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DE102023108256A1 - Press arrangement and method for pressing a fibrous web - Google Patents

Press arrangement and method for pressing a fibrous web Download PDF

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Publication number
DE102023108256A1
DE102023108256A1 DE102023108256.6A DE102023108256A DE102023108256A1 DE 102023108256 A1 DE102023108256 A1 DE 102023108256A1 DE 102023108256 A DE102023108256 A DE 102023108256A DE 102023108256 A1 DE102023108256 A1 DE 102023108256A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
press
line load
fibrous web
ratio llr
main
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102023108256.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Helga Krieger
Timo Frick
Martin Brunnett
Johannes Winkemann
Klaus Hermann
Klaus Meier
Delphine Delmas
Richard Horn
Robert Hilbing
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
Priority to DE102023108256.6A priority Critical patent/DE102023108256A1/en
Priority to PCT/EP2024/057155 priority patent/WO2024200072A1/en
Publication of DE102023108256A1 publication Critical patent/DE102023108256A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pressenanordnung und ein Verfahren zum Pressen einer Faserstoffbahn, umfassend eine Hauptpresse mit einem verlängerten Pressspalt, wobei der Pressspalt eine Länge von wenigstens 150 mm aufweist, wobei die Hauptpresse derart ausgestaltet ist, dass, wenn sie mit einer Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m betrieben wird, sich ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast das Ergebnis einer Integration des mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist, so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x

Figure DE102023108256A1_0001
The invention relates to a press arrangement and a method for pressing a fibrous web, comprising a main press with an extended press nip, the press nip having a length of at least 150 mm, the main press being designed such that, when operated with a line load LL of less than 1,200 kN/m, a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results, the line load ratio LLR being the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, the weighted line load being the result of an integration of the quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press nip length x, the weighting factor A being one divided by ten megapascals, and the line load LL being the result of an integration of the local pressure p(x) over the press nip length x, so that the following formula results for the line load ratio LLR: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pressenanordnung zum Pressen einer Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapierbahn, umfassend eine Hauptpresse mit einem verlängerten Pressspalt, wobei der Pressspalt eine Länge von wenigstens 150 mm, vorzugsweise wenigstens 190 mm, aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Pressen einer Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapierbahn, wie Packaging Testliner, wobei die Faserstoffbahn durch eine Hauptpresse mit einem verlängerten Pressspalt von wenigstens 150 mm Länge, vorzugsweise wenigstens 190 mm Länge, geführt wird. Zudem betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Umbauen einer vorhandenen Presse.The present invention relates to a press arrangement for pressing a fibrous web, in particular a packaging paper web, comprising a main press with an extended press nip, wherein the press nip has a length of at least 150 mm, preferably at least 190 mm. Furthermore, the present invention relates to a method for pressing a fibrous web, in particular a packaging paper web, such as packaging testliner, wherein the fibrous web is guided through a main press with an extended press nip of at least 150 mm in length, preferably at least 190 mm in length. In addition, a further aspect of the present invention relates to a method for converting an existing press.

Eine solche Pressenanordnung und ein solches Pressverfahren sind beispielsweise in der Druckschrift WO2017207475A1 beschrieben, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.Such a press arrangement and such a pressing process are described, for example, in the publication WO2017207475A1 described, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn weisen regelmäßig eine Pressenanordnung auf, in welcher die Faserstoffbahn durch mechanischen Druck entwässert bzw. entfeuchtet wird. Die Pressenanordnung ist zumeist zwischen der Formier- und der Trockenpartie angeordnet. Eine besonders effiziente Art der mechanischen Entwässerung kann über einen sogenannten verlängerten Pressspalt erzielt werden. Die Vorzüge eines verlängerten Pressspalts sind bekannt: Der Pressspalt ist flächenförmig und nicht im Wesentlichen linienförmig wie bei gewöhnlichen Walzenpressen. Dies hat zur Folge, dass der auf die zu entwässernde Faserstoffbahn auszuübende Druck im Pressspalt in Laufrichtung nicht schlagartig einsetzt, sondern von einem niedrigen Wert kontinuierlich auf einen hohen Wert gebracht werden kann. Dadurch reduziert man die Gefahr, dass die zu entwässernde Faserstoffbahn im Pressspalt verdrückt wird. So kann die Faserstoffbahn in einem verlängerten Pressspalt einerseits sehr effizient und andererseits volumenschonend entwässert werden. Machines for producing a fibrous web usually have a press arrangement in which the fibrous web is dewatered or dehumidified by mechanical pressure. The press arrangement is usually arranged between the forming and drying sections. A particularly efficient type of mechanical dewatering can be achieved using a so-called extended press nip. The advantages of an extended press nip are well known: the press nip is flat and not essentially linear as with conventional roller presses. This means that the pressure exerted on the fibrous web to be dewatered in the press nip in the running direction does not start suddenly, but can be increased continuously from a low value to a high value. This reduces the risk of the fibrous web to be dewatered being crushed in the press nip. In this way, the fibrous web can be dewatered very efficiently in an extended press nip on the one hand and in a way that preserves its volume on the other.

Beispielsweise kann die Faserstoffbahn zusammen mit einem Filz oder zwischen zwei Filzen durch den verlängerten Pressspalt geführt werden, wobei der verlängerte Pressspalt in einer sogenannten Schuhpresse zwischen einer Schuhpresswalze und einer Gegenwalze gebildet sein kann. Anders als bei der Produktion von Tissuebahnen kommt es bei der Produktion von Papierbahnen, insbesondere Verpackungspapierbahnen, weniger auf die Dicke bzw. den sogenannten Bulk an. Deshalb und wegen des erheblich größeren Flächengewichtes bei Papierbahnen, insbesondere Verpackungspapierbahnen, kommen hier auch deutlich höhere Linienlasten in der Presse zum Einsatz, nämlich Linienlasten von mindestens 500 kN/m.For example, the fibrous web can be guided through the extended press nip together with a felt or between two felts, whereby the extended press nip can be formed in a so-called shoe press between a shoe press roll and a counter roll. In contrast to the production of tissue webs, the thickness or so-called bulk is less important in the production of paper webs, especially packaging paper webs. For this reason and because of the considerably higher basis weight of paper webs, especially packaging paper webs, significantly higher line loads are used in the press, namely line loads of at least 500 kN/m.

