DE10046171A1

DE10046171A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn

Info

Publication number: DE10046171A1
Application number: DE10046171A
Authority: DE
Inventors: Lothar Pfalzer
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-03-28
Also published as: EP1188861A2; US20020060010A1; EP1188861A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (24) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn. DOLLAR A In einer ersten Ausführung ist sie dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragsmedium (24) eine Streichfarbe (34), die als Bestandteil mindestens einen zusätzlichen organischen Zuschlagsstoff (36.1) enthält, verwendet wird, DOLLAR A wohingegen sie in einer zweiten Ausführung dadurch gekennzeichnet ist, dass als Auftragsmedium (24) eine Streichfarbe (34) verwendet wird und dass vor dem Auftrag der Streichfarbe (34) mindestens ein zusätzlicher organischer Zuschlagsstoff (36) mittels einer zweiten, der Hauptauftragsvorrichtung (48) vorgeordneten Vorauftragsvorrichtung (48.1) unter Ausbildung einer Zeitdifferenz auf die Materialbahn aufgetragen wird. DOLLAR A Der erfindungsgemäße organische Zuschlagsstoff (36) besitzt unter anderem die Eigenschaften, dass er sowohl eine Migration der Streichfarbe (34) in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Materialbahn (12) reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe (34) während der Entwässerung verbessert. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung zwei Vorrichtungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere Papier- oder Materialbahn, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2 und eine Vorrich tung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, gemäß Anspruch 15 oder 16.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 23 724 A1 (PB 10727 DEK) der Anmelderin bekannt. Beim offenbarten Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn wird in der Doppelsiebzone eines Nassteils einer Pa piermaschine eine Materialbahn gebildet, auf die mindestens einseitig mittels einer Auftragsvorrichtung ein flüssiges oder pastöses Auftragsmedium, beispiels weise eine Streichfarbe, aufgetragen wird. Weiterhin wird nach einem ersten Presselement einer Pressenpartie mittels mindestens einer Auftragseinrichtung ein weiteres flüssiges oder pastöses Auftragsmedium, beispielsweise eine Faser feinstoffsuspension, auf die Materialbahn aufgetragen.

Die Papiermaschine zur Durchführung des offenbarten Verfahrens weist sowohl in der Doppelsiebzone des Nassteils eine Auftragsvorrichtung als auch in der Pressenpartie mindestens eine Auftragsvorrichtung, die direkt der Materialbahn zugewandt ist, auf.

Nachteilhaft an diesem offenbarten Verfahren ist, dass die alleinige Zugabe von Streichfarbe im Nassteil die Gefahr birgt, dass die Streichfarbe aufgrund der Größe ihrer Pigmentpartikel während der Entwässerung in die Materialbahn weg schlägt, dass heisst in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Materialbahn migriert, damit nur zum Teil oberflächenverbessernd wirksam ist und folglich die Bedruckbarkeit der Materialbahn nur unwesentlich, wenn überhaupt verbessert.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der ein gangs genannten Art derart zu verbessern, dass sowohl eine Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Material bahn (mittels einer Sperrschicht) reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch eine verbesserte Retention derselben während der Entwässerung er reicht wird, so dass sich die Bedruckbarkeit der Materialbahn verbessert und der technische Aufwand gegenüber den bisherigen Lösungen möglichst verringert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem ersten Verfahren der eingangs genannten Art erfin dungsgemäß dadurch gelöst, dass als Auftragsmedium eine Streichfarbe, die als Bestandteil mindestens einen zusätzlichen organische Zuschlagsstoff, der sowohl eine Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Be reiche der Materialbahn reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe während der Entwässerung verbessert, enthält, verwendet wird.

Dieser zusätzliche organische Zuschlagsstoff "armiert" mittels einer Sperrschicht die Materialbahn und trägt dabei wesentlich zur Verhinderung der Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche bei. Der Zu schlagsstoff erbringt weiterhin den Vorteil, dass es sich bei ihm wie beim die Ma terialbahn bildenden Faserstoff um einen organischen Stoff mit mehr oder we nigen gleichen chemischen Eigenschaften handelt. Zudem wird durch den zu sätzlichen organischen Zuschlagsstoff die Streichfarbe während der Entwässe rung der Materialbahn besser zurückgehalten und sie bildet damit eine glattere Oberfläche, die überdies den Druckprozess hinsichtlich seiner Qualität und Kosten positiv unterstützt.

Ferner wird diese Aufgabe bei einem zweiten Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Auftragsmedium eine Streichfarbe verwendet wird und dass vor dem Auftrag der Streichfarbe mindestens ein zusätz licher organischer Zuschlagsstoff, der sowohl eine Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Materialbahn reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe wäh rend der Entwässerung verbessert, mittels mit einer zweiten, der Hauptauftrags vorrichtung vorgeordneten Vorauftragsvorrichtung auf die Materialbahn aufge tragen wird.

Auch bei diesem zweiten Verfahren ergeben sich die im vorigen Absatz genann ten Vorteile.

Das Auftragsmedium wird erfindungsgemäß im Former- oder im Pressenbereich aufgetragen, da hierbei der Trockengehalt und die Festigkeit der Materialbahn noch keine Werte annehmen, die eine Penetration des ersten Auftragsmediums in die Materialbahn reduzieren beziehungsweise verhindern.

Unter dem Begriff "Nassteil" (Wet End) wird im Rahmen dieser Beschreibung der Stoffauflauf, der Former- und der Pressenbereich einer Papier- oder Kartonma schine verstanden.

Die Zeitdifferenz zwischen dem Auftrag des zusätzlichen organischen Zuschlags stoffs und der Streichfarbe nimmt bevorzugterweise einen Wert im Bereich von 1 ms bis 100 ms, vorzugsweise von 20 ms bis 50 ms, an, da diese Zeitdifferenz unter technologischen Aspekten zur Erreichung eines guten Wirkungsgrads, ins besondere Auftragswirkungsgrads, ausreichend ist und unter Berücksichtigung der Maschinengeschwindigkeit der Papier- oder Kartonmaschine zudem noch konstruktive Vorteil hinsichtlich Anordnung der Auftragsvorrichtungen und der gleichen erzielt.

Die Streichfarbe enthält in gewöhnlicher Ausführung Bestandteile an Offset-Farbe oder Tiefdruck-Farbe, da diese beiden Farbarten zum bewährten Stand der Tech nik gehören, in großen Mengen hergestellt werden und somit unter wirtschaftlich interessanten Bedingungen zum Einsatz kommen können. Weiterhin eignen sich diese beiden Farbarten unter anderem aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften vorzüglich für die erfindungsgemäße Anwendung.

Der zusätzliche organische Zuschlagsstoff enthält vorzugsweise Feinstoffe, die wiederum extreme Kurzfasern mit einem hohen Mahlgrad, ähnlich Feinstoffen, wie sie beim Schliffprozess entstehen, oder durch Mahlung von Faser erzeugte Kurz fasern enthalten. Die extremen Kurzfasern weisen in weiterer Ausführung einen Mahlgrad von ≧ 50° SR (Schopper-Riegler-Wert (Mahlgrad) gemäß Merkblatt V/7/61, Revision von 107, Verein der Zellstoff- und Papier-Chemiker und -Ingeni eure, Ausgabe 01. 07. 1961), vorzugsweise von ≧ 70° SR, besonders vorzugsweise von ≧ 85° SR, auf.

Weiterhin wird je nach späterer Verwendung der Materialbahn das mindestens eine Auftragsmedium auf nur eine Seite der Materialbahn oder auf beide Seiten der Materialbahn aufgetragen.

Ferner wird das mindestens eine Auftragsmedium direkt und/oder indirekt auf die Materialbahn aufgetragen. Beide Auftragsarten weisen ihnen eigene Vorteile hin sichtlich Wirkungsgrad, Einsatzgebiet, Kosten und dergleichen auf; die Auftragsart muss letztendlich je nach Anwendungsfall festgelegt werden. Die direkte Auf tragung kann beispielsweise mittels Sprühdüsen, Direkt-Applikatoren oder Press walzen geschehen, die indirekte Auftragung hingegen mittels Auftragswalzen oder dergleichen. Weiterhin ist aber auf die Auftragung mittels einer direkten oder indi rekten Auftragsvorrichtung und dazwischen liegender Bespannung, insbesondere Sieb oder Filz, möglich.

Um einen möglichst sparenden Umgang mit dem mindestens einen Auftrags medium zu ermöglichen, wird überdies vorgeschlagen, dass es dosiert auf die Materialbahn aufgetragen wird.

Bevorzugt wird das mindestens eine Auftragsmedium über die Breite der Materi albahn hinweg sektioniert auf dieselbe aufgetragen, da hierbei der Vorteil der ge zielten Beeinflussbarkeit des Querprofils des Auftragsmediums erwächst. Zudem kann die sektionierte Auftragung auch finanzielle Vorteile erbringen.

Diese Aufgabe wird bei einer ersten Vorrichtung der eingangs genannten Art er findungsgemäß dadurch gelöst, dass im Nassteil einer Papier- oder Karton maschine mindestens einseitig der Materialbahn eine Auftragsvorrichtung mit mindestens einer Zufuhrleitung zur Zuführung eines Auftragsmediums angeordnet ist und dass die Auftragsvorrichtung und/oder die Zufuhrleitung mindestens eine weitere Zufuhrleitung zur Zuführung mindestens eines zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs, der sowohl eine Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Materialbahn reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe während der Entwässerung verbessert, aufweist.

Durch die Anordnung wird es ermöglicht, dem Auftragsmedium mindestens einen weiteren zusätzlichen organischen Zuschlagsstoff direkt in dessen Auftragsvor richtung und/oder in dessen Zufuhrleitung zur Auftragsvorrichtung zuzuführen. Dabei können die Bauteile der Auftragsvorrichtung und der mindestens zwei Zu fuhrleitungen konstruktiv einfach, jedoch wirkungsvoll und betriebssicher ausge führt sein.

Diese Aufgabe wird bei einer zweiten Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Nassteil einer Papier- oder Karton maschine mindestens einseitig der Materialbahn eine Hauptauftragsvorrichtung mit mindestens einer Zufuhrleitung zur Zuführung eines Auftragsmediums ange ordnet ist und dass mindestens eine zweite, der Hauptauftragsvorrichtung vorge ordnete Vorauftragsvorrichtung mit mindestens einer Zufuhrleitung zur Zuführung eines zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs, der sowohl eine Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Material bahn reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe während der Entwässerung verbessert, im Nassteil vorgesehen ist.

Diese Anordnung ermöglicht die getrennte Zuführung der Streichfarbe und des mindestens einen zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs der Materialbahn mit all seinen Vorteilen, beispielsweise Zuführung nur eines Stoffes, verschiedene Querprofile für die jeweiligen Stoffe und angepasste Betriebsbedingungen an die jeweiligen Stoffe. Es können mit dieser Anordnung also verschiedene Systeme realisiert werden, die völlig autark voneinander betrieben werden können.

Hinsichtlich der Beeinflussbarkeit des Querprofils des mindestens einen aufgetra genen Stoffs ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine Auftragsvorrichtung in mindestens zwei Auftragssektionen unterteilt ist und jede Auftragssektion hinsicht lich ihrer Auftragsmenge getrennt regelbar beziehungsweise steuerbar ist. Es ist platt selbstverständlich, dass die Auftragsvorrichtung in beliebig viele Auftrags sektionen unterteilt werden kann und/oder beispielsweise an die Anzahl und Breiten der Sektionen eines stoffdichtegeregelten Stoffauflaufs angepasst sein kann.

Die mindestens eine Auftragsvorrichtung kann ein Applikator, eine Sprühdüse oder eine Presswalze sein, da diese Vorrichtungsarten zum bewährten Stand der Technik zählen und zudem noch kostengünstig erworben und betrieben werden können.

Der Druck in der mindestens einen Auftragsvorrichtung, beispielsweise Applikator oder Sprühdüse, liegt bevorzugterweise zwischen 0,05 bar und 0,5 bar, vorzugs weise zwischen 0,1 bar und 0,4 bar. Diese Druckbereiche ermöglichen einen effi zienten Einsatz der Auftragsvorrichtung und Berücksichtigung der Betriebskosten.

Weiterhin beträgt erfindungsgemäß der Feststoffgehalt der Materialbahn im Be reich der mindestens einen Auftragsvorrichtung zwischen 5% und 60%, vor zugsweise zwischen 8% und 17%, der Feststoffgehalt des mindestens einen Auftragsmediums hingegen zwischen 5% und 50%, vorzugsweise zwischen 10% und 30%, da diese Bereiche den Wirkungsgrad der Auftragung positiv unter stützen.

Das Gesamtauftragsgewicht des mindestens einen Auftragsmediums je Material bahnoberfläche liegt unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit und des Wir kungsgrads zwischen 1 g/m² und 10 g/m² Trockengewicht.

Weiterhin umfasst der Nassteil einen Stoffauflauf, der als Mehrschichtenstoffauf lauf und/oder Stoffauflauf mit Lamellen ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich bei der Herstellung einer mehrschichtigen Materialbahn der wirtschaftliche und pro zesstechnologische Vorteil, das nur eine oder auch beide der äußeren Schichten der mehrschichtigen Materialbahn mit mindestens einem Auftragsmedium be schichtet werden kann beziehungsweise können.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu er läuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombi nation, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen

Fig. 1 bis 8 erfindungsgemäße Auftragsvorrichtungen in verschiedenen Anwendungsfällen.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auftragsvor richtung allgemein mit 10 bezeichnet.

Die Auftragsvorrichtung 10 ist im Nassteil einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn 12, insbesondere aus Papier oder Karton, angeordnet, was man in Fig. 1 daran erkennen kann, dass die noch feuchte Materialbahn 12 zwischen zwei Siebbändern 14 und 16 aufgenommen ist, welche den Zusammenhalt des Fasergefüges der Materialbahn 12 sicherstellen. Die Materialbahn 12 ist nebst den Siebbändern 14 und 16 um eine Walze 18 herumgeführt und liegt in einem Umschlingungsbereich U an der Oberfläche 18a der Materialbahn 12 an. Die Walze 18 ist um ihre Achse A in Richtung des Pfeils P drehangetrieben, so dass die Materialbahn in ihrer Bewegung in Laufrichtung L mit der Walzenoberfläche 18a der Walze 18 im wesentlichen rutschfrei im Eingriff ist.

Der dem die beiden Siebbänder 14 und 16 aufweisenden Doppelsiebformer, bei spielsweise Gapformer, vorgeordnete Stoffauflauf ist in der Fig. 1 nicht darge stellt, da er nicht erfindungswesentlich ist und dem Fachmann bestens bekannt ist.

Auf der der Walze 18 abgewandten Seite der zwischen den Siebbändern 14 und 16 aufgenommenen Materialbahn 12 ist ein Auftragswerk 20 in Form eines Frei strahl-Düsenauftragswerks 22 angeordnet, welches im Abstand von der Material bahn 12 beziehungsweise dem Siebband 16 angeordnet ist und das Auftrags medium 24 vordosiert auf die Materialbahn 12 beziehungsweise auf das Siebband 16 aufbringt. Dem Auftragswerk 20 ist eine Egalisiervorrichtung 26 nachgeordnet, die in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Schaberanordnung 28 umfasst, grundsätzlich jedoch auch von jeder anderen bekannten Rakel- beziehungsweise Egalisiervorrichtung gebildet sein kann. Die Egalisiervorrichtung 26 glättet das aufgetragene Auftragsmedium 24 und trägt etwaig zuviel aufgebrachtes Auf tragsmedium 24 wieder ab, um es nach einem nicht dargestellten Zwischenreini gungsschritt erneut dem Zufuhrstrom M zum Freistrahl-Düsenauftragswerk 22 hinzuzufügen. Die Walze 18 verfügt weiterhin über eine Unterdruckzone 30.

Erfindungsgemäß ist dem Auftragswerk 20 der Auftragsvorrichtung 10 eine Zu fuhrleitung 32 zur Speisung desselben mit Streichfarbe 34, die bevorzugterweise Bestandteile an Offset-Farbe oder Tiefdruck-Farbe enthält, zugeordnet. In die Zufuhrleitung 32 mündet deren Erreichen des Auftragswerks 20 eine weitere Zu fuhrleitung 32.1, mittels derer mindestens ein zusätzlicher organischer Zuschlags stoff 36, insbesondere Feinstoffe 36.1 mit einem Mahlgrad von ≧ 50° SR, vor zugsweise von ≧ 70° SR, besonders vorzugsweise von ≧ 90° SR, in die Zufuhr leitung 32 eingespeist wird. Das aus Streichfarbe 34 und zusätzlichem orga nischen Zuschlagsstoff 36 gebildete Auftragsmedium 24 mit mittels Zufuhrstrom M wird direkt dem Auftragswerk 20 zugeführt. Die Durchflussmengen in den beiden Zufuhrleitungen 32 und 32.1 sind regelbar beziehungsweise steuerbar; die mögli chen Regelungsarten zählen zum Stand der Technik und werden aus diesem Grunde an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Weiterhin kann der Feststoffgehalt der Materialbahn 12 im Bereich der Auftrags vorrichtung 10 zwischen 5% und 60%, vorzugsweise zwischen 8% und 17%, betragen, während der Feststoffgehalt des Auftragsmediums 24 zwischen 5% und 50%, vorzugsweise zwischen 10% und 30%, betragen kann. Vorteilhafter weise liegt ferner das Gesamtauftragsgewicht des Auftragsmediums 24 zwischen 1 g/m² und 10 g/m².

Die Fig. 2 stellt ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auf tragsvorrichtung 10 dar.

Die Materialbahn 12 ist lediglich auf der der Walze (Ausbildung als Auftragswalze 18.1) zugewandten Seite von einem Siebband 14 gestützt. Ferner weist die Auf tragswalze 18.1 keine Unterdruckzone gemäß der Walze 18 der Fig. 1 auf. Die Auftragswalze 18.1 kann also beispielsweise eine einfache Umlenkwalze für die Materialbahn 12 sein. Das Auftragsmedium 24 wird mittels eines Auftragswerks 20 unter Gleitkontakt als eine Auftragsschicht 38 auf die Auftragswalzenober fläche 18.1a aufgebracht. Diese Auftragsschicht 38 wird infolge der Drehung der Auftragswalze 18.1 um die Achse A in Richtung des Pfeils P zum Umschlingungs bereich U hin gefördert, in dem das Auftragsmedium 24 mit der Materialbahn 12 in Kontakt gebracht wird. Insbesondere beim Eintritt in den Umschlingungsbereich U wird das Auftragsmedium 24 infolge des sich zwischen der Auftragswalzenober fläche 18.1a und der Materialbahn 12 entwickelnden hydrodynamischen Drucks in die Materialbahn 12 gedrückt, wobei allerdings durch die Zwischenlage des Sieb bands 14 sichergestellt ist, dass der Druck nicht so große Werte annimmt, dass das Auftragsmedium 24 bis in das Volumen 12b der Materialbahn 12 gedrückt würde, sondern an der Oberfläche 12a der Materialbahn 12 verbleibt. Ferner ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 2 auf der der Auftragswalze 18.1 abgewandten Seite der Materialbahn 12 keine Gegenwalze vorgesehen, so dass die Material bahn 12 dem anstehenden hydrodynamischen Druck auch ausweichen kann und somit ein Vordringen des Auftragsmediums 24 in das Volumen der Materialbahn 12 verhindern kann. Der Auftragswalze 18.a ist weiterhin eine Reinigungsvorrich tung 19 zum Reinigen der Auftragswalzenoberfläche 18.1a zugeordnet. Die Reinigungsvorrichtung 19 um fasst eine Abgabevorrichtung 19.1 zum Aufbringen eines Reinigungsmediums 19.2 auf die Auftragswalzenoberfläche 18.1a sowie eine Schaberklinge 19.2 zum Abtragen von Verunreinigungen von der Auftragswalzenoberfläche 18.1a.

Erfindungsgemäß ist dem Auftragswerk 20 der Auftragsvorrichtung 10 eine Zu fuhrleitung 32 zur Speisung desselben mit Streichfarbe 34 zugeordnet. In das Auftragwerk 20 mündet eine weitere Zufuhrleitung 32.1, mittels derer mindestens ein zusätzlicher organischer Zuschlagsstoff 36, insbesondere Feinstoffe 36.1, in das Auftragswerk 20 eingespeist wird. Das aus Streichfarbe 34 und zusätzlichem organischen Zuschlagsstoff 36 gebildete Auftragsmedium 24 wird dann mittels Auftragswerk 20 der Auftragswalzenoberfläche 18.1a zugeführt. Die Durchfluss mengen in den beiden Zufuhrleitungen 32 und 32.1 sind regelbar beziehungs weise steuerbar; die möglichen Regelungsarten zählen zum Stand der Technik und werden aus diesem Grunde an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Auch die Fig. 3 stellt ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 10 in der Doppelsiebzone eines Nassteils dar.

Die Materialbahn 12 liegt zwischen den beiden Siebbändern 14 und 16 und wird in Richtung des Pfeils P angetrieben. Die Materialbahn 12 wird durch die nur bei spielhaft dargestellten Entwässerungselemente 40 und 40.1 wechselseitig ent wässert. Auf dem Umfang einer ersten Walze 18, beispielsweise einer Formier walze, befindet sich ein erstes Auftragswerk 20 zur Auftrag des Auftragsmediums 24, das aus einer Streichfarbe und mindestens einem zusätzlichen organischen Zuschlagsstoff, insbesondere Feinstoffe, gebildet wird.

Ist ein erfindungsgemäßer zweiseitiger Auftrag im Nassteil gewünscht, so kann in einem weiteren, von einer zweiten Walze 18.2, beispielsweise einer Siebsaug walze, gestützten Doppelsiebbereich ein zweites Auftragswerk 20.1 angeordnet sein.

Weiterhin ist in Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 10 in der Doppelsiebzone eines Nassteils dargestellt.

Es ist deutlich das Doppelsieb, bestehend aus den beiden Siebbändern 14 und 16, und die dazwischen geführte Materialbahn 12 zu erkennen. Die beiden Sieb bänder 14 und 16 verlaufen von rechts kommend über eine erste Walze 18, ins besondere eine Siebsaugwalze, an deren Unterseite ein Auftragswerk 20 ange ordnet ist, das ein Auftragsmedium 24 auf die Unterseite der Materialbahn 12 bringt. Danach wird das Doppelsieb über eine zweite Walze 18.2, insbesondere eine Siebsaugwalze, geführt, die von der Unterseite der Materialbahn 12 um schlungen wird, wobei gleichzeitig auf der Seite des Siebbands 16 ein Auftrags werk 20.1 angeordnet ist, das ein zweites Auftragsmedium 24.1 auf die Oberseite der Materialbahn 12 bringt. Anschließend wird das Doppelsieb an eine nachfol gende Umlenkwalze herangeführt, die das Siebband 16 von der Materialbahn 12 abhebt, wonach die entstehende Materialbahn 12 auf dem Siebband 14 auf liegend weitergeführt wird.

Die Fig. 5 zeigt räumlich eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Auftragsvorrichtung 10.

Der dargestellte Nassteil der Langsieb-Papier- oder Kartonmaschine besteht aus einem aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 (PA 04598 DE) der Anmelderin bekannten Stoffauflauf 42 (Sektionierung und Stoffdichterege lung), dem hoch- und niederkonsistente Faserstoffsuspensionsströme Q_H und Q_L zugeführt werden. Der Stoffauflauf 42 verteilt die Faserstoffsuspension gleich mäßig über das Langsieb 44. Das Langsieb 44 wird über mehrere Walzen 46 um gelenkt und anschließend an den Stoffauflauf 42 sind mehrere Entwässerungs elemente 40 vorgesehen, welche die auf dem Langsieb 44 liegende Materialbahn 12 entwässern.

Erfindungsgemäß ist nun in Maschinenrichtung R gesehen hinter dem Stoffauflauf 42 eine Hauptauftragsvorrichtung 48, ausgebildet als ein Sprührohr 48a mit mehreren, jedoch nur zwei dargestellten Sprühdüsen 48b, mit mindestens einer Zufuhrleitung 50 zur Aufbringung von Streichfarbe 34 vorgesehen. Der Hauptauf tragsvorrichtung 48 ist entgegen der Maschinenrichtung R eine Vorauftragsvor richtung 48.1, auch ausgebildet als ein Sprührohr 48.1a mit mehreren, jedoch nur zwei dargestellten Sprühdüsen 48.1b, mit mindestens einer Zufuhrleitung 50.1 zur Aufbringung eines zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs 36 vorgeordnet. Die beiden Auftragsvorrichtungen sind derart beabstandet, dass die Zeitdifferenz für die Aufbringung der beiden Auftragsmedien einen Wert im Bereich von 1 ms bis 100 ms, vorzugsweise von 20 ms bis 50 ms, annimmt. Überdies nimmt der Druck in mindestens einer der beiden Auftragsvorrichtungen 48 und 48.1 einen Wert zwischen 0,05 bar und 0,5 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 bar und 0,4 bar, an.

In Fig. 6 ist diese erfindungsgemäße Ausführungsform der Fig. 5 in Seitenan sicht dargestellt, wobei die Fig. 7 wiederum eine Draufsicht auf eine Auftragsvor richtung der Fig. 6 ist.

Der dargestellte Nassteil der Langsieb-Papier- oder Kartonmaschine der Fig. 6 besteht im wesentlichen aus den gleichen Bauteilen wie derjenige der Fig. 5, worauf hiermit Bezug genommen wird.

Erfindungsgemäß sind die beiden Auftragsvorrichtungen 48 und 48.1 über die Breite der Materialbahn 12 hinweg sektioniert, wobei die einzelnen Auftragssek tionen 52 und 52.1 getrennt regelbar beziehungsweise steuerbar sind; die mög lichen Regelungsarten zählen zum Stand der Technik und werden aus diesem Grunde an dieser Stelle nicht näher erläutert. Das Auftragsmedium 24 wird bevor zugterweise gemäß Fig. 7 mittels eines Querverteilrohrs 54 in die Auftragsvor richtung 48 eingebracht, danach über die Regelungs-/Steuerungseinheit 56 ge leitet und anschließend mittels einer Düse 58 auf die nicht dargestellte Material bahn aufgebracht.

Die Fig. 8 zeigt in weiterer Ausführung der Erfindung in räumlicher Darstellung einen sektionierten Stoffauflauf 42, in dessen Zufuhrleitung 32.3 für Faserstoff suspension 60 mittels einer Vorauftragsvorrichtung 48.1 mindestens ein zusätz licher organischer Zuschlagsstoff 36, insbesondere Feinstoffe 36.1, und in dessen Zwischenkammer 62 mittels einer Hauptauftragsvorrichtung 48 Streichfarbe 34 aufgebracht wird.

Dieser dargestellte Stoffauflauf 42 kann in weiterer Ausführung der Erfindung auch als Stoffauflauf mit Verdünnungswassertechnologie und/oder Mehr schichtenstoffauflauf (gestrichelte Darstellung) und/oder Stoffauflauf mit Lamellen (gestrichelte Darstellung) ausgeführt sein. Es ergeben sich dabei die bereits aus geführten Vorteile.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art geschaffen werden, die sowohl eine Migration der Streichfarbe in innenliegende Schichten beziehungsweise Be reiche (mittels einer Sperrschicht) reduzieren, vorzugsweise vollständig verhin dern, als auch eine verbesserte Retention derselben während der Entwässerung erreichen lassen, so dass sich die Bedruckbarkeit der Materialbahn verbessert und der technische Aufwand gegenüber den bisherigen Lösungen möglichst ver ringert wird.

Bezugszahlenliste

10

Auftragsvorrichtung

12

Materialbahn

12

b Volumen

14

,

16

Siebband

18

,

46

Walze

18.1

Auftragswalze

18.1

a Auftragswalzenoberfläche

18

a Walzenoberfläche

19

Reinigungsvorrichtung

19.1

Abgabevorrichtung

19.2

Reinigungsmedium

19.3

Schaberklinge

20

Auftragswerk

22

Freistrahl-Düsenauftragswerk

24

Auftragsmedium

26

Egalisiervorrichtung

28

Schaberanordnung

30

Unterdruckzone

32

,

32.1

,

50

,

50.1

Zufuhrleitung

34

Streichfarbe

36

Zuschlagsstoff

36.1

Feinstoffe

38

Auftragsschicht

40

,

40.1

Entwässerungselement

42

Stoffauflauf

44

Langsieb

48

Hauptauftragsvorrichtung

48.1

Vorauftragsvorrichtung

48

a,

48.1

a Sprührohr

48

b,

48.1

b Sprühdüse

52

,

52.1

Auftragssektion

54

Querverteilrohr

56

Regelungs-/Steuerungseinheit

58

Düse

60

Faserstoffsuspension

62

Zwischenkammer
A Achse
L Laufrichtung
M Zufuhrstrom
P Pfeil
Q_H

, Q_L

Faserstoffsuspensionsstrom
R Maschinenrichtung
U Umschlingungsbereich

Claims

1. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (24) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Karton bahn, mit den folgenden Schritten:

1. 1.1 im Nassteil einer Papier- oder Kartonmaschine wird eine Materialbahn (12) gebildet;
2. 1.2 im Nassteil wird mindestens einseitig mittels einer Auftragsvorrichtung (10) ein flüssiges oder pastöses Auftragsmedium (24) auf die Material bahn (12) aufgetragen;
dadurch gekennzeichnet,
3. 1.3 dass als Auftragsmedium (24) eine Streichfarbe (34), die als Bestand teil mindestens einen zusätzlichen organischen Zuschlagsstoff (36), der sowohl eine Migration der Streichfarbe (34) in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Materialbahn (12) reduziert, vorzugs weise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe (34) während der Entwässerung verbessert, enthält, verwendet wird.

2. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (24) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Karton bahn, mit den folgenden Schritten:

