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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung beider Bahnseiten
einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere aus Papier oder Karton
mit wenigstens einem flüssigen
bis pastösen
Medium, wobei die Faserstoffbahn zuerst auf der einen Bahnseite
und danach auf der anderen Bahnseite beschichtet wird.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung und ein hergestelltes Papier.
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Derartige
Verfahren sind aus der Praxis bereits bekannt. Bei einem dieser
Verfahren wird auf die Oberseite einer rohen Faserstoffbahn, bei
gewünschtem
Mehrfachstrich auf dieser Seite, der Vorstrich mit einem Klingenauftragswerk,
der Mittelstrich mit einem Vorhang-Auftragswerk und der Deckstrich
wieder mit einem Klingenauftragswerk aufgebracht. Zuletzt wird die
andere Bahnseite, also im Beispiel die Unterseite, wieder mit einem
Vorhang-Auftragswerk gestrichen.
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Dieses
Verfahren zeigt aber den Nachteil, dass die Unterseite, d. h. der
Unterstrich nicht den Qualitätsansprüchen genügt. Man
stellte nämlich Luftbläschen bis
hin zu Rissen in der aufgetragenen Schicht bzw. dem Strich – so genanntes
Blistering – fest.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Beschichtung beider Bahnseiten und zur Mehrfachbeschichtung
auf einer Bahnseite einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton anzugeben, mit dem bzw. mit der Qualitätsmängel im aufgetragenen
Strich vermeidbar sind.
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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 zuerst die eine Bahnseite, beispielsweise die Unterseite zur
Bildung eines Unterstriches mit Hilfe eines Vorhangauftragswerkes
und danach erst die andere Bahnseite, beispielsweise die Oberseite,
mehrfach nacheinander, zur Bildung eines Mehrfachstriches beschichtet
wird, wobei der erste Strich, d. h. der Vorstrich des Mehrfachstriches
mit einem Klingenauftragswerk beschichtet wird.
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Damit
kann das gefürchtete
Blistering vermieden werden und auf beiden Bahnseiten eine glatte
Strichschicht erreicht werden.
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Der
Erfinder hat die Ursache des Blistering erkannt. Es wurde festgestellt,
dass wenn (so wie beim Stand der Technik) eine Mehrfachschicht zuerst auf
die eine Seite der Faserstoffbahn aufgebracht wird, die Bahn auf
dieser Seite dadurch dicht wird, wodurch Luft in der Faserstoffbahn
durch die Faserstoffbahn hindurch diffundiert und an den bzw. in
den zuletzt aufgebrachten Strich auf der anderen Bahnseite gelangt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung kann das
Blistering wie gesagt, vermieden werden.
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Der
zuerst aufgebrachte Vorhangstrich auf der einen Seite macht nun
die bahn nicht mehr völlig dicht.
Hinzukommt, dass durch die Egalisierung des mit dem Blade- bzw.
Klingenauftragswerk aufgebrachten Mediums des Vorstriches des Mehrfachstriches
auf der anderen Bahnseite zugleich vorhandene und durch die Faserstoffbahn
diffundierende Luftbläschen
mit "abgestriffen" bzw. beseitigt werden,
so dass eine blisterfreie Oberfläche
besteht. Danach können
in beliebiger Weise die weiteren Striche der Mehrfachschicht nacheinander
aufgebracht werden. Im Endeffekt erreicht man eine deutlich bessere
Qualität
der aufgebrachten Strichschicht als bisher.
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In
bestimmten Fällen
ist es sinnvoll, wenn der Mehrfachstrich mittels wenigstens drei
aufeinanderfolgend aufgebrachten Einzelstrichen, d. h. dem besagten
Vorstrich, wenigstens einem Mittelstrich und einem Deckstrich erzeugt
wird.
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Dabei
sind verschiedene Alternativen möglich:
- 1. der wenigstens eine Mittelstrich kann mit
einem weiteren Vorhangauftragswerk und der Deckstrich des Mehrfachstriches
mit einem weiteren Klingenauftragswerk aufgebracht werden.
- 2. der wenigstens eine Mittelstrich kann anstelle des Vorhangauftragswerkes
mit einem weiteren Klingenauftragswerk und/oder einer Filmpresse (je
nachdem wieviele Mittelstriche gewünscht werden) und der Deckstrich
des Mehrfachstriches bei dieser Variante mit einem weiteren Vorhangauftragswerk
aufgebracht werden.
