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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrfachen Beschichtung einer
Faserstoffbahn, insbesondere bewegbaren Kartonbahn mit flüssigen
oder pastösen Auftragsmedien, bei welchem in einem Verfahrensschritt
ein erstes Auftragsmedium zur Erzeugung einer ersten Schicht und
in einem folgenden Verfahrensschritt zumindest ein weiteres Auftragsmedium
zur Erzeugung zumindest einer weiteren Schicht mit zumindest einer
nachdosierenden Auftragseinrichtung aufgetragen werden und in einem der
weiteren Verfahrensschritte zumindest ein weiteres drittes Auftragsmedium
zur Erzeugung zumindest einer weiteren dritten Schicht mit einer
Vorhangauftragseinrichtung aufgetragen wird, wobei nach jedem Auftrag
die Faserstoffbahn getrocknet wird.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Behandlung und/oder
Veredlung der Oberfläche einer Faserstoffbahn, insbesondere
zum mehrschichtigen Auftrag von flüssigen oder pastösen
Auftragsmedien auf eine Papier- oder Kartonbahn, umfassend eine
erste Auftragseinrichtung zum Auftragen eines ersten Auftragsmediums,
zumindest eine nachdosierende Auftragseinrichtung zum Auftragen eines
weiteren zweiten Auftragsmediums in einer weiteren zweiten Schicht
und eine weitere dritte Auftragseinrichtung zum Auftragen eines
dritten Auftragsmediums in einer dritten Schicht in Form einer Vorhangsauftragseinrichtung,
wobei jeder der einzelnen Auftragseinrichtungen eine Trockeneinrichtung nachgeordnet
ist.
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Faserstoffbahnen
in Form von Kartonbahnen bestehen aus mehreren Lagen, die auf Altpapierbasis
erzeugt werden. In der Regel umfassen diese zumindest drei unterschiedlich
ausgebildete Lagen aus Altpapier, wobei die Oberseite, welche auch
zur Kennzeichnung oder als sichtbare Seite verwendet wird, von einer
dünnen Lage Altpapier ausgebildet wird. Die mittlere Lage
besteht aus gemischtem Altpapier geringer Qualität und
die Rückseite vorzugsweise wieder aus Altpapier mit höherer
Qualität als die mittlere Lage. Zur Gewährleistung
der Oberflächenanforderungen an der Oberseite wird eine
derartige Kartonbahn in der Regel zumindest mit zwei Schichten beschichtet.
Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt die Oberfläche
der Kartonbahn mit Stärke imprägniert, wodurch
diese verfestigt wird. Anschließend erfolgt ein erster
Auftrag in Form eines Vorstriches, welcher die Aufgabe besitzt,
noch vorhandene Unebenheiten in der Oberflächentopographie
einzuebnen und die Vertiefungen mit Streichfarbe auszufüllen.
Der nachfolgende Deckstrich hat die Aufgabe, die Oberfläche
mit einer gleichmäßig dicken Schicht zu überziehen
und eine homogene Abdeckung zu erzielen. Für den Deckstrich,
insbesondere zur Dosierung, wird dabei in der Regel ein sogenanntes
Luftmesser eingesetzt. Das Auftragsmedium wird mit Überschuss
aufgetragen und der Überschuss wird mit Hilfe eines scharfen
Luftstrahles weggeblasen und die gestrichene Oberfläche
vergleichmäßigt. Da dazu sehr große Luftmengen
mit hohen Strahlgeschwindigkeiten erzeugt werden müssen,
ist ein derartiges Verfahren sehr energieintensiv. Ferner entsteht
durch das Wegblasen ein Farbnebel, der Anlagenteile im Umkreis der
zu beschichteten Kartonbahn verschmutzt. Die Reinigung der Abluft vom
Farbnebel ist sehr aufwendig. Um bei derartigen Verfahren ein gleichmäßiges
Verlaufen des Auftragsmediums zu erzielen, sind auch den einsetzbaren Feststoffgehalten
Grenzen gesetzt, da ansonsten die Fließfähigkeit
nicht gegeben ist. Normalerweise können Auftragsmedien
mit einem Feststoffgehalt von 40 bis 50% aufgetragen werden, so
dass im Nachhinein sehr viel Energie für die erforderliche
Trocknung eingesetzt werden muss.