Die Themen „Energiekosten“ und „CO2-Fußabdruck“ spielen für die Herstellung von Faserstoffbahnen eine immer größer werdende Rolle. Gerade der Energieverbrauch in der heute fast ausschließlich noch gasbeheizten Trockenpartie ist dabei ein wesentlicher Einflussfaktor. Um hier Energie bzw. Gas einzusparen, wäre es sehr vorteilhaft, wenn die aus der vorgelagerten Pressenanordnung kommende Faserstoffbahn bereits einen möglichst großen Trockengehalt aufweisen würde. Ein naheliegender Gedanke könnte sein, einfach die Linienlast in der Pressenanordnung zu erhöhen, um einen größeren Trockengehalt zu erzielen. Dieser Ansatz ist jedoch nur begrenzt praktikabel, da hierdurch die Gefahr besteht, dass die zu entwässernde Faserstoffbahn im Pressspalt verdrückt wird. Hinzu kommt, dass auch der Energieverbrauch in der Pressenanordnung bei gleicher Maschinengeschwindigkeit mit zunehmender Linienlast steigt, und dass mit zunehmender Linienlast die Investitionskosten steigen, da eine erheblich massivere Stuhlung nötig ist.The topics of “energy costs” and “ CO2 footprint” are playing an increasingly important role in the production of fibrous webs. Energy consumption in the drying section, which is now almost exclusively gas-heated, is a key factor. In order to save energy or gas here, it would be very advantageous if the fibrous web coming from the upstream press arrangement already had as high a dry content as possible. An obvious idea could be to simply increase the line load in the press arrangement in order to achieve a higher dry content. However, this approach is only of limited practical use, as there is a risk that the fibrous web to be dewatered will be crushed in the press nip. In addition, energy consumption in the press arrangement also increases with increasing line load at the same machine speed, and investment costs increase with increasing line load, as a considerably more massive frame is required.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Energiekosten und/oder den CO2-Fußabdruck für die Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungsbahn, zu reduzieren.It is an object of the present invention to reduce the energy costs and/or the CO2 footprint for the production of a fibrous web, in particular a packaging web.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung zum Gegenstand.This object is solved by the independent claims. The dependent claims relate to advantageous developments of the present invention.

Konkret wird die Aufgabe dabei durch eine eingangs beschriebene, gattungsgemäße Pressenanordnung gelöst, welche sich dadurch besonders auszeichnet, dass die Hauptpresse derart ausgestaltet ist, dass, wenn sie mit einer Linienlast LL von wenigstens 500 kN/m und einer maximalen Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m betrieben wird, sich ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast WLL das Ergebnis einer Integration des mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist, so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x

Figure DE102023108256A1_0002
Specifically, the task is solved by a generic press arrangement described at the beginning, which is particularly characterized in that the main press is designed in such a way that when it is operated with a line load LL of at least 500 kN/m and a maximum line load LL of less than 1,200 kN/m, a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results, wherein the line load ratio LLR is the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, wherein the weighted line load WLL is the result of an integration of the quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press gap length x, wherein the weighting factor A is one divided by ten megapascals, and wherein the line load LL is the result of an integration of the local pressure p(x) over the press gap length x, so that the following formula results for the line load ratio LLR: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0002

Zum besseren Verständnis wird auf das Diagramm in 3 verwiesen, welches rein schematisch veranschaulicht, wie sich das Linienlastverhältnis LLR einfach bestimmen und verstehen lässt. Auch wenn in diesem schematischen Diagramm keine reale Druckkurve zu sehen ist, so veranschaulicht das Diagramm doch gut die grundsätzliche Vorgehensweise: Zunächst bestimmt man das tatsächliche Druckprofil p(x), also den Verlauf des Drucks, der über die Länge x des verlängerten Pressspalts der Hauptpresse wirkt. In dem vorliegenden Bespiel weist die Hauptpresse einen verlängerten Presspalt von 190 mm auf. Ferner sei der Einfachheit halber angenommen, dass sich der lokale Druck p(x) entlang des verlängerten Pressspalts linear von 0 MPa am Anfang des verlängerten Pressspalts bei x=0 mm auf ungefähr 11,5 MPa am Ende des verlängerten Pressspalts bei x=190 mm erhöht, so dass sich als Druckprofil p(x) eine Gerade ergibt. Die Bestimmung der lokalen Drücke, die in Summe das Druckprofil ergeben, kann beispielsweise mittels einer Druckfolie erfolgen, die in den verlängerten Pressspalt eingeführt wird, bevor Druck durch die Hauptpresse auf diese appliziert wird. Die Druckfolie misst dann, z.B. mittels des Piezo-Effekts, wo genau welcher lokale Druck im Presspalt anliegt. Der Druck in Maschinenquerrichtung ist dabei üblicher Weise konstant, so dass es nur auf das Druckprofil in Maschinenrichtung, also entlang der Länge des verlängerten Pressspalts, ankommt. Allenfalls im Seitenrandbereich mag es zu einer geringfügigen Änderung des Drucks in Maschinenquerrichtung kommen, wobei diese Effekte im Seitenrandbereich hier außer Acht gelassen werden sollen. Solche Druckfolien mit verschiedenen Auflösungen werden zum Beispiel von der Firma Fujifilm unter dem Markennamen „Prescale“ kommerziell angeboten. Vorzugsweise erfolgt die Messung vor dem Anlaufen der Presse, nach der Installation eines frischen Filzes, insbesondere eines frischen und noch trockenen Filzes, welcher zum Durchführen der Faserstoffbahn durch den verlängerten Pressspalt dient. Gemessen werden sollte vorzugsweise mit der maximalen Betriebs-Linienlast der Presse.For a better understanding, please refer to the diagram in 3 which illustrates purely schematically how the line load ratio LLR can be easily determined and understood. Even if no real pressure curve can be seen in this schematic diagram, the diagram does illustrate the basic procedure well: First, the actual pressure profile p(x) is determined, i.e. the course of the pressure that acts over the length x of the extended press nip of the main press. In the example at hand, the main press has an extended press nip of 190 mm. Furthermore, for the sake of simplicity, it is assumed that the local pressure p(x) increases linearly along the extended press nip from 0 MPa at the beginning of the extended press nip at x=0 mm to approximately 11.5 MPa at the end of the extended press nip at x=190 mm, so that the pressure profile p(x) is a straight line. The determination of the local pressures, which together result in the pressure profile, can be carried out, for example, using a pressure film that is introduced into the extended press nip before pressure is applied to it by the main press. The printing film then measures, for example using the piezo effect, exactly where which local pressure is applied in the press nip. The pressure in the cross-machine direction is usually constant, so that only the pressure profile in the machine direction, i.e. along the length of the extended press nip, is important. At most, there may be a slight change in the pressure in the cross-machine direction in the side edge area, although these effects in the side edge area will be ignored here. Such printing films with various resolutions are offered commercially, for example by Fujifilm under the brand name "Prescale". Measurements are preferably taken before the press is started up, after installing a fresh felt, in particular a fresh and still dry felt, which is used to guide the fibrous web through the extended press nip. Measurements should preferably be taken with the press at its maximum operating line load.

Wenn man das Druckprofil p(x) über die Länge des verlängerten Pressspalts x integriert, so ergibt sich daraus die Linienlast LL. In den vorliegenden Beispiel gemäß 3 entspricht die Linienlast LL also der dreieckigen Fläche unter der Geraden, die das Druckprofil p(x) darstellt. Sie beträgt hier 1.093 kN/m, was im Bereich der vorliegenden Erfindung liegt. Auf diese Weise lässt sich auch sehr einfach die Qualität der vorgenommenen Messung überprüfen, nämlich indem die durch Integration ermittelte Linienlast LL mit dem Wert verglichen wird, der man zuvor als Linienlast LL der Hauptpresse eingestellt hat. Grundsätzlich sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Linienlast LL angibt, welche Gesamtkraft die Hauptpresse pro Meter Breite in Maschinenquerrichtung bzw. orthogonal zur Bewegungsrichtung der Faserstoffbahn aufbringt.If the pressure profile p(x) is integrated over the length of the extended press gap x, the line load LL results. In the present example according to 3 The line load LL corresponds to the triangular area under the straight line that represents the pressure profile p(x). Here it is 1,093 kN/m, which is within the scope of the present invention. In this way, the quality of the measurement taken can be checked very easily, namely by comparing the line load LL determined by integration with the value that was previously set as the line load LL of the main press. Basically, it should be noted at this point that the line load LL indicates the total force that the main press applies per meter of width in the cross-machine direction or orthogonal to the direction of movement of the fibrous web.

