DE102004028046A1

DE102004028046A1 - Method for producing a paper web and paper machine

Info

Publication number: DE102004028046A1
Application number: DE102004028046A
Authority: DE
Inventors: Holger Humberg; Volker Niggl; Klaus Dr. Dölle; Bernd Dr. Güldenberg
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-29
Also published as: JP2008501873A; WO2005121446A1; CA2569885A1; CN1961116A; US20070107861A1; EP1759057A1; RU2006146931A

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer satinierten Papierbahn in einer Papiermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt wird.A method for producing a satin-finished paper web in a paper machine is characterized in that the paper web is produced by using a pulp suspension containing in part pulp-laden fibers.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer satinierten Papierbahn in einer Papiermaschine.The The invention relates to a method for producing a satin finished Paper web in a paper machine.

Bei nach dem Stand der Technik hergestellten Papieren wird festgestellt, dass ein Zusammenhang zwischen der Schwarzsatinage zur Rauhigkeit und dem Glanz des Papiers besteht. Schwarzsatinage ist die bei starker Satinage eines ungestrichenen holzhaltigen Papiers oder bei einem gestrichenen holzhaltigen Papier im Papierblatt hohe lokale Verdichtung, die zu reduzierten lichtstreuenden Grenzflächen zwischen den Fasern und Luft führt, woraus bei Betrachtung im Durchlicht transparente Stellen im Blattgefüge resultieren. Sie treten vornehmlich an Faserkreuzungspunkten auf, die als lokale Stellen erhöhter flächenbezogener Masse den größten Druckspannungen im Kalander ausgesetzt sind. Die im Durchlicht transparenten Stellen erscheinen im Auflicht dunkel, da das Licht transmittiert und nur zu einem geringen Teil reflektiert wird. Das Papier hat daher ein „graues" geflecktes Aussehen. Die Schwarzsatinage entsteht durch kollabierende Fasern beim Satinageprozess. Die Faser wird wegen der fehlenden Grenzschicht zwischen Faser und Luft sowie Luft und Faser im Lumen, d. h. in den Hohlräumen der Fasern, durchsichtig.at According to the state of the art, it is stated that that a connection between the black satin and the roughness the gloss of the paper. Black satin is the strong one Satinage of uncoated woody paper or one coated wood-containing paper in paper sheet high local compaction, the reduced light-scattering interfaces between the fibers and Air leads, which results in transparent spots in the sheet structure when viewed in transmitted light. They occur mainly at fiber crossing points, which are local Make increased area-based Mass the greatest compressive stresses are exposed in the calender. The transparent areas in transmitted light appear dark in incident light, as the light is transmitted and only is reflected to a small extent. The paper therefore has a "gray" speckled appearance. The black satin comes from collapsing fibers during the calendering process. The fiber is due to the lack of boundary layer between fiber and Air and air and fiber in the lumen, d. H. in the cavities of Fibers, transparent.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Schwarzsatinage in der Papierbahn zu begrenzen.It The object of the invention is the black satin in the paper web to limit.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Papierbahn unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt wird.According to the invention this Task solved by that the paper web using a partially loaded with ash Fiber-containing pulp suspension is produced.

Bei der Zuführung von Asche mit Hilfe des Fiber-Loading-Prozesses, beispielsweise gemäß der DE 102 04 254 A1 wird die Asche direkt in den Fasern ausgefällt und an diese gebunden. Durch Mikroskopaufnahmen nachweisbar, lagert sich auch Asche in den Hohlräumen der Fasern ab. Da selbst bei kollabierten Fasern eine Grenzschicht Faser-Asche und eine Grenzschicht Asche-Faser existieren, wird die Schwarzsatinage verhindert.In the supply of ash by means of the fiber-loading process, for example according to the DE 102 04 254 A1 the ash is precipitated directly in the fibers and bound to them. Detected by micrographs, ash deposits in the cavities of the fibers. Since even with collapsed fibers a boundary layer of fiber ash and an interface ash fiber exist, the black satin is prevented.

Dies bedeutet, dass sich gemäß der Erfindung der Schwarzsatinageindex bei gleicher Endrauhigkeit um mindestens 10 % reduziert. Bei gleichem Schwarzsatinageindex reduziert sich umgekehrt die Endrauhigkeit des Papiers um mindestens 12 %.This means that according to the invention the black satin index at the same final roughness by at least 10% reduced. At the same black satin index is reduced conversely, the end roughness of the paper by at least 12%.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims, the Description and the drawings.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem die Papierbahn in der Papiermaschine durch einen eine Mehrzahl von Nips aufweisenden Kalander geführt wird, wobei in den Nips Linienlasten von mehr als 350 kN/m auf die Papierbahn ausgeübt werden.Especially advantageous is a method in which the paper web in the paper machine is guided by a calender having a plurality of nips, where in the nips line loads of more than 350 kN / m on the paper web exercised become.

Insbesondere ist es hierbei von Vorteil, wenn Linienlasten von mehr als 400 kN/m auf die Papierbahn ausgeübt werden.Especially it is advantageous if line loads of more than 400 kN / m exercised on the paper web become.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Papierbahn auf eine Feuchte von weniger als 5 % übertrocknet wird und anschließend vor dem Kalander auf eine Feuchte von mehr als 7 % rückbefeuchtet wird.From It is also advantageous if the paper web to a humidity of less than 5% is overdried and subsequently rewetted to a humidity of more than 7% before the calender becomes.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Papiermaschine zur Herstellung einer satinierten Papierbahn nach einem der oben aufgeführten Verfahren.The The invention also relates to a paper machine for production a satin-finished paper web according to one of the methods listed above.