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Ein
gattungsgemäßes Verfahren zum Auftragen von Auftragsmedium
auf eine bewegbare Faserstoffbahn, insbesondere in Form einer Papier-
oder Kartonbahn, ist aus der Druckschrift
EP 1 516 960 A1 vorbekannt,
ferner der prioritätsbegründenden Druckschrift
DE 103 43 120 A1 .
Bei diesem Verfahren werden die einzelnen Schichten nacheinander mittels
einer Filmstreicheinrichtung, einer Klingenstreicheinrichtung und
eine weitere Schicht mit einer Vorhangauftragseinrichtung erzeugt,
wobei die Vorhangauftragseinrichtung der Klingenstreicheinrichtung
nachgeordnet ist, um somit die Qualität des mit dieser
erzeugten Schicht zu erhöhen, indem die mit der Klingenstreicheinrichtung
erzeugten Rakelstreifen überdeckt werden, so dass diese
keinen Einfluss mehr auf die Faserstoffbahn haben. Ferner kann mit der
Klingenstreicheinrichtung die Schichtdicke sehr genau und zuverlässig
reguliert werden, wobei die aufgebrachte Schicht sich an die Kontur
der darunter liegenden Schicht anpasst. Es hat sich jedoch gezeigt,
dass eine entsprechende Abdeckung sehr stark von der Rauhigkeit
der Oberfläche der Kartonbahn abhängt und bei
sehr hohen Rauhigkeiten auch die mehreren Schichten nicht zwangsläufig
geeignet sind, eine vollständige Abdeckung zu erzielen.
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Aus
der Druckschrift
DE
10 2005 021 983 A1 ist ein Verfahren zum Beschichten einer
laufenden Kartonbahn bekannt, bei welchem ein flüssiges
bis pastöses Auftragsmedium mehrschichtig auf wenigstens
eine der Oberflächen der Kartonbahn aufgetragen wird, wobei
das Streichgewicht des Vorstriches im Bereich zwischen 10 bis 100
g/m
2 und das Streichgewicht des die Deckschicht
bildenden Deckstriches zwischen 3 bis 20 g/m
2 beträgt.
Dabei wird der Vorstrich mit einem einzigen Vorhangauftragswerk
in mehreren Filmen bzw. Lagen aufgebracht. Im Anschluss daran wird
die Deckschicht erzeugt, welche ohne oder mit Zwischentrocknung
auf den Vorstrich aufgetragen werden kann. Allerdings wird die Deckschicht
hier mittels einer nachdosierenden Einrichtung aufgebracht, so dass
zuerst ein Überschuss aufgetragen wird, der dann wieder
abgerakelt bzw. abgestrichen wird. Die dadurch entstehenden Nachteile der
erzeugten Oberfläche sind durch eine nichtvorhandene Gleichmäßigkeit
und Markierungen durch die Dosiereinrichtungen charakterisiert.
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Eine
weitere Ausführung zur Beschichtung einer Kartonbahn mit
zumindest zwei nacheinander angeordneten Auftragseinrichtungen ist
aus
DE 102 28 117
A1 vorbekannt. In dieser wird zur Vermeidung der Unregelmäßigkeiten
bei Verwendung einer nachdosierenden Auftragseinrichtung vorgeschlagen,
als Auftragseinrichtung wenigstens ein Kontaktlos-Auftragswerk zu
verwenden, welches derart ausgebildet ist, das Auftragsmedium in
wenigstens einem freien Auftragsmediumstrahl oder Auftragsmediumvorhang oder
Auftragsmediumschleier oder in Auftragsmediensprühtropfen
abzugeben und auf die Materialbahn auf Grundlage von dem Auftragsmedium
aufgeprägten Kräften oder/und Bewegungsimpulsen oder/und
auf der Grundlage einer schwerkraftbedingten Bewegung des Auftragsmediums
aufzutragen, wobei entlang dem Behandlungsweg vor oder/und nach
der Auftragseinrichtung eine Glätteinrichtung vorgesehen
ist. Die Glätteinrichtung erzeugt eine hohe Glätte
und gegebenenfalls Glanz der Oberfläche auf der beschichteten
Seite der Materialbahn. Es wird dabei ausgenutzt, dass die über
die nichtberührende dosierende Auftragseinrichtung erzeugbaren Schichten
bei gleichzeitigem höherem Durchsatz der Vorrichtung zur
Beschichtung genauer einstellbar sind.
