DE10195949B4

DE10195949B4 - Superkalander und Kalanderaufbau

Info

Publication number: DE10195949B4
Application number: DE10195949T
Authority: DE
Inventors: Pekka Koivukunnas; Seppo Luomi; Pekka Linnonmaa; Mikko Tani
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: DE10195949T5; JP2003528228A; FI20000671A0; US20030101880A1; US6827009B2; WO2001071091A1; AU2001248401A1

Abstract

Superkalander zum Herstellen einer Mattqualitätspapierbahn (W), wobei der Kalander ein Walzensystem aufweist, das aus einer Vielzahl an Walzen (11 bis 18, 20, 25, 30, 35), die so eingerichtet sind, dass sie in Spaltkontakt zueinander sind, oder einem entsprechenden Walzenstapel (10A, 10B, 10C) besteht, bei dem eine Papierbahn (W), um diese zu kalandrieren, so eingerichtet ist, dass sie durch die Spalte (N₁ bis N₉) tritt, wobei zumindest einer von diesen ein Langspalt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– entweder der erste Kalandrierspalt (N1) des Superkalanders ein Langspalt ist und die restlichen Spalte (N₂ – N₉) herkömmliche Walzenspalte sind; oder – der letzte Kalandrierspalt (N₉) des Superkalanders ein Langspalt ist und die restlichen Spalte (N₁ – N₈) herkömmliche Walzenspalte sind; oder
– der erste Kalandrierspalt (N₁) und der letzte Kalandrierspalt (N₉) des Superkalanders jeweils ein Langspalt ist und die restlichen Spalte (N₂ – N₈) herkömmliche Walzenspalte sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Superkalander zum Herstellen einer Mattqualitätspapierbahn, wobei der Kalander ein Walzensystem aufweist, das aus einer Vielzahl an Walzen besteht, die so eingerichtet sind, dass sie im Spaltkontakt zueinander sind, oder aus einem entsprechenden Walzenstapel besteht, bei dem eine Papierbahn, um diese zu kalandrieren, so eingerichtet ist, dass sie durch die Spalte tritt, von denen zumindest einer ein Langspalt ist.

Das Walzensystem eines herkömmlichen Superkalanders weist eine Anzahl an Walzen d.h. üblicherweise bis 14 Walzen auf, die zu einem übereinander angeordneten Walzenstapel angeordnet sind. Die übereinander angeordneten Walzen sind in Spaltkontakt zueinander und die zu kalandrierende Papierbahn ist so eingerichtet, dass sie durch die Spalte zwischen den Walzen läuft. Außerdem sind derartige Superkalander im Stand der Technik bekannt, bei denen die Walzen des Walzensystems so angeordnet sind, dass die Spalthöhe hauptsächlich gleich bei den Walzenspalten so eingerichtet ist, dass sie im Wesentlichen horizontal ist, anstatt dass ein vertikaler Walzenstapel angewendet wird. Was das Kalandrierergebnis anbelangt, so ist es jedoch nicht von großer Bedeutung, ob ein vertikales oder horizontales Walzensystem angewendet wird. Eine äußerst herkömmliche Superkalandergestaltung ist beispielsweise in der Beschreibung der Druckschrift DE 689 01 724 T2 offenbart.

Wenn das Erhöhen der Kalandrierhöhe mit gegenwärtig bekannten Gestaltungen erwünscht ist, ist die einzige Möglichkeit in der Tat das Erhöhen der Anzahl der Kalandrierspalte bei den Superkalandern. Dies führt zu einem noch komplizierteren Kalanderaufbau und zu einer noch komplizierteren Steuerung und Endstückaufführen der Papierbahn. Insbesondere wenn in der Produktionslinie befindliche Maschinen betroffen sind, ergeben sich Konflikte, die durch die hohe Laufgeschwindigkeit und das Vollgeschwindigkeitsendstückaufführen bewirkt werden. Es wurde eine Lösung dieser Probleme angestrebt durch beispielsweise verschiedene Riemen- und Schuhkalander, bei denen der Kalandrierspalt verlängert ist und dadurch die Aktivität des Spaltes verstärkt wird. Was den sich auf Riemenkalander beziehenden Stand der Technik betrifft, so wird beispielsweise auf die Druckschriften DE 694 05 621 T2 , DE 698 02 672 T2 und DE 698 03 049 T2 verwiesen. Was den sich auf Schuhkalander beziehenden Stand der Technik anbelangt, so wird des Weiteren auf die Beschreibung der Druckschrift DE 43 44 165 A1 und auf die Beschreibung des US-Patentes Nr. 5 163 364 A verwiesen.