Die Papiermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung zur Beladung einer Faserstoffsuspension mit Asche umfasst. Die Vorteile dieser Vor richtung sind sowohl bei einer Online- als auch bei einer Offline-Herstellung der Papierbahn gültig, d. h. auch wenn die Vorrichtung zum Beladen der Faserstoffsuspension und die Maschine zur Herstellung der Papierbahn nicht hintereinander angeordnet sind und der Prozess der Papierherstellung unmittelbar im Anschluss an die Beladung der Faserstoffsuspension mit Asche erfolgt. Durch die Beladung der Fasern verkraftet das Papier höhere Linienlasten im Kalander, und es lässt sich eine höhere Glätte der Papierbahn erzielen.The Paper machine is characterized in that it is a device for loading a pulp suspension with ash. The advantages This direction is in both an online and a Offline production of the paper web valid, d. H. even if the device for loading the pulp suspension and the machine for production the paper web are not arranged one behind the other and the process the papermaking immediately after the loading of the pulp suspension done with ash. By loading the fibers can handle that Paper higher Line loads in the calender, and there is a higher smoothness of Achieve paper web.

Die Vorrichtung umfasst mit Vorteil einen statischen Mischer, eine Zubereitungsvorrichtung zum Einbringen von Calciumoxid oder Calciumhydroxid, eine Presse oder Entwässerungsschnecke, einen Ausgleichsreaktor oder eine Egalisierschnecke, ein als Kristallisator dienendes Gefäß, einen weiteren statischen Mischer, einen Kohlendioxid-Vorratsbehälter oder eine zusätzliche Einrichtung zur Wiedergewinnung von Kohlendioxid.The Device advantageously comprises a static mixer, a preparation device for introducing calcium oxide or calcium hydroxide, a press or dewatering screw, a balance reactor or a leveling screw, as a crystallizer serving vessel, one another static mixer, a carbon dioxide storage tank or an additional Equipment for the recovery of carbon dioxide.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sie einen High-Consistency-Reiniger und/oder einen Kohlendioxid-Erhitzer und/oder einen Vorratsbehälter für Presswasser oder für in der Entwässerungsschnecke entzogene Wasser umfasst.In an advantageous embodiment is provided that they have a High-consistency cleaner and / or a carbon dioxide heater and / or a reservoir for press water or for in the dewatering screw includes deprived water.

Von Vorteil ist es auch, wenn in der Entwässerungsschnecke gewonnenes Filtrat der Faserstoffsuspension über eine Leitung zu einer Vorlagebütte oder eine andere vorgelagerte Einrichtung zur Aufbereitung der Faserstoffsuspension zurückführbar ist.From It is also an advantage if won in the dewatering screw Filtrate the pulp suspension via a line to a receiver chest or another upstream facility for processing the pulp suspension is traceable.

Zusätzlich kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass nach dem als Kristallisator dienenden Gefäß eine zusätzliche Wascheinrichtung zur Reinigung der Faserstoffsuspension angeordnet ist.In addition, it can be provided with advantage that, after the serving as a crystallizer vessel, an additional washing device for cleaning the pulp suspension is arranged.

Die Papiermaschine umfasst darüber hinaus mit Vorteil einen Doppelsiebformer. In der diesem nachgeordneten Pressenpartie wird vorzugsweise mindestens eine Schuhpresse vorgesehen. Die Papiermaschine hat vorzugsweise einen Kalander mit einer Mehrzahl von Nips, um die Rauhigkeit zu verringern und die Glätte zu erhöhen.The Paper machine covers about it also with advantage a twin-wire former. In this subordinate Press section is preferably provided at least one shoe press. The paper machine preferably has a calender with a plurality of nips to reduce roughness and increase smoothness.

Vorzugsweise ist vor dem Kalander eine Anordnung zur Rückbefeuchtung der Papierbahn angeordnet. Die Rückbefeuchtung wird vorteilhaft mittels eines Dampfblaskastens erreicht, durch den auch der Glanz des Papiers erhöht wird.Preferably is in front of the calender an arrangement for rewetting the paper web arranged. The remoistening is advantageously achieved by means of a steam blow box, through which also enhances the gloss of the paper.

Bei der Herstellung von LWC- und MWC-Papieren (LWC = light weight coated; MWC = medium weight coated) wird zusätzlich mit Vorteil ein Streichaggregat eingesetzt.at the production of LWC and MWC papers (LWC = light weight coated; MWC = medium weight coated) is also an advantage with a coating unit used.

Wird eine Faserstoffsuspension bei der Papierherstellung mit der Fiber-Loading-Technologie behandelt, resultiert ein vollkommen neues Produkt, das neue und verbesserte Eigenschaften gegenüber den auf dem Markt bekannten Produkten hat. Der nachfolgend beschriebene Prozess erlaubt es, direkt bei der Stoffaufbereitung in einer Papierfabrik Füllstoff (Calciumcarbonat) auszufällen, der ausschließlich an und in dem Faserstoff, insbesondere der Papierfaser, gleichmäßig verteilt und angelagert ist.Becomes treated a pulp suspension in papermaking with the fiber-loading technology, results in a completely new product, the new and improved Properties over the has products known in the market. The one described below Process allows it, directly at stock preparation in a paper mill filler Precipitate (calcium carbonate), the exclusively on and in the pulp, especially the paper fiber, evenly distributed and is attached.

