DE102006044878A1

DE102006044878A1 - Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102006044878A1
Application number: DE200610044878
Authority: DE
Inventors: Stefan Reich; Ingolf Cedra; Oliver Rudolph; Bernhard Kohl; Michael Dr. Trefz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03
Also published as: WO2008034714A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn, aufweisend folgende Schritte: Bahnbildung aus einem Faserstoffgemisch, mit einem Stoffauflauf (2) und einer Siebpartie (3), Entwässerung in einer Pressenpartie (4), Trocknung in einer aus Trockenzylindern (5) bestehenden Trockenpartie (6), um die gebildete Faserstoffbahn (7) zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, Aufbringen eines simultanen Vorstriches auf beide Bahnseiten (7a; 7b) mit einer Leimpresse (8) zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium, Nachtrocknung mit kontaktlosen Trocknern (9) und einer aus Trockenzylindern (10) bestehenden Nachtrockenpartie (11) sowie Vorglättung (12) mit einem Softnippkalander (12a), wonach im Anschluss daran ein pigmenthaltiges Auftragsmedium (13) auf nur eine Bahnseite (7a; 7b) der Faserstoffbahn (7) aufgebracht wird, welche nachfolgend mit kontaktlosen Trocknern (17) und einer Nachtrockenpartie (18) wieder getrocknet wird. Erfindungsgemäß wird die beschichtete Faserstoffbahn (7) in einem online-Prozess abschließend geglättet, dergestalt, dass wahlweise entweder jede Bahnseite (7a; 7b) einzeln und nacheinander mit einem Einzel-Nipp-Kalander (19) behandelt wird oder beide Bahnseiten (7a; 7b) mit einem Multinipp-Kalander (20) behandelt werden oder auch eine kombinierte Glättung, bestehend aus Einzel-, Nipp- und Multinipp-Kalandern (19; 20) durchgeführt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn, aufweisend folgende Schritte:
Bahnbildung aus einem Faserstoffgemisch, mit einem Stoffauflauf und einer Siebpartie, Entwässerung in einer Pressenpartie, Trocknung in einer aus Trockenzylindern bestehenden Trockenpartie, um die gebildete Faserstoffbahn zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, Aufbringen eines simultanen Vorstriches auf beide Bahnseiten mit einer Leimpresse zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium, Nachtrocknung mit kontaktlosen Trocknern und einer aus Trockenzylindern bestehenden Nachtrockenpartie, sowie Vorglättung mit einem Softnippkalander, wonach im Anschluss daran ein pigmenthaltiges Auftragsmedium auf nur eine Bahnseite der Faserstoffbahn aufgebracht wird, welche nachfolgend mit kontaktlosen Trocknern und einer Nachtrockenpartie wieder getrocknet und aufgerollt wird.
Derartige Verfahren sind aus der Praxis bereits bekannt. Zur Erzielung einer hohen Qualität wird die Faserstoffbahn zumeist noch mit einem Deckstrich versehen. Dazu kommen in der Regel zwei externe Beschichtungseinrichtungen, z.B. Film- und Bladecoater und externe Glätteinrichtungen zum Einsatz (offline), was nachteilig ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein online-Verfahren anzugeben, welches die genannten Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 und einer Maschine gemäß Anspruch 5 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Glättung der fertig beschichteten Faserstoffbahn in einem online-Prozess wahlweise entweder mindestens ein Einzel-Nipp-Kalander oder mindestens ein Multinipp-Kalander oder eine Kombination bestehend aus beiden Kalanderarten vorgesehen ist.
Bei Verwendung der Kalanderkombination ist die Reihenfolge der einzelnen Kalander beliebig wählbar. Als Einzelnipp-Kalander werden mehrere nacheinander angeordnete Softnipp-Kalander bevorzugt.
Bei Vorsehung der besagten Kombination an Kalandern hat man die Möglichkeit in derselben Maschine bzw. demselben Konzept sowohl mattes als auch Glanzpapier herzustellen. Dass dies nun online durchführbar ist, macht den besonderen Vorteil der Erfindung aus.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass im Anschluss an die Vorglättung innerhalb des online-Prozesses ein pigmenthaltiges Auftragsmedium auf nur eine Bahnseite der Faserstoffbahn aufgebracht wird. Dazu kann ein Filmcoater zur Aufbringung des Auftragsmediums in indirekter Weise mittels einer Auftragswalze und/oder ein Bladecoater zur Aufbringung des Auftragsmediums in direkter Weise verwendet werden. Sehr vorteilhaft ist es, dass beide genannten Beschichtungseinrichtungen bzw. Coater wahlweise betrieben werden können und dabei die Faserstoffbahn einen vorbestimmten, bis über eine nachfolgende kontaktlose Trocknung reichenden Bahnlaufweg beibehält.
