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Patent Searching and Data


Title:
PAPER MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING A PAPER OR PAPERBOARD WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035318
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a paper machine for producing a paper or paperboard web (1) comprising a headbox (2), a shaper (3) for sheet formation, a press section for dewatering and a drying section for drying the web (1), wherein the web (1) is guided within the press section by at least two press nips, and runs together on both sides with an endlessly circulating, water absorbing dewatering belt (4, 5) through the first press nip and together with only one dewatering belt (6) through the last press nip. According to the invention, secure operation even at machine speeds of over 1,000 m/min is enabled in that, after the first press nip, the lower dewatering belt (5) thereof is guided away from the web (1), the opposite, upper dewatering belt (4) transfers the web (1) to a lower dewatering belt (6) of the second and last press nip and said second press nip is formed in an extended manner.

Inventors:
LEIGRAF REINHARD (DE)
HEIDT THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/070674
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
July 31, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F1/46; D21F3/04; D21F5/02; D21F5/04; D21F7/00; D21F9/02; D21F11/02
Domestic Patent References:
WO2002035001A12002-05-02
WO2007003504A12007-01-11
Foreign References:
EP0598991A11994-06-01
EP0795642A11997-09-17
EP1160377A22001-12-05
EP1624104A12006-02-08
DE102005000046A12006-11-02
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Claims:

1. Papiermaschine zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn (1 ) umfassend einen Stoffauflauf (2), einen Former (3) zur Blattbildung, eine Pressenpartie zur Entwässerung sowie eine Trockenpartie zur Trocknung der Bahn (1 ), wobei die Bahn (1 ) innerhalb der Pressenpartie durch wenigstens zwei Pressspalte geführt wird, gemeinsam mit beidseitig je einem endlos umlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband (4,5) durch den ersten Pressspalt und gemeinsam mit nur einem Entwässerungsband (6) durch den letzten Pressspalt läuft, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Pressspalt dessen unteres Entwässerungsband (5) von der Bahn (1 ) weggeführt wird, das gegenüberliegende, obere Entwässerungsband (4) die Bahn (1 ) an ein unteres Entwässerungsband (6) des zweiten und letzten Pressspaltes übergibt und dieser zweite Pressspalt verlängert ausgebildet ist.

2. Papiermaschine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der verlängerte, zweite Pressspalt von einer unteren Schuh-Presswalze (7) mit flexiblem Walzenmantel und einer zylindrischen, oberen Presswalze (8) gebildet wird, wobei die Bahn (1 ) nach dem zweiten Pressspalt allein bis zur Übergabe an ein luftdurchlässiges Trockensieb (9) der Trockenpartie an der glatten Mantelfläche der oberen Presswalze (8) mitläuft.

3. Papiermaschine nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet,

dass das Trockensieb (9) im Bereich der Bahnübernahme eine, von der oberen Presswalze (8) geringfügig beabstandete und besaugte Leitwalze (10) umschlingt.

4. Papiermaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bahn (1 ) innerhalb der Trockenpartie von wenigstens einem Trockensieb (9) mänderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder (11 ) und Leitwalzen (12) geführt wird, wobei dem ersten, auf die Pressenpartie folgenden Trockenzylinder (11 ) wenigstens ein Schaber (15) zugeordnet ist.

5. Papiermaschine nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder (11 ) und der folgenden Leitwalze (12) ein Pulper (14) angeordnet ist.

6. Papiermaschine nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen dem ersten Trockenzylinder (11 ) und der folgenden Leitwalze (12) auf der bahnabgewandten Seite des Trockensiebes (9) eine Saugeinrichtung (13) angeordnet ist, deren auf die Bahn (1 ) gerichtete Saugbreite quer zur Bahnlaufrichtung (16) veränderbar ist.

7. Papiermaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen dem ersten Trockenzylinder (11 ) und der folgenden Leitwalze (12) auf der bahnabgewandten Seite des Trockensiebes (9) im Bereich wenigstens eines Bahnrandes zumindest eine Blaseinrichtung (17) angeordnet ist, deren auf den Bahnrand gerichtete Blasbreite quer zur Bahnlaufrichtung (16) veränderbar ist.

8. Papiermaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Trockenzylinder (11 ) eine Keramikbeschichtung aufweist.

9. Papiermaschine nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass der Former (3) ein oder mehrere endlos über Leitwalzen (18) geführte wasserdurchlässige Formiersiebe (19) besitzt, welche ausschließlich unter der Bahn (1 ) verlaufen.

10. Papiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Füllstoffgehalt der Bahn (1 ) zwischen 30 und 50%, vorzugsweise zwischen 35 und 50% und insbesondere zwischen 35 und 40% liegt.

11. Verfahren zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn (1 ), welche einen Füllstoffgehalt zwischen 20 und 42% aufweist, insbesondere mit einer Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Bahn (1 ) im Former (3) zumindest im Wesentlichen nur nach unten entwässert wird und durch den letzten Pressspalt der Pressenpartie nur gemeinsam mit einem unteren Entwässerungsband (6) läuft.

12. Verfahren nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bahn (1 ) im Former (3) ausschließlich nach unten entwässert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Füllstoffgehalt der Bahn (1 ) zwischen 30 und 50%, vorzugsweise zwischen 35 und 50% und insbesondere zwischen 35 und 40% liegt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Füllstoff zumindest überwiegend von Titandioxid gebildet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Trockengehalt der Bahn (1 ) beim ersten freien Zug mindestens 45% beträgt.

Description:
PAPIERMASCHINE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER PAPIERODER KARTONBAHN

Die Erfindung betrifft eine Papiermaschine zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn umfassend einen Stoffauflauf, einen Former zur Blattbildung, eine Pressenpartie zur Entwässerung sowie eine Trockenpartie zur Trocknung der Bahn, wobei die Bahn innerhalb der Pressenpartie durch wenigstens zwei Pressspalte geführt wird, gemeinsam mit beidseitig je einem endlos umlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband durch den ersten Pressspalt und gemeinsam mit nur einem Entwässerungsband durch den letzten Pressspalt läuft.

Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn, welche einen Füllstoffgehalt zwischen 20 und 42% aufweist, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Maschine.

Derartige Anlagen sind seit langem bekannt, wobei insbesondere die Herstellung von Dekorpapieren wegen des hohen Füllstoffanteils bei hohen Maschinengeschwindigkeiten Probleme bereitet. Diese Papiere sind markierempfindlich und weisen eine relativ geringe Nassfestigkeit auf.

Hinzu kommt die große Bahnbreitenvariation bei diesen Spezialpapieren.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher einen sicheren Betrieb auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe hinsichtlich der Papiermaschine dadurch gelöst, dass nach dem ersten Pressspalt dessen unteres Entwässerungsband von der Bahn weggeführt wird, das gegenüberliegende, obere Entwässerungsband die Bahn an ein unteres Entwässerungsband des zweiten und letzten Pressspaltes übergibt und dieser zweite Pressspalt verlängert ausgebildet ist.

Diese auf zwei Pressspalte begrenzte Pressenpartie ist mit relativ wenig Aufwand verbunden und gewährleistet wegen der beiden Entwässerungsbänder bereits eine sehr hohe Entwässerungsleistung im ersten Pressspalt.

Je nach Bedarf kann der erste Pressspalt von zwei zylindrischen Presswalzen gebildet werden oder verlängert ausgeführt sein. Auf jeden Fall wird die Bahn vom Beginn des Formers bis zum letzten Pressspalt der Pressenpartie ständig von einem Band oder einer Walze geführt, was einem Abriss auch bei höheren Maschinengeschwindigkeiten entgegenwirkt.