Dadurch, dass ausschließlich mit gefälltem Calciumcarbonat beladener Faserstoff hergestellt wird, wobei das Calciumcarbonat an oder in den Fasern angelagert bzw. in ihnen eingelagert ist; wird die Ausbildung von freiem gefällten Calciumcarbonat (PCC) unterbunden: Durch den Einsatz eines zusätzlichen Waschvorgangs vor einem Mahlprozess und/oder nach dem Mahlprozess und/oder vor dem Kristallisationsvorgang in einem Kristallisator und/oder vor der Stoffauflaufbütte oder vor der Zuführung zur Papiermaschine oder durch die Rückführung des Pressenfiltrates zu einer Vorlagebütte oder einer anderen eingangsseitigen Speicheranordnung wird erreicht, dass ein konstanter Gehalt an Calciumhydroxid im Zuführsystem der Fiber-Loading-Einrichtung eingestellt oder eingeregelt wird. Das Calciumhydroxid kann unmittelbar in einem Faserstoffauflöser zugeführt werden. Das Pressenfiltrat lässt sich in das Stoffauflösesystem zurückführen. Calciumhydroxid, das sich nicht an oder in den Fasern anlagert, wird den vorgeschalteten Prozes sen wieder zugeführt.Thereby, that exclusively with precipitated calcium carbonate laden fiber is produced, wherein the calcium carbonate is deposited on or in the fibers or embedded in them; will the formation of free precipitated calcium carbonate (PCC) prevented: By using an additional washing process before a grinding process and / or after the grinding process and / or before the crystallization process in a crystallizer and / or in front of the headbox or before the feeder to the paper machine or by the return of the press filtrate to a presentation chest or another input-side memory arrangement is achieved, that a constant content of calcium hydroxide in the delivery system the fiber-loading device is set or adjusted. The calcium hydroxide can be fed directly into a pulp dissolver. The press filtrate leaves into the material dissolution system traced. calcium hydroxide, which does not attach to or in the fibers, is the upstream Processes supplied again.

Nur der Füllstoff, der nicht an oder in den Fasern abgelagert ist, d. h. freies gefälltes Calciumcarbonat, wird ausgewaschen. Die Fasern selber, die innen und außen mit Füllstoff versehen sind, verlieren diesen durch den Waschvorgang und die Rückführung des Pressenfiltrates nicht, so dass die positiven Effekte der Fiber-Loading-Technologie bestehen bleiben.Just the filler, not deposited on or in the fibers, d. H. free precipitated calcium carbonate, is washed out. The fibers themselves, the inside and outside with filler are lost by the washing process and the return of the Press filtrates do not, so the positive effects of fiber-loading technology remain.

Insbesondere ist gemäß der Erfindung auch vorgesehen, dass die Faserstoffsuspension in eine Pressenanordnung zum Auspressen eines Filtrates eingebracht wird. Anschließend wird das Filtrat wenigstens teilweise in eine Anordnung zum Auflösen der Faserstoffsuspension zurückgeführt, d. h., in ein eingangsseitiges Speichergefäß, beispielsweise in eine Vorlagebütte. Das Calciumhydroxid wird wenigstens teilweise in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs zugefügt. Im kompletten Stoffauflösesystem, d. h., in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs, wird ein pH-Wert zwischen 7 und 12, insbesondere zwischen 9 und 12, aufrechterhalten.Especially is according to the invention also provided that the pulp suspension in a press arrangement is introduced for squeezing a filtrate. Subsequently, will the filtrate at least partially in an arrangement for dissolving the Recycled pulp suspension, d. h., In an input-side storage vessel, for example, in a receiver chest. The Calcium hydroxide is at least partially in the arrangement for dissolving the Added pulp. In the complete material dissolving system, d. h., in the arrangement for dissolving of the pulp, will have a pH between 7 and 12, in particular between 9 and 12, maintained.

Calciumhydroxid in wässriger oder in trockener Form oder Calciumoxid wird in einem Bereich zwischen 0,01 und 60 % des vorhandenen Feststoffanteils in den wässrigen Papierfaserstoff eingemischt. Für den Mischvorgang wird ein statischer Mischer, eine Vorlagebütte oder ein Stoffauflösesystem eingesetzt; hierbei wird ein pH-Wert im Bereich zwischen 7 und 12, vorzugsweise zwischen 9 und 12, eingesetzt. Die Reaktivität des Calciumhydroxids liegt zwischen 0,01 Sekunden und 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten. Gemäß vorgegebenen Reaktionsparametern wird Verdünnngswasser eingemischt.calcium hydroxide in water or in dry form or calcium oxide is in a range between 0.01 and 60% of the existing solids content in the aqueous Paper pulp mixed. For The mixing process is a static mixer, a receiver or a material dissolution system used; Here, a pH in the range between 7 and 12, preferably between 9 and 12, used. The reactivity of the calcium hydroxide is between 0.01 seconds and 10 minutes, preferably between 1 second and 3 minutes. According to predetermined Reaction parameters becomes dilution water mixed.

