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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Bahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem man die Bahn trocknet und
einen Strich auf die Bahn aufträgt.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Behandeln einer
Bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer Trocknungseinrichtung
und einer Auftragseinrichtung zum Auftragen eines Strichs mit nachträglicher Trocknung
des Strichs.
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In
der Kartonherstellung wird üblicherweise ein
Glättzylinder,
der auch als Yankee-Zylinder bezeichnet wird, eingesetzt, um die
Oberflächen
der Kartonbahn definiert einzustellen. In ähnlicher Weise werden auch
gewisse Papierbahnen auf einem Glättzylinder oder aber vor dem
Strich auf einem Glättwerk
behandelt. Der Glättzylinder
ist an einer bestimmten Stelle der Trockenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine
installiert, an der die Bahn bereits etwas getrocknet worden ist.
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Da
die Bahnfeuchte an der Stelle des Glättzylinders nur in engen Grenzen
verändert
werden kann, schränkt
dies die Möglichkeit
ein, unterschiedliche Sorten oder Flächengewichte auf der gleichen Maschine
zu produzieren. Auch ist der Glättzylinder in
der Regel auf eine bestimmte Produktionsgeschwindigkeit hin ausgelegt.
Es ist relativ schwierig, die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Man
hat daher bereits eine andere Möglichkeit
für die
Glättung
der Bahn vorgeschlagen. Hier wird der Glättzylinder durch einen Breitnipkalander ersetzt.
Ein Breitnipkalander ist ein Kalander, der eine Druckbehandlungszone
aufweist, die in der Laufrichtung der Bahn gesehen länger ist
als eine Druckbehandlungszone, die zwischen zwei gegeneinander gepreßten Walzen
gebildet ist.
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Die
Bahnen, die mit einem Breitnipkalander hergestellt sind, weisen
eine relativ glatte Oberfläche auf.
Man führt
dies darauf zurück,
daß die
Bahn in einem Breitnipkalander einer relativ langen Behandlungszeit
unterworfen ist, also einer Behandlungszeit, die wesentlich länger ist
als die Behandlungszeit in einem Kalander, der nur mit Walzen arbeitet. Überraschenderweise
ist aber die Bedruckbarkeit dieser mit einem Breitnip, der auch
als "verlängerter
Nip" bezeichnet
wird, hergestellten Bahnen trotz einer guten Oberflächenqualität schlechter.
Es zeigen sich Ungleichmäßigkeiten
im Druck. Derartige Ungleichmäßigkeiten
werden auch als "Druck-Mottling" bezeichnet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedruckbarkeit der Bahn
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß man den
Strich als Konturstrich auf die Bahn aufträgt und die Bahn danach in einem
Breitnip satiniert.
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Ein
Konturstrich wird mit einer Filmpresse oder mit einem Curtain Coater
erzeugt. Anders als beim BladeStrich wird die Oberfläche der
Bahn dabei nicht nivelliert. Vielmehr folgt die Außenseite
des Strichs der Kontur der Rohpapierbahn. Die Porosität der Striche
ist bei Konturstreichverfahren allerdings größer als bei Blade-Streichverfahren.
Das kann beim Triefdruck von z.B. LWC zu Nachteilen führen, weil
die Farbe wegen der höheren
Porosität "absackt". Dank des heißen und "verlängerten" Nips des Kalanders
wird die Oberfläche
des Strichs freilich zusätzlich
gleichmäßig "versiegelt". Ein "Absacken" der Druckfarbe in
die poröse
Innenstruktur des Strichs ist daher nicht mehr möglich. Insgesamt wird so die Druckqualität verbessert.
Die so mit einer relativ gleichmäßigen Strichschichtdicke
versehene Bahn wird dann durch den Breitnip geleitet. Im Breitnip
wird die Bahn dann gleichmäßig verdichtet,
wobei man nun zusätzlich
zu den Eigenschaften der Bahn die Eigenschaften des Strichs mit
in Betracht ziehen muß. Der
aufgetragene Strich wird also im Breitnip mitverdichtet. Da der
Druck im Breitnip aber relativ niedrig ist, verglichen mit einem
Druck zwischen zwei Walzen, wird der Strich hier nicht eingeebnet,
sondern lediglich sehr gut mit der Bahn verbunden. Im übrigen bleibt
die Oberflächenkontur
erhalten. Diese äußert sich
beispielsweise in einer gewissen Rauhigkeit. Man nimmt an, daß die Penetration
von Streich- und/oder Druckfarbe im Oberflächenbereich vergleichmäßigt wird,
so daß auch
das Farbwegschlagen in der die Druckqualität beeinflussenden Größenordnung
der Oberflächenstruktur
gleichmäßiger wird
und sich so die Druckqualität
verbessert.