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Aus
der
japanischen Patentanmeldung 2006-166289 sind
eine Auftragsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von wärmeempfindlichem Papier
vorbekannt, bei welchem mittels einer nachdosierenden Auftragseinrichtung,
wie beispielsweise einer Rakeleinrichtung, der Auftrag einer ersten Schicht
auf einer Bahn ausgeführt wird und in einem weiteren nachfolgenden
Prozess mittels eines Vorhangauftragswerkes der Auftrag einer Deckschicht
in Form einer wärmeempfindlichen Schicht mit vorgeschriebener
Verweildauer erfolgt. Beiden Prozessen nachgeordnet ist ein Trockenverfahren.
Um ein Verlaufen zwischen der Unterschicht und der Deckschicht zu
vermeiden, muss die Streichfarbe entsprechende Eigenschaften aufweisen,
da hier keine separate Trocknung zwischen diesen beiden Verfahrensschritten
vorgesehen ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Behandeln und(oder Veredeln einer Faserstoffbahn, insbesondere
Kartonbahn, derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile
vermieden werden. Im Einzelnen ist dabei auf eine Verbesserung der
Energiebilanz, insbesondere Verringerung der Trockenleistung insgesamt
bei gleichzeitiger Erhöhung und Verbesserung der Qualität
einer Beschichtung einer Kartonbahn, auch bei sehr rauhen Kartonbahnoberflächen,
abzustellen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
der Ansprüche 1 und 19 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur mehrfachen Beschichtung
einer Faserstoffbahn, insbesondere bewegbaren Kartonbahn mit flüssigen
oder pastösen Auftragsmedien, bei welchem in einem Verfahrensschritt
ein erstes Auftragsmedium zur Erzeugung einer ersten Schicht und
in einem folgenden Verfahrensschritt zumindest ein weiteres Auftragsmedium
zur Erzeugung zumindest einer weiteren Schicht mit zumindest einer
nachdosierenden Auftragseinrichtung aufgetragen werden und in einem der
weiteren Verfahrensschritte zumindest ein weiteres drittes Auftragsmedium
zur Erzeugung zumindest einer weiteren dritten Schicht mit einer
Vorhangauftragseinrichtung aufgetragen wird, wobei nach jedem Auftrag
die Faserstoffbahn getrocknet wird, ist dadurch gekennzeichnet,
dass als erstes Auftragsmedium Stärke aufgetragen wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht aufgrund
des Stärkeauftrages als Erstschicht auf die Oberfläche
der zu beschichtenden Kartonbahn eine besonders vorteilhafte Verfestigung
sowie Einebnung der Oberseite als Basisfläche für
die weiteren aufzutragenden Schichten.
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Da
vorzugsweise allen einzelnen Auftragsprozessschritten eine Trocknung
nachgeordnet ist, können hier zum einen sehr hohe Streichgewichte aufgetragen
werden, ferner bestehen bezüglich der verwendeten Viskosität
des aufzutragenden Auftragsmediums sowie der Zusammensetzung keine Restriktionen.