Basierend auf dem gemessenen Druckprofil p(x) lässt sich nun einfach über die folgende Formel die Kurve des gewichteten quadratischen lokalen Drucks bestimmen: 1 10   M p a p ( x ) 2 .

Figure DE102023108256A1_0003
Dies ergibt die in 3 dargestellte gekrümmte Kurve, welche die Gerade des Druckprofils p(x) bei 10 MPa schneidet. Die Fläche unterhalb dieser gekrümmten Kurve entspricht dabei der gewichteten Linienlast WLL. Deutlich erkennt man in der Grafik der 3, dass lokale Drücke von weniger als 10 MPa zu einer geringeren Fläche und Drücke von über 10 MPa zu einer vergrößerten Fläche gegenüber der Dreiecksfläche, welche die Linienlast LL darstellt, führen. In dem vorliegenden Beispiel beträgt die gewichtete Linienlast WLL 838 kN/m. Hieraus ergibt sich ein Linienlastverhältnis LLR als Quotient aus gewichteter Linienlast WLL zu Linienlast LL von 0,77, was im Bereich der beanspruchten Erfindung liegt, nämlich im Bereich: 0,56 W L L L L 1,33
Figure DE102023108256A1_0004
Based on the measured pressure profile p(x), the curve of the weighted quadratic local pressure can now be easily determined using the following formula: 1 10 M p a p ( x ) 2 .
Figure DE102023108256A1_0003
This results in the 3 The curved curve shown here intersects the straight line of the pressure profile p(x) at 10 MPa. The area below this curved curve corresponds to the weighted line load WLL. The graph clearly shows the 3 that local pressures of less than 10 MPa lead to a smaller area and pressures of more than 10 MPa lead to an increased area compared to the triangular area, which represents the line load LL. In the present example, the weighted line load WLL is 838 kN/m. This results in a line load ratio LLR as the quotient of weighted line load WLL to line load LL of 0.77, which is within the scope of the claimed invention, namely in the range: 0.56 W L L L L 1.33
Figure DE102023108256A1_0004

In der Praxis muss die Druckprofilkurve p(x) selbstverständlich keine Gerade sein. Stattdessen gibt es eine schier unerschöpfliche Vielfallt an möglichen Druckprofilkurven p(x), selbst wenn die Linienlast LL, also die Fläche unter der Kurve gleichbleibt. Die Form der Druckprofilkurve p(x) hängt maßgeblich von dem geometrischen Design der Presselemente ab, die zwischen sich den verlängerten Pressspalt ausbilden, insbesondere von dem geometrischen Design eines etwaigen Pressschuhs bei Verwendung einer Schuhpresse.In practice, the pressure profile curve p(x) does not have to be a straight line. Instead, there is an almost inexhaustible variety of possible pressure profile curves p(x), even if the line load LL, i.e. the area under the curve, remains the same. The shape of the pressure profile curve p(x) depends largely on the geometric design of the press elements that form the extended press gap between them, in particular on the geometric design of any press shoe when using a shoe press.

Bisher wurde für die Charakterisierung des Druckverlaufs in einem verlängerten Pressspalt nur die Linienlast LL verwendet. Die Erfinder haben aber erkannt, dass dieser Parameter allein nicht ausreicht, um den Druckverlauf, und damit auch das Entwässerungsverhalten im Pressspalt genau zu charakterisieren.Until now, only the line load LL was used to characterize the pressure curve in an extended press nip. However, the inventors have recognized that this parameter alone is not sufficient to accurately characterize the pressure curve and thus also the drainage behavior in the press nip.

Da durch die Integration eine gewisse Mittelung stattfindet, liefert beispielsweise ein konstanter Druckverlauf p=10 MPa über die gesamte Länge des Pressspalts dieselbe Linienlast LL, wie ein Druckverlauf von p=0 MPa in der ersten Hälfte und p=20 MPa in der zweiten Hälfte der Schuhlänge. Die Wirkung diese beiden Druckverläufe auf die Entwässerung und auf die Blattstruktur ist jedoch stark unterschiedlich.Since a certain averaging takes place through integration, for example, a constant pressure curve p=10 MPa over the entire length of the press nip produces the same line load LL as a pressure curve of p=0 MPa in the first half and p=20 MPa in the second half of the shoe length. However, the effect of these two pressure curves on the drainage and on the sheet structure is very different.

Durch die Gewichtung in der gewichteten Linienlast WLL wird dieser Unterschied sichtbar gemacht. So ergibt sich für den ersten Fall (p=10 MPa) WLL = LL, bzw. ein Linienlastverhältnis LLR von 1, und im zweiten Fall WLL = 1,5 LL, also ein Linienlastverhältnis LLR von 1,5.This difference is made visible by the weighting in the weighted line load WLL. For the first case (p=10 MPa) this results in WLL = LL, or a line load ratio LLR of 1, and in the second case WLL = 1.5 LL, i.e. a line load ratio LLR of 1.5.

Die Verhältniszahl erlaubt es also sehr einfach und effizient, Druckprofile mit derselben Linienlast in ihrer Wirkung voneinander zu unterscheiden, ohne detailliert den Verlauf der Druckkurve analysieren zu müssen. Generell liefern bei gleicher Linienlast Druckprofile mit starken Druckschwankungen und höheren Spitzendrücken tendenziell größere LLR-Werte als ausgeglichene Profile mit mittleren Druckwerten.The ratio therefore makes it very easy and efficient to differentiate between pressure profiles with the same line load in terms of their effect, without having to analyse the course of the pressure curve in detail. In general, for the same line load, pressure profiles with strong pressure fluctuations and higher peak pressures tend to produce larger LLR values than balanced profiles with average pressure values.

Es ist das Verdienst der Erfinder, herausgefunden zu haben, dass eine besonders effiziente Entwässerung der Faserstoffbahn erzielt werden kann, wenn das Linienlastverhältnis LLR mindestens 0,56 und höchstens 1,33 beträgt, wobei als Randbedingungen gelten, dass die Linienlast mindestens 500 kN/m und maximale weniger als 1.200 kN/m beträgt und dass der Pressspalt eine Länge von wenigstens 150 mm aufweist. Sofern der verlängerte Pressspalt durch eine Schuhpresse bereitgestellt wird, weist die Gegenwalze zum Schuh zudem vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher kleiner als 3.000 mm ist.It is to the credit of the inventors that they have discovered that particularly efficient dewatering of the fibrous web can be achieved if the line load ratio LLR is at least 0.56 and at most 1.33, with the boundary conditions being that the line load is at least 500 kN/m and a maximum of less than 1,200 kN/m and that the press nip has a length of at least 150 mm. If the extended press nip is provided by a shoe press, the counter roll to the shoe also preferably has a diameter that is less than 3,000 mm.

