Archiv Papiertechnik

In der Pressenpartie …

… muss in einer bestimmten Zeit so viel Wasser wie möglich entfernt werden und das ohne negative Beeinflussung der Papierbahn.

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Die Entwässerungszeit wird dabei von der Geschwindigkeit der Papier- beziehungsweise Kartonmaschine vorgegeben, natürlich auch abhängig von der Papierqualität, welche gefahren wird. Ein Papier mit einer niedrigen Flächenmasse führt in der Summe weniger Wasser mit als ein mehrlagiger Karton mit einem höheren Gewicht. Und es muss berücksichtigt werden, dass dem mechanischen Herauspressen von Wasser seitens der Papier- beziehungsweise Kartonqualität Grenzen gesetzt sind. Denn wir wollen mechanisch zwar mindestens fünfzig Prozent Wasser, wenn möglich auch mehr entfernen, aber dabei zum Beispiel keine verdrückte Papierbahn erhalten. Somit ist das Ziel der Pressenpartie klar umrissen.

Im vorhergehenden Artikel wurde festgehalten, dass die Entwässerung nur im Nip stattfinden kann. Das ist der direkte Berührungsbereich der jeweils oberen und unteren Walze. Hier in dieser Presszone baut sich der mechanische Druck auf, der für die Entfernung des Wassers notwendig ist. Druck ist bekanntlich Kraft pro Fläche. Die benötigten Presskräfte ergeben sich maßgeblich aus dem Eigengewicht der Walze und den zusätzlich wirkenden Kräften, welche über die Zapfen der Walzen eingebracht werden. Und die Fläche ist einfach Arbeitsbreite mal Nip- länge (siehe Abb. 2). Bei dem abgebildeten Schema lässt sich auch einfach ein Vergleich mit dem aus der Küche bekannten Nudelholz ableiten. Nutzt man dies, muss man für eine optimale Wirkung rechts und links Hand anlegen, um Druck auszuüben und diesen somit gleichmäßig auf den Teig zu übertragen.

Zurück zum Vorgang im Nip. Die Papierbahn und der Filz treten gemeinsam in die Presszone ein. Der wirkende Druck beginnt mit der Verdichtung der Papierbahn, wo genau betrachtet im ersten Moment die im Filz und in der Papierbahn vorhandene Luft verdrängt wird. Durch das weitere fortlaufende Drücken setzt sich das Komprimieren beider Komponenten fort und das Wasser kann sich aus der Papierbahn in Richtung Filz bewegen. Die Entlastung nach der Presszonenmitte führt zu einer Ausdehnung des Filzes, weshalb immer noch Wasser vom Papier in den Filz fließt. In diesem Moment erreicht das Papier seinen höchsten Trockengehalt in der Pressenpartie. Wie intensiv hier der Wassertransport insgesamt erfolgt, hängt von mehreren Faktoren ab. Ein entscheidender Fakt sind natürlich das Fasermaterial selbst und dessen Menge. Je starrer beziehungsweise steifer die einzelnen Fasern sind, desto mehr muss einerseits Zeit und anderseits soweit wie möglich Druck investiert werden. In der Umsetzung heißt das, die Anzahl der Pressnips und die Presskraft der jeweiligen Walzen sind der Papier- beziehungsweise Kartonqualität anzupassen. Ein leichtes Zeitungspapier kann somit schon mit einem bis maximal zwei Pressnips gefahren werden. Papiermaschinen für zum Beispiel schwerere Verpackungspapiere weisen dagegen in der Regel mindestens drei Nips in der Pressenpartie auf.

Pressen der Papier- und Kartonbahn heißt nicht nur Wasser zu entfernen, sondern auch Wasser zu „entsorgen“ und zwar in den Filz. Der Filz hat bekanntlich die Aufgabe die Papierbahn zu transportieren und das Wasser aufzunehmen. Das Aufnahmevolumen ist hierbei begrenzt. Nun kommt die Unterstützung von der Gegenwalze, denn das durch den Filz gepresste Wasser wird von dieser aufgenommen und weggeschafft. Dazu kommen für eine optimale Umsetzung in vielen Papier- und Kartonmaschinen die sogenannten Saugpresswalzen zum Einsatz.

Diese sind so konstruiert, dass ein gelochter Metallmantel sich um eine feststehende Saugkammer bewegt. Auf dem Mantel ist noch eine Schicht Gummibelag aufgebracht, der neben den übereinstimmenden Löchern mit dem Metallmantel noch eine Vielzahl weitere Löcher und Rillen aufweist. Beides zusammen muss eine stabile Einheit ergeben, denn immerhin drückt die Presswalze mit mehreren Tonnen Druck dagegen. Deshalb sind die Durchmesser der Löcher beziehungsweise die Breiten der Rillen sowie deren Tiefen im untersten Millimeterbereich angesiedelt.

Insgesamt hat man dadurch ein beachtliches Volumen für die Wasseraufnahme geschaffen. Der Pressvorgang im Nip wird nun mit dem Unterdruck in der Saugkammer unterstützt, so kann das Wasser durch den Filz fließen. Jetzt nehmen die Löcher und Rillen in der Außenseite der Gegenwalze das Wasser auf und durch die Rotationsbewegung wird es wieder herausgeschleudert. Der Prozessablauf beschreibt ein abgestimmtes Zusammenspiel zwischen der Presskraft der einen Walze und der Saugkraft der anderen Walze. Dies gilt besonders für die Pressstellen, an denen mit hohem Wasseranfall zu rechnen ist. Auch müssen bei Papierqualitäten mit höheren Anteilen an Fein- und Füllstoffen die Press- und speziell die Saugkräfte so eingestellt werden, dass diese kleinen Stoffe nicht aus dem Papier mit in das Wasser bewegt werden.

Die Informationen zu den Walzen sind noch nicht abgeschlossen und drehen somit in der nächsten Ausgabe eine weitere Runde.