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Durch
die Verwendung einer Vorhangauftragseinrichtung für die
letzte aufzutragende Schicht in Form einer Deckschicht wird zum
einen eine sehr homogene gleichmäßige Deckschicht
realisiert, die auch bei sehr unebenem Vorstrich eine sehr hohe Oberflächenqualität
gewährleistet. Aufgrund der Möglichkeit, mittels
der Vorhangauftragseinrichtung Auftragsmedien mit hohem Feststoffgehalt
aufzutragen, kann die Trockenleistung zum Trocknen der Deckschicht
erheblich reduziert werden.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil beim Auftrag mittels einer Vorhangauftragsvorrichtung
besteht darin, dass zum einen das Auftragsverfahren kontaktlos erfolgt,
wobei sich das aufgebrachte Medium als Konturschicht auf der Faserstoffbahn
ablegt und vor allem, dass das spezifische Volumen des Kartons nicht
verändert wird. Die Abdeckung erfolgt dabei nahezu vollständig
im Rahmen der gewählten Beschichtungsbreite und es sind
unterschiedliche Streichgewichte sowie Auftragsmedien auch bei höheren
Durchsatzgeschwindigkeiten als bisher auftragbar. Ferner lässt
sich dadurch die gesamte Vorrichtung einfach aufbauen, da hier nur
so viel Medium aufgetragen wird, wie auch auf der Kartonbahn verbleiben
soll. Dies wird auch als 1:1-Auftrag bezeichnet und erfolgt im Gegensatz
zu den bisherigen ausschließlich angewendetem Überschussauftragsverfahren
mit der Filmpresse oder einem Walzenauftragswerk oder Blade-Coater.
Eine Aufbereitung des Überschussmediums kann dabei entfallen.
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In
besonders vorteilhafter Weise wird zur Verbesserung der Oberflächenqualität
bereits die erste Schicht, insbesondere die Imprägnierschicht
einer Glättung unterzogen, wobei Werte im Bereich von 5
bis 7 μm Parker-Print-Surf eingestellt werden.
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Das
mit der nachdosierenden Auftragseinrichtung aufgetragene Auftragsmedium
für die zweite Schicht wird vorzugsweise mit einem Streichgewicht im
Bereich von 16 bis 24 g/m2 aufgetragen.
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In
einer vorteilhaften Ausführung werden zur Reduzierung der
erforderlichen Trocknungsleistung Auftragsmedien mit der Vorhangauftragseinrichtung aufgetragen,
die durch einen Feststoffgehalt im Bereich von 60 bis 65 Masseprozent
charakterisiert sind. Die Viskosität des Auftragsmediums
für die Deckschicht kann im Bereich von 400 bis 1000 mPas,
besonders bevorzugt 400 bis 800 mPas betragen.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung wird die Deckschicht
mittels der Vorhangauftragseinrichtung nicht als eine Lage, sondern
vorzugsweise zumindest als zweischichtige Deckschicht aufgetragen.
Dies bietet den Vorteil, dass mit einer Auftragsvorrichtung innerhalb
der Deckschicht unterschiedliche Teilschichten erzeugbar sind, wobei
diese hinsichtlich ihrer Zusammensetzung differieren können.
In besonders vorteilhafter Weise wird dabei die die endgültige
Oberseite der Kartonbahn bildende Oberfläche bildende Teilschicht
mit höherwertigen Bestandteilen ausgebildet als die darunter
liegende, auf den Vorstrich aufgetragene weitere Teilschicht. Dadurch
kann höherwertiges Auftragsmedium nur in den Bereichen
aufgetragen werden, wo dies auch tatsächlich erforderlich
ist. Die weiteren nichtoberflächenrelevanten Schichtbereiche
können von Auftragsmedien anderer, auch minderer Qualitäten
gebildet werden.