- 3. der wenigstens eine Mittelstrich und auch der Deckstrich
des Mehrfachstriches können
anstelle der vorher genannten Einzel-Auftragswerke auch mit einem
einzigen Multilayer-Auftragswerk aufgebracht werden. Entsprechend
der Anzahl der aufzubringenden Striche werden entsprechende Anzahl
Düsenspalte
des Multilayer-Auftragswerkes genutzt.
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Vorteilhaft
ist es, wenn zwischen den einzelnen aufgebrachten Strichen des Mehrfachstriches (mit
Ausnahme des Multilayer-Auftragswerkes), d. h. zwischen den einzelnen
Auftragswerken die Faserstoffbahn getrocknet wird. Dabei ist es
von besonderem Vorteil wenn die Trocknung insgesamt sehr sanft erfolgt.
Beim Trocknungsverlauf sollte die Bahntemperatur beim ersten Trockner
mit ca. 60–80°C am niedrigsten
sein und im weiteren Verlauf allmählich steigen.
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Auch
dieser Temperaturverlauf trägt
zur Vermeidung des Blistering bei.
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Nach
Aufbringen des zuerst aufgebrachten Unterstriches ist ebenfalls
eine Trocknung der Bahn vorgesehen.
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Wird
eine besonders glatte Oberfläche
der Faserstoffbahn gewünscht,
kann am Ende der Behandlung, d. h. im Anschluss an die Beschichtung und
Trocknung der Faserstoffbahn eine Glättung derselben erfolgen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch
10 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist der
einen Bahnseite, beispielsweise der Unterseite zur Bildung eines
Unterstriches ein Vorhangauftragswerk und der anderen Bahnseite,
beispielsweise der Oberseite, zur Bildung eines Mehrfachstriches
für die
Bildung eines ersten Striches, d. h. Vorstriches des Mehrfachstriches
ein Klingenauftragswerk zugeordnet.
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Das
Vorhangauftragswerk zur Aufbringung des Unterstriches befindet sich
in Bahnlaufrichtung gesehen, vor dem Klingenauftragswerk.
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Das
Klingenauftragswerk arbeitet mit einem Rakelelement, d. h. einer
Klinge (Blade oder einem Rakelstab, mit der bzw. dem das aufgebrachte
Medium dosiert und egalisiert wird. Dabei werden auch gleichzeitig
die austretenden, durch die Faserstoffbahn diffundierten Luftbläschen entfernt.
Dadurch erreicht man annähernd
ideale Bedingungen für
das Auftragen einer Mehrfachschicht bzw. eines Mehrfachstriches,
der eine besonders gute Abdeckung der Faserstoffbahnoberfläche gewährleistet.
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Für diese
weiteren Striche, also Mittelstrich bzw. mehrere Mittelstriche und
Deckstrich sind folgende Alternativen des Einsatzes von Auftragswerken
sehr vorteilhaft einsetzbar:
- 1. zur Bildung
des wenigstens einen Mittelstriches ist ein weiteres Vorhangauftragswerk
und zur Bildung des Deckstriches des Mehrfachstriches ein weiteres
Klingenauftragswerk vorgesehen.
- 2. zur Bildung des wenigstens einen Mittelstriches ist ein weiteres
Klingenauftragswerk und/oder eine Filmpresse und zur Bildung des
Deckstriches des Mehrfachstriches ein weiteres Vorhangauftragswerk
vorgesehen.
- 3. zur Bildung des wenigstens einen Mittelstriches und auch
des Deckstriches des Mehrfachstriches ist ein Multilayer-Auftragswerk
vorgesehen. Diese Auftragswerk kann als eine so genannte Slide Die (Auftragsdüse mit mehreren
hintereinander angeordneten Ausströmdüsen, aus denen entweder eine
einzige Art des Auftragsmediums oder mehrere verschiedene Mediumsarten
auf einer Gleitfläche
sich übereinander
legen und von der Gleitfläche
aus gemeinsam als ein mehrschichtiger Vorhang nach unten auf die
Faserstoffbahn fallen) ausgebildet sein. Infrage kommt auch ein
Vorhang-Auftragswerk mit mehreren Abgabeschlitzdüsen, aus denen einzeln das
Medium (bzw. auch verschiedene Medien) abgegeben wird und erst auf
der Faserstoffbahn oder einer im Laufweg des Vorhanges angeordnete
Gleitfläche
sich als Mehrfachschicht übereinander
legen.