Damit werden gleichzeitig "mehrere Fliegen mit einer Klappe geschlagen". Zum einen wird die Faserstoffbahn durch den nur einseitigen Auftrag nicht zu sehr belastet und neigt daher weit weniger zum abreißen. Zum anderen wird aufgrund des kurzen und zwischen beiden Coaterarten (beispielsweise Filmcoater und Bladecoater) beibehaltenen Bahnlaufweges eine gute Runability (Bahnlaufverhalten) und dadurch ein wesentlich kostengünstigerer Herstellungsprozess möglich. Außerdem spart man sich mindestens ein zusätzliches kontaktloses Trocknungsaggregat, welches bei einer bisher durchgeführten Bypass-Bahnführung für eine alternierende Beschichtungsmöglichkeit, beispielsweise um von einem Filmcoater zu einem Bladecoater zu gelangen, notwendig wäre.
Sehr vorteilhaft ist nun die Möglichkeit, den gesamten Herstellungsprozess online durchführen zu können, wodurch man sich eine zusätzliche Aufrollung und eine Abrollung spart und darüberhinaus eine hervorragende Produktqualität erreicht..
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass man die Möglichkeit hat, wahlweise jeweils nur einen der genannten Coater zu benutzen, der das gewünschte Auftragsmedium auf eine Bahnseite aufträgt oder beide genannten Coaterarten, also Film- und danach ein Bladecoater nacheinander zu nutzen. Bei der letztgenannten Möglichkeit ist von besonderem Vorteil, dass man hier ohne Vorsehung einer Zwischentrocknung auskommt, wodurch weitere Kosten und Aufwand gespart werden. Durch diese variable Möglichkeit der Beschichtungsart erhöht sich die Flexibilität des Verfahrens. Mit einem einzigen Beschichtungskonzept sind so beispielsweise unterschiedliche Papiersorten behandelbar.
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Anschluss an eine weitere Nachtrocknung ein pigmenthaltiges Auftragsmedium in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben, auch auf die zweite Bahnseite aufgebracht wird. Man erreicht damit eine qualitativ hochwertig beidseitig beschichtete Faserstoffbahn, insbesondere ein beidseitig beschichtetes Papier, welches sich anschließend beispielsweise besonders gut bedrucken lässt.
Es ist noch nachzutragen, dass der besagte Filmcoater ausgerüstet ist mit einer der zu beschichtenden Bahnseite zugeordneten Auftragswalze. Dieser Auftragswalze ist wiederum ein Auftragsaggregat, beispielsweise ein Düsenaggregat zugeordnet, das das Auftragsmedium an die Auftragswalze abgibt und von der aus das Auftragsmedium auf die zu beschichtende Bahnseite der Faserstoffbahn übertragen wird. Dieses Beschichtungsverfahren wird als indirektes Auftragen bezeichnet.
Der im Laufweg der Faserstoffbahn nachgeordnete besagte Bladecoater bringt dagegen mit einem der zu beschichtenden Bahnseite zugeordneten Düsenauftragsaggregat und einem nachgeschalteten Rakelelement oder einem Düsenauftragaggregat mit kurzer Einwirkdauer (SDTA, d.h. Short Dwell Time Applicator) das Auftragsmedium beim erfindungsgemäßen Verfahren auf dieselbe Bahnseite auf. Diese Art des Auftrages bezeichnet man als direkten Auftrag, weil eben das Auftragsmedium direkt, also ohne Übertragselement, wie die Auftragswalze, auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass anstelle beide Coaterarten nacheinander am Bahnlaufweg der Faserstoffbahn anzuordnen und wechselseitig durch Anschwenken des gewünschten Coaters einzusetzen, es auch möglich ist, nur ein Modul einer Coaterart zu benutzen. Zum wahlweisen Betreiben eines der genannten Coater wird auf einfache Weise ein bereitgestelltes Modul einer Coaterart, beispielsweise der Filmcoater, gegen das andere vorhandene Modul der anderen Coaterart, beispielsweise den Bladecoater- oder umgekehrtausgetauscht.
