AT511561B1 - Verfahren und Fertigungslinie zur Herstellung einer mehrschichtigen Materialbahn - Google Patents

Abstract

Die Herstellung einer dreischichtigen Faserstoffbahn, wie zum Beispiel von White Top Liner (WTL), erfolgt indem zuerst eine zweischichtige Faserstoffbahn (W) in einer Formierpartie (1), die einen Zweischichtenstoffauflauf (6) und einen Gap- oder einen Hybridformer umfasst, hergestellt wird. Die zweischichtige Faserstoffbahn (W) wird durch eine Pressenpartie ( 2) geleitet, welche 1 bis 3 Pressnips (N1, N2) umfasst, von denen wenigstens einer als Breitnippresse ausgestaltet ist. Im letzten Pressnip (N2) der Pressenpartie (2) wird die Oberseite der Bahn (W) gegen eine glatte Fläche gepresst. Durch die dem letzten Pressnip (N2) eventuell vorangehenden Pressnips (N1) wird die Bahn (W) jeweils zwischen zwei Filzen ( 7, 9) sich befindlich geleitet. Hinter der Pressenpartie ( 2) wird die Faserstoffbahn (W) in einer Zylinder-Trockenpartie (3) getrocknet, die Oberseite der Faserstoffbahn (W) nach dem Florstreichverfahren gestrichen und die gestrichene Faserstoffbahn (W) durch Kalandrieren ausgerüstet.

Description

Beschreibung [0001] Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Fertigungslinie zur Herstellungeiner wenigstens dreischichtigen Papier- oder Kartonbahn. Das Verfahren und die Fertigungsli¬nie eignen sich besonders zur Herstellung von Liner mit weißer Deckschicht (WTL, d.h. WhiteTop Linerboard).

[0002] Liner mit weißer Deckschicht, im Folgenden kurz WTL genannt, wird als Wellpappen-Decklage für Packstoffe eingesetzt, von denen gute Bedruckeigenschaften wie Glätte undHelligkeit gefordert werden. WTL umfasst im typischen Fall zwei oder drei Schichten: eineGrundschicht, die zum Beispiel aus ungebleichtem Zellstoff oder aus Recyclingkarton (OCC,d.h. Old Corrugated Container) besteht, eine optionale Zwischenschicht, die zum Beispieldeinkten Altpapierstoff (DIP, d.h. Deinked Pulp) enthält, sowie eine Top-, d.h. Deckschicht, dieim Allgemeinen aus gebleichtem Nadelholz- oder Laubholzzellstoff besteht. Der Anteil desgebleichten Faserstoffs an den Liner-Rohstoffkosten ist im Allgemeinen erheblich. Um Kostenzu sparen ist man bestrebt, Liner unter Einsatz einer Zwischenschicht herzustellen, die eineSchutzschicht zwischen der braunen und der weißen Schicht bildet.

[0003] Zur Herstellung des dreischichtigen WTL sind für jede Schicht eine eigene Siebeinheitund ein eigener Stoffauflauf erforderlich, wobei die einzeln hergestellten Materialbahnen amEnde der Siebpartie aneinandergefügt werden. Die gebleichten Zellstoff und Füllstoff enthalten¬de Linerdeckschicht wird dabei in einer eigenen Siebeinheit hergestellt.

[0004] In der Schrift EP 1 218 593 A1 ist eine solche dem Stand der Technik entsprechendePapiermaschine zur Herstellung wenigstens aus zwei Schichten bestehenden Liners beschrie¬ben. Die Papiermaschine umfasst eine Untersiebeinheit zur Bildung der Linergrundschicht undeine Obersiebeinheit zur Bildung der Linerdeckschicht. An die Formierpartie schließt sich diePressenpartie an, in der die Oberseite der Linerdeckschicht zumindest im letzten Nip gegen einglattes Transferband zu liegen kommt. Die Oberseite der Bahn erhält so eine gute Glätte fürdas Bedrucken. Die Deckschicht wird aus gebleichtem Zellstoff gebildet. Die Bahn wird wedergestrichen noch kalandriert. Der Einsatz zweier separater Siebeinheiten ist kostspielig.

