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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten
Faserstoffbahn, insbesondere aus Papier oder Karton mit den folgenden Schritten:
Bahnbildung
aus einem Faserstoffgemisch mit einem Stoffauflauf und einer Siebpartie,
Entwässerung
in einer Pressenpartie, Vortrocknung, um die gebildete Faserstoffbahn
zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, Beschichtung
beider Seiten der Faserstoffbahn, Nachtrocknung und Aufrollung der Faserstoffbahn.
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Derartige
Verfahren sind aus der Praxis bereits bekannt. Zumeist erfolgt der
Veredelungsprozess, d. h. Beschichtung und Glättung der Bahn in einem offline-Prozess.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein online-Verfahren
und eine Maschine zur Herstellung einer gestrichenen Faserstoffbahn
anzugeben, welches eine gute Runnability der Herstellungsmaschine
und eine hohe Qualität
einer hochfesten, vorzugsweise holzfrei gestrichenen Faserstoffbahn
gewährleistet.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß dem Kennzeichen
des Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird das
Verfahren durchgeführt,
indem in einem online-Prozess auf beide Bahnseiten simultan und
in indirekter Weise mit je einem Filmauftragswerk eine erste Auftragsschicht
und eine zweite Auftragsschicht pro Bahnseite aufgebracht wird,
wobei für
die erste Auftragsschicht Leim oder Stärke und für die zweite Auftragsschicht
pigmenthaltige Streichfarbe verwendet wird und zwischen beiden Aufträgen eine
Zwischentrocknung und eine Zwischenglättung erfolgt, nach dem Auftragen der
zweiten Auftragsschicht eine weitere Zwischentrocknung erfolgt und
anschließend
auf zumindest eine Bahnseite eine letzte Auftragsschicht mit einem an
sich bekannten Klingenauftragswerk aufgebracht wird.
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Es
können
damit insgesamt und maximal 5 oder 6 Schichten aufgebracht werden.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass zumindest der letzte Strichauftrag
einer Mehrfachschicht auf zumindest einer Bahnseite ein sogenannter
Blade-, d. h. Klingenstrich sein soll. Dies erhöht die Qualität der Oberfläche, welche
sich durch eine verbesserte Ebenheit der Auftragsschicht auszeichnet.
Im Endeffekt wird dadurch die Bedruckbarkeit auf dieser Bahnseite
verbessert.
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Durch
Anwendung der zwei aufeinanderfolgenden simultanen indirekten Auftragsverfahren spart
man an Maschinenlänge
für eine
Zwischentrocknung (gegenüber
nicht-simultaner Fahrweise, also wo jede Bahnseite einfach und einander
abwechselnd in indirekter Weise, d. h. Film-beschichtet wird).
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Die
Erfinder haben des Weiteren erkannt, dass die erste Auftragsschicht
in Form von Leim oder Stärke
große
Vorteile bringt. Leim oder Stärke
können
gut in die Bahn penetrieren und den gesamten Querschnitt der Bahn
festigen. Da im Anschluss daran eine Zwischenglättung mit wenigstens einer
Hart- oder Softnipglätteinrichtung
vorgenommen wird, erreicht man eine Egalisierung der Bahnoberfläche, welche
damit optimal vorbereitet ist für
den nachfolgenden Auftrag mit pigmenthaltiger Streichfarbe. Dieser
nachfolgende Auftrag besteht, wie schon beschrieben, im simultanen
Filmauftrag auf beide Bahnseiten und auf wenigstens eine gewünschte Bahnseite
in im so genannten Blade- bzw. Klingenstrich.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine besonders gute Runnability (Bahnlaufeigenschaften) erreicht,
wofür insbesondere
die beiden aufeinanderfolgenden simultanen Auftragsverfahren mit
den Filmauftragseinrichtungen verantwortlich sind.