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Dies
gilt auch dann, wenn man nach dem Durchlaufen des Breitnips mindestens
einen weiteren Strich auf die Bahn aufträgt. Der zuerst genannte Strich
bildet dann einen Vorstrich, der im wesentlichen die Oberflächenrauhigkeit
der Bahn beibehält, also
allenfalls so geglättet
wird, wie auch die Bahn im Breitnip geglättet würde. Der weitere Strich kann dann
die Bedruckbarkeit noch weiter verbessern. Zu beachten ist aber
hierbei, daß der
weitere Strich auf einer Oberfläche
aufgetragen wird, die nicht durch den Strich vollständig eingeebnet
worden ist.
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Vorzugsweise
trägt man
den weiteren Strich als Konturstrich auf. Damit bleiben die Oberflächeneigenschaften
der Bahn weitgehend erhalten. Natürlich wird man durch die Behandlung
im Breitnip eine etwas bessere Glätte erreicht haben.
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Vorzugsweise
verwendet man eine Behandlungslänge
im Breitnip im Bereich von 80 bis 250 mm. Eine derartige Behandlungslänge erlaubt
auch bei höheren
Bahngeschwindigkeiten eine relativ lange Behandlungszeit, was sich günstig auf
die Oberflächeneigenschaften
des Strichs auswirkt.
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Bevorzugterweise
verwendet man zur Begrenzung des Breitnips mindestens ein umlaufendes Band.
Für die
Ausbildung eines Breitnips gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Man kann beispielsweise eine Schuhwalze verwenden, die mit einer
normalen Walze zusammenwirkt. In diesem Fall wird das Band durch
den Mantel der Schuhwalze gebildet. Man kann auch ein flexibleres
Band verwenden, das mit Hilfe von Umlenkrollen und einem Stützschuh
gegen eine Walze gedrückt
wird. Schließlich
ist es auch möglich,
zwei gegeneinander gepreßte
Bänder
zu verwenden, um den Breitnip zu bilden.
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Auch
ist von Vorteil, wenn man zum Auftragen des Strichs einen Curtain
Coater, einen Sprühcoater
oder eine Filmpresse verwendet. Alle diese Vorrichtungen sind gut
geeignet, um einen Konturstrich zu erzeugen.
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Vorzugsweise
verwendet man als Strich eine herkömmliche, jedoch mit hochtemperaturbeständigen Bindern
versehene Strichformulierung. Diese Stoffe eignen sich gut für einen
Konturstrich. Vor allem steigert der oder die Binder die zulässigen Temperaturen
bei der anschließenden
Satinage.
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Die
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die
Auftragseinrichtung als Konturstrich-Auftragseinrichtung ausgebildet
ist und in Laufrichtung der Bahn hinter der Auftragseinrichtung
ein Breitnip angeordnet ist.
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Damit
ist es möglich,
zunächst
einen Konturstrich auf die Oberfläche der Bahn aufzutragen, der die
Oberfläche
der Bahn nicht egalisiert. Vielmehr wird die Bahn mit einer Beschichtung
mit einer gleichförmigen
Dicke überzogen
und dann getrocknet. Erstaunlicherweise werden dadurch die Probleme
mit der Bedruckbarkeit, insbesondere dem Druck-Mottling, verringert.
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Vorzugsweise
folgt auf den Breitnip mindestens eine weitere Auftragseinrichtung.
Die erste Auftragseinrichtung wird also verwendet, um einen Vorstrich
aufzutragen. Die mindestens eine weitere Auftragseinrichtung kann
dann einen Deckstrich auftragen. Dies verbessert die Bedruckbarkeit
weiter.
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Auch
ist von Vorteil, wenn vor der weiteren Auftragseinrichtung eine
zweite Trocknungseinrichtung angeordnet ist. Diese zweite Trocknungseinrichtung
kann als eigene Einrichtung ausgebildet sein, und zwar mit IR-,
Konvektions- oder Zylindertrockung. Man kann aber auch eine Heizwalze,
die den Breitnip begrenzt, als zweite Trocknungseinrichtung verwenden.
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Vorzugsweise
ist die Auftragseinrichtung als Curtain Coater, Sprühcoater
oder Filmpresse ausgebildet. Alle diese Auftragseinrichtungen sind
gut geeignet, einen Konturstrich auf die Oberfläche der Bahn aufzubringen.
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Bevorzugterweise
weist der Breitnipkalander eine Behandlungslänge im Bereich von 80 bis 250 mm
auf. Diese Länge
ist zwar relativ groß.