[0005] In der Schrift WO 2005095711 A1 ist ein zur Herstellung einer gestrichenen Faserstoff¬bahn dienendes Verfahren beschrieben, bei dem die Grundschicht (Rohbahn) vor dem eigentli¬chen Streichen mit einem Yankee-Zylinder oder durch Metallbandtrocknung und/oder Vor¬kalandrieren und/oder Vorstreichen behandelt wird. Die Rohbahn wird nach dem Florstreichver¬fahren gestrichen und danach in wenigstens einem zusätzlichen Prozess behandelt, der ausder Gruppe, die Softkalander, Bandkalander, Metallbandkalander, Superkalander, Mehrwalzen¬kalander mit Polymenwalzen, Schuhkalander und Bürstensatinieren umfasst, gewählt wird. DieIdee bei diesem Verfahren ist, die aus gebleichtem Stoff bestehende Deckschicht durch einePigmentschicht zu ersetzen, die durch Florstreichen gebildet wird. In der Schrift wird nicht erläu¬tert, ob die Rohbahn ein- oder mehrschichtig ist und wie sie hergestellt worden ist.

[0006] Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine neue und im Vergleich zu bisher vorteilhaftereMethode zur Herstellung einer mehrschichtigen Materialbahn zu schaffen. Weiter sollen dieQualität und der Herstellungsprozess der für das Florstreichen vorgesehenen Papier- oderKartonbahn optimiert werden.

[0007] Für das erfindungsgemäße Verfahren ist kennzeichnend, was darüber im kennzeich¬nenden Teil von Patentanspruch 1 ausgeführt ist.

[0008] Entsprechend ist für die erfindungsgemäße Fertigungslinie kennzeichnend, was darüberim kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 3 ausgeführt ist.

[0009] Gemäß der Erfindung werden die Grund- und die Rückschicht der mehrschichtigen Bahnunter Einsatz eines Zweischichtstoffauflaufs und eines Gap- oder eines Hybridformers herge¬stellt. Die Top-, d.h. Deckschicht der Bahn wird nach der Florstreichtechnik hergestellt.

[0010] Der Stoffauflauf kann aus einem mit einem sogenannten Wasserkeil ausgestatten Mehr¬schichtenstoffauflauf bestehen, wie er aus Fl 113287 B bekannt ist. Bei diesem Stoffauflauf wirdzwischen die Stoffschichten eine isolierende Mediumschicht gespeist, welche Wasser undverschiedene Chemikalien enthalten kann und die einzelnen Faserstoffschichten auseinanderhält, das gegenseitige Vermischen der Fasern reduziert und die Schichtenreinheit der Bahnverbessert.

[0011] Die Entwässerung nach zwei Seiten hin auf dem Doppelsiebabschnitt des Gap- oderdes Hybridformers bringt eine weitere Verbesserung der Schichtenreinheit der Bahn.

[0012] Hinter der Siebpartie wird die Faserstoffbahn in einer 1 bis 3 Nips, bevorzugt 2 Nipsaufweisenden Reihenpresse behandelt, wobei der letzte Pressnip so eingerichtet ist, dass dieOberseite der Bahn gegen eine glatte Fläche zu liegen kommt. Diese glatte Fläche kann auseiner glatten Walze, wobei die Bahn in offenem Zug in die Trockenpartie geführt wird, oder auseinem glattflächigen filzartigen Gewebe oder einem undurchlässigen Band bestehen, das dieBahn vom letzten Nip in die Trockenpartie transportiert. Das Band kann aus einem Transfer¬band oder einem Metallband bestehen. Das Metallband kann mit einer Heizvorrichtung ausge¬stattet sein. Die übrigen, dem letzten Pressnip eventuell vorgeschalteten Pressnips sind Dop-pelfilznips, d.h. die Bahn wird sich zwischen zwei Filzen befindlich, durch diese Nips geleitet.Bevorzugt besteht wenigstens eine dieser Pressen aus einer Breitnippresse, die von einerSchuhwalze und deren Gegenwalze gebildet wird.