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Diese
vorstehend genannten Auftragswerke sind im Laufweg der Faserstoffbahn
nacheinander angeordnet.
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Weitere
Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.
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Die
Vorrichtung zeichnet sich durch eine übersichtliche Bahnführung innerhalb
der Herstellungsmaschine und eine kompakte Bauweise aus. Für doppelt
vorhandene Auftragswerke lassen sich vorteilhaft dieselben Bauarten
an Auftragswerken einsetzen. Das erleichtert sehr die Montage, Wartung und
Instandhaltung.
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Außerdem ist
ein Umrüsten
der Maschine problemlos möglich.
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Schließlich betrifft
die Erfindung ein beidseitig beschichtetes Papier, welches mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hergestellt worden ist.
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Mit
dem Verfahren und der Vorrichtung kann man ein qualitativ hochwertiges
graphisches Spezialpapier, sowie auch Karton im online- oder offline-Verfahren
herstellen.
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Anhand
von Ausführungsbeispielen
soll die Erfindung näher
erläutert
werden.
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Es
zeigen:
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1 bis 3:
in schematischer Darstellung verschiedene Varianten der Anordnung
von Auftragswerken zu Herstellung einer beidseitig und mehrfach
beschichteten Faserstoffbahn
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1a bis 3a:
symbolhaft Querschnitte durch die Faserstoffbahn am jeweiligen Beschichtungsort
der in den 1 bis 3 dargestellt
ist
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In
den einzelnen Figuren haben gleiche Bezugszahlen gleiche Bedeutung.
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In
der 1 ist gezeigt, dass eine getrocknete Faserstoffbahn 1 in
Laufrichtung L über
Leitwalzen 3 einem ersten Vorhang-Auftragswerk 4 zuläuft.
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Im
Beispiel kommt die Faserstoffbahn 1 von einer Abrollung 2.
Dies ist bei einem offline-Streichverfahren der Fall. Aber auch
online ist das Verfahren möglich.
Dann kommt die Faserstoffbahn 1 von einem vorherigen Behandlungsort,
beispielsweise einer Vortrockenpartie oder gewünschtenfalls von einer Vorglättung her.
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Im
besagten ersten Vorhang-Auftragswerk 4 wird die eine Bahnseite 1a,
die hier die Unterseite US darstellt, mit einem Unterstrich 5 versehen.
Da dieser Strich 5 kontaktlos, d. h. ohne berührende Elemente in
Form eines von oben nach unten fallenden Vorhanges aufgebracht wird,
wird eine besonders gute Abdeckung und ohne Streifen zu hinterlassen
erreicht. Dieser Unterstrich 5 wird auch als Konturstrich
bezeichnet. Das hierzu verwendete Auftragsmedium wird in der Menge
aufgebracht, in der es auf der Bahnseite auch verbleiben soll.
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Die
Bahn 1 verlässt
anschließend
das Vorhang-Auftragswerk 4 nach unten, wird umgelenkt und
anschließend
kontaktfrei arbeitenden Infrarottrockner 6 und Lufttrocknern 7 zugeführt. Im
Anschluss daran wird die Bahn 1 wieder nach oben gelenkt
und der Beschichtung der Oberseite OS zugeführt. Die Oberseite OS soll
nun erst mit einem Mehrfachstrich 8 versehen werden. Der
Mehrfachstrich wird nacheinander in mehreren, Schritten, die der
Anzahl der gewünschten
Striche entsprechen, durchgeführt.
Im Beispiel sind drei Striche, d. h. ein Vorstrich 8a,
ein Mittelstrich 8b und ein Deckstrich 8c vorgesehen.