Das Linienlastverhältnis LLR beschreibt somit indirekt das geometrische Design der Presselemente, insbesondere eines etwaigen Pressschuhs. Da es eine unüberschaubar große Anzahl an unterschiedlichen geometrischen Designs gibt, die alle zu einem Linienlastverhältnis LLR zwischen 0,56 und 1,33 führen, ist hier die Wahl des Linienlastverhältnisses LLR angebracht, um die erfindungsgemäße Lösung zu beschreiben. Wichtig ist, dass sich für eine Pressenanordnung mit einem festgelegten Design der Presselemente das Linienlastverhältnis LLR einfach und eindeutig bestimmen lässt. Auch liegt es im Können des Fachmanns, in Kenntnis der vorliegenden Erfindung die Presselemente so auszulegen, dass sich das gewünschte Linienlastverhältnis LLR einstellt.The line load ratio LLR thus indirectly describes the geometric design of the press elements, in particular of any press shoe. Since there is an unmanageable number of different geometric designs, all of which lead to a line load ratio LLR between 0.56 and 1.33, the choice of the line load ratio LLR is appropriate here to describe the solution according to the invention. It is important that the line load ratio LLR can be determined easily and clearly for a press arrangement with a fixed design of the press elements. It is also within the skill of the expert, with knowledge of the present invention, to design the press elements in such a way that the desired line load ratio LLR is achieved.

Bei bekannten Pressenanordnungen liegt das Linienlastverhältnis LLR für die oben genannten Randbedingungen stets unter 0,56. Bei der erfindungsgemäßen Pressenanordnung sind die Presselemente hingegen so ausgelegt, dass sich ein Linienlastverhältnis LLR zwischen 0,56 und 1,33 ergibt, bevorzugt zwischen 0,61 und 1,01, besonders vorzugsweise zwischen 0,66 und 0,89. Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein solches Linienlastverhältnis LLR zu einer effizienteren Entwässerung der Faserstoffbahn führt, gegenüber bekannten Pressen, deren Linienlastverhältnis LLR außerhalb dieses Wertebereichs, insbesondere unter 0,56 liegt.In known press arrangements, the line load ratio LLR for the above-mentioned boundary conditions is always below 0.56. In the press arrangement according to the invention, however, the press elements are designed such that a line load ratio LLR of between 0.56 and 1.33 results, preferably between 0.61 and 1.01, particularly preferably between 0.66 and 0.89. It has surprisingly been shown that such a line load ratio LLR leads to more efficient dewatering of the fibrous web, compared to known presses whose line load ratio LLR lies outside this value range, in particular below 0.56.

Die Erfinder haben ferner herausgefunden, dass es hinsichtlich einer effizienten Entwässerung der Faserstoffbahn vorteilhaft ist, wenn die Pressenanordnung ferner eine der Hauptpresse in Laufrichtung der Faserstoffbahn, vorzugsweise unmittelbar, vorgelagerte Vorpresse umfasst. Die Vorpresse dient dabei dazu, die Faserstoffbahn bereits so weit vorzuverfestigen und zu entfeuchten, dass sie trotz eines hohen Spitzendrucks in der Hauptpresse nicht zerdrückt wird. Die erfindungsgemäße Pressenanordnung kann bei Bedarf auch noch eine oder mehrere weitere Pressen umfassen. Insbesondere kann der Vorpresse eine weitere Presse vorgelagert sein.The inventors have also found that it is advantageous with regard to efficient dewatering of the fibrous web if the press arrangement also comprises a pre-press arranged in the running direction of the fibrous web, preferably immediately upstream of the main press. The pre-press serves to pre-consolidate and dehumidify the fibrous web to such an extent that it is not crushed despite a high peak pressure in the main press. The press arrangement according to the invention can also comprise one or more further presses if required. In particular, another press can be arranged upstream of the pre-press.

Insbesondere kann die Vorpresse bevorzugt ebenfalls einen verlängerten Pressspalt aufweisen, wobei die Vorpresse derart ausgestaltet ist, dass ihr Linienlastverhältnis LLR kleiner als 0,56, zumindest aber kleiner als 0,66, ist.In particular, the pre-press can preferably also have an extended press nip, wherein the pre-press is designed such that its line load ratio LLR is less than 0.56, but at least less than 0.66.

Hinsichtlich der maximalen Betriebs-Linienlast, mit dem die Hauptpresse betrieben werden kann, kann auch nur bei höchstens 1.100 kN/m liegen. Gerade ältere Pressenanordnungen sind hinsichtlich ihrer Stuhlung so ausgelegt, dass sie keine höheren Betriebs-Linienlasten erzielen können. Wie oben erwähnt, würde eine Änderung der Stuhlung zu enormen Investitionskosten führen.The maximum operating line load with which the main press can be operated can only be 1,100 kN/m. Older press arrangements in particular are designed in such a way that they cannot achieve higher operating line loads. As mentioned above, changing the frame would lead to enormous investment costs.

Auch wenn der Spitzendruck aus den zuvor beschriebenen Gründen nicht beliebig groß sein kann, liegt er bevorzugt bei über 8 MPa, was unter Verwendung des erfindungsgemäßen Linienlastverhältnisses LLR noch immer zu einer signifikanten Trockengehaltssteigerung führt, ohne jedoch die Faserstoffbahn unzulässig zu verdrücken.Even if the peak pressure cannot be arbitrarily high for the reasons described above, it is preferably above 8 MPa, which, when using the line load ratio LLR according to the invention, still leads to a significant increase in dry matter content, but without unduly compressing the fibrous web.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorpresse eine Schuhpresse ist, welche einen Pressschuh mit einer im Wesentlichen konkav gewölbten Oberfläche und einen um den Pressschuh rotierbar gelagerten Schuhpressmantel umfasst.A preferred embodiment of the invention provides that the pre-press is a shoe press which comprises a press shoe with a substantially concavely curved surface and a shoe press jacket rotatably mounted around the press shoe.

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Schuhpressmantel zumindest teilweise aus Polyurethan besteht, welches durch Reagieren eines Präpolymers und einer Vernetzerkomponente gebildet ist, wobei das Präpolymer ein Reaktionsprodukt von 1,4-Phenylendiisocyanat (PPDI) und einer Polyolkomponente enthaltend wenigstens ein Polyetherpolyol und/oder wenigstens ein Polycarbonatpolyol ist, und wobei die Vernetzerkomponente ein C2-14-Diol enthält. Weiter bevorzugt ist es, wenn die Polyolkomponente des Präpolymers Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) und wenigstens ein Polycarbonatpolyol umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Vernetzerkomponente Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) und/oder wenigstens ein Polycarbonatpolyol umfassen.It has proven to be advantageous if the shoe press cover consists at least partially of polyurethane, which is formed by reacting a prepolymer and a crosslinking component, wherein the prepolymer is a reaction product of 1,4-phenylene diisocyanate (PPDI) and a polyol component containing at least one polyether polyol and/or at least one polycarbonate polyol, and wherein the crosslinking component contains a C 2-14 diol. It is further preferred if the polyol component of the prepolymer comprises polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and at least one polycarbonate polyol. Alternatively or additionally, the crosslinking component can comprise polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and/or at least one polycarbonate polyol.