[0013] Hinter der Pressenpartie wird die Bahn bevorzugt in einer Zylinder-Trockenpartie ge¬trocknet.

[0014] Hinter der Trockenpartie kann die Bahn bei Bedarf vorkalandriert werden, wonach aufdie zweischichtige Bahn eine Deckschicht nach dem Florstreichverfahren aufgetragen wird.

[0015] Nach dem Florstreichen erhält die nun dreischichtige Bahn im Kalander ihr Finish.

[0016] Als Vorteile des Florstreichens sind u. a. die gleichmäßige Strichschicht und die Mög¬lichkeit, mehrere Schichten auf einmal zu applizieren, zu nennen. Das Florstreichen erforderteine glatte, gleichmäßige Oberfläche der Rohbahn. Bei Bedarf kann die Rohbahn vor demFlorstreichen einen Vorstrich zum Beispiel durch Rakelstreichen erhalten.

[0017] Der Zweischichtenstoffauflauf in Verbindung mit einer passenden Blattbildungstechnikermöglicht eine energieeffiziente Herstellung einer zweischichtigen Bahn.

[0018] Im letzten Pressnip erhält die Rohbahn durch die gegen ihre Oberseite zu liegen kom¬mende glatte Fläche eine gute Glätte, wodurch die Möglichkeit des Erzielens einer gutenSchichtreinheit der Deckschicht beim Florstreichen gegeben ist.

[0019] Die Herstellung der Deckschicht durch Florstreichen der Faserstoffbahn mit Pigmentpas¬te spart Faserrohstoff. Auch vereinfachen sich Prozesse der Nasspartie der Papiermaschine,wenn die in der Nasspartie zur Herstellung der Deckschicht erforderlichen Prozesse durchFlorstreichen ersetzt werden. Die Deckschicht, d.h. die Streichmasse, braucht dann auch kei¬nen gebleichten Zellstoff mehr zu enthalten. Weiter verringert sich durch diese Lösung derEntwässerungsbedarf in der Sieb- und der Pressenpartie.

[0020] Die erfindungsgemäße Fertigungslinie ermöglicht die Herstellung dreischichtiger Papier-und Kartonsorten mit beträchtlich kompakterer Maschinenausrüstung der Nasspartie als bisher.Dies bedeutet beträchtliche Energieeinsparungen beim Zuführsystem des Stoffauflaufs, da derverringerte Stoff- und Wasserstrom entsprechend geringere Pumpleistungen bedingt. AuchTrockenenergie wird eingespart, weil die Herstellung der Deckschicht nach der Streichtechnikmit beträchtlich höherer Konsistenz als bisher erfolgen kann.

[0021] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt werden soll, beschrieben.

[0022] Fig. 1 zeigt die Formier- und die Pressenpartie sowie den vorderen Teil der Trocken¬ partie einer Linerboard-Maschine.

[0023] Fig. 2 zeigt Liner-Ausrüstungsstufen im Prinzip.

[0024] Die in Fig. 1 dargestellte Linerboard-Maschine umfasst eine Formierpartie 1, eine Pres¬senpartie 2 und eine Trockenpartie 3, von der hier nur der vordere Teil dargestellt ist. Die For¬mierpartie 1 umfasst einen Stoffauflauf 6 sowie ein Untersieb 4 und ein Obersieb 5, die jeweilseine durch Leitwalzen definierte Endlosschlaufe bildet. Das Untersieb 4 bildet einen kurzenLangsiebabschnitt, auf den ein zwischen Untersieb 4 und Obersieb 5 gebildeter Doppelsiebab¬schnitt folgt. Der Stoffauflauf 6 besteht bevorzugt aus einem durchflussgeregelten Zweischich¬tenstoffauflauf.

