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| Abb. 1: WebNet Technologie - eine dreidimensionale Vernetzung von Polymeren |
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| Abb. 2: AquaFlow und SolarFlow - tiefere Rillen für eine effizientere Entwässerung |
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| Abb. 3: E-Flex Pressfilz - strukturoptimierte Pressfilze |
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| Abb. 4: Dewatering - Effiziente Nip-Entwässerung |
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| 08.03.2010 - Ausgabe: 03/2010 |
Voith Paper steigert die Entwässerung in der Pressenpartie
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Verfahren aus der Luftfahrt für Walzenbezüge genutzt
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Effizient entwässern – das ist die Aufgabe jeder Pressenpartie in einer Papiermaschine. Voith Paper hat dafür die beiden neuen Saugpresswalzenbezüge AquaFlow und SolarFlow entwickelt. Mit Hilfe eines neuen Bindungssystems erzielen sie höchste Trockengehalte und sparen dabei Energie. Weitere Potenziale für die Entwässerung, speziell in der Kombination von Walzenbezug und Pressfilzen, testet Voith Paper derzeit im Paper Technology Center und in Praxisversuchen.
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In der Luftfahrt- und Automobilindustrie ist das Interpenetrated Network (IPN) als Verbindungsverfahren verschiedener Polymere bereits seit längerem in Verwendung. Jetzt nutzt Voith Paper dieses Verfahren als WebNet Technologie für seine neuen Saugpresswalzenbezüge. Zum Einsatz kommt es in den neuen Walzenbezügen AquaFlow und SolarFlow. Die Vorteile sind enorm: Dank der dreidimensionalen Vernetzung der Polymere ist die Verbindung zwischen der Funktionsschicht des Bezuges und dem Walzenkern verbessert. Dadurch weisen die Bezüge bessere Temperaturbeständigkeit und deutlich höhere Beständigkeit gegen chemische und mechanische Belastungen auf als das bisher möglich war. Mit diesen optimierten Eigenschaften ersetzt die WebNet Technologie die von Voith Paper in den 1990er Jahren entwickelte AST-Bindeschicht.
Bezug mit innovativem Aufbau
Eingebunden ist die WebNet Technologie in den Aufbau des innovativen Bezuges. Auf den Metallkern der Walze mit dem Interface folgt der faserverstärkte Multi Layer Base mit erhöhter Materialdichte und strukturiertem E-Modul Aufbau. Die WebNet Technologie vernetzt den Multi Layer Base mit der Polyurethan Funktionsschicht. Auch diese hat Voith Paper für die neuen Bezüge AquaFlow und SolarFlow optimiert. Eine dichtere Molekularstruktur erhöht ihre Elastizität, mechanische Festigkeit und Abriebbeständigkeit. Zudem sind das hydrolytische Verhalten sowie die Stabilität verbessert.
Ihre Vorteile haben diese neuen Polyurethan Bezüge unter anderem bereits in der Papierfabrik Leinfelder in Schwedt unter Beweis gestellt: „Der Einsatz von SolarFlow und der Walze SolarPress ist ein voller Erfolg. Der Trockengehalt nach der Presse an der PM 3 konnte um 1 Prozent gesteigert werden“, berichtet Arno Liendl, Technischer Leiter Leinfelder Schwedt. Zusammen mit weiteren Optimierungsmaßnahmen erhöhte sich außerdem die Geschwindigkeit und somit der Output der Papiermaschine, die Linerboard-Papier produziert.
AquaFlow oder SolarFlow?
Doch wo liegen die Unterschiede zwischen AquaFlow und SolarFlow? „Für den AquaFlow Bezug arbeiten wir mit der neuen Polyurethan Funktionsschicht. Beim SolarFlow Bezug haben wir das Material noch weiter verbessert“, sagt Michael Weinzettl, Produktmanager für Polyurethanwalzen bei Voith Paper. Der SolarFlow zeichnet sich durch eine noch höhere Oberflächenstabilität aus, die das bestmögliche operative Stauvolumen im Betriebs- und Belastungszustand sicherstellt. Daher kommt dieser hochwertige Bezug vor allem in extrem beanspruchten Saugpresswalzenpositionen zum Einsatz. Grundsätzlich stimmen die Voith Paper-Experten die Auslegung der Bezugsoberfläche individuell auf die jeweilige Position und ihre Anforderungen ab. „Mit dem Simulationsprogramm NipMaster führen wir eine Entwässerungsbilanz durch, die zusätzlich die Parameter der Pressfilze einbezieht“, erklärt Weinzettl.