Ein Pressmantel mit einer derartigen Polyurethanschicht hat sich als überraschend widerstandsfähig auch bei hohen Spitzendrücken erwiesen. Spitzendrücke von auch deutlich mehr als 8 MPa stellen kein Problem dar. Gleichzeitig ist diese Polyurethanmischung geeignet, immer noch eine gute Haftung zu darin eingebetteten Verstärkungsfäden zu behalten, selbst nach vielen Wechsellastzyklen unter hohen Spitzendrücken.A press jacket with such a polyurethane layer has proven to be surprisingly resistant even at high peak pressures. Peak pressures of significantly more than 8 MPa are no problem. At the same time, this polyurethane mixture is capable of maintaining good adhesion to the reinforcement threads embedded in it, even after many alternating load cycles under high peak pressures.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, vorzugsweise von Packaging Testliner, umfassend eine zuvor beschriebene, erfindungsgemäße Pressenanordnung.According to a further aspect, the present invention relates to a machine for producing a fibrous web, preferably packaging testliner, comprising a previously described press arrangement according to the invention.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Pressen einer Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapierbahn, wie Packaging Testliner, vorzugsweise unter Verwendung einer zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Pressenanordnung, wobei die Faserstoffbahn durch eine Hauptpresse mit einem verlängerten Pressspalt von wenigstens 150 mm Länge, vorzugsweise wenigstens 190 mm Länge, geführt wird, wobei die Hauptpresse mit einer Linienlast von mindestens 500 kN/m und einer maximalen Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m, vorzugsweise wenigstens 1.100 kN/m betrieben wird, wobei die Hauptpresse derart ausgestaltet ist, dass sich ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast WLL das Ergebnis einer Integration eines mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist, so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x

Figure DE102023108256A1_0005
The invention further relates to a method for pressing a fibrous web, in particular packaging paper web, such as packaging testliner, preferably using a previously described press arrangement according to the invention, wherein the fibrous web is guided through a main press with an extended press nip of at least 150 mm in length, preferably at least 190 mm in length, wherein the main press is operated with a line load of at least 500 kN/m and a maximum line load LL of less than 1,200 kN/m, preferably at least 1,100 kN/m, wherein the main press is designed in such a way that a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results, wherein the line load ratio LLR is the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, wherein the weighted line load WLL is the result of an integration of a quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press nip length x, wherein the weighting factor A is one divided by ten megapascals, and where the line load LL is the result of an integration of the local pressure p(x) over the press gap length x, so that the line load ratio LLR is given by the following formula: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0005

Die Wirk- und Vorteilsangaben, die zuvor hinsichtlich der erfindungsgemäßen Pressenanordnung angegeben wurden, gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The effects and advantages previously stated with regard to the press arrangement according to the invention also apply mutatis mutandis to the method according to the invention and vice versa.

So beträgt auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Linienlastverhältnis LLR vorzugsweise mindestens 0,61 und höchstens 1,01, weiter bevorzugt mindestens 0,66 und höchstens 0,89.Thus, in the method according to the invention, the line load ratio LLR is preferably at least 0.61 and at most 1.01, more preferably at least 0.66 and at most 0.89.

Zudem wird die Faserstoffbahn vorzugsweise ferner durch eine der Hauptpresse in Laufrichtung der Faserstoffbahn, vorzugsweise unmittelbar, vorgelagerte Vorpresse geführt, wobei die Vorpresse ebenfalls einen verlängerten Pressspalt aufweisen kann, und wobei die Vorpresse derart ausgestaltet sein kann, dass das Linienlastverhältnis LLR der Vorpresse kleiner als 0,56, auf jeden Fall aber kleiner als 0,66, istIn addition, the fibrous web is preferably further guided through a pre-press which is arranged upstream of the main press in the running direction of the fibrous web, preferably immediately upstream, whereby the pre-press can also have an extended press nip, and whereby the pre-press can be designed such that the line load ratio LLR of the pre-press is less than 0.56, but in any case less than 0.66.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind besonders geeignet, wenn es sich bei der Faserstoffbahn um grafische Papiersorten oder um Sorten handelt, die dem Bereich Board & Packaging zuzurechnen sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich bei der Faserstoffbahn um eine Verpackungspapierbahn, wie Packaging Testliner handelt. Von geringerer oder keine Bedeutung sind hingegen Tissue-Sorten.The method and device according to the invention are particularly suitable when the fibrous web is a graphic paper type or a type that is assigned to the board and packaging sector. It is particularly preferred when the fibrous web is a packaging paper web, such as packaging testliner. Tissue types, on the other hand, are of lesser or no importance.

Besonders effizient kann das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden, wenn die Faserstoffbahn zu mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% aus OCC-Fasern besteht. OCC ist eine im Fachkreis bekannte Abkürzung und steht für „old corrugated containers“. Mit anderen Worten eignet sich die erfindungsgemäße Pressenanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren besonders gut dazu, Faserstoffbahnen effizient zu entwässern, die einen erheblichen oder gar maßgeblichen Anteil an gebrauchten Fasern, also keinen Frischfasern, aufweisen. Dies hängt mit der hohen Widerstandskraft der OCC-Fasern gegen hohe Drücke zusammen. Die restlichen Fasern der zu pressenden Faserstoffbahn können zum Beispiel aus Holzstoff oder Zellstoff, wie TMP, CTMP und/oder PGW ausgewählt werden bzw. sein.The method according to the invention can be used particularly efficiently if the fibrous web consists of at least 20% by weight, preferably at least 50% by weight, of OCC fibers. OCC is an abbreviation known in the art and stands for "old corrugated containers". In other words, the press arrangement according to the invention and the method according to the invention are particularly well suited to efficiently dewatering fibrous webs that have a significant or even significant proportion of used fibers, i.e. no fresh fibers. This is related to the high resistance of the OCC fibers to high pressures. The remaining fibers of the fibrous web to be pressed can be selected, for example, from mechanical pulp or cellulose, such as TMP, CTMP and/or PGW.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umbauen einer vorhandenen Pressenanordnung zum Pressen einer Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn, umfassend eine Hauptpresse mit einem verlängerten Pressspalt, wobei der Pressspalt eine Länge von wenigstens 150 mm, vorzugsweise von wenigstens 190 mm, aufweist, wobei die Hauptpresse derart ausgestaltet ist, mit einer Linienlast von mehr als 500 kN/m und einer maximalen Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m betrieben zu werden, wobei sich ein Linienlastverhältnis LLR von weniger als 0,56 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast WLL das Ergebnis einer Integration des mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist,
so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x

Figure DE102023108256A1_0006
wobei die Pressenanordnung derart umgebaut wird, dass sich nach dem Umbau ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt.A further aspect of the present invention relates to a method for converting an existing press arrangement for pressing a fibrous web, in particular a cardboard web, comprising a main press with an extended press nip, the press nip having a length of at least 150 mm, preferably of at least 190 mm, the main press being designed to be operated with a line load of more than 500 kN/m and a maximum line load LL of less than 1,200 kN/m, resulting in a line load ratio LLR of less than 0.56, the line load ratio LLR being the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, the weighted line load WLL being the result of an integration of the quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press nip length x, the weighting factor A being one divided by ten megapascals, and the line load LL being the result of an integration of the local pressure p(x) over the press nip length x is over,
so that the following formula results for the line load ratio LLR: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0006
wherein the press arrangement is modified in such a way that after the modification a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results.