[0025] Die Fasersuspension wird aus dem Stoffauflauf 6 auf den Langsiebabschnitt des Unter¬siebes 4 aufgetragen und mit Hilfe verschiedenartiger (in der Zeichnung weggelassener) Ent¬wässerungselemente durch das Untersieb 4 hindurch nach unten entwässert. Auf dem sich anden Langsiebabschnitt anschließenden Doppelsiebabschnitt wird der Fasersuspension durchdas Untersieb 4 hindurch nach unten und durch das Obersieb 5 hindurch nach oben mit Hilfe inden Siebschlaufen 4, 5 angeordneter (in der Zeichnung weggelassener) Entwässerungsele¬mente weiteres Wasser entzogen. Hinter dem Doppelsiebabschnitt setzt die Bahn W, vomUntersieb 4 getragen, ihren Weg bis zur Überführungsstelle fort, wo sie von der Oberseite desUntersiebes 4 in die erste Presse der Pressenpartie 2 geleitet wird.

[0026] Die Pressenpartie 2 umfasst zwei aufeinander folgende Pressen, die zwei getrenntePressnips N1, N2 bilden. Die erste Presse wird von der Oberfilzschlaufe 7, der sich innerhalbdieser Schlaufe befindlichen ersten Presswalze 8, der ersten Unterfilzschlaufe 9 und der sichinnerhalb dieser Schlaufe befindlichen zweiten Presswalze 10 gebildet. Die zweite Presse wirdvon der Metallbandschlaufe 11, der sich innerhalb dieser Schlaufe befindlichen dritten Press¬walze 12, der zweiten Unterfilzschlaufe 13 und der sich innerhalb dieser Schlaufe befindlichenvierten Presswalze 14 gebildet. Am Ende der Pressenpartie 2 befindet sich noch ein separatesTransfersieb 15, mit dem die Bahn aus der Pressenpartie 2 in die Trockenpartie 3 transportiertwird.

[0027] Die aus der Formierpartie 1 abgehende Bahn W wird mit einer Transfersaugwalze vonder Oberseite des Untersiebes 4 an die Unterseite des Oberfilzes 7 überführt. Zusammen mitdem Oberfilz 7 wird die Bahn W zu dem ersten Pressnip N1 geleitet, den sie sich zwischen demOberfilz 7 und dem ersten Unterfilz 9 befindlich, passiert. Hinter dem Nip N1 läuft die Bahn Weine gewisse Strecke zwischen den Filzen 7, 9, bis sie mit Hilfe einer auf der Seite des Oberfil¬zes 7 angeordneten Transfersaugwalze vom Unterfilz 9 abgelöst wird. Die Bahn folgt nun demOberfilz 7, von dem sie mit einer Transfersaugwalze abgehoben und an die Oberseite desUnterfilzes 13 der zweiten Presse gebracht wird. Von dem zweiten Unterfilz 13 gestützt wird dieBahn W in den zweiten Pressnip N2 geleitet, wo die Oberseite der Bahn W gegen das glatteMetallband 11 zu liegen kommt. Hinter dem Nip N2 setzt die Bahn W, an der Unterseite desMetallbandes 11 haftend, ihren Weg bis zur Transferstelle fort, wo sie von der Unterseite desMetallbandes 11 auf die Oberseite des Transfersiebes 15 gebracht wird. Vom Transfersieb 15getragen wird die Bahn W aus der Pressenpartie 2 in die Trockenpartie 3 überführt.

[0028] Das Metallband 11 hat eine glatte Oberflächenbeschaffenheit, ist im Wesentlichen was-ser- und luftdicht und hat in seinem Umlauf eine Heizeinrichtung 24, mit der es auf die ge¬wünschte Temperatur gebracht werden kann. Durch das Aufheizen des Metallbandes 11 wirddie Entwässerung im zweiten Pressnip N2 verstärkt und die Temperatur der Bahn vor derenÜbergang in die Trockenpartie 3 erhöht. Das glatte Metallband 11 kommt im letzten PressnipN2 der Pressenpartie 2 gegen die Oberseite der Bahn W zu liegen, sodass die aus der Pres¬senpartie abgehende Bahn W eine glatte Oberseite hat.

