apr 10/2018
[ Nip-Entwässerung bei Verpackungspapieren ]

Keine Utopie - 55 % Trockengehalt mit New-Tech-Filzen!

Hersteller von Verpackungspapieren bedienen einen Markt, dessen Forderungen stetig steigen: Leichtere Sorten, die Logistik und Handhabung verbessern, bestmögliche Stabilität, sehr gute Bedruck­barkeit - nur ein paar Stichpunkte aus der Praxis.

Atromaxx - in speziellem 1+1+1-Aufbau
Atromaxx - in speziellem 1+1+1-Aufbau
Quelle: Heimbach

In der Fertigung laufen Maschinen zudem immer schneller, um die wachsende Nachfrage zu bedienen. Außerdem sollen Produktionskosten selbstverständlich möglichst niedrig sein: Weniger Energie - mehr Produktivität, so die Devise. Pressfilze müssen diese doppelte Vorgabe unterstützen, was bei Heimbach Maßstab jeder Applikation ist. Dies gilt natürlich insbesondere für New-Tech-Bespannungen, die in der Produktion von Verpackungspapiersorten führend sind - vor allem, wenn Papiermacher auf Nip-Entwässerung setzen.

Oberstes Gebot dabei: Trockengehalt nach der Presse erhöhen! Über viele Jahre wurde ein Wert von 50 % als eine Art Schallmauer bezeichnet, als Obergrenze, als Zielwert - heute nicht mehr, denn Vorgaben von mindestens 55 % werden immer öfter artikuliert, insbesondere im Verpackungspapiersektor.

Wachstumsmarkt Verpackungspapiere

Bedingt durch Online-Versandhandel, Lebensmittelverpackungen und Nachfrage von Einzelhandelsketten steigt der weltweite Verbrauch von Verpackungspapieren und Karton weiter an: In diesem Jahr fertigt man etwa 243 Mio. t Verpackungspapier und Karton, was bereits ca. 57 % der gesamten globalen Papierproduktion entspricht. In Europa wird der Verpackungsmarkt in den nächsten Jahren 3 bis 5 % pro Jahr wachsen, prognostizieren Branchenpublikationen. Aktuell sind mehr als zwölf Umbauten und neue Maschinen in Planung, um die steigende Nachfrage nach Verpackungen jeglicher Art bedienen zu können. Dies bedeutet allerdings auch, Papiermaschinen an ihre Leistungsgrenzen bringen zu müssen: Hohe Maschinenverfügbarkeit, beste Runnability und größtmögliche Geschwindigkeit stehen im Fokus.

Anspruchsvolle Anforderungen

Aus dieser Gesamterwartung ergeben sich zugleich Leistungsaspekte, die Papiertechnologen an Pressfilze stellen: Heimbach antwortet mit neuartigen Lösungen, die schnell starten und hinsichtlich Nip-Entwässerung das Maximale herausholen, nicht nur mengenmäßig, auch nachhaltig. Lange Laufzeiten sind folglich Regel - nicht Ausnahme; häufig erzielen New-Tech-Bespannungen gar Laufzeitrekorde. Betrachten wir nun das bewährte Atromaxx-Konzept, das multiaxial angeordnete Trägerlagen bietet, die einen sehr inkompressiblen Aufbau bewirken (Abb. 1-3): Dies sorgt für genügend Volumen; offene Entwässerungskanäle bewältigen große Wassermengen in Verpackungspapier-Maschinen spielend.

Bespannung im Detail

Damit Pressfilze dieser hochmodernen Generation ihre Eigenschaften bestens entfalten können und Leistungen im gehobenen Bereich nachweisen, müssen alle Träger- und Vlies-Module - samt ihrer Kombinationen - passgenau ausgeführt sein. Jeder New-Tech-Filz ist vielseitig. Seine konkreten Charakteristiken lassen sich auf jede Maschine und jeden Nip justieren: Eine hohe Vlies- und Trägerkapillarität, die den Wasserfluss aus der Papierbahn initiiert, ist gegeben; offenes Volumen, Durchlässigkeit und hohe Kompressibilität kommen hinzu. Vlies und/oder Träger relaxieren optimal. Papiermacher sind aus vielen
Praxisseinsätzen überzeugt: Die New-Tech-Generation der aktuellen Atromaxx-Familie hat dank multiaxialen Aufbaus Nip-Entwässerungen gesteigert und somit erstens höhere Trockengehalte erzielt (Abb. 4); zweitens sind längere Laufzeiten an der Tagesordnung.