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Der
Vorstrich 8a wird mit einem Klingenauftragswerk 9,
das auch als Bladecoater bezeichnet wird, aufgebracht. Das Klingenauftragswerk 9 arbeitet
mit einer Klinge oder auch mit einem nicht im Einzelnen dargestellten
drehenden Rakelstab als Egalisierelement, welches das hier im Überschuss
aufgetragene Auftragsmedium in der gewünschten Menge dosiert und auch
vergleichmäßigt. Damit
erreicht man eine sehr glatte Oberflächenschicht. Zugleich werden
durch die Bahn diffundierte und sich in die Oberschicht einlagernde
Luftblasen abgestreift. Damit hat man eine nahezu ideale Ausgangsbasis
für die
weiteren vorzunehmenden Striche zur Erreichung des gewünschten
Mehrfachstriches 8 auf dieser Bahnseite 1b geschaffen.
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Nach
dem Aufbringen des Vorstriches 8a wird die Bahn bzw. die
frische Strichschicht 8a nach oben geführt und mit weiteren IR- und
Lufttrocknern 6 und 7 getrocknet, so dass im Anschluss
daran die Bahn 1 wieder nach unten geleitet und nun einem weiteren
Vorhang-Auftragswerk 4 so zugeführt werden kann, dass der aufzubringende
Vorhang des Vorhang-Auftragswerkes von oben nach unten auf die Bahn
fallen kann. Mit diesem erneuten Vorhang-Auftragswerk 4 wird
nun der Mittelstrich 8b aufgebracht. Von hier aus gelangt
danach die Bahn 1 nach unten und wird in Laufrichtung L über einen
kontaktlos die Bahn umlenkenden Airturn 10 erneut Trocknern 7 zugeführt. Anschließend wird
die Bahn zum Aufbringen der Deckschicht 8c wieder nach
oben geführt
und mit einem, weiteren Klingenauftragswerk abschließend beschichtet
und danach fertiggetrocknet mit kontaktlosen Trockner 7 und
Trockenzylindern 11 die allerdings aus Vereinfachungsgründen nicht
in der 1 dargestellt sind.
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Der
Aufbau der einzelnen Auftragswerke und Trockner ist hinlänglich bekannt,
weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
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In
der zugehörigen 1a ist
zur Verdeutlichung der Reihenfolge der aufgetragenen Striche, wie
Unterstrich 5 an der Unterseite US der Faserstoffbahn 1 und
dem Mehrfachstrich 8, bestehend aus dem Vorstrich 8a,
dem Mittelstrich 8b und dem Deckstrich 8c an der
Oberseite OS je ein Querschnitt der beschichteten Faserstoffbahn
adäquat
zur gezeigten Beschichtungs-Reihenfolge gemäß 1 dargestellt.
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Man
erkennt, dass zuerst der Unterstrich 5 auf die Bahnseite 1a (bzw.
Unterseite US im Beispiel) und danach erst der Mehrfachstrich auf
die Bahnseite 1b (Im Beispiel die Oberseite OS) aufgetragen
wird, wodurch Blistering vermieden wird.
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Die
folgenden Figuren zeigen Abwandlungen beim Aufbringen des Mehrfachstriches.
Der Aufbau der Vorrichtung und die Verfahrensführung ist beginnend von der
Abrollung 2 (bei offline-Maschinen oder einer nicht gezeigten
Vortrocknung oder Vorglättung
bei online-Maschinen) bis hin zum Vorstrich 8a des Mehrfachstriches 8 dieselbe,
weshalb sie in den nachfolgenden 2 und 3 nicht
erläutert wird.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der Vorrichtung und der Verfahrensführung. Bei dieser Ausführung wird
der Mittelstrich 8b nachdem er mit den Lufttrocknern 7 und
Trockenzylindern 11 vorgetrocknet wurde, mit einem weiteren
Klingenauftragswerk 9 aufgebracht. Anstelle des gezeigten
Klingenauftragswerkes 9 oder bei gewünschten weiteren Mittelstrichen
wäre auch
der Einsatz einer Filmpresse denkbar. Mit der Filmpresse erfolgt
ein indirektes Auftragen mittels Auftragswalzen, während die übrigen dargestellten
Auftragwerke alle Direktstreichwerke sind. Die Ausführungsform
gemäß 2 zeigt auch,
dass der Deckstrich 8c des Mehrfachstriches 8 mit
einem weiteren Vorhangauftragswerk 4 aufgebracht wird.