[0029] Anstelle des Metallbandes 11 kann auch ein glattflächiges filzartiges Gewebe oder einTransferband eingesetzt werden, das der Oberseite der Bahn die geforderte Glätte verleiht.Alternativ kann das Metallband 11 durch eine in der Position der Presswalze 12 eingesetzteglatte Walze ersetzt werden.

[0030] Zur Intensivierung der Entwässerung besteht wenigstens eine der Presswalzen 8, 10,12, 14 der Pressenpartie 2 bevorzugt aus einer Schuhwalze, wobei dann wenigstens der eineder Pressnips N1, N2 eine verbreiterte Entwässernngs- und Presszone aufweist.

[0031] Die Trockenpartie 3 beginnt mit einer Trockenzylindergruppe, die ein Trockensieb 16,wenigstens zwei in der oberen Reihe angeordnete Trockenzylinder 17 und wenigstens eine inder unteren Reihe angeordnete Umlenkwalze 18 umfasst. Es besteht die Möglichkeit, die BahnW gänzlich, d.h. ausschließlich durch Zylindertrocknung zu trocknen.

[0032] Fig. 2 zeigt prinzipiell das Ausrüsten der Bahn W hinter der Trockenpartie entweder inder Papiermaschine (online) oder getrennt von dieser (offline). Die Bahn W wird zur Verbesse¬rung der Glätte der zu streichenden Seite vor dem Florstreichen durch einen Vorkalander 20geleitet. Dieser Vorkalander kann alternativ weggelassen werden, wenn die zum Streichenvorgesehene Seite der Bahn schon eine ausreichende Glätte hat. Auf die Oberseite der BahnW wird mit der Florstreichvorrichtung 21 eine Strichschicht gewünschter Dicke aufgetragen. Diegestrichene Seite der Bahn wird mit einer berührungslosen Trockenvorrichtung 22 getrocknet;danach wird die gestrichene Bahn W durch den Endkalander 23 geleitet.

[0033] Mit der erfindungsgemäßen Fertigungslinie lässt sich auf leichte und vorteilhafte Weiseeine dreischichtige Faserstoffbahn hersteilen, deren Deckschicht eine gute Bedruckbarkeit hat.Die zweischichtige Rohbahn kann mit einer (einzigen) Formierpartie ohne Obersiebeinheithergestellt werden, in der Pressenpartie kann der zu streichenden Oberseite der Bahn einegute Glätte verliehen werden und nach dem Trocknen kann die glatte Oberseite der Bahn nachdem Florstreichverfahren gestrichen werden. Das Florstreichen kann entweder online, d.h. inVerbindung mit der Faserbahnmaschine, oder offline als separater Prozess, getrennt von derFaserbahnmaschine erfolgen. Vor dem Florstreichen kann die Bahn bei Bedarf noch einenVorstrich erhalten. Die der zu streichenden Seite entgegengesetzte Seite der Bahn kann gege¬benenfalls oberflächengeleimt werden. Wenngleich alle diese genannten Maßnahmen an sichbekannt sind, so sind deren Kombination und die damit erzielbare Synergie bisher nicht bekanntgewesen.

[0034] Zahlreiche verschiedene Variationen der Erfindung sind in dem durch die nachstehendaufgeführten Patentansprüche definierten Rahmen möglich.

