einer von dem zweiten Pressfilz (39( umschlungenen Pickup-Walze (40) durch den zweiten Pressfilz (30) von dem glatten Transferband (26) übernommen wird.
  14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zusammen mit dem Glätt- bzw. Yankeezylinder (44) den ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) bildende Presselement durch eine Saugwalze (48) gebildet ist.
  15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zusammen mit dem Glätt- bzw. Yankeezylinder (44) den ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) bildende Presselement (48) durch die von dem zweiten Pressfilz (30) umschlungene Pickup-Walze gebildet ist.
  16. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zusammen mit dem Glätt- bzw. Yankeezylinder (44) den ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) bildende Presselement durch eine harte Walze gebildet ist.
  17. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zusammen mit dem Glätt- bzw. Yankeezylinder (44) den ersten dem Trocknungsbereich (18) zugeordneten Pressnip (32) bildende Presselement (48) durch eine Schuhpresseinheit, insbesondere eine Schuhpresswalze gebildet ist.
  18. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Papierbahn (12) mit ihrer zuvor mit dem glatten Transferband (26) in Kontakt gekommenen Seite an den Glätt- bzw. Yankeezylinder (44) übergeben wird.
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