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Eine
gute Runnability ist vor allem deshalb wichtig, da das Verfahren
bzw. der Herstellungsprozess online stattfinden soll. Die bei bisherigen
Verfahren eingesetzten Bladecoater (Klingen- bzw. Rakelauftragseinrichtungen)
verursachten häufig
Bahnabrisse. Diese Abrisse sind gerade in Online-Prozessen unerwünscht, weil
bei jedem Abriss nicht nur die Produktion in der Veredelungssektion
ausfällt,
sondern auch gleichzeitig die der Papiermaschine. Die gute Runnability
ermöglicht
deshalb, dass das Verfahren besonders für hohe Geschwindigkeiten, wie
größer 1200
m/min, insbesondere größer 1500
m/min, vorzugsweise größer 1800
m/min geeignet ist, wodurch eine höhere Produktionsausbeute erreicht
wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst mit einer Vorrichtung zur
Herstellung der beschichteten Faserstoffbahn. Erfindungsgemäß ist gemäß Kennzeichen
des Anspruches 8 innerhalb der Online-Herstellungsmaschine ein Filmauftragswerk
für eine
erste Auftragsschicht und ein zweites Filmauftragswerk für eine zweite
Auftragsschicht pro Bahnseite, sowie ein Klingenauftragswerk für eine letzte Auftragsschicht
auf wenigstens eine Bahnseite vorgesehen. Zwischen beiden Filmauftragswerken
ist eine Zwischentrocknungseinrichtung und eine Zwischenglättungseinrichtung
vorgesehen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn nach dem zweiten Filmauftragswerk für die zweite Auftragsschicht
eine weitere Zwischentrocknungseinrichtung angeordnet ist.
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Das
Filmbeschichtungsauftragswerk ist im Übrigen 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.
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Bei
diesen in indirekter Weise aufgebrachten Auftragsschichten werden
jeweils Auftragswalzen verwendet, die einen Durchmesser von mehr
als 1300 mm aufweisen. Dadurch unterliegt die frische Strichschicht
auf der Auftragswalze nicht so hohen Zentrifugalkräften, im
Gegensatz dazu, wie sie bei kleineren Durchmessern auftreten würden und
daher zum Abspritzen des Auftragsmediums führen würden.
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Im Übrigen ist
vorgesehen, dass für
die Auftragswalzen, auch bei Verwendung kleinerer Durchmesser der
Auftragswalzen, möglichst
harte Beläge verwendet
werden sollten. Als Härte
der insbesondere aus Gummi hergestellten Beläge sind mindestens 50 P & J (nach Pussey
and Jones) sinnvoll. Auch damit wird die Beschichtungsqualität verbessert.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
verkörpert
eine sehr kompakte Bauweise, welche sich entsprechend den Anforderungen
auch sehr vorteilhaft umbauen lässt.
Zum einen sind die Umbaukosten geringer, zum anderen sind wird ein
Umbau innerhalb bereits bestehender Faserstoff-Herstellungs-Maschinen
(z. B. Papiermaschinen) durch die kompakte Bauweise und leicht durchführbare Alternativ-Fahrweisen überhaupt
erst möglich.
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Es
ist noch nachzutragen, dass im Bereich der Trocknungsgruppe eine
so genannte Impingement-Trocknung mit heißer Luft sinnvoll ist. Vom
Former der Herstellungsmaschine, vorzugsweise vom Gapformer bis
nach der Impingement-Trocknung
ist es außerdem
sehr zweckmäßig, wenn
die Bahn voll gestützt über Stützbänder läuft.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
eignen sich besonders gut zur Herstellung einer hochfesten, insbesondere
holzfreien (WFC-woodfree
coated) Bahn (B), wie im Anspruch 13 dargelegt.
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Anhand
eines Ausführungsbeispieles
soll die Erfindung näher
erläutert
werden.
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Es
zeigen:
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1:
in einem Blockschema die Darstellung einer Gesamtmaschine zur Herstellung
einer beschichteten Faserstoffbahn;
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2:
vergrößerte Darstellung
der aufgebrachten Strichschichten innerhalb der in 1 dargestellten
Maschine;
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In
den Figuren bedeuten jeweils gleiche Bezugszeichen auch gleiche
Elemente bzw. Bauteile.
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In
der 1 ist die Herstellung, die Veredelung einer holzfreien
Faserstoffbahn und die Laufrichtung L der hergestellten Faserstoffbahn
in einem Online-Prozess dargestellt.