Unter Verwendung von Riemenkalandern und Schuhkalandern wird ein Glanz, der einer Superkalanderqualität entspricht oder ziemlich nahe dem Glanz ist, der durch Superkalandrieren erzielt wird, erzielt, obwohl das Erzielen einer gleichwertigen Glätte schwierig ist. Um Einseitigkeitsprobleme des kalandrierten Papieres zu vermeiden, ist es im Allgemeinen unerläßlich, zumindest zwei Langspalte anzuwenden, die mit einem Riemen oder einer Schuhwalze versehen sind. Bei einem Riemen- und Schuhkalandrierspalt wird der maximale Druck niedriger aufgrund des breiteren Spaltes als bei herkömmlichen Spalten, die zwischen zwei Walzen ausgebildet sind, wobei aufgrund dessen die Riemen- und Schuhkalander für Papiersorten am besten geeignet sind, bei denen das Beibehalten des spezifischen Volumens von großer Bedeutung ist. Es wird angenommen, dass sie insbesondere für eine Verwendung bei einem Kalandrieren von Pappe gut geeignet sind.

Gemäß dem Stand der Technik wird beim Kalandrieren einer Papierbahn zum Erzielen einer Mattqualitätspapierbahn der Kalandrierspalt zwischen einer Polymerwalze und einer speziell beschichteten erwärmbaren Thermowalze oder zwischen zwei Polymerwalzen ausgebildet. Das Problem ist nunmehr speziell der kurze Spaltbereich in der Laufrichtung der Bahn, was sich ergebende nachteilhafte Wirkungen mit sich bringt, die dadurch beim Herstellen der Mattqualitätspapierbahn bewirkt werden.

Die Druckschrift DE 43 22 876 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Glätten einer Papierbahn oder Kartonbahn. Diese Vorrichtung weist eine Glätteinheit auf. Diese Glätteinheit verwendet einerseits eine Walze und einen flexiblen Schlauchmantel und andererseits einen Anpressschuh, wobei ein Langspalt ausgebildet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Kalandrieranordnung zum Ausbilden eines Kalandrierspaltes zu schaffen, um eine Herstellung von Mattqualität, d.h. eine glanzfreie und matte Papierbahn, leichter als zuvor zu ermöglichen, und insbesondere ein noch leichter steuerbares Kalandrieren beim Herstellen einer Mattqualitätspapierbahn zu ermöglichen.

Diese Aufgabe ist durch einen Superkalander mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Durch die vorliegende Erfindung werden eine Vielzahl an Vorteilen erreicht, die in der Technologie des Standes der Technik bekannt sind, und beispielsweise können die folgenden Vorteile im vorliegenden Zusammenhang aufgeführt werden. Bei der Erfindung werden die Eigenschaften eines Langspaltes und eines herkömmlichen Superkalanders kombiniert, wodurch insbesondere bei Anwendung eines Lang- und Niedrigdruckspaltes als den ersten Spalt des Kalanders Papier erwärmt, plastiziert und geeignet mit dieser Art an Lang- und Niedrigdruckspalt vor den tatsächlichen Spalten des Superkalanders bearbeitet werden kann. In dieser Weise kann das spezifische Volumen des Papiers ohne Kompromisse im Hinblick auf andere sich auf die Qualität beziehende Eigenschaften beibehalten werden. Mit der Hilfe der vorliegenden Erfindung werden die Qualitätseigenschaften von hochwertigem Papier bei ein und dergleichen Papierdichte erzielt. Mit einem Langspalt, der mit dem Superkalander verbunden ist, wird der Papierglanz erhöht, indem die Mikrorauheit verringert wird. Der Glanz und die Glätte des Papiers sind im Allgemeinen gegenüber herkömmlichen Gestaltungen überlegen und die Gleichförmigkeit von Pressglanz ist besser als zuvor. Der Kalandrierprozess ist im Allgemeinen eine außerordentlich "heftige" Maßnahme im Hinblick auf das Papier, jedoch insbesondere wenn ein Spalt, der in der in der Erfindung offenbarten Weise lang ist, als ein erster Spalt des Superkalanders angewendet wird, wird dieser keine Spannung bei dem Papier in dem Maße hervorrufen, wie es herkömmliche Spalte bewirken, wodurch die Struktur des Papiers nicht bei dem Kalandrieren leidet. Die Festigkeitseigenschaften des Papiers verbleiben gut.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung werden mehr flächengerichtete Kräfte erzielt und bei der Stärke der oberflächengerichteten Kräfte und bei dem Plastizieren der Bahn überschreitet die Glätte des zu kalandrierenden Papiers ebenfalls die herkömmliche Höhe.