Dargestellt ist die kontaktose Umlenkung mit einem Airturn 10,
eine abschließende
Trocknung mit Lufttrocknern 7 und ein abschließendes Glätten der
Faserstoffbahn 1 mit einem Glättwerk 12. Die fertig
beschichtete und geglättete
Faserstoffbahn wird anschließend
einer hier nicht extra dargestellten Aufrolleinrichtung zugeführt.
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In
der zugehörigen 2a ist
ebenfalls zur Verdeutlichung der Reihenfolge der aufgetragenen Striche,
wie Unterstrich 5 an der Bahnseite 1a, bzw. Unterseite
US der Faserstoffbahn 1 und dem Mehrfachstrich 8,
bestehend aus dem Vorstrich 8a, dem Mittelstrich 8b und
dem Deckstrich 8c an der Bahnseite 1b bzw. Oberseite
OS der Bahn 1 je ein Querschnitt der beschichteten Faserstoffbahn
adäquat
zur gezeigten Beschichtungs-Reihenfolge gemäß 2 dargestellt.
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Die 3 zeigt
eine dritte Ausführungsform der
Erfindung. Hierbei wird der Mittelstrich 8b bzw. noch weitere
gewünschte
Striche und auch der Deckstrich 8c des Mehrfachstriches 8 mit
einem Mehrschicht- bzw. Multilayer-Auftragswerk 13 aufgebracht.
Dieses Auftragswerk bringt ebenfalls wie das Vorhang-Auftragswerk 4 ein-
oder mehrere Auftragsmedien ohne Überschuss und daher ohne abzurakeln
auf die Bahnoberfläche
bzw. Bahnseite 1b auf. Der Multilayer kann als sogenannte „Slot Die" (Schlitzdüse) oder „Slide
Die" (Gleitdüse) ausgeführt sein.
Bei beiden Ausführungen
fallen also mehrere Vorhänge,
entweder direkt aus einer oder mehreren Schlitzdüsen oder über eine Gleitfläche) von
oben herab auf die Faserstoffbahn und erzeugen damit eine sehr geschlossene
und auch gleichmäßige Strichschicht.
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Die
Multilayer-Variante bietet die Möglichkeit, mit
nur einer einzigen Einrichtung zugleich mehrere Striche aufzubringen.
Diese Vorrichtungsvariante ist daher sehr kompakt und effektiv.
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Im
Anschluss an die gezeigte Multilayer Beschichtung wird die Bahn
mit einem Airturn kontaktlos umgelenkt und nach oben Infrarottrocknern 6 und Lufttrocknern
und danach Trockenzylindern 11 zugeführt. Im Anschluss daran lässt sich
die Faserstoffbahn 1 mit einem Aufroller 14 aufrollen.
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Obwohl
nicht dargestellt, könnte
auch hier vor der Aufrollung ein abschließendes Glätten mit einem Glättwerk 12,
wie Einzelnip-Kalandern oder einem Multinip-Kalander, beispielsweise einem Janus-Kalander
erfolgen.
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In
der zugehörigen 3a ist
ebenfalls wie bei den beiden vorherigen Figuren zur Verdeutlichung
der Reihenfolge der aufgetragenen Striche, wie Unterstrich 5 an
der Bahnseite 1a, bzw. Unterseite US der Faserstoffbahn 1 und
dem Mehrfachstrich 8, bestehend aus dem Vorstrich 8a,
dem Mittelstrich 8b und dem Deckstrich 8c an der Bahnseite 1b bzw. Oberseite
OS der Bahn 1 je ein Querschnitt der beschichteten Faserstoffbahn
adäquat
zur gezeigten Beschichtungs-Reihenfolge gemäß 3 dargestellt.
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- 1
- Faserstoffbahn
- 1a
- Bahnseite
- 1b
- Bahnseite
- 2
- Abrollung
- 3
- Leitwalze
- 4
- Vorhang-Auftragswerk
- 5
- Unterstrich
- 6
- Infrarottrockner
- 7
- Lufttrockner
- 8
- Mehrfachstrich
- 8a
- Vorstrich
- 8b
- Mittelstrich
- 8c
- Deckstrich
- 9
- Klingenauftragswerk
- 10
- Airturn
- 11
- Trockenzylinder
- 12
- Glättwerk
- 13
- Multilayer-Auftragswerk
- 14
- Aufroller
- L
- Laufrichtung
- OS
- Oberseite
- US
- Unterseite