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In
der 1 sind innerhalb der Faserstoffbahn-Herstellungsmaschine 1 die
bekannten Verfahrensschritte bzw. Maschinenkonfigurationen nur grobschematisch
als Box mit Symbolen dargestellt und bedeuten:
- – Bahnbildung
aus einem Faserstoffgemisch, mit einem Stoffauflauf 2 und
einer Siebpartie 3, Entwässerung in einer Pressenpartie 4,
Vor-Trocknung in einer aus Trockenzylindern 5 bestehenden
Vor-Trockenpartie 6, um die gebildete Faserstoffbahn B
zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, eine Nachtrockenpartie 8 und die
Aufrollung 9 der fertigen, beschichteten Faserstoffbahn
B, die damit weiteren Verarbeitungsprozessen, wie Längsschneiden
in einzelne Bahnrollen und/oder Formate und einer späteren Bedruckung
oder dergleichen zur Verfügung
steht. Dabei kann von der Siebpartie 3 (Former, bzw. Gap-Former)
bis hin zu einer Impingement-Trocknung mit Heißluft die Bahn 7 gestützt geführt werden.
Bei der Pressenpartie 4 kann eine Schuhpresse oder eine
Tandem-Nipco-Presse oder eine mit Centerbelt betriebene Duo-Centri-Nipcoflexpresse
verwendet werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt
im Anschluss an die Vortrocknung und gegebenenfalls einer Vorglättung 7 zunächst simultan
die Aufbringung einer ersten Auftragsschicht 10 bzw. 10' mit Hilfe eines
ersten Filmauftragswerkes 11 auf beide Bahnseiten a und
b. Es wird hier Leim oder Stärke
zur Penetrierung und Stärkung
der Faserstoffbahn B verwendet.
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Im
Anschluss an eine Zwischentrocknung 12 bzw. 12' und eine Zwischenglättung 13 bzw. 13' wird nun eine
pigmenthaltige Streichfarbe mit einem zweiten Filmauftragswerk 14 ebenfalls
simultan auf beide Seiten a und b der Faserstoffbahn B aufgebracht.
Damit erreicht man eine zweite Auftragsschicht 15 bzw. 15'.
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Danach
wird ein weiterer Auftrag einer letzten Auftragsschicht 16 bzw. 16' vorgenommen.
Diese letzte Auftragsschicht 16, die nun mit einem Klingenauftragswerk
(Bladecoater) 17 und zumindest auf eine Bahnseite a oder
b, oder auch beide Bahnseiten a und b aufgebracht wird, wird mit
Hilfe eines Rakelelementes 17.2 bzw. 17.2' (was als Blade
bezeichnet wird, aber eine Klinge oder Rakelleiste oder ein drehender
Rakelstab sein) als Egalisierelement vergleichmäßigt. Damit erreicht man eine
besonders glatte Oberflächenschicht
wodurch die Bedruckungseigenschaften der Faserstoffbahn B verbessert
werden.
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Anschließend folgt
die oben erwähnte Nachtrocknung
mit aus Trockenzylindern und Impingement-Trocknern bestehenden Nachtrockenpartie 8 und
die Aufrollung 9. Gewünschtenfalls
kann vor der Aufrollung noch eine Nachglättung 18 mit nicht
dargestellten Einzelnip-Kalandern oder einem Multinip-Kalander,
beispielsweise einem an sich bekannten Janus-Kalander erfolgen.
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Insgesamt
wird mit den einzelnen Auftragsschichten 10, 10'; 15, 15' und 16, 16' ein hohes Strichgewicht
von 30 bis 120 g/m2, vorzugsweise 70 bis
120 g/m2 erreicht. Damit erreicht man eine
besonders gute Abdeckung über
die gesamte Bahnbreite.
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In 2 sind
deutlicher zu erkennen die mit den einzelnen Auftragswerken aufgebrachten
Strich- bzw. Auftragsschichten 10, 10'; 15, 15' und 16, 16' auf der Faserstoffbahn
B. Die mit ' bezeichneten
Bauteile oder Auftragsschichten betreffen jene, die an der Bahnseite
a vorhanden bzw. dieser Bahnseite a zugeordnet sind und adäquat zu
denen der Bahnseite b zugeordneten bzw. vorhandenen ausgebildet
sind.
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Die
Filmauftragswerke 11 und 14 für die aufeinandergelegten Strichschichten 10, 10' und 15, 15' bestehen jeweils
aus einer gegen die Bahnseite b angestellten Auftragswalze 11.1 bzw. 14.1,
der ein Düsenauftragsaggregat 11.2 bzw. 14.2 zugeordnet
ist sowie einer Gegen-Auftragswalze 11.1' bzw. 14.1.' mit ebenfalls jeweils zugeordnetem
Auftragsaggregat 11.2' bzw. 14.2' auf der anderen
Bahnseite b.