Durch einen solchen Umbau kann auch die Entwässerungseffizienz von älteren Pressenanordnungen nachträglich ohne allzu großen Aufwand erhöht werden, insbesondere ohne die Stuhlung verstärken zu müssen, wie es bei einer Erhöhung der maximal aufbringbaren Linienlast LL nötig wäre.By means of such a conversion, the dewatering efficiency of older press arrangements can also be subsequently increased without too much effort, in particular without having to reinforce the frame, as would be necessary if the maximum applicable line load LL were increased.

Die vorliegende Erfindung erlaubt es auf vorteilhafte Weise, dass sich der Umbau konstruktiv im Wesentlichen auf den Austausch von wenigstens einem Presselement der Hauptpresse beschränkt, insbesondere auf den Austausch eines Pressschuhs, wenn es sich bei der Hauptpresse um eine Schuhpresse handelt.The present invention advantageously allows the conversion to be structurally limited essentially to the replacement of at least one press element of the main press, in particular to the replacement of a press shoe if the main press is a shoe press.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines mit Hilfe von schematischen Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1: eine erfindungsgemäße Pressenanordnung, umfassend eine Hauptpresse und eine Vorpresse;
  • 2: eine vergrößerte und detaillierte Darstellung der Hauptpresse der in 1 gezeigten Pressenanordnung,
  • 3: eine beispielhafte Druckkurve im verlängerten Pressspalt der Hauptpresse, wobei die Druckkurve nur der Verdeutlichung dient.
The invention is explained in more detail below using an embodiment described with the aid of schematic figures.
  • 1 : a press arrangement according to the invention, comprising a main press and a pre-press;
  • 2 : an enlarged and detailed representation of the main press of the 1 shown press arrangement,
  • 3 : an example pressure curve in the extended press nip of the main press, whereby the pressure curve is for illustrative purposes only.

1 zeigt ganz schematisch eine erfindungsgemäße Pressenordnung, umfassend eine Hauptpresse 1 und eine in Bewegungsrichtung BR einer Faserstoffbahn 8 unmittelbar davor angeordnete Vorpresse 11. In diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl die Hauptpresse 1 als auch die Vorpresse 11 als Schuhpressen ausgebildet und weisen somit jeweils einen verlängerten Pressspalt auf. Alternativ könnte jedoch die Vorpresse 11 auch keinen verlängerten Pressspalt aufweisen und/oder die Vorpresse 11 und die Hauptpresse 1 könnten sich eine gemeinsame Zentralwalze teilen. Die Zentralwalze wäre dann ein Pressenelement, mittels welchem sowohl der verlängerte Pressspalt der Vorpresse 11 als auch der verlängerte Pressspalt der Hauptpresse 1 ausgebildet würde. 1 shows a very schematic representation of a press arrangement according to the invention, comprising a main press 1 and a pre-press 11 arranged directly in front of it in the direction of movement BR of a fibrous web 8. In this exemplary embodiment, both the main press 1 and the pre-press 11 are designed as shoe presses and thus each have an extended press nip. Alternatively, however, the pre-press 11 could also have no extended press nip and/or the pre-press 11 and the main press 1 could share a common central roller. The central roller would then be a press element by means of which both the extended press nip of the pre-press 11 and the extended press nip of the main press 1 would be formed.

2 zeigt eine vergrößerte und detaillierte Darstellung der Hauptpresse 1, auf welche es erfindungsgemäß besonders ankommt. Diese ist ausgelegt, um mit einer Linienlast LL von mindestens 500 kN/m und maximal weniger als 1.200 kN/m betrieben zu werden. Der verlängerte Pressspalt 7 der Hauptpresse 1 wird durch zwei Presselemente bereitgestellt, nämlich eine Schuhpresswalze 2 und eine Gegenwalze 3. Die Schuhpresswalze 2 umfasst einen Pressschuh 5, welcher sich an einem stehenden Joch 4 abstützt, und einen Schuhpressmantel 6, welcher rotierbar um den Pressschuh 5 angeordnet ist. Vorzugsweise wird die Faserstoffbahn 8 dabei sandwichartig zwischen zwei Pressfilzen 9 durch den verlängerten Presspalt 7 geführt. Der Pressschuh 5 weist eine im Wesentlichen konkav geformte Oberfläche auf, über welche der Schuhpressmantel 6 läuft, während der Pressschuh 5 diesen mit einer hohen Druckkraft F in Richtung auf die Gegenwalze 3 hin presst. Das geometrische Design der Presselemente, insbesondere des Pressschuhs 5, ist dabei derart ausgewählt, dass sich ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt. 2 shows an enlarged and detailed illustration of the main press 1, which is of particular importance according to the invention. This is designed to be operated with a line load LL of at least 500 kN/m and a maximum of less than 1,200 kN/m. The extended press nip 7 of the main press 1 is provided by two press elements, namely a shoe press roll 2 and a counter roll 3. The shoe press roll 2 comprises a press shoe 5, which is supported on a stationary yoke 4, and a shoe press cover 6, which is arranged so as to be rotatable around the press shoe 5. The fibrous web 8 is preferably guided through the extended press nip 7 in a sandwich-like manner between two press felts 9. The press shoe 5 has a substantially concavely shaped surface over which the shoe press cover 6 runs, while the press shoe 5 presses it with a high compressive force F in the direction of the counter roll 3. The geometric design of the pressing elements, in particular of the press shoe 5, is selected such that a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results.

Die Druckkraft F ist vorzugsweise so groß gewählt, dass der Spitzendruck, welcher auf die Faserstoffbahn 8 im verlängerten Pressspalt 7 wirkt, wenigstens 8 MPa beträgt. Die Länge des verlängerten Pressspalts der Hauptpresse 1 beträgt mindestens 150 mm, vorzugsweise mindestens 190 mm.The pressure force F is preferably selected to be so large that the peak pressure acting on the fibrous web 8 in the extended press nip 7 is at least 8 MPa. The length of the extended press nip of the main press 1 is at least 150 mm, preferably at least 190 mm.