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Zur
weiteren Oberflächenveredlung ist in einer besonders vorteilhaften
Ausführung im Nachgang zur Erzeugung der Deckschicht ein
weiterer Glättprozess vorgesehen, der die erforderliche
Glätte einstellt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist mit einer Vorrichtung
zur Beschichtung von Kartonbahnen durchführbar, welche
online oder offline einer Maschine zur Herstellung derartiger Faserstoffbahnen, insbesondere
Kartonbahnen, nachgeordnet sein kann. Die Online-Lösung
bietet den Vorteil, dass hier unmittelbar nach Herstellung der entsprechenden Kartonbahn
die Veredelung erfolgt. Aufgrund der verwendeten Auftragsverfahren
sind hohe Durchlaufgeschwindigkeiten denkbar, so dass hier keine
Probleme bezüglich der Leistung der Maschine zur Herstellung
von Faserstoffbahnen bestehen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung oder
Veredlung der Oberfläche einer Faserstoffbahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, umfassend eine erste dosierende Auftragseinrichtung
zum Auftragen eines ersten Auftragsmediums, zumindest eine nachdosierende
Auftragseinrichtung zum Auftragen einer weiteren zweiten Schicht
und einer weiteren dritten Auftragseinrichtung zum Auftragen einer
dritten Schicht in Form einer Vorhangauftragseinrichtung, wobei
jedem der einzelnen Auftragseinrichtungen eine Trockeneinrichtung
nachgeordnet ist, ist dadurch charakterisiert, dass nach der ersten
Auftragseinrichtung eine Glätteinrichtung angeordnet ist.
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Durch
den zusätzlichen Glättvorgang kann die Oberfläche
zwischen dem imprägnierenden Vorstrich und den weiteren
Schichten noch einmal verbessert werden und damit auch der Auftrag
für die Deckschicht, wobei aufgrund einer soliden Oberfläche
ein besseres Verlaufen sowie ein sehr homogener Auftrag bereits
während des Auftragens gewährleistet wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend
anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes
dargestellt:
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1 verdeutlicht
in einem Axialschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäß beschichteten
Kartonbahn;
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2a bis 2d verdeutlichen
anhand eines Signalflussbildes mögliche Ausführungsvarianten
eines Verfahrens zur Beschichtung einer bewegbaren Kartonbahn;
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3 verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung
einer Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn;
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4 verdeutlicht
in schematisch vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht von
rechts einen besonders vorteilhaften Aufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß 3;
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5 verdeutlicht
eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Vorhangauftragswerkes
gemäß 4.
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Die 1 verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung in einem Axialschnitt
eine erfindungsgemäß mehrfach beschichtete, insbesondere
gestrichene Faserstoffbahn F in Form einer mehrlagigen Kartonbahn 1 auf
Altpapierbasis. Der Axialschnitt wurde durch die YZ-Ebene eines
der Faserstoffbahn F zugeordneten Koordinatensystems gelegt. Die
X-Richtung entspricht dabei der Längenrichtung und die
Y-Richtung der Breitenrichtung der Faserstoffbahn F. Beim Durchlaufen
einer Vorrichtung zur Behandlung und/oder Veredelung von Faserstoffbahnen
F entspricht die X-Richtung der Durchlaufbeziehungsweise Maschinenrichtung.
Der Aufbau einer derartigen Kartonbahn 1 ist beispielhaft
durch drei unterschiedliche Lagen 2.1, 2.2 und 2.3 charakterisiert,
wobei der größte Anteil in der Mitte, hier der Lage 2.2,
aus gemischtem Altpapier geringerer Qualität besteht. Die
Oberseite 3 wird von der Lage 2.1 gebildet und
ist mit 3 bezeichnet, während die Rückseite 4 bzw.
Unterseite aus einem Altpapier vordefinierter Qualität,
vorzugsweise höherer Qualität als die Mittenlage 2.2,
besteht. Eine derartige Kartonbahn 1 mit den einzelnen
Lagen 2.1 bis 2.3 wird mit mindestens zwei Schichten 5 als
Vorschicht und 6 als Deckschicht an seiner Oberseite 3 beschichtet.
Das Verfahren zum Behandeln der Faserstoffbahn F, insbesondere Mehrfachbeschichten
ist anhand eines Signalflussbildes in 2a wiedergegeben.
Der Aufbau der Schichten gemäß 1 und
das Verfahren in 2a werden dabei nachfolgend
im Zusammenhang erläutert.