Kohlendioxid wird entsprechend den Reaktionsparametern in einer feuchten Papierstoffdimension eingemischt. Dabei fällt Calciumcarbonat in der Kohlendioxid-Atmosphäre aus.carbon dioxide is determined according to the reaction parameters in a wet paper pulp dimension mixed. It falls Calcium carbonate in the carbon dioxide atmosphere out.

Gleichzeitig wird Mahlenergie im Bereich zwischen 0,1 und 300 kWh je Tonne Pa piertrockenstoff eingebracht. Gegenüber herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension kann erfindungsgemäß ein höherer Mahlgrad energiegünstig erreicht werden; gemäß der Erfindung können bis zu 50 % der Mahlenergie eingespart werden.simultaneously grinding energy is in the range between 0.1 and 300 kWh per ton of paper drying agent brought in. Across from usual Processes for producing a pulp suspension according to the invention, a higher freeness energy low be achieved; According to the invention, up to 50% of the grinding energy can be saved.

Die durch den hohen Mahlgrad erreichten hohen mechanischen Fertigkeiten des Endproduktes wirken sich positiv auf die Herstellung aller Papiersorten aus, da durch prozessbedingte mechanische Belastungen in den verschiedenen Sektionen der Papiermaschine, wie in der Pressenpartie, der Trockenpartie oder in dem Bereich, in dem die Papierbahn aufgerollt wird, das hergestellte Zwischenprodukt und das herzustellende Endprodukt durch die Verwendung von Aufroll-, Wickel-, Umroll- und Konvertierungsmaschinen mechanisch hoch belastet wird. Die Energieeinbringung beim Mahlprozess, d. h. die Wärmemenge und die daraus resultierende Aufheizung, wird gesteuert. Entsprechend der Steuerung lassen sich Kristalle verschiedenster Form herstellen.The high mechanical properties achieved by the high degree of freeness of the final product have a positive effect on the production of all types of paper, as caused by process-related mechanical stresses in the various sections of the paper machine, as in the press section, the dryer section or in the area in which the paper web rolled up is, the intermediate product produced and the final product to be produced by the use of reeling, wrapping, rewinding and converting machines is mechanically highly loaded. The energy input during the grinding process, ie the Amount of heat and the resulting heating is controlled. According to the control, crystals of various shapes can be produced.

Durch die erfindungsgemäße Vorbehandlung der Faserstoffsuspension wird auch die Voraussetzung für eine bessere Trocknung geschaffen, durch die die Effizienz bei der Herstellung aller Papiersorten erhöht wird. Von Vorteil sind Restfeuchtigkeiten im Bereich zwischen 1 und 20 %.By the pretreatment according to the invention The pulp suspension is also the prerequisite for a better Drying created by the production efficiency of all paper types increased becomes. Advantageous residual moisture in the range between 1 and 20%.

Durch die Erfindung werden auch höhere Weißgrade und/oder höhere optische Werte mit einer um bis zu 15 Helligkeitspunkte besseren Helligkeit bei der Herstellung aller Arten von Papier erreicht.By The invention will also be higher degrees of whiteness and / or higher optical values with up to 15 brightness points better Brightness achieved in the production of all types of paper.

Ebenso kann vorgesehen werden, dass für die Fällungsreaktion ein Energieaufwand zwischen 0,3 und 8 kWh/t, insbesondere zwischen 0,5 und 4 kWh/t, verwendet wird, insbesondere, wenn kein Mahlprozess zum Einsatz kommt.As well can be provided for that precipitation reaction an energy input between 0.3 and 8 kWh / t, in particular between 0.5 and 4 kWh / t, is used, especially if no grinding process is used.

Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur zwischen – 15 und 120 °C, insbesondere zwischen 20 und 90 °C. Vorzugsweise werden rhomboedrische, skalenohedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt, wobei die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.Preferably the process temperature is between -15 and 120 ° C, in particular between 20 and 90 ° C. Preferably, rhombohedral, scaleohedral and spherical crystals are generated, wherein the crystals have dimensions between 0.05 and 5 microns, in particular between 0.3 and 2.5 μm, to have.

Zur Herstellung einer mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoffsuspension werden statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischelemente eingesetzt.to Preparation of a loaded with calcium carbonate pulp suspension become static and / or moving, in particular rotating, mixing elements used.

Das Verfahren kann in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt werden. Ebenso wird das Verfahren mit Vorteil bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 8,5, durchgeführt. Hierbei liegt die Reaktionszeit zwischen 0,01 Sekunden und 1 Minute, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.The Method may be in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar become. Likewise, the process advantageously with a pH between 6 and 10, in particular between 6.5 and 8.5, carried out. in this connection the reaction time is between 0.01 seconds and 1 minute, in particular between 0.05 and 10 seconds.

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Technologie bei den oben aufgeführten Papiersorten besteht darin, dass diese auch in einem Kalander weiter verarbeitet werden können. Dadurch, dass beim Einsatz der Fiber-Loading-Technologie Fiber-Loading-Partikel in, um und an den Fasern angelagert werden, wird das Blackening, d. h. Schwarzsatinage, vermieden.One Another advantage of using the technology of the invention in the above listed Paper types is that these continue in a calender can be processed. Due to the fact that fiber-loading-particles in, around and attached to the fibers, the blackening, i. H. Black satin, avoided.

