Verfahren und Vorrichtung zu Behandlung von Trennrohpapieren und Trennrohpapier

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veredelung von Trennrohpapieren, wobei eine Bahn (8) mit 10 bis 20% Einlauf-Feuchtigkeitgehalt in wenigstens einem Walzenspalt (16) verdichtet und geglättet, im weiteren Verlauf getrocknet, ggf. gekühlt und schließlich aufgewickelt wird.
Um die Produktivität zu steigern, wird die Bahn (8) nach dem wenigstens einen Walzenspalt (16) durch Kontakt mit wenigstens einem beheizten Zylinder (7) getrocknet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veredelung von Trennrohpapieren, wobei eine Bahn mit 10 bis 20% Einlauf-Feuchtigkeitgehalt in wenigstens einem Walzenspalt verdichtet und geglättet, im weiteren Verlauf getrocknet, ggf. gekühlt und schließlich aufgewickelt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Veredelung von Trennrohpapieren insbesondere gemäß einem der Verfahrensansprüche, die einen Bahnlaufpfad durch einen Mehrwalzenkalander und eine Trockeneinrichtung einschließt.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Trennrohpapier.

[0002] Mit einer dünnen, meist aus Polydimethylsiloxanen bestehenden Schicht ein- oder beidseitig abgedeckte Trennrohpapiere, wie beispielsweise Silikonrohpapier, Pergamin- oder Kraftpapiere, werden heute bei hoher Feuchtigkeit und unter großem Druck durch einen mehrwalzigen Kalander geführt, anschließend in der Regel in einem Lufttrockner getrocknet und schließlich vor der Aufwicklung gekühlt. Der Mehrwalzenkalander weist in den meisten Fällen mindestens 11 Walzen und keinen Wechselspalt (in dem zwei elastischen Walzen aneinanderliegen) auf, so dass im Wesentlichen nur eine Bahnseite geglättet wird.

[0003] Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veredelung von Trennrohpapieren geht beispielsweise aus der DE 3427967 A1 hervor.

[0004] Der Energieaufwand einer solchen Anlage ist sehr hoch. Sowohl die Antriebsleistung des Kalanders und die Beheizung jeder zweiten Kalanderwalze als auch die Nachtrocknung verschlingen sehr große Energiemengen.

[0005] Hinzu kommt, dass man bei bestehenden Anlagen zur Kalandrierung von Trennrohpapieren kaum Möglichkeiten hat, durch geeignete Mittel eine Geschwindigkeitssteigerung zu bewirken. Das liegt daran, dass eine moderate Geschwindigkeit gebraucht wird, um die notwendigerweise sehr feucht geglättete Bahn bis zur Aufwicklung auf ein verträgliches Maß von ca. 4 bis 7% für die Aufwicklung zu trocknen.

[0006] Ein weiteres Problem von Veredelungsverfahren und -vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik besteht darin, dass die Eigenschaften des Trennrohpapiers, so wie es nach dem Kalander beschaffen ist, in der Regel im Lufttrockner deutlich verschlechtert werden. So ist es bekannt, dass die Glättewerte in Sekunden nach Bekk um die Hälfte abnehmen können und die Transparenz verliert bis zu 6%. Ähnlich negativ verhalten sich Ölabsorption, Glanz und Porosität.

[0007] Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, zumindest einen Teil der oben geschilderten Nachteile bestehender Verfahren und Vorrichtungen zur Veredelung von Trennrohpapieren zu beseitigen.

[0008] Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst, dass die Bahn nach dem wenigstens einen Walzenspalt durch Kontakt mit wenigstens einem beheizten Zylinder getrocknet wird.

[0009] Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Trockeneinrichtung einen beheizten Zylinder und Bahnleitmittel umfasst, wobei die Bahnleitmittel derart ausgerichtet sind, dass die Bahn in ihrem Bahnlaufpfad zur Anlage mit dem beizten Zylinder kommt.

[0010] Die Lösungen liegen darin begründet, dass die eingesetzte Trockeneinrichtung einen Teil der Aufgaben des Mehrwalzenkalanders, wie beispielsweise eine Glättesteigerung, übernimmt.
Zu diesem Zweck wird zumindest ein Teil des Lufttrockners nach dem Kalander durch einen beheizten Trockenzylinder mit glatter Oberfläche ersetzt, an dessen Oberfläche die Bahn sowohl getrocknet als auch mit den gewünschten Eigenschaften in Bezug auf Glätte, Transparenz etc. versehen wird. Der Einsatz eines solchen Trockenzylinders bedeutet, dass man entweder einerseits bei Neuanlagen auf einen Teil der hoch beheizten Kalanderwalzen verzichten kann, um Heiz- und Antriebsenergie einzusparen, oder andererseits bei Umbauten von bestehenden Anlagen die Bahngeschwindigkeit und somit die Produktion erhöhen kann.