Im letzten, d.h. zweiten Pressspalt erfolgt eine schonende, aber intensive Entwässerung im verlängerten Pressspalt nach unten in das Entwässerungsband dieses Pressspaltes.

Mit Vorteil sollte der verlängerte, zweite Pressspalt von einer unteren Schuh- Presswalze mit flexiblem Walzenmantel und einer zylindrischen, oberen Presswalze gebildet werden. Nach dem zweiten Pressspalt läuft die Bahn allein bis zur Übergabe an ein luftdurchlässiges Trockensieb der Trockenpartie an der glatten Mantelfläche der oberen Presswalze entlang. Die glatte Mantelfläche der oberen Presswalze sorgt für eine gute Bahnführung, aber auch für eine relativ glatte Oberfläche der Bahnoberseite.

Nach dem zweiten Presspalt hat die Bahn einen Trockengehalt von mindestens 45%, insbesondere zwischen 50 und 60%, so dass ein erster, kurzer freier Zug, in dem die Bahn ungestützt verläuft, realisiert werden kann. Hierbei sollte das Trockensieb im Bereich der Bahnübernahme eine, von der oberen Presswalze geringfügig beabstandete und besaugte Leitwalze umschlingen.

Innerhalb der Trockenpartie wird die Bahn mit Vorteil von wenigstens einem Trockensieb mänderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder und Leitwalzen geführt wird, wobei dem ersten, auf die Pressenpartie folgenden Trockenzylinder wenigstens ein Schaber zugeordnet ist.

Über diesen Schaber können von der Bahn abgetrennte Ränder vom Trockenzylinder abgeführt werden. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder und der folgenden Leitwalze ein Pulper angeordnet ist.

Zur Gewährleistung einer sicheren Führung der Bahn am Trockensieb sollte zwischen dem ersten Trockenzylinder und der folgenden Leitwalze auf der bahnabgewandten Seite des Trockensiebes eine Saugeinrichtung angeordnet sein, deren auf die Bahn gerichtete Saugbreite zur Anpassung an unterschiedliche Bahnbreiten und Bahnlagen quer zur Bahnlaufrichtung veränderbar ist.

Um einem Weiterlaufen der abgetrennten Bahnränder nach dem ersten Trockenzylinder am Trockensieb entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem ersten Trockenzylinder und der folgenden Leitwalze auf der bahnabgewandten Seite des Trockensiebes im Bereich wenigstens eines Bahnrandes zumindest eine Blaseinrichtung angeordnet ist, deren auf den jeweiligen Bahnrand gerichtete Blasbreite zur Anpassung an Lage und Breite des Bahnrandes quer zur Bahnlaufrichtung veränderbar ist.

Die Ablösung der Bahnränder kann noch dadurch unterstützt werden, dass der erste Trockenzylinder eine Keramikbeschichtung aufweist.

Hinsichtlich des Verfahren zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn, insbesondere einer Dekorpapierbahn, welche einen Füllstoffgehalt zwischen 20 und 42% aufweist, ist wesentlich, dass die Bahn im Former zumindest im Wesentlichen nur nach unten entwässert wird und durch den letzten Pressspalt der Pressenpartie nur gemeinsam mit einem unteren Entwässerungsband läuft.

Auf diese Weise bleibt die Bahnoberseite weitestgehend markierungsfrei.

Daher ist es von Vorteil, wenn die Bahn im Former ausschließlich nach unten entwässert wird und dementsprechend der Former ein oder mehrere endlos über Leitwalzen geführte wasserdurchlässige Formiersiebe besitzt, welche ausschließlich unter der Bahn verlaufen.

Außerdem wird die Bahn vom Former bis zum letzten Presspalt immer von einem Element gestützt.

Besonders eignet sich die Erfindung für Bahnen mit einem hohen Füllstoffgehalt zwischen 30 und 50%, vorzugsweise zwischen 35 und 50% und insbesondere zwischen 35 und 40% und/oder einem Füllstoff, der zumindest überwiegend von Titandioxid gebildet wird.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1 : ein Anlagenschema eines ersten Teiles einer Papiermaschine zur Herstellung von Dekorpapier und

Figur 2: eine alternative Pressenpartie davon.