Der mit der erfindungsgemäßen Fiber-Loading-Kombinationsprozess-Technologie hergestellte Faserstoff hat gegenüber herkömmlich hergestelltem Faserstoff eine höhere Entwässerungsfähigkeit, die im Bereich zwischen 5 und 100 ml CSF oder von 0,2 bis 15 °SR liegt und vom geforderten Mahlgrad und Füllstoffgehalt abhängig ist. Dieser Faserstoff besitzt ein niedrigeres Wasserrückhaltevermögen von etwa 2 bis 25 %, das von dem Rohstoff abhängt, der für die Papierherstellung verwendet wird. Gegenüber herkömmlichem Faserstoff lässt sich das Wasser aus der Faserstoffsuspension schneller entfernen, und entsprechend schneller trocknet der Faserstoff. Dies hat auch einen positiven Einfluss auf die Rückbefeuchtung, die dadurch im Papierherstellungsprozess geringer ist, und auf die Bedruckbarkeit der hergestellten Papiersorten.Of the with the fiber-loading combination process technology according to the invention produced pulp has compared to conventionally produced pulp a higher one Freeness, which is in the range between 5 and 100 ml CSF or from 0.2 to 15 ° SR and depends on the required degree of grinding and filler content. This pulp has a lower water retention capacity of about 2 to 25%, which depends on the raw material used for papermaking becomes. Across from conventional Fiber leaves the water moves faster from the pulp suspension, and correspondingly faster the pulp dries. This too has a positive influence on the rewet, which thereby is lower in the papermaking process, and printability manufactured paper types.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:below the invention is in an embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 ein Schema die Aufbereitung einer Faserstoffsuspension zum Einsatz in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, 1 a diagram of the preparation of a pulp suspension for use in a machine for producing a fibrous web,

2 die Schwarzsatinage als Funktion der Rauhigkeit einer Papierbahn und 2 the black satin as a function of the roughness of a paper web and

3 eine Ausgestaltungen einer Papiermaschine zur Herstellung von satiniertem Papier. 3 an embodiment of a paper machine for the production of satin paper.

Für eine Faserstoffsuspension ist ein Rohrleitungssystem 1 (1) vorgesehen, das mit Steuerventilen 2, 3 ausgestattet ist. Das Steuerventil 2 ist in einer Leitung 4 angeordnet, über die das Rohrleitungssystem 1 mit einem statischen Mischer 5 verbunden ist. In den Mischer 5 wird über ein Ventil 6 Verdünnungswasser zugeführt. Dem Mischer 5 ist in Fließrichtung der Faserstoffsuspension eine Bütte 7 oder ein Behälter zur Bevorratung der Faserstoffsuspension nachgeordnet. Aus der Bütte 7 wird die Faserstoffsuspension über eine Pumpe 8 zu einem weiteren statischen Mischer 9 gepumpt. Auch dem Mischer 9 wird über ein Ventil 10 Verdünnungswasser zugeführt. Ebenso wird über ein Ventil 11, das in einer Leitung 12 angebracht ist, der Zufluss einer Suspension von Calciumhydroxid gesteuert.For a pulp suspension is a piping system 1 ( 1 ) provided with control valves 2 . 3 Is provided. The control valve 2 is in a lead 4 arranged over which the piping system 1 with a static mixer 5 connected is. In the mixer 5 will be over a valve 6 Dilution water supplied. The mixer 5 is in the flow direction of the pulp suspension a chest 7 or a container for storing the pulp suspension downstream. From the chest 7 is the pulp suspension via a pump 8th to another static mixer 9 pumped. Also the mixer 9 will be over a valve 10 Dilution water supplied. Likewise, via a valve 11 that in a line 12 attached, the inflow of a suspension of calcium hydroxide controlled.

Dieses wird von einer Zubereitungsvorrichtung 13 zur Verfügung gestellt, in der festes Calciumoxid oder Calciumhydroxid in Wasser eingebracht wird. Hierzu wird der Zubereitungsvorrichtung 13 über eine Leitung 14 mit einem Ventil 15 Wasser zugeleitet. Die in der Zubereitungsvorrichtung 13 erzeugte Suspension wird über eine Pumpe 16 in die Leitung 12 eingeleitet.This is from a preparation device 13 provided in the solid calcium oxide or calcium hydroxide is introduced into water. For this purpose, the preparation device 13 over a line 14 with a valve 15 Supplied with water. The in the preparation device 13 produced suspension is via a pump 16 into the pipe 12 initiated.

Aus dem Mischer 9 strömt somit eine mit Calciumhydroxid versetzte Faserstoffsuspension in eine Leitung 17 mit einem Ventil 18 zu einer Entwässerungsschnecke 19, in der der Faserstoffsuspension Wasser entzogen wird, das beispielsweise über eine Leitung 20 zu dem Mischer 5 als Verdünnungswasser zurückgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das in der Entwässerungsschnecke 19 entzogene Wasser auch zu einem Vorratsbehälter 21 für die Faserstoffsuspension geleitet werden, oder es wird zu dem Mischer 9 zurückgeleitet. In allen Fällen lässt sich in den der Entwässerungsschnecke 19 vorgelagerten Aggregaten der pH-Wert durch den Rückfluss an Calciumhydroxid-haltigem Wasser erhöhen und einregeln.From the mixer 9 Thus, a fibrous suspension mixed with calcium hydroxide flows into a conduit 17 with a valve 18 to a dewatering screw 19 in which the pulp suspension is deprived of water, for example via a conduit 20 to the mixer 5 is recycled as dilution water. Alternatively or additionally that in the dewatering screw 19 withdrawn water also to a reservoir 21 for the pulp suspension, or it becomes the mixer 9 returned. In all cases can be in the dewatering screw 19 increase the pH by refluxing calcium hydroxide-containing water and adjust it.