[0011] Bei dem Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Bahn während des Trocknens mittels einer Andrückeinrichtung über einen Umschlingungswinkel größer 120° an den beheizten Zylinder angedrückt wird. Bei einer Anlage der Bahn über einem solchen Umfang (unter Berücksichtigung, dass die üblichen Zylinderdurchmesser 2 bis 5 m betragen) wird ein großer Einfluss auf die Glätteausprägung ausgeübt. Die in der Regel relativ großen Glätteverluste bei einer Lufttrocknung können im Wesentlichen vermieden werden. In einigen Fällen wurde sogar eine Glättezunahme bei der Trocknung gegenüber dem Glättewert (in sec Bekk) nach dem Kalander verzeichnet.

[0012] Bevorzugt läuft die Bahn mit einer Geschwindigkeit oberhalb von 800 m/min, vorzugsweise oberhalb von 1000 m/min. Die hohe Geschwindigkeit gegenüber dem Stand der Technik, dessen Werte sich aus der begrenzten Trocknungsfähigkeit im Kalander und im Lufttrockner ergaben, gestattet es, die Produktionsleistung zu erhöhen.

[0013] Es ist von Vorteil, wenn die Bahn in wenigstens einem Walzenspalt mit einer Streckenlast von über 300 N/m beaufschlagt wird. Diese Streckenlast verdichtet die Bahn in einem Maß, das für qualitativ hochwertige Trennrohpapiere ausreichend ist.
Mit besonderem Vorteil erfolgt die Veredelung der Bahn online mit der Herstellung in eine Papiermaschine. Das bedeutet, dass die Bahn, die aus der Papiermaschine kommt, nicht mehr aufgewickelt werden muss, bevor sie durch den Mehrwalzenkalander und die Trocknungseinrichtung gefahren wird. Es wird also erheblich an Rüst- und Wechselzeiten eingespart.

[0014] Bei der Vorrichtung besitzt der Mehrwalzenkalander vorteilhafterweise weniger als 10 Walzen. Dies ist ein bedeutender Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik, bei dem Trennrohpapiere mit mindestens 11 Walzen geglättet wurden. Es kann bei einem solchen Mehrwalzenkalander erheblich an Energie- und Produktionskosten gespart werden. Unter einem Mehrwalzenkalander sind auch solche Kalander zu verstehen, die nicht als einzelner Stack aufgebaut sind. Der Mehrwalzenkalander kann durchaus auch mehrere Stacks mit Walzen aufweisen.

[0015] Es ist günstig, wenn der Mehrwalzenkalander keinen Wechselspalt hat. Auf diese Weise kann zwar nur eine Seite der Bahn geglättet werden, aber das reicht für viele Anwendungen aus.

[0016] Es ist von Vorteil, wenn wenigstens ein Walzenspalt im Mehrwalzenkalander geeignet ist, eine Streckenlast über 300 N/mm aufzubringen. Man hat dann in jedem Fall einen Nip im Kalander, der die Bahn auf ein notwendiges Maß verdichten kann.

[0017] Vorzugsweise ist ein Andrückmittel vorhanden, das die Bahn über einen Umschlingungswinkel größer 120° an den beheizten Zylinder andrücken kann. Auf diese Weise wird ein hoher Wärmeübergang zur Trocknung der Bahn realisiert. Eine isolierende Luftgrenzschicht wird weitgehend verhindert. Die Einwirkdauer der Oberflächentemperatur des Zylinders auf die Bahn ist so lang, dass eine große Wärmemenge in die Bahnoberfläche abgeleitet werden kann. Außerdem kann durch das Anpressen des Andrückmittels eine zusätzliche Satinageleistung aufgebracht werden. Ein Anpressdruck zwischen 0,5 und 5 bar hat sich als vorteilhaft herausgestellt.

[0018] Es ist günstig, wenn das Andrückmittel durch ein umlaufendes Band gebildet ist. Das Band kann wie die Bahn selbst über Leitmittel geführt werden, im Gegensatz zur Bahn aber in einem geschlossenen Kreislauf. Ein langer Abschnitt liegt dabei auf einem Umfangsabschnitt des Zylinders auf der Bahn auf. Das Band kann je nach herzustellendem Produkt geschlossen und glatt oder aber porös sein, um sich bildenden Wasserdampf in der Papierbahn mehr zur Glättesteigerung festzuhalten oder mehr zur Trocknung entweichen zu lassen.