Von den Vorteilen der Erfindung, die sich auf das Herstellen einer Mattqualitätspapierbahn beziehen, kann ein Vorteil erwähnt werden, dass ein Langspalt und als ein Ergebnis des Kalandrierens eine ausgezeichnete Nichtglanzmikroglätte der Oberfläche erzielt werden. Jedoch ist die Qualität des Kalandrierergebnisses darauf beschränkt, dass wenn eine sogenannte Bendsen-Glätte erwünscht ist, andere Kalandriergestaltungen angewendet werden müssen.

Die anderen Vorteile und charakteristischen Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehend aufgeführten detaillierten Beschreibung der Erfindung offensichtlich.

Nachstehend ist die vorliegende Erfindung in beispielartiger Weise beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
Die 1, 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen bei einem Superkalander zumindest ein Langspalt mit der Hilfe einer Langspaltwalze eingerichtet ist.
1 zeigt eine völlig schematische und prinzipienartige Darstellung eines Superkalanders, der einen Walzenstapel 10A aufweist, der aus Walzen besteht, die übereinander angeordnet sind, wobei die Walzen des Walzenstapels Kalandrierspalte N₁ bis N₉ zwischen ihnen ausbilden, wobei durch sie hindurch eine zu kalandrierende Papierbahn W tritt. Bei der Darstellung von 1 ist ein erster Spalt N₁ des Superkalanders ein Langspalt, der zwischen einer Langspaltwalze 20 und einer ersten Zwischenwalze 11 des Kalanders ausgebildet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Langspaltwalze vorteilhafterweise eine SymBelt^TM-Walze. Diese Langspaltwalze weist eine Walzenstütze 21 auf, an der ein flexibler Walzenmantel 22 so eingerichtet ist, dass er sich dreht, d.h. ein sogenannter Schlauchmantel. Zu dem Spalt N₁ hin wird der Schlauchmantel 22 mit der Hilfe eines Formpressschuhs 23 gepresst. Eine zu kalandrierende Papierbahn W wird zu dem ersten Spalt N₁ mit der Hilfe einer Führungswalze 41 geleitet und wird von dem Spalt mittels einer Herausziehwalze 42 herausgenommen, so dass die Papierbahn von der Oberfläche der ersten Zwischenwalze 11 freigegeben wird. Jeweils nach jedem Spalt wird die Papierbahn von der Oberfläche der Kalanderwalze mit einer Herausziehwalze 42 bis 49 freigegeben und sie wird jeweils von der Herausziehwalze von einem darauf folgenden Spalt geleitet. Von dem letzten Spalt N₉, der in 1 zwischen der letzten Zwischenwalze 18 und der unteren Walze 35 des Superkalanders ausgebildet ist, wird die Papierbahn W beispielsweise zu einem Aufroller geleitet.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem der Walzenstapel des Superkalanders durch das Bezugszeichen 10B gezeigt ist. In den Abschnitten, in denen 2 zu 1 gleichwertig ist, sind die gleichen Bezugszeichen angewendet worden. Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 ist ein erster Spalt N₁ des Superkalanders ein herkömmlicher Walzenspalt, der zwischen einer oberen Walze 25 und einer ersten Zwischenwalze 11 des Superkalanders ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der letzte Spalt N₉ des Kalanders ein Langspalt, der zwischen der letzten Zwischenwalze 18 und der Langspaltwalze 30 ausgebildet ist, die als die Bodenwalze angewendet wird. Die Langspaltwalze ist vorteilhafterweise eine SymBelt^TM-Walze. Somit ist die Langspaltwalze 30 im Hinblick auf den Aufbau der in 1 gezeigten Langspaltwalze 20 dahingehend gleich, dass die Walze 30 eine Walzenstütze 31 aufweist, an der ein flexibler Walzenmantel so eingerichtet ist, dass er sich dreht, d.h. ein sogenannter "Schlauchmantel". Der Schlauchmantel 32 wird gegen die letzte Zwischenwalze 18 mit der Hilfe eines Formpressschuhs 33 zum Ausbilden des Langspaltes N₉ gedrückt. Die Bahn wird von dem letzten Spalt N₉ mit der Hilfe einer Führungswalze 50 entnommen.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Prinzips der Gestaltung der vorliegenden Erfindung. In 3 ist der Walzenstapel des Kalanders mit dem Bezugszeichen 10C bezeichnet und die gleichen Bezugszeichen wie bei den Abschnitten, die bei 1 und 3 gleich sind, sind bei 3 verwendet worden. Die Prinzipdarstellung von 3 ist eine Art an einer Kombination der in den 1 und 2 gezeigten Gestaltungen dahingehend, dass bei dem vorliegenden Beispiel sowohl der erste Spalt N₁ als auch der letzte Spalt N₉ des Superkalanders Langspalte sind. Die Langspalte N₁, N₉ sind in einer ähnlichen Weise ausgebildet wie jene, die in Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben sind, wobei in diesem Hinblick auf die Beschreibung der 1 und 2 verwiesen wird.
Als vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung kann ein Superkalander erwähnt werden, durch den vorteilhafte Anwendungsziele das Ausbilden eines Kalandrierspaltes der Erfindung, der Mattqualität erzeugt, an der oberen Walze eines Superkalanders oder an einer Bodenwalze eines Superkalanders ist.