Aus der Entwässerungsschnecke 19 gelangt die Faserstoffsuspension über eine Leitung 22 zu einer Egalisierschnecke 23, um die Faserstoffsuspension zu vergleichmäßigen. Dieser ist in Flußrichtung über eine Leitung 24 ein Gefäß 25 (Kristallisator) nachgeordnet. Dieses ist über eine mit Ventilen 26, 27 und einer Pumpe 28 ausgestattete Leitung 29 zur Zuführung von Kohlendioxid mit einem Kohlendioxid-Vorratsbehälter 30 verbunden. Aus diesem wird Kohlendioxid in den Kristallisator 25 eingeleitet, um die gewünschte Fällungsreaktion von Calciumhydroxid und Kohlendioxid zur Bildung von Calciumcarbonat als Füllstoff in den Fasern des Faserstoffs zu erzeugen.From the dewatering screw 19 the pulp suspension passes through a pipe 22 to a leveling screw 23 to even out the pulp suspension. This is in the flow direction via a line 24 a vessel 25 (Crystallizer) downstream. This is about one with valves 26 . 27 and a pump 28 equipped pipe 29 for supplying carbon dioxide with a carbon dioxide storage tank 30 connected. For this carbon dioxide is in the crystallizer 25 initiated to produce the desired precipitation reaction of calcium hydroxide and carbon dioxide to form calcium carbonate as a filler in the fibers of the pulp.

Über eine von der Leitung 29 abzweigende weitere Leitung 31, die mit einem Ventil 32 ausgestattet ist, ist der Kohlendioxid-Vorratsbehälter 30 zusätzlich mit der Egalisierschnecke 23 verbunden. Dadurch lässt sich auch in diese Kohlendioxid einleiten, um bereits dort wenigstens teilweise die Fällungsreaktion auszuführen.About one of the line 29 branching further line 31 that with a valve 32 equipped, is the carbon dioxide storage tank 30 additionally with the leveling screw 23 connected. As a result, it is also possible to introduce carbon dioxide into this carbon dioxide in order to carry out the precipitation reaction at least partially there.

Ebenso ist die Leitung 29 über ein weiteres Ventil 33 mit einem statischen Mischer 34 verbunden. Dieser dient dazu, der über eine mit einem Ventil 35 versehene Leitung 36 aus dem Kristallisator 25 herausströmende Faserstoffsuspension weiteres Kohlendioxid zuzusetzen.Likewise, the line 29 over another valve 33 with a static mixer 34 connected. This serves to over one with a valve 35 provided wire 36 from the crystallizer 25 outflowing pulp suspension add more carbon dioxide.

Aus dem Mischer 34 strömt die Faserstoffsuspension in einen Mischbehälter 37. Zwischen dem Mischer 34 und dem Mischbehälter 37 kann ein Vorratsbehälter 38 angeordnet sein, der zusätzlich als Filtrationsvorrichtung dient. Von dem Vorratsbehälter 38 aus wird mit Calciumcarbonat angereichertes Filtrat in die Vorlagebütte 7 oder in ein anderes vorgelagertes Aggregat zur Aufbereitung des Verdünnungswassers oder der Faserstoffsuspension zurückgeführt. Der Mischbehälter 37 ist mit einem Rotor 39 zum Durchmischen der Faserstoffsuspension ausgestattet. Aus dem Mischer 34 fließt die Faserstoffsuspension entweder unmittelbar zu einem Stoffauflauf einer Papiermaschine oder wird einer weiteren mechanischen Behandlung unterzogen, beispielsweise in einem Refiner Feed Chest.From the mixer 34 the pulp suspension flows into a mixing tank 37 , Between the mixer 34 and the mixing container 37 can be a storage container 38 be arranged, which additionally serves as a filtration device. From the reservoir 38 from is enriched with calcium carbonate filtrate in the receiver 7 or in another upstream aggregate for the treatment of the dilution water or the pulp suspension recycled. The mixing container 37 is with a rotor 39 equipped for mixing the pulp suspension. From the mixer 34 The pulp suspension either flows directly to a headbox of a paper machine or undergoes further mechanical treatment, for example in a Refiner Feed Chest.

Dem Mischer 34 kann von dem Rohrleitungssystem 1 über das Ventil 3 und eine Leitung 40, in der dieses angebracht ist, ebenfalls Faserstoffsuspension zugeführt werden, die noch nicht Calciumhydroxid beaufschlagt ist.The mixer 34 can from the piping system 1 over the valve 3 and a line 40 , in which this is appropriate, are also fed to fiber suspension, which is not yet exposed to calcium hydroxide.