Sie ermöglicht
aber auch bei höheren
Bahngeschwindigkeiten eine entsprechend lange Behandlungszeit, was
sich günstig
auf die Ober flächeneigenschaften des
Strichs und damit der Bahn auswirkt.
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Vorzugsweise
weist der Breitnipkalander mindestens ein umlaufendes Band auf.
Damit lassen sich relativ große
Behandlungslängen
auf einfache Weise realisieren. Man bekommt mit wenig Aufwand größere Behandlungslängen als
bei einer Ausbildung eines Nips, der durch zwei gegeneinander gedrückte Walzen
realisiert worden ist. Das Band kann als Mantel einer Schuhwalze
ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, das Band über mehrere
Umlenkrollen im Kreislauf zu führen.
Mit dem Band kann eine Gegenwalze zusammenarbeiten. In diesem Fall
wird das Band oder der Mantel der Schuhwalze durch eine Stützschuhanordnung
gegen die Gegenwalze gedrückt.
Anstelle der Gegenwalze kann man aber auch ein weiteres umlaufendes
Band verwenden, das ebenfalls von einer Stützschuhanordnung unterstützt wird.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Behandeln einer Bahn und
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2 einen
Ausschnitt aus einer zweiten Vorrichtung.
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1 zeigt
eine Vorrichtung 1 zum Behandeln einer Bahn 2,
im vorliegenden Fall einer Kartonbahn.
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Die
Bahn 2, die aus einer nicht näher dargestellten Kartonmaschine
kommt, wird in einer Trocknungseinrichtung 3 getrocknet.
Gegebenenfalls kann sie auch bereits in der nicht näher dargestellten
Kartonmaschine auf den gewünschten
Wert heruntergetrocknet worden sein.
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Die
getrocknete Bahn 2 durchläuft dann eine Auftragseinrichtung 4,
die einen Konturstrich auf die Bahn aufträgt. Die Auftragseinrichtung 4 beschichtet die
Bahn 2 mit einer Beschichtung aus Leim, Stärke und/oder
Pigment. Die zum Erzeugen des Strichs verwendete Masse wird gelegentlich
auch als Streichfarbe bezeichnet.
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Die
Auftragseinrichtung 4 ist als Konturstrich-Auftragseinrichtung
ausgebildet. Bei einem Konturstrich wird die Oberfläche der
Bahn nicht egalisiert, wie beispielsweise bei einem Blade-Strich.
Die Streichfarbe wird also nicht durch ein Rakel oder einen Schaber
glattgestrichen. Dies würde
zwar eine relativ glatte Oberfläche
mit sich bringen. Beim Bedrucken einer derartigen Oberfläche, auch
wenn sie später
weiterbehandelt worden ist, können
sich aber Probleme ergeben, die auch als "Druck-Mottling" bezeichnet werden.
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Bei
einem Konturstrich wird hingegen eine Beschichtung auf die Oberfläche der
Bahn 2 aufgetragen, die eine gleichmäßige Dicke hat und der Kontur
der Oberfläche
der Bahn 2 folgt. Die Oberfläche des Strichs hat im Grunde
die gleiche oder zumindest eine ähnliche
Struktur wie die Oberfläche
der Bahn 2 selbst. Dabei nimmt man zwar eine verminderte
Glätte
in Kauf. Die Bedruckbarkeit, die später mit einer derartigen Vorbehandlung
erreicht werden kann, wird aber erheblich verbessert.
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Im
vorliegenden Fall ist die Auftragseinrichtung 4 als Walzenpresse
ausgebildet mit zwei Walzen 5, 6, die einen Auftragsnip 7 bilden.
Jede Walze 5, 6 wirkt mit einer Düse 8, 9 zusammen,
die einen "Film" auf die Oberfläche der
Walzen 5, 6 aufträgt. Dieser Film überträgt sich
dann an die Bahn 2. Dementsprechend wird eine derartige
Auftragseinrichtung 4 auch als "Filmpresse" bezeichnet.
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Dargestellt
ist eine Ausführungsform,
bei der ein Strich beidseitig aufgebracht wird. Dies ist nicht unbedingt
erforderlich. In vielen Fällen
wird es auch ausreichen, einen Strich nur auf eine Seite der Bahn aufzutragen.