Nip konkret

Wenn man Rohrsauger-Vakua reduzieren möchte, ist Nip-Entwässerung gefragt: sei es als gänzlich neue Methode oder zur Steigerung bestehender Trockengehalte nach dem Nip. Das jeweilige Entwässerungsverhalten wird von drei Faktoren bestimmt: Maschinengeschwindigkeit, Druckimpuls und Filz-Sättigungsgrad (Abb. 5 und 6). Bei geringer Geschwindigkeit (< 600 m/min) ist eine Nip-Entwässerung praktisch unmöglich. Mit zunehmender Geschwindigkeit steigt ihre Bedeutung aber - und zwar aus verschiedenen Gründen: Zum einen ist eine ausreichende Nip-Entwässerung Vorbedingung, um Rohrsauger-Vakua überhaupt reduzieren zu können, was sich in massiven Energieeinsparungen bemerkbar macht. Zum anderen steigt die Gesamtentwässerung, was der Runnability zugutekommt.

Rohrsauger abschalten

Physikalische Gesetzmäßigkeiten sprechen bei schnellen Maschinen gegen Rohrsauger-Entwässerung - es steht schlichtweg nicht genügend Zeit zur Verfügung! Bei 1500 m/min und zwei Rohrsaugern mit je zwei 15 mm breiten Schlitzen beträgt die Entwässerungszeit noch nicht einmal zwei Millisekunden (Abb. 7). Um auf diese Weise wenigstens "ausreichend" entwässern zu können, sind mehr als zwei Rohrsauger vonnöten - mit jeweils extrem hohen Vakua. Die Antwort auf die Frage, welche Entwässerungssystematik bei schnellen Maschinen zu bevorzugen ist, lautet also Nip-Entwässerung! Übrigens auch, weil diese gleichzeitig "kräftige Filz-Durchspülung" meint, was permanenter Selbstreinigung gleichkommt. Auch der Filzverschleiß an den Schlitzen nimmt mit Nip-Entwässerung deutlich ab, denn Vakua von Rohrsaugern werden abgesenkt - wenn diese Komponenten nicht gleich ganz abgeschaltet werden.

Flexibilität ohne Vergleich

Wer auf diese Weise entwässert, wird schnell erkennen, dass Filze deutlich weniger abgebremst werden, was sich in reduzierter Lastaufnahme des Walzenantriebs auszahlt. Erneut: weniger Energie - mehr Produktivität. Und damit das auf Dauer gilt, kann es nötig sein, Anteile zwischen Rohrsauger- und Nip-Entwässerung mitunter deutlich verschieben zu müssen. Für Heimbachs New-Tech-Produkte kein Problem, denn ein und derselbe Filz toleriert Änderungen in der Entwässerungsart und wird etwaige Umstellungen ohne Leistungsein­bußen verkraften. Vor jeder Lieferung definieren Applikation und Kunde Voraussetzungen, woraufhin gefertigt wird. So kann z.B. während eines Laufzeit­intervalls bei unveränderter Papiersorte die Geschwindigkeit gesteigert werden, um die Produktionsleistung zu erhöhen.

Zahlreiche Nutzen

Eine Faustregel ist in der Branche dauerhaft präsent: Erhöht man den Trockengehalt nach der Presse nur um 1 %, spart man Dampf in Höhe von 4 % ein! Möglichst hohe Trockengehalte nach der Presse senken aber nicht nur Energiekosten in hohem Maße - sie verbessern außerdem die Runnability, verhindern Abrisse (Abb. 8) und andere Papierdefekte oder Profilstörungen bzw. Geschwindigkeitseinbußen. Möglichst trockene Bahnen in die letzte Partie zu überführen, unterstützt zudem die Maschinensauberkeit, denn während nasse Bahnen Ablagerungen auf Trockensieben und Walzen verursachen, gilt dies für bestmöglich getrocknete Papiere naturgemäß nicht.