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Beim
Beschichtungsprozess für
die erste Auftragsschicht 10 und für die zweite Auftragsschicht 15 werden
die aus den besagten Auftragswalzen 11.1 und 11.1' sowie 14.1 und 14.1' bestehenden Walzenpaare
jeweils gegeneinander gedrückt,
so dass zwischen ihnen ein Auftragsnip N entsteht. Im Nip N empfangen
die Faserstoffbahnseiten a und b simultan das Auftragsmedium und
dabei bilden sich die Auftragsschichten 10, 10' und 15 bzw. 15' aus.
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Für die letzte
und abschließende
Auftragsschicht 16 und 16' auf die Bahnseite a und auf Bahnseite
b ist jeweils ein Bladecoater (Klingenstreicheinrichtung) 17 und 17' vorgesehen.
Der Bladecoater 17 bzw. 17' besteht aus einem Auftragsaggregat 17.1, bzw. 17.1' und einem nachfolgenden
Rakelelement 17.2 bzw. 17.2' zum Dosieren und Vergleichmäßigen der
hier in direkter Weise aufgebrachten letzten Auftragsschicht 16 bzw. 16'. Beide Aggregate 17.1 und 17.1' sind während des
Beschichtungsprozesses jeweils gegen eine Gegen- bzw. Stützwalze 17.3 bzw. 17.3', zur Stützung und
Führung
der Faserstoffbahn B während
der Beschichtung, angestellt.
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Damit
sind im gezeigten Beispiel gemäß der 2 insgesamt
6 Auftragsschichten auf der Faserstoffbahn B vorhanden, wobei 1-mal
die Schicht 10 und 10' und 1 mal die Schicht 15 und 15' (also insgesamt.
4 Schichten) plus jeweils 1-mal die Auftragsschicht 16 und 16' auf der Bahnseite
a und b aufgebracht wurde.
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Sollen
entsprechend weniger Auftragsschichten aufgebracht werden, oder
besser gesagt, die Gesamt-Auftragsstärke doch niedrig sein, ist
es möglich,
nicht alle genannten Auftragsaggregate zu benutzen. Das könnte beispielsweise
durch Weglassen bzw. Abschwenken des zweiten Filmauftragswerkes 14 bzw. 14' bewerkstelligt
werden. Wichtig ist jedoch, dass die erste Auftragsschicht 10, 10' mit einem Filmauftragswerk 11 und
die letzte Auftragsschicht 15 bzw. 15' auf wenigstens
eine Bahnseite a oder b mit dem Bladecoater 17 aufgebracht
wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist leicht umbaubar und eignet sich daher sowohl für ein hohes aufzubringendes
Strichgewicht von bis zu 120 g/m2, als auch
für ein niedriges
Stichgewicht von ca. 30 g/m2 und ist daher
universell einsetzbar.
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- 1
- Herstellungsmaschine
- 2
- Stoffauflauf
- 3
- Siebpartie
- 4
- Pressenpartie
- 5
- Trockenzylinder
- 6
- Vor-Trockenpartie
- 7
- Vorglättung
- 8
- Nachtrockenpartie
- 9
- Aufrollung
- 10,
10'
- erste
Auftragsschicht
- 11,
11'
- erstes
Filmauftragswerk
- 11.1,
11.1'
- Auftragswalze
- 11.2,
11.2'
- Düsenauftragsaggregat
- 12
- Zwischentrocknung
- 13
- Zwischenglättung
- 14
- zweites
Filmauftragswerk
- 14.1,
14.1'
- Auftragswalze
- 14.2,
14.2'
- Düsenauftragsaggregat
- 15,
15'
- zweite
Auftragsschicht
- 16,
16'
- letzte
Auftragsschicht
- 17,
17'
- Klingenauftragswerk
bzw. Bladecoater
- 17.1,
17.1'
- Auftragsaggregat
- 17.2,
17.2'
- Rakelelement
- 17.3,
17.3'
- Gegen-
bzw. Stützwalze
- 18
- Nachglättung
- B
- Faserstoffbahn
- L
- Laufrichtung
- a
- eine
Bahnseite
- b
- andere
Bahnseite
- N
- Auftragsnip