Das Dekorpapier weist einen hohen Füllstoffgehalt zwischen 20 und 42%, insbesondere zwischen 35 und 40% auf. Der Füllstoff wird dabei im Wesentlichen oder ausschließlich von Titandioxid gebildet. Diese Spezialpapiere sind nicht allzu reißfest und sehr markierempfindlich. Außerdem erfolgt die Herstellung meist mit einer relativ großen Bahnbreitenvariation.

Vom Stoffauflauf 2 wird die Stoffsuspension über die Bahnbreite gleichmäßig verteilt auf das untere, endlos umlaufende Formiersieb 19 des angrenzenden Formers 3 aufgebracht.

Im Former 3 kommt es zur Blattbildung infolge Entwässerung durch das wasserdurchlässige, über Leitwalzen 18 geführte Formiersieb 19, d.h. die Entwässerung erfolgt ausschließlich nach unten. Diese Entwässerung wird mittels Unterdrück gefördert, welcher von unter dem Formiersieb 19 vorhandenen Foils und Saugkästen 20 ausgeht.

Eine im Former 3 nur leicht auf der Bahn 1 aufliegende Vordruckwalze 21 ist mit einem Sieb bespannt und dient der Durchsichtsvergleichmäßigung und bei Bedarf auch zum Aufbringen von Wasserzeichen.

Da nur die Unterseite der Bahn 1 mit einem Formiersieb 19 in Kontakt kommt, bleibt die Oberseite weitestgehend markierungsfrei.

Die Bahn 1 wird dann vom Formiersieb 19 an ein wasseraufnehmendes, oberes Entwässerungsband 4 der Pressenpartie übergeben.

Dieses Entwässerungsband 4 führt die Bahn 1 anschließend gemeinsam mit einem unter der Bahn 1 verlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband 5 durch einen ersten Pressspalt der Pressenpartie.

Dieser Pressspalt wird gemäß Figur 1 von einer unteren zylindrischen Presswalze 22 und einer oberen, besaugten Presswalze 23 gebildet.

Nach dem ersten Pressspalt wird das untere Entwässerungsband 5 von der Bahn 1 weggeführt, wobei die Bahn 1 mit dem oberen Entwässerungsband 4 die obere Presswalze 23 nachumschlingt. Dabei sorgt der Unterdrück der oberen Presswalze 23 für eine sichere Führung am oberen Entwässerungsband 4.

Im Unterschied hierzu wird der erste Pressspalt bei Figur 2 von einer unteren Schuh- Presswalze 22 und einer oberen, zylindrischen Presswalze 23 gebildet. Nach diesem verlängerten Pressspalt wird die Bahn 1 zwischen beiden Entwässerungsbändern 4,5 geführt. Erst im Umschlingungsbereich einer besaugten Leitwalze des oberen Entwässerungsbandes 4 wird das untere Entwässerungsband 5 von der Bahn 1 weggeführt. Hiernach wird die Bahn 1 in beiden Fällen vom oberen Entwässerungsband 4 an ein unteres Entwässerungsband 6 eines zweiten und letzten Pressspaltes der Pressenpartie übergeben. Die Übernahme wird dabei von einer vom unteren Entwässerungsband 6 umschlungenen, besaugten Leitwalze 24 unterstützt.

Der zweite Pressspalt ist verlängert ausgebildet und wird hierzu von einer unteren Schuh-Presswalze 7 und einer oberen, zylindrischen Presswalze 8 mit glatter Mantelfläche gebildet.

Schuh-Presswalzen 7 besitzen einen flexiblen Walzenmantel, der von einem Pressschuh mit konkaver Pressfläche zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes zur zylindrischen Gegen-Presswalze 8 gedrückt wird. Sie ermöglichen wegen der verlängerten Verweilzeit der Bahn 1 im Pressspalt eine intensive und dennoch schonende Entwässerung.