Die neue Struktur der Polyurethan Funktionsschicht ermöglicht noch tiefere Rillen zur effizienteren Entwässerung. Konkret bedeutet das: Die Rillentiefe beim AquaFlow Bezug reicht bis 2,3 Millimeter bei einer Rillenbreite von 0,5 bis 0,9 Millimeter. Die Stege dazwischen können 2,0 bis 2,5 Millimeter breit sein. Beim SolarFlow sind diese Maße noch idealer: Die Rillen sind bis zu 3,0 Millimeter tief und 0,4 bis 0,9 Millimeter breit – bei Stegbreiten zwischen 1,8 und 2,5 Millimetern. Durch die tiefen Rillen ist das Speichervolumen der Bezüge erweitert und das Wasser kann schneller in die Auffangrinne abfließen.
Das ermöglicht eine sehr effiziente Nipentwässerung mit einem reduzierten hydraulischen Druckaufbau im Pressnip. Blindbohrungen in der Bezugsoberfläche, deren operatives Volumen durch ungenügende Entleerung verringert ist, können gegebenenfalls entfallen. Dadurch lässt sich Rohrsaugerarbeit für die Filzkonditionierung einsparen – und somit auch viel Energie. Zudem führten Blindbohrungen bislang oft zu Lochschattenmarkierungen im produzierten Papier. In einer Papiermaschine, die mit Hilfe von SolarFlow Kopierpapier herstellt, wurden Lochschattenmarkierungen auf diese Art eliminiert und der Trockengehalt um 0,7 bis 1 Prozent erhöht.
Längere Standzeiten – auch für Filze
Die Standzeiten von AquaFlow und SolarFlow sind länger als bei bisherigen Walzenbezügen. Das liegt am hochwertigen Polyurethan: Die höhere Abrasionsbeständigkeit erhöht und verlängert die Schleifintervalle bis zum nötigen Neubezug. Gleichzeitig bleiben die Entwässerungsbedingungen im Pressnip konstant. Bei einer Papiermaschine, die Testliner und Corrugated Medium herstellt, hat sich das Schleifintervall durch den Einsatz des neuen Bezuges verdoppelt, bei gleichzeitiger Erhöhung der Nipentwässerung. Eine Papierfabrik in Deutschland hat bei der Herstellung von holzfrei gestrichenen Premiumpapieren ähnliche Erfahrungen gemacht. Hier wirkt sich der Bezug positiv auf den eingesetzten Filz aus. Die Laufzeit des Pick-up Filzes wurde von 21 auf 32 Tage erhöht und der Filzanlauf wesentlich verbessert.
Wie stark sich ein optimaler Walzenbezug auf den Pressfilz auswirkt, zeigt auch das Beispiel einer weiteren Papierfabrik, wo sich die Laufzeit der Filze durch die neue Bezugsqualität von 14 auf 45 Tage erhöht hat. „Wir sehen ein großes Potenzial im Zusammenspiel zwischen Walzenbezug, Filz und Schaber“, erläutert Peter Mödl, Produktmanager für Pressfilze bei Voith Paper. Die maximale Entwässerung kann nur erreicht werden, wenn alle drei Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind. „Wenn mein Walzenbezug genial ist, aber der Filz seine Funktionen nicht unterstützt oder sogar behindert, nutze ich das mögliche Potenzial nicht aus“, meint Mödl.
Optimales Trio aus Bezug, Filz und Schaber
Mit den neuen E-Flex Pressfilzen bietet Voith Paper eine weitere Lösung. Es handelt sich dabei um strukturoptimierte Filze, die durch ihre polymere Netzstruktur auf der Walzenseite ein optimales „Bridging“ haben – das bedeutet, dass sie die Rillen des Walzenbezugs optimal überbrücken. Die Druckübertragung ist auf der ganzen Fläche des Filzes gleichmäßig. Die Netzstruktur bewirkt zudem ein verbessertes Rücksprungvermögen des Filzes und somit stabile Entwässerungseigenschaften über die gesamte Laufzeit. In „Z-Richtung“ verringert sich der Fließwiderstand und das Wasser kann schneller durch den Filz in die Rillen des Bezuges fließen.
Voith Paper hat bereits mehrere Kombinationen von Walzenbezügen und Filzdesigns auf der Versuchspapiermaschine VPM 6 im Paper Technology Center in Heidenheim getestet. Bei einer optimalen Abstimmung dieser beiden Komponenten ergibt sich das mit Abstand größte Entwässerungspotenzial. Die Versuche zeigen, dass die Rillenkapazität von AquaFlow und SolarFlow mit E-Flex Pressfilzen auch unter Druck voll ausgenutzt werden kann. Wenn zusätzlich die Beschaberung auf die Beschaffenheit des Walzenbezugs abgestimmt ist, zeigen sich die besten Ergebnisse.
Autor: Andreas Weis, Senior Product Manager Press Section Voith Paper Fabric and Roll Systems
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