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: in schematischer Darstellung eine Gesamtmaschine zur Herstellung einer beschichteten Faserstoffbahn in der das erfindungsgemäße Verfahren stattfindet.
In der 1 sind innerhalb der Faserstoffbahn-Herstellungsmaschine 1 die bekannten Verfahrensschritte bzw. Maschinenkonfigurationen grobschematisch dargestellt und bedeuten:
Bahnbildung aus einem Faserstoffgemisch mit einem Stoffauflauf 2 und einer Siebpartie 3, Entwässerung in einer Pressenpartie 4, Trocknung in einer aus Trockenzylindern 5 bestehenden Trockenpartie 6, um die gebildete Faserstoffbahn 7 zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen. Danach erfolgt das Aufbringen eines simultanen Vorstriches auf beide Bahnseiten 7a und 7b mit einer Leimpresse 8 zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium. Es schließt sich an eine Nachtrocknung mit kontaktlosen Trocknern 9 und einer aus Trockenzylindern 10 bestehenden Nachtrockenpartie 11, sowie Vorglättung mit einem Softnipp- oder Hartnipp-Kalander 12.
Erfindungsgemäß wird im Anschluss an die Vorglättung 12 in einem online-Prozess ein pigmenthaltiges Auftragsmedium 13 (Streichfarbe) auf nur eine Bahnseite 7a der Faserstoffbahn 7 aufgebracht.
Man erkennt in der 1, dass sowohl ein Filmcoater 14 zur Aufbringung des Auftragsmediums 13 in indirekter Weise, als auch ein Bladecoater 15 zur Aufbringung des gleichen oder auch eines unterschiedlichen Auftragsmediums 16 (ggf. in anderer Zusammensetzung) in direkter Weise verwendet wird.
Wichtig bei der Verfahrensführung ist, dass dabei die Faserstoffbahn 7 einen vorbestimmten, bis über eine nachfolgende kontaktlose Trocknung 17, bestehend aus Infrarot- und Lufttrocknern 17a, 17b und 17c, reichenden, kurzen Bahnlaufweg beibehält.
Zu erwähnen ist noch, dass der Filmcoater aus einer gegen die Bahnseite 7a angestellten Auftragswalze 14a, der ein Düsenauftragsaggregat 14b zugeordnet ist sowie einer Gegenwalze 14c auf der anderen Bahnseite 7b besteht. Beim Beschichtungsprozess wird die Auftragswalze 14a gegen die Gegenwalze 14c gedrückt, so dass zwischen beiden Walzen 14a und 14c ein Auftragsnipp entsteht, in dem die Faserstoffbahnseite 7a das Auftragsmedium 13 empfängt.
Der Bladecoater 15 besteht aus einem Auftragsaggregat 15a und einem nachfolgenden Rakelelement 15b zum Dosieren und/oder Vergleichmäßigen der Auftragsschicht. Beide Aggregate 15a und 15b sind während des Beschichtungsprozesses ebenfalls gegen eine Gegenwalze 15c an der anderen Bahnseite 7b angestellt.
Im Anschluss an die Beschichtung der Bahnseite 7a und der nachfolgenden kontaktlosen Trocknung 17a bis 17c und einer Kontakttrocknung mit Trockenzylindern 18a einer Nachtrockenpartie 18, kann noch eine Behandlung der anderen Bahnseite 7b erfolgen. Hierfür wird dieselbe Maschinenkonfiguration, wie für die Bahnseite 7a – gegengleich – benutzt.
Abschließend erfolgt ein Kalandrieren der Faserstoffbahn mit einer Kombination bestehend aus mehreren Einzelnipp-Kalandern und einem Multinipp-Kalander, beispielsweise einem an sich bekannten Janus-Kalander. Das Kalandrieren bzw. Glätten erfolgt derart, dass entweder jede Bahnseite 7a oder 7b einzeln und nacheinander mit mindestens einem Einzel-Nipp-Kalander (Single-Nipp) 19 behandelt wird oder beide Bahnseiten 7a und 7b mit einem Multinipp-Kalander 20 oder auch eine kombinierte Glättung, aus Einzel-Nipp- und Multinipps bestehenden Kalandern durchgeführt wird. Die Einzel-Nipp-Kalander 19 bestehen aus einer Kombination von beheizten Metallwalzen und weich ummantelten, elastischen Walzen. Mit diesen sogenannten Softnipp-Kalandern 19 erzeugt man mattes glänzendes Papier, während mit dem Multinipp-Kalander 20 Hochglanz erzeugt wird.