Atrojet: Vorbild für Homogenität

Auch das jüngste Mitglied der New-Tech-Familie - der Pressfilz Atrojet - ist längst als effizienter "Nip-Entwässerer" anerkannt. Denn als erste Bespannung vereint diese Produktserie beste Eigenschaften aus zwei Produktfamilien:
Atrocross und Atromaxx. Spezifische Trägermodule sind in einer multiaxialen Bauart zu einem Ganzen zusammengesetzt, woraus sich bestechende Argumente ergeben: exzellentes Entwässerungsverhalten, hohe Dimensionenstabilität, maximale Restfestigkeit und sehr gute Abriebbeständigkeit. Atrojet liefert eine einzigartige "Homogenität aus dem Inneren"; diese ist Basis größtmöglicher Anpassungsfähigkeit und erlaubt, jeden Filz exakt auf Maschine, Sorte und Geschwindigkeit abzustimmen.

Tuning mit Fast Forward

Auf dem Weg zum Vorreiter ist auch Heimbachs Innovation Fast Forward (ff), mit der New-Tech-Produkte veredelt werden können. ff steht für: schnelle Starts zu jeder Zeit, denn mit diesem Zusatzprodukt findet eine signifikante Beschleunigung des Anlaufs statt. Ab Start profitieren Papiertechnologen von sehr guter Entwässerung bei gleichzeitig vorzüglicher Runnability über die gesamte Laufzeit (Abb. 9). Dieser "Start-up-Turbo" passt zu allen Heimbach-Pressfilz-Designs und rechnet sich ebenso schnell wie er anläuft: Da man mit "Fast Forward" das Arbeitsfenster direkt erreicht, ist eine erhebliche Mehrproduktion möglich - wieder ein Schritt Richtung Auslastung der Maschinenkapazität. Manche Hersteller erreichen maximale Produktivität bereits nach einer Stunde - statt drei Tagen, wie es ohne ff war.

Trockengehalt der Zukunft

Und so wie Kostendreiecke der Vergangenheit angehören, sind auch Trockengehalte von 55 % und mehr nach der Presse nicht mehr länger Wunschdenken: New-Tech-Pressfilze haben solche Werte bereits auf einigen Verpackungspapier-Maschinen zur Herstellung von Liner und Fluting nachgewiesen. Natürlich, über 55 % sind noch nicht Standard und können nur zustande kommen, wenn maschinenspezifische Größen, die richtigen Pressfilze und andere Parameter nahezu perfekt ineinandergreifen. Solche Zahlen beweisen aber trotzdem, was heutzutage bereits möglich ist - z.B. bei Kombination von Nip-Entwässerung und Atromaxx.

Atromaxx: Vielfach bewährt

Dieses New-Tech-Design überzeugt mit modularem Gesamtaufbau und hohem Speichervolumen. Jeder Atromaxx wird passend konfiguriert, damit die Z-Richtung bestmöglich offen ist. Papiertechnologen erhalten ein ideal abgestimmtes Sättigungsfenster, das Wasser optimal fließen lässt. Analog zu Atrojet ist Homogenität ein zentrales Schlagwort für diesen Pressfilz, der nur wenig Längs- und Querstrukturen aufweist. Da jede Modulkombination "vielachsig" ist, resultiert im Trägergefüge eine einzigartige, maximal gleichmäßige Struktur. Schnell starten, bestens entwässern, sauber und kostensparend produzieren: mit New-Tech-Pressfilzen von Heimbach.

Praxis-Tipp

Pressfilze arbeiten am besten im optimalen Sättigungsbereich, der bei ca. 50 % Wassergehalt des Filzgewichts (g/m²) liegt: Wiegt der Filz z B. 1600 g/m2, sollte der Wassergehalt etwa 800 g/m2 betragen.