Weil die Bahn 1 im ersten Pressspalt einen relativ hohen Feuchtegehalt hat, wird dort nicht immer ein verlängerter Pressspalt benötigt.

Die wasseraufnehmenden Entwässerungsbänder 4,5,6 sind als endlos umlaufende Pressfilze ausgebildet.

Die besaugte Presswalze 23 wie auch die besaugten Leitwalzen 10,12 haben einen perforierten Walzenmantel, dessen Innenraum, zumindest teilweise mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.

Da die Bahn 1 nur gemeinsam mit einem unteren Entwässerungsband 6 durch den zweiten Presspalt läuft und die obere Presswalze 8 dieses Pressspaltes eine glatte Mantelfläche aufweist, ist die Oberseite der Bahn 1 am Ende der Pressenpartie glatter als die Unterseite. Unterstützt wird dies noch dadurch, dass bereits im Former 3 eine markierungsarme Oberseite der Bahn 1 erzeugt wurde.

Nach dem zweiten Pressspalt wird das untere Entwässerungsband 6 von der Bahn 1 weg und die Bahn 1 allein am Mantel der glatten zylindrischen Presswalze 8 bis zur Übergabe an ein luftdurchlässiges Trockensieb 9 einer folgenden Trockenpartie zur Trocknung der Bahn 1 weitergeführt. Um die Übergabe an das luftdurchlässige Trockensieb 9 zu unterstützen, umschlingt diese während der Übernahme eine, von der oberen Presswalze 8 geringfügig beabstandete und besaugte Leitwalze 10.

Zwischen der oberen Presswalze 8 und dem Trockensieb 9 läuft die Bahn 1 mit einem kurzen freien Zug, d.h. ungestützt. Damit dies nicht zu einer wesentlichen Erhöhung der Abrissgefahr führt, sollte der Trockengehalt der Bahn 1 bei diesem ersten freien Zug mindestens 45% betragen.

Im Ergebnis werden so Maschinengeschwindigkeiten von wesentlich über 1.000 m/min möglich.

In der Trockenpartie wird die Bahn 1 vom Trockensieb 9 gestützt, mäanderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder 1 1 und besaugte Leitwalzen 12 geführt.

Dabei sind dem ersten Trockenzylinder 1 1 der Trockenpartie ein Abnahme-Schaber 15 sowie eventuell auch noch ein folgender Reinigungs-Schaber zugeordnet. Der Abnahme-Schaber 15 trennt die Bahn 1 oder deren Überführstreifen beim Überführen vom Trockenzylinder 1 1 und leitet diese dann in einen unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder 11 und der folgenden Leitwalze 12 befindlichen Pulper 14.

Zusätzlich kann der erste Trockenzylinder 11 auch eine Keramikbeschichtung aufweisen, was das Ablösen der Bahn 1 oder Teilen davon erleichtert.

Um das Überführen der Bahn 1 sicher und stabil zu gestalten, sind zwischen dem ersten Trockenzylinder 11 und der folgenden Leitwalze 12 auf der bahnabgewandten Seite des Trockensiebes 9 eine Saugeinrichtung 13 sowie eine Blaseinrichtung 17 angeordnet.

Der Unterdrück der Saugeinrichtung 13 verbessert die Haftung der Bahn 1 oder eines Überführstreifens am Trockensieb 9.

Demgegenüber fördert die Blaseinrichtung 17 das Ablösen der Bahn 1 , insbesondere jedoch des Überführstreifens am Bahnrand vom Trockensieb 9.

Zur Anpassung an die aktuelle Lage und Breite der Bahn 1 sind die auf die Bahn 1 gerichtete Saugbreite sowie Blasbreite quer zur Bahnlaufrichtung 16 veränderbar.