[0019] Es ist von Vorteil, wenn das umlaufende Band aus Metall ist und insbesondere dann, wenn der beheizte Zylinder und/oder das Band eine Oberflächenrauigkeit Ra unter 0,1 µm aufweist. Ein derartig glattes Band trägt ebenso wie eine derartig glatte Zylinderoberfläche in enormem Maß zur Glättesteigerung bei.

[0020] Des Weiteren sind mit der Erfindung zwei Ansprüche auf ein mit dem Verfahren veredeltes Trennrohpapier gerichtet.

[0021] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die Figur eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Veredelung eines Trennrohpapiers.

[0022] Die Veredelungsvorrichtung folgt in diesem Ausführungsbeispiel online direkt der Papiermaschine, die lediglich symbolisch in ihrer ganzen Einheit mit der Bezugsziffer 2 versehen ist. Die aus der Papiermaschine oder einer Nachfeuchtung mit einer Feuchtigkeit zwischen 10 und 20% austretende Bahn 8 durchläuft auf einem durch Bahnleitmittel 14 vorgegebenen Bahnlaufpfad 15 die gesamte Vorrichtung zur Veredelung eines Trennrohpapiers 1 und wird zunächst zu einem Mehrwalzenkalander 3 geführt.

[0023] Der Mehrwalzenkalander 3 besitzt abwechselnd beheizte Walzen 9 und elastische Walzen 10 und keinen Wechselspalt mit zwei elastischen Walzen. So liegt nur eine Seite an den sehr glatten beheizten Walzen 9 an und wird dort geglättet. In wenigstens einem Kalandernip herrscht eine Streckenlast von wenigstens 300 N/mm, um die Bahn ausreichend auf eine Dichte größer 1 zu verdichten.

[0024] Die Bahn tritt im Folgenden mit einem Feuchtegehalt zwischen 10 und 6 % aus dem Mehrwalzenkalander aus und ist für eine Aufwicklung noch zu feucht und zu heiß.

[0025] Der sonst übliche Lufttrockner wird bei der Erfindung durch eine Trockeneinrichtung 4 ersetzt, die einen drehenden beheizbaren Zylinder 7 umfasst, mit dem die Bahn 8 über einen Umfangsabschnitt, der größer als 120° sein sollte, in Kontakt ist.

[0026] In dem Ausführungsbeispiel liegt die Bahnseite, die zuvor im Mehrwalzenkalander 3 höher geglättet wurde auch an der Zylinderoberfläche an. Bei Trennpapieren legt man in der Regel Wert darauf, dass eine Bahnseite besonders glatt wird. Die Glätte dieser Bahnseite wird durch die Anlage an dem Zylinder 7, dessen Oberflächen ebenfalls sehr glatt sein sollte (möglichst unter einem Ra-Wert von 0,1 µm), noch einmal verstärkt. Zumindest wird die Bahn im Wesentlichen nicht rauer, wie es bei einem Lufttrockner der Fall wäre.

[0027] Wünscht man, dass beide Bahnseiten eine gewisse Glätte aufweisen, kann man aber auch dafür sorgen, dass die Bahnseite, die im Mehrwalzenkalander 3 nicht in Kontakt mit den heißen Walzen kam, in der Trockeneinrichtung 4 an der Zylinderoberfläche anliegt. Bei besonders hohen Glättewünschen kann beispielsweise der Trockeneinrichtung 4 auch eine zweite Trockeneinrichtung nachgeschaltet werden, bei der die andere Bahnseite an der Zylinderoberfläche anliegt.

[0028] Um die Glättewirkung und den Wärmeübergang am Zylinder 7 zu erhöhen, ist eine Andrückeinrichtung 11 in Form eines umlaufenden Bandes 12 vorgesehen. Dieses Band 12 kann über Bandleitwalzen 13 geführt und gespannt werden, so dass es auf die an der Oberfläche des Zylinders 7 anliegende Bahn 8 einen Druck ausübt. Zusätzlich können in nicht dargestellter Weise weitere Kraftgeber (Andruckwalzen, Druckkästen oder Ähnliches) von außen auf das Band wirken, um den Anpressdruck zu erhöhen.

[0029] Das umlaufende Band 12 besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall. Auch hier ist eine hohe Glätte des Bandes in der Größenordnung unter einem Ra-Wert von 0,1 sehr vorteilhaft, weil auch auf der Bahnseite, an der das Band anliegt, keine Verschlechterung der Glätte zugelassen wird.

[0030] Abhängig vom gewünschten Behandlungsergebnis in der Trockeneinrichtung 4, wählt man ein glattes, undurchlässiges oder ein poröses Band 12. Das Band 12 kann auch anders temperiert, insbesondere gekühlt, sein als der beheizte Zylinder 7. Dadurch wird der Dampfaustritt aus der Bahn 8 begünstigt.