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer wenigstens dreischichtigen Materialbahn, insbesonderevon White Top Liner (WTL), dadurch gekennzeichnet, dass es Stufen umfasst, in denen a) eine zweischichtige Faserstoffbahn (W) in einer Formierpartie (1), die einen Zwei¬schichtenstoffauflauf (6) und einen Gap- oder einen Hybridformer umfasst, gebildetwird, b) die Faserstoffbahn (W) durch eine Pressenpartie (2) geleitet wird, welche 1 bis 3Pressnips (N1, N2) umfasst, von denen wenigstens einer als Breitnippresse ausgestal¬tet ist, wobei im letzten Pressnip (N2) der Pressenpartie (2) die Oberseite der Bahn (W)gegen eine glatte Fläche gepresst wird, und wobei die Bahn (W) durch die dem letztenPressnip (N2) eventuell vorangehenden Pressnips (N1) zwischen zwei Filzen (7, 9) sichbefindlich geleitet wird, c) die Faserstoffbahn (W) in einer Zylinder-Trockenpartie (3) getrocknet wird, d) die Oberseite der Faserstoffbahn (W) einen Aufstrich nach dem Florstreichverfahrenerhält, und e) die gestrichene Faserstoffbahn (W) durch Kalandrieren ausgerüstet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach diesem Verfahren White Top Liner (WTL) hergestelltwird, der eine aus Fasermaterial bestehende Grundschicht, eine sich darauf befindliche,aus Fasermaterial bestehende Deckschicht und auf dieser eine durch Florstreichen herge¬stellte Pigmentschicht umfasst.
3. 3. Fertigungslinie zur Herstellung einer wenigstens dreischichtigen Materialbahn, insbesonde¬re von White Top Liner (WTL), dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungslinie a) eine Formierpartie (1), welche einen Zweischichtenstoffauflauf (6) und zwei Formier¬siebe (4, 5), die einen Doppelsiebabschnitt bilden, dem eventuell ein vom Untersieb (4)gebildeter Langsiebabschnitt vorangeht, aufweist, b) eine Pressenpartie (2) mit 1 bis 3 Pressnips (N1, N2), von denen wenigstens einer alsBreitnippresse ausgestaltet ist, wobei im letzten Pressnip (N2) der Pressenpartie (2) dieOberseite der Bahn (W) gegen eine glatte Fläche zu liegen kommt, und wobei die Bahn(W) durch die dem letzten Pressnip (N2) eventuell vorangehenden Pressnips (N1) je¬weils zwischen zwei Filzen (7, 9) sich befindlich geleitet wird, c) eine Zylinder-Trockenpartie (3) zum Trocknen der aus der Pressenpartie (2) kommen¬den Bahn (W), d) eine Florstreichvorrichtung (21) zum Streichen der Oberseite der Bahn (W), und e) einen Kalander (23) zum Kalandrieren der gestrichenen Bahn (W)umfasst.
4. 4. Fertigungslinie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (W) so zum Durchlaufen des letzten Nips (N2)der Pressenpartie (2) eingerichtet ist, dass die Oberseite der Bahn (W) gegen eine glatteFläche zu liegen kommt, die aus der Oberfläche einer Walze, eines Bandes oder einesGewebes bestehen kann.
5. 5. Fertigungslinie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte glatte Fläche aus der Oberfläche eines Ban¬des (11) oder eines Gewebes besteht und das Band (11) bzw. das Gewebe dazu einge¬richtet ist, die Bahn (W) hinter dem letzten Nip (N2) aus der Pressenpartie (2) in die Zylin¬der-Trockenpartie (3) zu transportieren.
6. 6. Fertigungslinie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte glatte Fläche aus der Oberfläche eines Me¬tallbandes (11) besteht, das mit einer Heizvorrichtung (24) zum Aufheizen des Metallban¬des (11) kombiniert ist.
7. 7. Fertigungslinie nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (W) vor der Florstreichvorrichtung (21) durch ei¬nen Vorkalander (20) geleitet wird.
8. 8. Fertigungslinie nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweischichtenstoffauflauf (6) Mittel zum Einbringeneiner isolierenden Mediumschicht zwischen die Faserstoffschichten umfasst. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen