Die Erfindung betrifft eine Preßvorrichtung mit verlängerter Preßzone, die eine Preßwalze, mindestens einen Preßfilz, ein Preßband und einen Preßschuh aufweist, wobei sich zwischen Preßschuh und Preßband ein Schmiermittelfilm befindet.
Während der Papierherstellung wird eine Papierbahn einen fortlaufenden Trocknungsprozeß unterzogen. Dabei durchläuft die Papierbahn auch eine oder mehrere Trocknungsstufen, in denen sie zwischen beheizten Walzen einer erhöhten Temperatur und einem erheblichen Druck ausgesetzt ist. Dabei wird das noch in der Papierbahn enthaltene Wasser größtenteils verdampft.
Aus Kostengründen ist es wünschenswert, daß die Papierbahn, die der Trocknungsstufe zugeführt wird, nur noch wenig Wasser enthält, denn eine geringere Wassermenge verdunstet schneller bzw. unter geringerer Energiezufuhr. Zu diesem Zweck wird der Trocknungsstufe mindestens eine Preßvorrichtung mit verlängerter Preßzone (Langspaltpressen bzw. Schuhpressen) vorgelagert. Eine solche Preßvorrichtung hat in Maschinenrichtung eine größere Andruckzone als zwei konventionelle, gegeneinanderlaufende Walzen. Die Preßvorrichtung besteht aus einer Preßwalze und einem korrespondierenden Preßschuh. Die Papierbahn läuft zwischen Preßwalze und Preßschuh. So wird jeder Bereich der Papierbahn über längere Zeit einem erhöhten Druck ausgesetzt und damit stärker entwässert.
Bei den bisher üblichen Preßvorrichtungen läuft zwischen Preßschuh und Preßwalze mindestens ein flüssigkeitsundurchlässiges Preßband. Auf der der Preßwalze zugewandten Seite befindet sich die Papierbahn zwischen ein oder zwei Preßfilzen. Die Preßfilze saugen das austretende Wasser auf.
Um die Reibung zwischen Preßband und Preßschuh zu verringern, wird das Preßband im allgemeinen mit Öl geschmiert. Aus diesem Grund muß es auch völlig flüssigkeitsundurchlässig sein, weil sonst das Öl durch das Preßband und den Preßfilz durchtreten und die Papierbahn verschmutzen würde. Daher setzt man üblicherweise Preßbänder ein, die aus einem Grundgewebe (Karkasse) mit gleichförmiger Lage und einer Harzbeschichtung mit gleichförmiger Dicke bestehen und meist mit einer Faserverstärkung (wegen des hohen Anpreßdrucks) versehen sind. Durch die Beschichtung wird das Preßband jedoch relativ steif. Das ist von Nachteil, weil es am Preßschuh sehr großen Drücken, an den Umlenkwalzen einer erheblichen Walkarbeit und meistens auch einer erheblichen Zugspannung ausgesetzt ist.
Es gibt daher zahlreiche Vorschläge, das Preßband flexibel und gleichzeitig flüssigkeitsundurchlässig zu gestalten. In der europäischen Patentschrift EP 0 194 602 ist z.B. ein solches Band und ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben. Es besteht im wesentlichen aus einem Grundgewebe, das mit einer wasserundurchlässigen Polymerschicht imprägniert ist. In der deutschen Patentschrift DE 32 35 468 ist ein nur einseitig, nämlich zur Seite des Preßschuhs hin beschichtetes Preßband beschrieben. Ein ähnliches Preßband ist auch in der deutschen Patentschrift DE 32 31 039 beschrieben. Die resultierenden Preßbänder sind aber immer noch unbefriedigend steif.
In der US-Patentschrift 4 482 430 ist ein ebenfalls flüssigkeitsundurchlässiges Preßband beschrieben, das mit Wasser geschmiert ist. Die zur Seite des Preßschuhs hin aufgebrachte Beschichtung besteht aus einem komprimierbaren Material und weist Rillen zum Aufnehmen des Wassers auf. Beim Preßvorgang wird die Beschichtung zusammengedrückt, und das Preßband schwimmt auf einem Wasserfilm. Nachteilig daran ist die geringe Belastbarkeit des komprimierbaren Materials bei Walk- und Zugbeanspruchung.
Die zahlreichen Anstrengungen auf diesem Gebiet signalisieren, daß ein optimales Preßband, welches sowohl flüssigkeitsundurchlässig als auch biegsam, zugfest und verschleißarm ist, noch nicht gefunden wurde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Preßvorrichtung mit verlängerter Preßzone zu schaffen, bei der das Preßband befriedigend biegsam, zugfest und verschleißarm ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Preßband flüssigkeitsdurchlässig ist und der Schmiermittelfilm aus Wasser oder einem ein- oder mehrwertigen Alkohol mit bis zu 12 C-Atomen oder einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Stoffe besteht.
Die erfindungsgemäße Preßvorrichtung hat den großen Vorteil, daß der oben geschilderte Konflikt vermieden wird. Ein flüssigkeitsdurchlässiges Preßband ist zwangsläufig flexibler als ein beschichtetes, flüssigkeitsundurchlässiges Band. Bei der Verwendung von Wasser oder Alkohol als Schmiermittel schadet es nichts, wenn ein Teil des Schmiermittels durch das Preßband in die Papierbahn übertritt. Die zum Schmieren nötige Menge ist gegenüber der Menge des in der Papierbahn vorhandenen Wassers sehr gering. Die erfindungsgemäß eingesetzten Alkohole können aufgrund ihres relativ hohen Dampfdrucks beim nachfolgenden Trocknungsvorgang leicht wieder aus der Papierbahn entfernt werden. Die Alkohole können auch allein durch thermische Einwirkung mit den in der Papierbahn enthaltenen Substanzen nicht reagieren.
Damit stehen für das Material und den Aufbau des Preßbandes zahlreiche Alternativen zur Verfügung. Geeignet ist z.B. ein poröses Preßband aus einem Grundgewebe und einer porösen Beschichtung. Für das Grundgewebe sind alle verspinnbaren, temperatur- und wasserbeständigen Kunststoffe geeignet, die eine Faser mit hoher Zugfestigkeit liefern. Es kommen vor allem stabilisierte Polyester, zahlreiche Polyamide, Hochmodulpolyolefine, aber auch Polyaramide in Betracht. Auch Kunststoffe mit aromatischen oder heterozyklischen Monomeren sind geeignet, ebenso polyfluorierte Kohlenwasserstoffe. Als Beschichtung bietet sich eine poröse, im allgemeinen geschlitzte oder perforierte Folie an. Sie kann durch Wärmeaktivierung mit dem Grundgewebe verbunden oder auf das Grundgewebe aufgeklebt werden. Als poröse Beschichtung kann auch ein genadeltes Vlies aus Filamenten dienen. Geeignet sind dieselben Materialien wie für das Grundgewebe, darüberhinaus mineralische Fasern, Glasfasern oder Kohlefasern.
Das Preßband kann aber ebenso gut ein schlichtes Spiralband sein oder ein einfaches Gewebe ohne Beschichtung.
Wenn man sich für ein Gewebe entscheidet, bietet sich ein Rippengewebe besonders an, weil dann das Preßband nur mit einer verringerten Oberfläche auf dem Schuh aufliegt, was auch zu einer verminderten Reibung führt.
Wenn das Preßband zum Preßschuh hin mit Kunststoffäden versehen ist, erreicht man ebenfalls einen zusätzlichen reibungsmindernden Effekt von oben.
Der Preßschuh selbst kann aus Metall, Kunststoff oder Keramik bestehen. Kunststoff und Keramik bieten sich besonders an, weil sie eine verringerte Reibung aufweisen.
Das Schmiermittel wird mit Hilfe einer Sprühvorrichtung am Einlauf der Papierbahn von unten auf das Preßband gesprüht. Die Sprühvorrichtung am Einlauf kann auch so ausgerichtet sein, daß nicht das Preßband, sondern der Preßschuh eingesprüht wird.
Als Schmiermittel können außer Wasser auch z.B. ein- oder mehrwertige Butylalkohole, Amylalkohole oder Hexylalkohole sowie Ethylenglycol, Diethylenglycol oder Glycerin verwendet werden. Besonders geeignet ist eine Mischung aus Wasser und Glycerin.
Die erfindungsgemäße Preßvorrichtung kann unter den üblichen Bedingungen wie die herkömmlichen Preßvorrichtungen betrieben werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung wird im folgenden mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 zeigt eine Preßvorrichtung 1 mit verlängerter Preßzone 2, in der eine Papierbahn 7 zwischen einem Preßband 3 (z.B. Preßfilz) und einem Papiermaschinenfilz 3' in Richtung des Pfeils A einläuft. Die Preßvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Preßwalze 4 und einem Preßschuh 5, über den in Richtung des Pfeils B ein Anpreßdruck auf die zwischen Preßwalze 4 und Preßschuh 5 liegende Papierbahn 7 ausgeübt wird. Der Preßschuh 5 besteht z.B. aus Keramik. Er weist auf seiner der Preßwalze 4 zugewandten Seite eine konkave Oberfläche 6 auf, auf der das Preßband 3 aufliegt. Das Preßband 3 besteht aus einem üblichen Kunststoffgewebe, das auf der Unterseite 8, also auf der dem Preßschuh 5 zugewandten Seite, mit einer z.B. porösen glatten Folie kaschiert ist. Das Preßband 3 läuft um Walzen 12 um. Neben dem Preßschuh 5 auf der Seite des Einlaufs der Papierbahn 7, befindet sich eine Düse 13, die über eine Zuleitung mit einem das Schmiermittel enthaltenden Vorratsbehälter verbunden ist (nicht gezeigt). Damit wird die Unterseite 8 des Preßbands 3 mit einem Schmiermittel (eine Mischung aus z.B. Wasser und Glyzerin) besprüht, so daß zwischen Preßschuh 5 und Preßband 3 ein Schmiermittelfilm 9 entsteht. Strichpunktiert ist eine weitere mögliche Anordnung der Düse 14 dargestellt, bei der nicht die Unterseite 8 des Preßbandes 3, sondern die Oberfläche 6 des Preßschuhs 5 eingesprüht wird.
Auf der anderen Seite des Preßschuhs 5 befindet sich eine Absaugwalze 15, die das Schmiermittel vom Preßband 3 wieder aufnimmt. Das Preßband 3 läuft anschließend über eine Umlenkwalze 16 und dann über die Walzen 12 zum Einlauf der Preßvorrichtung 1 zurück.