Es hat sich bei solchen Spitzendrücken als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Schuhpressmantel 6 zumindest teilweise aus Polyurethan besteht, welches durch Reagieren eines Präpolymers und einer Vernetzerkomponente gebildet ist, wobei das Präpolymer ein Reaktionsprodukt von 1,4-Phenylendiisocyanat (PPDI) und einer Polyolkomponente enthaltend wenigstens ein Polyetherpolyol und/oder wenigstens ein Polycarbonatpolyol ist, und wobei die Vernetzerkomponente ein C2-14-Diol enthält. Beispielsweise kann der Schuhpressmantel 6 eine von der Polyurethanschicht eingebettete Verstärkungsstruktur aus Fäden aufweisen, wobei das Präpolymer der Polyurethanschicht zu 50 Gew.-% aus einer Mischung von 1,4-Phenylendiisocyanat (PPDI) und C5-6-Polycarbonatdiol und zu 50 Gew.-% aus einer Mischung von 1,4-Phenylendiisocyanat (PPDI) und Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) besteht, und wobei der Vernetzer Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) und 1,6-Hexandiol umfasst oder vorzugsweise maßgeblich daraus gebildet ist.It has proven to be particularly advantageous at such peak pressures if the shoe press cover 6 consists at least partially of polyurethane which is formed by reacting a prepolymer and a crosslinking component, wherein the prepolymer is a reaction product of 1,4-phenylene diisocyanate (PPDI) and a polyol component containing at least one polyether polyol and/or at least one polycarbonate polyol, and wherein the crosslinking component contains a C 2-14 diol. For example, the shoe press cover 6 can have a reinforcement structure made of threads embedded in the polyurethane layer, wherein the prepolymer of the polyurethane layer consists of 50 wt.% of a mixture of 1,4-phenylene diisocyanate (PPDI) and C 5-6 polycarbonate diol and 50 wt.% of a mixture of 1,4-phenylene diisocyanate (PPDI) and polytetramethylene ether glycol (PTMEG), and wherein the crosslinker comprises polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and 1,6-hexanediol or is preferably formed substantially therefrom.

Die in 1 schematisch gezeigte Vorpresse 11 kann und ist vorzugsweise anders als die Hauptpresse 1 ausgebildet. Insbesondere kann sie, anders als die Hauptpresse 1, derart ausgebildet sein, dass das Linienlastverhältnis LLR der Vorpresse 11 kleiner als 0,56, zumindest aber kleiner als 0,66, ist. Die Vorpresse 11 dient in der Pressenanordnung insbesondere dazu, die Faserstoffbahn 8 für den Durchgang durch die Hauptpresse 1 ausreichend vorzuverfestigen, damit diese trotz eines relativ hohen Spitzendrucks in der zweiten Presse 1 nicht unzulässig stark verdrückt wird.The in 1 The schematically shown pre-press 11 can and is preferably designed differently from the main press 1. In particular, unlike the main press 1, it can be designed such that the line load ratio LLR of the pre-press 11 is less than 0.56, but at least less than 0.66. The pre-press 11 serves in the press arrangement in particular to sufficiently pre-consolidate the fibrous web 8 for passage through the main press 1 so that it can be used despite a relatively high peak pressure in the second press 1 is not pressed too strongly.

Die Faserstoffbahn 8 dient vorzugsweise zur Herstellung einer Verpackungspapierbahn bzw. ist eine solche Verpackungspapierbahn. Ferner besteht die Faserstoffbahn vorzugsweise zu mindestens 20 Gew.-%, weiter bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-% aus OCC-Fasern, welche sich durch eine besonders hohe Widerstandskraft auch gegen große Spitzendrücke auszeichnen.The fibrous web 8 is preferably used to produce a packaging paper web or is such a packaging paper web. Furthermore, the fibrous web preferably consists of at least 20% by weight, more preferably at least 50% by weight, of OCC fibers, which are characterized by a particularly high resistance even to high peak pressures.

Die erfindungsgemäße Pressenanordnung 1 könnte theoretisch auch noch mehr Pressen als nur die Vorpresse 11 und die Hauptpresse 1 aufweisen. Jedoch ist vorzugsweise die Hauptpresse 1 die letzte Presse der Pressenanordnung, d.h. die letzte Presse, bevor die Faserstoffbahn 8 an eine der Pressenanordnung nachgelagerte Trockenpartie übergeben wird.The press arrangement 1 according to the invention could theoretically also have more presses than just the pre-press 11 and the main press 1. However, the main press 1 is preferably the last press of the press arrangement, i.e. the last press before the fibrous web 8 is transferred to a drying section downstream of the press arrangement.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Hauptpressemain press
22
Schuhpresswalzeshoe press roll
33
Gegenwalzecounter roller
44
stehendes Jochstanding yoke
55
Pressschuhpress shoe
66
Schuhpressmantelshoe press cover
77
verlängerter Pressspaltextended press nip
88
Faserstoffbahnfibrous web
99
Pressfilzpress felt
1010
Pressenanordnungpress arrangement
1111
Vorpressepre-press
BRBR
Bewegungsrichtungdirection of movement
FF
Druckkraftcompressive force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2017207475 A1 [0002]WO 2017207475 A1 [0002]

Claims (15)