Claims

Superkalander zum Herstellen einer Mattqualitätspapierbahn (W), wobei der Kalander ein Walzensystem aufweist, das aus einer Vielzahl an Walzen (11 bis 18, 20, 25, 30, 35), die so eingerichtet sind, dass sie in Spaltkontakt zueinander sind, oder einem entsprechenden Walzenstapel (10A, 10B, 10C) besteht, bei dem eine Papierbahn (W), um diese zu kalandrieren, so eingerichtet ist, dass sie durch die Spalte (N₁ bis N₉) tritt, wobei zumindest einer von diesen ein Langspalt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – entweder der erste Kalandrierspalt (N1) des Superkalanders ein Langspalt ist und die restlichen Spalte (N₂ – N₉) herkömmliche Walzenspalte sind; oder – der letzte Kalandrierspalt (N₉) des Superkalanders ein Langspalt ist und die restlichen Spalte (N₁ – N₈) herkömmliche Walzenspalte sind; oder – der erste Kalandrierspalt (N₁) und der letzte Kalandrierspalt (N₉) des Superkalanders jeweils ein Langspalt ist und die restlichen Spalte (N₂ – N₈) herkömmliche Walzenspalte sind.
Superkalander gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Langspalt (N₁, N₉) zwischen zwei Walzen ausgebildet ist, wobei eine der Walzen eine Langspaltwalze (20, 22, 30, 35) ist, die eine Schuhwalze ist, die einen flexiblen Walzenmantel (22, 32) aufweist, der so eingerichtet ist, dass er sich um eine Walzenstütze (21, 31) dreht, wobei er mit der Hilfe eines Formpressschuhs (23, 33) so eingerichtet ist, dass er gegen die zweite Walze (11, 18) des Spaltes gepresst wird.
Superkalander gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Langspalt (N₁, N₉) zwischen einer Polymerwalze oder einer Thermowalze (11, 18) und einer Schuhwalze (20, 25, 30, 35) des Walzenstapels (10A, 10B, 10C) ausgebildet ist.
Superkalander gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalandrierspalt (N₁) an der oberen Polymerwalze oder Thermowalze (11) ausgebildet ist.
Superkalander gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalandrierspalt (N₉) an der Bodenpolymerwalze oder Bodenthermowalze (18) ausgebildet ist.
Superkalander gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalandrierspalt (N₁, N₉) an der oberen Polymerwalze oder der oberen Thermowalze (11) und der Bodenpolymerwalze oder der Bodenthermowalze (18) ausgebildet ist.