Effiziente Nip-Entwässerung: Prinzip - Nutzen - Voraussetzungen

Prinzip: Die Wassermenge, die aus dem Blatt ausgepresst wird, soll direkt im Nip - möglichst vollständig - vom Speichervolumen der Walze aufgenommen werden; Wasser soll nicht erst mit dem Filz zum Rohrsauger transportiert
werden!

Nutzen:

  • Bei einem hohen Anteil an Nip-Entwässerung steigt die Gesamtentwässerung in der Regel an und der Trockengehalt nach der Presse wird höher. In der Folge verbessert sich die Runnability deutlich (z.B. weniger Abrisse, Verminderung von Randproblemen); ferner wird Dampf in der Trockenpartie eingespart und Produktionen steigern sich.
  • Diese Form der Entwässerung ist die effektivste Methode, einen Pressfilz sauber und offen zu halten.
  • Rohrsauger können außerdem mit niedrigem Vakuum betrieben - oder gar abgeschaltet werden, woraus enorme Energieeinsparungen resultieren.

Voraussetzungen:

  • Ausreichendes Speichervolumen in den
    Presswalzenbezügen und Schuhpressbelts, um im Nip austretendes Wasser aufnehmen zu können
  • Wannen mit ausreichendem Fassungsver­mögen, um anfallendes Wasser sammeln zu können
  • Effiziente Beschaberung zur Vermeidung von Wasserring

Wichtig: Bitte nur ausgewählte Filzdesigns verwenden, die speziell auf Nip-Entwässerung zu­geschnitten sind!

Bare Münze wert
Nip und New-Tech - Ihr Nutzen:

  • hoher Trockengehalt nach der Presse - über 55 % möglich
  • weniger Energieverbrauch
  • längere Laufzeiten - maximale Sicherheit
  • weniger Wechselzeiten und Filzreinigungsmittel
  • bessere Maschinenhygiene
  • höheres Produktionsvolumen

Weitere Beiträge

apr 11-12/2018

Wie sich Digitaltechnologie zum Vorteil der Industrie nutzen lässt

Die jüngste Marketingkampagne von Södra Cell wagt sich - um die positive Botschaft der Nachhaltigkeit forstbasierter Produkte zu verbreiten - im Vergleich zu Kampagnen der Kunden des Unternehmens deutlich weiter ans Ende der Wertschöpfungskette. Man war deshalb darauf eingestellt, für Aufregung zu sorgen, die Resonanz hat jedoch alle Erwartungen übertroffen. mehr

apr 09/2018

High-Performance-Sorten als echte Alter­native zu Primärfaserpapieren

Wo hohe Festigkeit und Optik gefragt sind, führte lange Zeit kein Weg an Kraftliner vorbei. Allerdings wurde dieser Weg mit den Jahren immer länger und endete nicht selten in einer Sackgasse. Die Firma Schoellershammer, Düren, Hersteller hochwertiger fester Verpackungspapiere aus 100 Prozent Altpapier, bot deshalb schon frühzeitig eine marktgerechte Alternative: Mit Hammerliner, Hammerflute und Twinhammer launchte das in neunter Generation inhabergeführte Unternehmen im Herbst 2015 drei High-Performance-Sorten als Antwort auf drängende Fragen aus dem Markt. mehr

apr 07-08/2018

Moderne Walzen für die Papierindustrie

Die Dürener Carl Krafft & Söhne GmbH & Co. KG ist einer der führenden Walzenhersteller in Europa. Gerade rüstet sich das Familienunternehmen mit der Entwicklung eines Sensors zur Ermittlung von Nutzungsdaten von Walzen für die digitale Zukunft. mehr

apr 06/2018

Mit ODIN messen – Barring vergessen

Viele kennen es – keiner mag es: das Barring. Ungebetene Unregelmäßigkeiten, die manchmal erst bei Endverarbeitung des Papiers auffallen. mehr

apr 05/2018

Inline Flexo-Produktion auf höchstem Niveau

Spitzenleistung im Flexodruck auf Wellpappe mit der Masterline-HD 2.1 – so das Thema eines Open House von Bobst am 18. und 19. April im Klingele-Werk in Grunbach. Die Teilnehmer aus zehn europäischen Ländern bekamen weit mehr geboten. mehr

nach oben drucken RSS-Feed