Pressenanordnung (10) zum Pressen einer Faserstoffbahn (8), insbesondere Verpackungspapierbahn, umfassend eine Hauptpresse (1) mit einem verlängerten Pressspalt (7), wobei der Pressspalt (7) eine Länge von wenigstens 150 mm, vorzugsweise von wenigstens 190 mm, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpresse (1) derart ausgestaltet ist, dass, wenn sie mit einer Linienlast LL von wenigstens 500 kN/m und einer maximalen Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m betrieben wird, sich ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast WLL das Ergebnis einer Integration des mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist, so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0007
Press arrangement (10) for pressing a fibrous web (8), in particular a packaging paper web, comprising a main press (1) with an extended press nip (7), the press nip (7) having a length of at least 150 mm, preferably of at least 190 mm, characterized in that the main press (1) is designed such that, when it is operated with a line load LL of at least 500 kN/m and a maximum line load LL of less than 1,200 kN/m, a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results, the line load ratio LLR being the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, the weighted line load WLL being the result of an integration of the quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press nip length x, the weighting factor A being one divided by ten megapascals, and the line load LL is the result of an integration of the local pressure p(x) over the press gap length x, so that the following formula results for the line load ratio LLR: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0007
Pressenanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Linienlastverhältnis LLR mindestens 0,61 und höchstens 1,01 beträgt, vorzugsweise mindestens 0,66 und höchstens 0,89.Press arrangement (10) according to Claim 1 , characterized in that the line load ratio LLR is at least 0.61 and at most 1.01, preferably at least 0.66 and at most 0.89. Pressenanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, durch gekennzeichnet, dass die Pressenanordnung (10) ferner eine der Hauptpresse (1) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (8), vorzugsweise unmittelbar, vorgelagerte Vorpresse (11) umfasst.Press arrangement (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the press arrangement (10) further comprises a pre-press (11) arranged upstream of the main press (1) in the running direction of the fibrous web (8), preferably immediately upstream. Pressenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpresse (1) ausgestaltet ist, um mit einer Linienlast LL von höchstens 1.100 kN/m betrieben zu werden.Press arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the main press (1) is designed to be operated with a line load LL of at most 1,100 kN/m. Pressenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpresse (1) eine Schuhpresse ist, welche einen Pressschuh (5) mit einer im Wesentlichen konkav gewölbten Oberfläche und einen um den Pressschuh (5) rotierbar gelagerten Schuhpressmantel (6) umfasst.Press arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the main press (1) is a shoe press which comprises a press shoe (5) with a substantially concavely curved surface and a shoe press jacket (6) rotatably mounted around the press shoe (5). Pressenanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuhpressmantel (6) zumindest teilweise aus Polyurethan besteht, welches durch Reagieren eines Präpolymers und einer Vernetzerkomponente gebildet ist, wobei das Präpolymer ein Reaktionsprodukt von 1,4-Phenylendiisocyanat (PPDI) und einer Polyolkomponente enthaltend wenigstens ein Polyetherpolyol und/oder wenigstens ein Polycarbonatpolyol ist, und wobei die Vernetzerkomponente ein C2-14-Diol enthält.Press arrangement (10) according to claim 5 , characterized in that the shoe press cover (6) consists at least partially of polyurethane which is formed by reacting a prepolymer and a crosslinking component, wherein the prepolymer is a reaction product of 1,4-phenylene diisocyanate (PPDI) and a polyol component containing at least one polyether polyol and/or at least one polycarbonate polyol, and wherein the crosslinking component contains a C 2-14 diol. Pressenanordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolkomponente des Präpolymers Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) und wenigstens ein Polycarbonatpolyol umfasst.Press arrangement (10) according to claim 6 , characterized in that the polyol component of the prepolymer comprises polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and at least one polycarbonate polyol. Pressenanordnung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzerkomponente Polytetramethylenetherglycol (PTMEG) und/oder wenigstens ein Polycarbonatpolyol umfasst.Press arrangement (10) according to claim 6 or 7 , characterized in that the crosslinking component comprises polytetramethylene ether glycol (PTMEG) and/or at least one polycarbonate polyol. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (8), vorzugsweise von Packaging Testliner, umfassend eine Pressenanordnung (10) einem der vorhergehenden Ansprüche.Machine for producing a fibrous web (8), preferably packaging testliner, comprising a press arrangement (10) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Pressen einer Faserstoffbahn (8), insbesondere Verpackungspapierbahn, wie Packaging Testliner, vorzugsweise unter Verwendung einer Pressenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Faserstoffbahn (8) durch eine Hauptpresse (1) mit einem verlängerten Pressspalt (7) von wenigstens 150 mm Länge, vorzugsweise wenigstens 190 mm Länge, geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpresse (1) mit einer Linienlast LL von mindestens 500 kN/m und einer maximalen Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m, vorzugsweise weniger als 1.100 kN/m, betrieben wird, wobei die Hauptpresse (1) derart ausgestaltet ist, dass sich ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast WLL das Ergebnis einer Integration eines mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist, so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0008
Method for pressing a fibrous web (8), in particular packaging paper web, such as Packaging Testliner, preferably using a press arrangement (10) according to one of the Claims 1 until 8 , wherein the fibrous web (8) is guided through a main press (1) with an extended press nip (7) of at least 150 mm in length, preferably at least 190 mm in length, characterized in that the main press (1) is operated with a line load LL of at least 500 kN/m and a maximum line load LL of less than 1,200 kN/m, preferably less than 1,100 kN/m, wherein the main press (1) is designed in such a way that a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results, wherein the line load ratio LLR is the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, wherein the weighted line load WLL is the result of an integration of a quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press nip length x, wherein the weighting factor A is one divided by ten megapascals, and wherein the line load LL is the result of an integration of the local pressure p(x) over the press gap length x, so that the following formula results for the line load ratio LLR: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0008
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Linienlastverhältnis LLR mindestens 0,61 und höchstens 1,01 beträgt, vorzugsweise mindestens 0,66 und höchstens 0,89.procedure according to claim 10 , characterized in that the line load ratio LLR is at least 0.61 and at most 1.01, preferably at least 0.66 and at most 0.89. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (8) ferner durch eine der Hauptpresse (1) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (8), vorzugsweise unmittelbar, vorgelagerte Vorpresse (11) geführt wird.procedure according to claim 10 or 11 , characterized in that the fibrous web (8) is further guided through a pre-press (11) arranged upstream of the main press (1) in the running direction of the fibrous web (8), preferably immediately upstream. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (8) zu mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% aus OCC-Fasern besteht.Method according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the fibrous web (8) consists of at least 20 wt.%, preferably at least 50 wt.% OCC fibers. Verfahren zum Umbauen einer vorhandenen Pressenanordnung (10) zum Pressen einer Faserstoffbahn (8), insbesondere Verpackungspapierbahn, umfassend eine Hauptpresse (1) mit einem verlängerten Pressspalt (7), wobei der Pressspalt (7) eine Länge von wenigstens 150 mm, vorzugsweise von wenigstens 190 mm, aufweist, wobei die Hauptpresse (1) derart ausgestaltet ist, mit einer Linienlast von mehr als 500 kN/m und einer maximalen Linienlast LL von weniger als 1.200 kN/m betrieben zu werden, wobei sich ein Linienlastverhältnis LLR von weniger als 0,56 ergibt, wobei das Linienlastverhältnis LLR der Quotient einer gewichteten Linienlast WLL zur Linienlast LL ist, wobei die gewichtete Linienlast WLL das Ergebnis einer Integration des mit einem Gewichtungsfaktors A gewichteten quadratischen lokalen Drucks p(x)2 über die Pressspaltlänge x hinweg ist, wobei der Gewichtungsfaktor A eins durch zehn Megapascal beträgt, und wobei die Linienlast LL das Ergebnis einer Integration des lokalen Drucks p(x) über die Pressspaltlänge x hinweg ist, so dass sich für das Linienlastverhältnis LLR folgende Formel ergibt: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10   M P a   p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0009
dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenanordnung (10) derart umgebaut wird, dass sich nach dem Umbau ein Linienlastverhältnis LLR von mindestens 0,56 und höchstens 1,33 ergibt.
Method for converting an existing press arrangement (10) for pressing a fibrous web (8), in particular a packaging paper web, comprising a main press (1) with an extended press nip (7), the press nip (7) having a length of at least 150 mm, preferably of at least 190 mm, the main press (1) being designed to be operated with a line load of more than 500 kN/m and a maximum line load LL of less than 1,200 kN/m, resulting in a line load ratio LLR of less than 0.56, the line load ratio LLR being the quotient of a weighted line load WLL to the line load LL, the weighted line load WLL being the result of an integration of the quadratic local pressure p(x) 2 weighted with a weighting factor A over the press nip length x, the weighting factor A being one divided by ten megapascals, and the line load LL being the result of an integration of the local pressure p(x) over the press gap length x, so that the following formula results for the line load ratio LLR: L L R = W L L L L = A p ( x ) 2 d x p ( x ) d x = 1 10 M P a p ( x ) 2 d x p ( x ) d x
Figure DE102023108256A1_0009
characterized in that the press arrangement (10) is converted such that after the conversion a line load ratio LLR of at least 0.56 and at most 1.33 results.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Umbau konstruktiv im Wesentlichen auf den Austausch von wenigstens einem Presselement der Hauptpresse (1) beschränkt, insbesondere auf den Austausch eines Pressschuhs (5), wenn es sich bei der Hauptpresse (1) um eine Schuhpresse handelt.procedure according to claim 14 , characterized in that the conversion is structurally essentially limited to the replacement of at least one pressing element of the main press (1), in particular to the replacement of a press shoe (5) if the main press (1) is a shoe press.
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