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2 zeigt
eine alternative Ausgestaltung, bei der ein Strich durch Sprühdüsen 10, 11 direkt
auf die Oberflächen
der Bahn 2 aufgetragen wird. Eine derartige Auftragseinrichtung 4' wird auch als "Curtain Coater" bezeichnet. Mit
ihr läßt sich
ein im Prinzip idealer Konturstrich erreichen, bei dem eine Kapillarpenetration
der Beschichtung in die Oberfläche der
Bahn 2 erfolgt. Auch hier kann man eine der beiden Sprühdüsen 10, 11 weglassen,
wenn nur ein einseitiger Auftrag des Strichs erwünscht ist.
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In
Laufrichtung der Bahn hinter der Auftragseinrichtung 4 ist
ein Breitnipkalander 12 angeordnet. Der Breitnipkalander 12 ist
gebildet durch eine Schuhwalze 13 und eine Gegenwalze 14.
Die Gegenwalze 14 kann beheizt sein. Die Schuhwalze 13 weist
einen umlaufenden Mantel 15 auf, der durch einen Andruckschuh 16 in
Richtung auf die Gegenwalze 14 belastet ist. Der Andruckschuh 16 weist
eine Druckfläche 17 auf,
die konkav gewölbt
ist, so daß der
Mantel 15 der Schuhwalze 13 in der Zwischenlage
der Bahn 2 über
eine relativ lange Strecke an der Gegenwalze 14 anliegt
und damit einen Breitnip 18 bildet. Der Breitnip hat eine
wirksame Länge
im Bereich von 80 bis 250 mm.
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Der
Mantel 15 ist bei einer Schuhwalze 13 in der Regel
durch sogenannte Stirnscheiben abgestützt und in Form gehalten. Man
kann den Mantel 15 aber auch über Rollen 19 führen, so
daß er
im Prinzip ebenfalls bis auf die Anlage an der Gegenwalze 14 eine
etwa zylinderförmige
Form hat.
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Wenn
dies erforderlich sein sollte, dann ist zwischen dem Breitnipkalander 12 und
der Auftragseinrichtung 4 eine Heizeinrichtung 20 angeordnet. Diese
Heizeinrichtung 20 trocknet den mit der Auftragseinrichtung 4 aufgetragenen
Strich so weit herunter, daß der
Strich nicht am Mantel 15 oder an der Gegenwalze 14 hängenbleibt.
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Gegebenenfalls
kann in Laufrichtung hinter dem Breitnip 18 eine weitere
Heizeinrichtung 21 angeordnet sein. Wenn die Gegenwalze 14 beheizt
ist und/oder vor dem Breitnip 18 bereits die Heizeinrichtung 20 angeordnet
ist, dann ist die Heizeinrichtung 21 hinter dem Breitnip 18 in
vielen Fällen
entbehrlich.
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In
Bahnlaufrichtung hinter dem Breitnip 18 ist eine weitere
Auftragseinrichtung 22 angeordnet, mit der ebenfalls ein
Strich auf die Bahn 2 aufgetragen werden kann. Wenn eine
derartige zweite Auftragseinrichtung 22 vorhanden ist,
dann wird mit der ersten Auftragseinrichtung 4 ein sogenannter
Vorstrich aufgetragen, während
die Auftragseinrichtung 22 einen Deckstrich aufträgt. Prinzipiell
können
auf die Auftragseinrichtung 22 auch weitere Auftragseinrichtungen
folgen, die hier nicht näher
dargestellt sind.
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Die
Auftragseinrichtung 22 trägt im vorliegenden Fall ebenfalls
einen Konturstrich auf die Bahn 2 auf, d.h. sie weist zwei
Walzen 23, 24 auf, die einen Auftragsnip 25 bilden.
Für jede
Walze 23, 24 ist eine Düse 26, 27 vorgesehen,
wobei die Düsen 26, 27 jeweils
einen Film auf die Oberfläche
der Walzen 23, 24 auftragen. Dieser Film wird
dann an die Oberfläche
der Bahn 2 übertragen.
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Bei
der zweiten Auftragseinrichtung 22 ist ein Konturstrich
zwar vorteilhaft, aber in Abhängigkeit von
der gewünschten
Verwendung der Bahn 2 nicht unbedingt erforderlich. Gegebenenfalls
kann man die Auftragseinrichtung 22 auch mit einem Rakel
oder einem Schaber versehen, so daß ein Blade-Strich erzeugt
wird, bei dem sämtliche
Unebenheiten der Oberfläche
der Bahn 2 eingeebnet werden.
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Hinter
der Auftragseinrichtung 22 kann eine weitere Trocknungseinrichtung 28 vorgesehen
sein. Die Trocknungseinrichtung 28 dient dann dazu, den Strich,
der in der zweiten Auftragseinrichtung 22 aufgetragen worden
ist, zu trocknen.