1. 2.1 im Nassteil einer Papier- oder Kartonmaschine wird eine Materialbahn (12) gebildet;
2. 2.2 im Nassteil wird mindestens einseitig mittels einer Hauptauftragsvor richtung (48) ein flüssiges oder pastöses Auftragsmedium (24) auf die Materialbahn (12) aufgetragen;
dadurch gekennzeichnet,
3. 2.3 dass als Auftragsmedium (24) eine Streichfarbe (34) verwendet wird; und
4. 2.4 dass vor dem Auftrag der Streichfarbe (34) mindestens ein zusätzlicher organischer Zuschlagsstoff (36), der sowohl eine Migration der Streichfarbe (34) in innenliegende Schichten beziehungsweise Be reiche der Materialbahn (12) reduziert, vorzugsweise vollständig ver hindert, als auch die Retention der Streichfarbe (34) während der Ent wässerung verbessert, mittels mit einer zweiten, der Hauptauftragsvor richtung (48) vorgeordneten Vorauftragsvorrichtung (48.1) auf die Ma terialbahn (12) aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmedium (24) im Former- oder im Pressenbereich aufge tragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdifferenz zwischen der Auftragung des zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs (36) und der Streichfarbe (34) einen Wert im Bereich von 1 ms bis 100 ms, vorzugsweise von 20 ms bis 50 ms, annimmt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichfarbe (34) Bestandteile an Offset-Farbe oder Tiefdruck-Farbe enthält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche organische Zuschlagsstoff (36) Feinstoffe (36.1) enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstoffe (36.1) extreme Kurzfasern mit einem hohen Mahlgrad und/oder durch Mahlung von Fasern erzeugte Kurzfasern enthalten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die extremen Kurzfasern einen Mahlgrad von ≧ 50° SR, vorzugsweise von ≧ 70° SR, besonders vorzugsweise von ≧ 85° SR, aufweisen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auftragsmedium (24, 34, 36, 36.1) auf nur eine Seite der Materialbahn (12) aufgetragen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auftragsmedium (24, 34, 36, 36.1) auf beide Sei ten der Materialbahn (12) aufgetragen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auftragsmedium (24, 34, 36, 36.1) direkt und/oder indirekt auf die Materialbahn (12) aufgetragen wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auftragsmedium (24, 34, 36, 36.1) dosiert auf die Materialbahn (12) aufgetragen wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auftragsmedium (24, 34, 36, 36.1) über die Breite der Materialbahn (12) hinweg sektioniert auf dieselbe aufgetragen wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

1. 14.1 dass die Materialbahn (12) als eine mehrschichtige Materialbahn mittels eines Mehrschichtstoffauflaufs gebildet wird; und
2. 14.2 dass auf mindestens eine der beiden äußeren Schichten mindestens ein Auftragsmedium (24, 34, 36, 36.1) aufgetragen wird.

15. Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (24) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Karton bahn, dadurch gekennzeichnet,

1. 15.1 dass im Nassteil einer Papier- oder Kartonmaschine mindestens ein seitig der Materialbahn (12) eine Auftragsvorrichtung (10) mit mindes tens einer Zufuhrleitung (32) zur Zuführung eines Auftragsmediums (24) angeordnet ist; und
2. 15.2 dass die Auftragsvorrichtung (10) und/oder die Zufuhrleitung (32) min destens eine weitere Zufuhrleitung (32.1) zur Zuführung mindestens ei nes zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs (36), der sowohl eine Migration der Streichfarbe (34) in innenliegende Schichten be ziehungsweise Bereiche der Materialbahn (12) reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Retention der Streichfarbe (34) während der Entwässerung verbessert, aufweist.

16. Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (24) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Karton bahn, dadurch gekennzeichnet,

1. 16.1 dass im Nassteil einer Papier- oder Kartonmaschine mindestens ein seitig der Materialbahn (12) eine Hauptauftragsvorrichtung (48) mit mindestens einer Zufuhrleitung (32) zur Zuführung eines Auftragsme diums (24) angeordnet ist; und
2. 16.2 dass mindestens eine zweite, der Hauptauftragsvorrichtung (48) vorge ordnete Vorauftragsvorrichtung (48.1) mit mindestens einer Zufuhrlei tung (32.1) zur Zuführung mindestens eines zusätzlichen organischen Zuschlagsstoffs (36), der sowohl eine Migration der Streichfarbe (34) in innenliegende Schichten beziehungsweise Bereiche der Materialbahn (12) reduziert, vorzugsweise vollständig verhindert, als auch die Reten tion der Streichfarbe (34) während der Entwässerung verbessert, im Nassteil vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auftragsvorrichtung (10) in mindestens zwei Auf tragssektionen (52, 52.1) unterteilt ist und jede Auftragssektion (52, 52.1) hinsichtlich ihrer Auftragsmenge getrennt regelbar beziehungsweise steuer bar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auftragsvorrichtung (10) ein Applikator, eine Sprühdüse oder eine Presswalze ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der mindestens einen Auftragsvorrichtung (10) zwischen 0,05 bar und 0,5 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 bar und 0,4 bar, liegt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt der Materialbahn (12) im Bereich der mindestens einen Auftragsvorrichtung (10) zwischen 5% und 60%, vorzugsweise zwi schen 8% und 17%, und der Feststoffgehalt des mindestens einen Auf tragsmediums (24) zwischen 5% und 50%, vorzugsweise zwischen 10% und 30%, beträgt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtauftragsgewicht des mindestens einen Auftragsmediums (24) je Materialbahnoberfläche zwischen 1 g/m² und 10 g/m² Trockengewicht liegt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Nassteil einen Stoffauflauf (42) umfasst.

23. Vorrichtung nach Anspruche 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (42) als Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (42) mit Lamellen versehen ist.