Da im vorliegenden Beispiel eine Kombination bestehend aus Einzel-Nipp 19- und Multi-Nipp 20-Kalandern vorgesehen ist, hat man die Möglichkeit in derselben Maschine bzw. demselben Konzept sowohl mattes als auch Glanzpapier herzustellen, je nachdem welche online-Kalander zum Einsatz kommen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn, aufweisend folgende Schritte: Bahnbildung aus einem Faserstoffgemisch, mit einem Stoffauflauf (2) und einer Siebpartie (3), Entwässerung in einer Pressenpartie (4), Trocknung in einer aus Trockenzylindern (5) bestehenden Trockenpartie (6), um die gebildete Faserstoffbahn (7) zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, Aufbringen eines simultanen Vorstriches auf beide Bahnseiten (7a; 7b) mit einer Leimpresse (8) zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium, Nachtrocknung mit kontaktlosen Trocknern (9) und einer aus Trockenzylindern (10) bestehenden Nachtrockenpartie (11), sowie Vorglättung (12) mit einem Softnippkalander (12a), wonach im Anschluss daran ein pigmenthaltiges Auftragsmedium (13) auf nur eine Bahnseite (7a; 7b) der Faserstoffbahn (7) aufgebracht wird, welche nachfolgend mit kontaktlosen Trocknern (17) und einer Nachtrockenpartie (18) wieder getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Faserstoffbahn (7) in einem online-Prozess abschließend geglättet wird, dergestalt, dass wahlweise entweder jede Bahnseite (7a; 7b) einzeln und nacheinander mit einem Einzel-Nipp-Kalander (19) behandelt wird oder beide Bahnseiten (7a; 7b) mit einem Multinipp-Kalander (20) behandelt werden oder auch eine kombinierte Glättung, bestehend aus Einzel-Nipp- und Multinipp-Kalandern (19; 20) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einzel-Nipp-Kalander (19) aus einer beheizbaren Walze (19a) aus Metall und einer Walze (19b) mit einem elastischen, weichem Bezug besteht, wobei beide Walzen (19a; 19b) miteinander einen Soft-Nipp für die durchlaufende Faserstoffbahn (7) bilden und beim Glätten jene Bahnseite (7a; 7b) geglättet wird, die mit der beheizten Walze (19a) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Multipipp-Kalander derart ausgebildet ist, dass jede Bahnseite abwechselnd mit einer beheizten Walze beaufschlagt und dadurch geglättet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem online Prozess vor dem abschließenden Glätten und im Anschluss an die Vorglättung ein pigmenthaltiges Auftragsmedium (13) auf nur eine Bahnseite (7a) der Faserstoffbahn (7) aufgebracht wird, wozu ein Filmcoater (14) zur Aufbringung des Auftragsmediums in indirekter Weise mittels einer Auftragswalze (14a) und/oder ein Bladecoater (15) zur Aufbringung des Auftragsmediums (13) in direkter Weise verwendet wird und wobei beide genannten Coater (14; 15) wahlweise betrieben werden und dabei die Faserstoffbahn (7) einen vorbestimmten, Bahnlaufweg, der bis über eine nachfolgende kontaktlose Trocknung () reicht, beibehält.
Maschine zur Herstellung einer beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn, aufweisend: einen Stoffauflauf (2) und eine Siebpartie (3) zur Bahnbildung, eine Pressenpartie (4) zur Entwässerung, einer aus Trockenzylindern (5) bestehende Trockenpartie (6), um die gebildete Faserstoffbahn (7) zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, eine Leim- oder Filmpresse (8) zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium, kontaktlose Trockner (9) zur kontaktlosen Trocknung, eine aus Trockenzylindern (10) bestehende Nachtrockenpartie (11), eine Vorglätteinrichtung (12) mit einem Softnipp- oder Hartnipp-Kalander (12a), und gewünschtenfalls mindestens eine weitere Beschichtungseinrichtung (14, 15) sowie kontaktlose Trocknern (17) und eine Nachtrockenpartie (18), sowie Aufrollung (25), dadurch gekennzeichnet, dass zur Glättung der fertig beschichteten Faserstoffbahn (7) in einem online-Prozess wahlweise entweder mindestens ein Einzel-Nipp-Kalander (19) oder mindestens ein Multinipp-Kalander (20) oder eine Kombination bestehend aus beiden Kalanderarten vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung beider Kalanderarten (19; 20) die Reihenfolge in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (7) vertauschbar ist.