Ferner ist vorgesehen, dass aus der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, insbesondere der Papiermaschine, Weißwasser oder Prozesswasser, das beispielsweise im Siebbereich der Papiermaschine zurückgewonnen wurde, oder, wie oben bereits dargestellt, Faserstoffsuspension aus der Entwässerungsschnecke 19, dem Behälter 21 zugeführt wird. Diesem wird beispielsweise über eine Leitung 41 mit einem Ventil 42 Verdünnungswasser zugeleitet.It is further provided that from the machine for producing the fibrous web, in particular the paper machine, white water or process water, which was recovered, for example, in the screen area of the paper machine, or, as already shown above, pulp suspension from the dewatering screw 19 , the container 21 is supplied. This is for example via a line 41 with a valve 42 Dilution water supplied.

Aus dem Behälter 21 strömt mit Prozesswasser vermischtes Verdünnungswasser über eine Leitung 43, eine Pumpe 44 sowie ein Ventil 45 zu dem Kristallisator 25. Es ergibt sich somit gemäß dem in 1 dargestellten Aufbau einer Anordnung zum Beladen der Faserstoffsuspension mit Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Zusammensetzung der zu erzeugenden Faserstoffsuspension in verschiedenen Stadien der Herstellung zu beeinflussen.Out of the container 21 flows dilution water mixed with process water via a pipe 43 , a pump 44 as well as a valve 45 to the crystallizer 25 , It thus follows according to the in 1 illustrated structure of an arrangement for loading the pulp suspension with filler, in particular with calcium carbonate, a variety of ways to influence the composition of the fibrous suspension to be produced in various stages of production.

Mit Vorteil ist innerhalb der Leitung 4 ein High-Consistency-Refiner 46 angeordnet. Optional ist auch ein Erhitzer 47 für das von dem Vorratsbehälter 30 zugeführte Kohlendioxid. Der Erhitzer 47 arbeitet mit Heißdampf, der über einen Einlass 48 zu- und über einen Auslass 49 wieder abgeführt wird.With advantage is within the line 4 a high consistency refiner 46 arranged. Optional is also a heater 47 for that of the reservoir 30 supplied carbon dioxide. The heater 47 works with superheated steam through an inlet 48 to and over an outlet 49 is discharged again.

Bei der Herstellung einer Bahn von SC-Papier (SC = super calendered) (2) müssen je nach der Qualität des Papiers, SC-A-Papier oder SC-B-Papier, bestimmte obere Grenzen für die in Mikrometern nach dem PPS-Messverfahren gemessene Rauhigkeit R für die Schwarzsatinage S (Blackening Index) als Funktion der Rauhigkeit angegeben werden. Verwendbar ist nur Papier mit unterhalb der Grenzen liegenden Werten für Rauhigkeit und Schwarzsatinage.In the production of a web of SC paper (SC = super calendered) ( 2 ), depending on the quality of the paper, SC-A paper or SC-B paper, certain upper limits for the roughness R measured in micrometers according to the PPS measurement method must be given as a function of the roughness , Only paper with values below roughness and black satin is usable.

Satinierte Papiere sind insbesondere für das Tiefdruckverfahren geeignet. Um die erforderliche Glätte der Papieroberfläche zu erreichen, werden diese Papiere in Kalandernips geglättet, da sonst im Druckbild Fehlstellen auftreten. Wird jedoch ein Kalander mit zu wenigen Nips eingesetzt und wird die Papierbahn mit zu hohen Nipdrücken beaufschlagt, so wird ein Teil der Fasern derart gequetscht, dass sie ein transparentes Aussehen erhalten. Für eine hohe Papierqualität darf diese Störung die in 2 dargestellten Grenzen nicht überschreiten, die durch die ebenfalls in 2 dargestellten Grenzkurven G für verschiedene Papiersorten bestimmt werden. Auch ein zu hoher Anteil an Altpapier (DIP = deinked paper) verschiebt die Qualität des Papiers zu schlechteren Werten. Große Rauhigkeit verursacht viele Druckfehlstellen („missing dots"). Werden im Druckprozess hingegen viele Nips angewandt, während gleichzeitig bei kleinem Druck oder kleiner Linienkraft gearbeitet wird, wird die Produktionsanlage unwirtschaftlich. Gemäß der Erfindung wird daher die Qualität des Papiers dadurch verbessert, dass die Hohlräume in den Fasern mit Asche beladen werden. Dies ermöglicht wesentlich höhere Linienkräfte in den Nips des Kalanders, und die Anzahl der Nips des Kalanders lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik reduzieren. Damit lässt sich der Wirkungsgrad des Kalanders bei gleichzeitig verminderter Schwarzsatinage erhöhen.Satinized papers are particularly suitable for gravure printing. In order to achieve the required smoothness of the paper surface, these papers are smoothed in calender nips, otherwise there are defects in the printed image. However, if a calender with too few nips is used and if the paper web is subjected to excessively high nip pressures, some of the fibers are squeezed in such a way that they obtain a transparent appearance. For a high paper quality this disturbance may be the one in 2 Do not exceed the limits shown by the also in 2 limit curves G are determined for different types of paper. Too high a proportion of waste paper (DIP = deinked paper) shifts the quality of the paper to worse values. Large roughness causes many missing printing dots ("missing dots"). In the printing process, however, many nips are used At the same time working at low pressure or small line force, the production plant is uneconomical. According to the invention, therefore, the quality of the paper is improved by loading the voids in the fibers with ash. This allows much higher line forces in the nips of the calender, and the number of nips of the calender can be reduced compared to the prior art. This can increase the efficiency of the calender with simultaneously reduced black satin.