[0031] Sollte die Bahn nach dem Austritt aus der Trockeneinrichtung 3 noch zu heiß für die Aufwicklung 6 sein, so bietet sich ein handelsüblicher Kühlzylinder 5 an, an den die Bahn ihre Wärme durch eine umschlingende Anlage abgeben kann.

[0032] Durch die verbesserte Trocknung der Bahn 8 hat der Betreiber der Vorrichtung zur Veredelung eines Trennrohpapiers 1 mehrere Möglichkeiten, sein Geschäftsergebnis zu verbessern. Bei einer neuen Vorrichtung verringert sich der Anschaffungspreis, weil weniger Walzen im Mehrwalzenkalander benötigt werden als bisher. In der Regel sind dann weniger als 10 Walzen notwendig. Beim Umbau einer bestehenden Papiermaschine, kann bei Beibehaltung des alten Kalanders und Ersatz des Lufttrockners durch eine erfindungsgemäße Trockeneinrichtung die Produktionsgeschwindigkeit erheblich gesteigert werden. Bahngeschwindigkeiten oberhalb von 800 m/min sind problemlos zu handhaben, aber es werden mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch Bahngeschwindigkeiten höher 1000 m/min erreicht.

[0033] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich veredelte Trennrohpapiere erzeugen, die eine Glätte von mehr als 2300 sec (Bekk) und/oder eine Transparenz von 40 bis 55% (DIN 53147) besitzen.

Bezugszeichenliste

[0034] 

1

Vorrichtung zur Veredelung eines Trennrohpapiers

2

Papiermaschine

3

Mehrwalzenkalander

4

Trockeneinrichtung

5

Kühleinrichtung

6

Aufwicklung

7

Zylinder

8

Bahn

9

beheizte Kalanderwalze

10

elastische Kalanderwalze

11

Andrückeinrichtung

12

umlaufendes Band

13

Bandleitmittel

14

Bahnleitmittel

15

Bahnlaufpfad

16

Walzenspalt

Ansprüche

1. Verfahren zur Veredelung von Trennrohpapieren, wobei eine Bahn (8) mit 10 bis 20% Einlauf-Feuchtigkeitgehalt in wenigstens einem Walzenspalt (16) verdichtet und geglättet, im weiteren Verlauf getrocknet, ggf. gekühlt und schließlich aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (8) nach dem wenigstens einen Walzenspalt (16) durch Kontakt mit wenigstens einem beheizten Zylinder (7) getrocknet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (8) während des Trocknens mittels einer Andrückeinrichtung (11) über einen Umschlingungswinkel größer 120° an den beheizten Zylinder (7) angedrückt wird.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (8) mit einer Geschwindigkeit oberhalb von 800 m/min, vorzugsweise oberhalb von 1000 m/min läuft.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (8) in wenigstens einem Walzenspalt (16) mit einer Streckenlast von über 300 N/m beaufschlagt wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veredelung der Bahn online mit der Herstellung in eine Papiermaschine (2) erfolgt.

6. Vorrichtung zur Veredelung von Trennrohpapieren insbesondere gemäß einem der Verfahrensansprüche 1 bis 5, die einen Bahnlaufpfad (15) durch einen Mehrwalzenkalander (3) und eine Trockeneinrichtung (4) einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockeneinrichtung (4) einen beheizten Zylinder (7) und Bahnleitmittel (14) umfasst, wobei die Bahnleitmittel (14) derart ausgerichtet sind, dass die Bahn in ihrem Bahnlaufpfad (15) zur Anlage mit dem beizten Zylinder (7) kommt.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrwalzenkalander (3) weniger als 10 Walzen (9, 10) besitzt.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrwalzenkalander (3) keinen Wechselspalt hat.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Walzenspalt (16) im Mehrwalzenkalander (3) geeignet ist, eine Streckenlast über 300 N/mm aufzubringen.

10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Andrückmittel (11) vorhanden ist, das die Bahn über einen Umschlingungswinkel größer 120° an den beheizten Zylinder (7) andrücken kann.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückmittel (11) durch ein umlaufendes Band (12) gebildet ist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende Band (12) aus Metall ist.

13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizte Zylinder (7) und/oder das Band (12) eine Oberflächenrauigkeit Ra unter 0,1 µm aufweist.

14. Trennrohpapier, welches nach einem der Verfahrensansprüche 1 bis 5 veredelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Glätte von mehr als 2300 sec (Bekk) besitzt.

15. Trennrohpapier, welches nach einem der Verfahrensansprüche 1 bis 5 veredelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Transparenz von 40 bis 55% (DIN 53147) besitzt.

Zeichnung