Eine Papiermaschine (3), die zur Herstellung satinierter Papiere geeignet ist, umfasst einen Doppelsiebformer 50, eine Pressenpartie 51 mit zwei hintereinander angeordneten Walzenpaaren, in denen jeweils eine Presswalze als Schuhpresswalze ausgebildet ist. An die Pressenpartie 51 schließt sich eine einreihige Trockenpartie 52 an. In einem Kalander 53 mit einer Mehrzahl von Walzenpaaren wird die Papierbahn geglättet. Anschließend wird die Papierbahn in einer Wickeleinrichtung 54 aufgewickelt.A paper machine ( 3 ), which is suitable for the production of satin papers, comprises a twin-wire former 50 , a press section 51 with two pairs of rollers arranged one behind the other, in each of which a press roll is designed as a shoe press roll. To the press section 51 closes a single-row dryer section 52 at. In a calender 53 with a plurality of pairs of rollers, the paper web is smoothed. Subsequently, the paper web is in a winding device 54 wound.

11: RohrleitungssystemPiping
22: Steuerventilcontrol valve
33: Steuerventilcontrol valve
44: Leitungmanagement
55: statischer Mischerstatic mixer
66: VentilValve
77: Büttevat
88th: Pumpepump
99: statischer Mischerstatic mixer
1010: VentilValve
1111: VentilValve
1212: Leitungmanagement
1313: Zubereitungsvorrichtungmaking device
1414: Leitungmanagement
1515: VentilValve
1616: Pumpepump
1717: Leitungmanagement
1818: VentilValve
1919: Entwässerungsschneckedewatering screw
2020: Leitungmanagement
2121: Vorratsbehälterreservoir
2222: Leitungmanagement
2323: EgalisierschneckeEgalisierschnecke
2424: Leitungmanagement
2525: Gefäßvessel
2626: VentilValve
2727: VentilValve
2828: Pumpepump
2929: Leitungmanagement
3030: Kohlendioxid-VorratsbehälterCarbon dioxide reservoir
3131: Leitungmanagement
3232: VentilValve
3333: VentilValve
3434: statischer Mischerstatic mixer
3535: VentilValve
3636: Leitungmanagement
3737: Mischbehältermixing tank
3838: Vorratsbehälterreservoir
3939: Rotorrotor
4040: Leitungmanagement
4141: Leitungmanagement
4242: VentilValve
4343: Leitungmanagement
4444: Pumpepump
4545: VentilValve
4646: High-Consistency-RefinerHigh-consistency refiner
4747: Erhitzerheaters
4848: Einlassinlet
4949: Auslassoutlet
5050: Doppelsiebformertwin
5151: Pressenpartiepress section
5252: Trockenpartiedrying section
5353: Kalandercalender
5454: Wickeleinrichtungwinding device

Claims

Method for producing a satin-finished paper web in a paper machine, characterized in that the paper web is produced by using a pulp suspension containing in part pulp-laden fibers.

Method according to claim 1, characterized in that that the paper web by having a plurality of nips Calender is guided and that in the nips line loads of more than 350 kN / m on the Paper web exercised become.

Method according to claim 1 or 2, characterized that line loads of more than 400 kN / m are applied to the paper web.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the paper web is overdried to a moisture content of less than 5% and then before the calender ( 53 ) is rewetted to a humidity of more than 7%.

Paper machine for the production of a satin finished Paper web from a pulp suspension according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a device for loading a pulp suspension with ash.

Paper machine according to claim 5, characterized in that the device comprises a static mixer ( 5 . 9 ), a preparation device ( 13 ) for introducing calcium oxide or calcium hydroxide, a press or dewatering screw ( 19 ), a compensating reactor or a leveling screw ( 23 ), a vessel serving as crystallizer ( 25 ), another static mixer ( 34 ), a carbon dioxide storage tank ( 30 ) or an additional facility for the recovery of carbon dioxide oxide.

Paper machine according to claim 6, characterized in that it comprises a high-consistency cleaner ( 46 ) and / or a carbon dioxide heater ( 47 ) and / or a storage container ( 21 ) for press water or in the dewatering screw ( 19 ) comprises withdrawn water.

Paper machine according to claim 6 or 7, characterized in that in the dewatering screw ( 19 ) recovered filtrate of the pulp suspension via a line ( 20 ) to a receiver chest ( 7 ) or another upstream device for the preparation of the pulp suspension is traceable.

Paper machine according to one of claims 6 to 8, characterized in that after the serving as a crystallizer vessel ( 25 ) an additional washing device for cleaning the pulp suspension is arranged.

Paper machine according to one of claims 5 to 9, characterized in that it comprises a twin-wire former ( 50 ).

Paper machine according to one of claims 5 to 10, characterized in that it comprises a press section ( 51 ) comprising at least one shoe press.

Paper machine according to one of claims 5 to 11, characterized in that it comprises a calender ( 53 ) having a plurality of nips.

Paper machine according to claim 12, characterized in that in front of the calender ( 53 ) An arrangement for rewetting the paper web is arranged.

Paper machine according to claim 13, characterized that the arrangement is a steam box.

Paper machine according to one of claims 5 to 14, characterized in that it comprises a coating unit.