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In
einem ersten Verfahrensschritt wird die Oberseite 3 der
Kartonbahn 1 erfindungsgemäß mit einem
ersten Auftragsmedium in Form von Stärke mit einer nachdosierenden
Aufragseinrichtung, insbesondere Leim- oder Filmpresse beschichtet.
Diese erste Schicht 7 ist in der 1 an der
von der Lage 2.1 gebildeten Oberseite 3 dargestellt.
Diese dient der Imprägnierung der Oberfläche an
dieser Oberseite 3, wodurch diese verfestigt wird. Auf
die vorimprägnierte Oberseite 3 wird im Verfahrensschritt
B mindestens ein weiteres Auftragsmedium mit mindestens einem nachdosierenden
Auftragsaggregat aufgebracht. Mit diesem wird die Schicht 5 in
Form eines Vorstriches aufgetragen. Als Auftragseinrichtung fungiert
vorzugsweise eine Rakel- oder Klingenauftragseinrichtung, mit welcher
das flüssige oder pastöse Auftragsmedium mit Überschuss
auf die Kartonbahn 1 aufgetragen wird und im Anschluss
daran mit einer Dosiereinrichtung fertig dosiert wird. Mit einer
derartigen Auftragseinrichtung wird das flüssige oder pastöse
Auftragsmedium mit einem Streichgewicht im Bereich zwischen einschließlich
16 und 24 g/m2 aufgetragen. In einem weiteren
Verfahrensschritt C wird die Schicht 6 in Form der Deckschicht
mittels einer sogenannten Vorhangauftragseinrichtung, insbesondere
Curtain-Coaters aufgebracht. Das Streichgewicht der die Deckschicht
erzeugenden Schicht 6 beträgt zwischen 8 bis 32
g/m2, bevorzugt 8 bis 24 g/m2, besonders
bevorzugt 8 bis 16 g/m2, ganz besonders bevorzugt
10 bis 16 g/m2. Zwischen jedem der einzelnen
Auftragsschritte A bis C ist dabei im Anschluss an den Auftrag zur
Trocknung des jeweiligen Striches ein Trockenschritt vorgesehen,
hier T1 nach dem Auftrag der ersten als Imprägnierschicht
fungierenden Schicht 7, T2 nach dem Auftrag des/der den
Vorstrich bildenden Schicht/Schichten 5, und T3 nach dem
Auftrag der die Deckschicht bildenden Schichten 6. Die
durch die erste Schicht 7 erzeugte Oberfläche
ist mit 8 und die nach dem Deckstrich vorliegende Oberfläche
ist mit 9 bezeichnet.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren, können
dabei Beschichtungen von Kartonbahnen 1, insbesondere Kartonbahnen 1 mit
hoher Oberflächenrauhigkeit erzielt werden, die dadurch
charakterisiert sind, dass diese eine gleichmäßige
Dicke aufweisen, wobei die Abdeckung der Oberseite 3 der
Kartonbahn 1 möglichst homogen erfolgt. Der Vorteil
der Erzeugung der zumindest drei Schichten besteht darin, dass zum
einen über die erste Schicht 7, insbesondere Stärke-Imprägnierschicht,
die Oberfläche 8 für die nachträglich
aufzutragenden Schichten 5 und 6 weitestgehend
vorbereitet wird, wobei der Auftrag der Stärke mit mindestens
einer Filmstreicheinrichtung erfolgt. Die verwendete Auftragseinrichtung
ist dadurch charakterisiert, dass der Auftrag im Überschuss
indirekt auf die Oberfläche von einen Dosierspalt bildenden
Walzen oder direkt auf die Oberfläche vor dem Durchlaufen
der Faserstoffbahn F durch die Presse erfolgt. Dadurch lässt
sich die Dicke der Imprägnierschicht sehr genau regeln
und die verwendete Auftragseinrichtung 13 ist geeignet,
die aufzutragende Schicht 7 des Auftragsmediums genau an
die Kontur der darunter liegenden Schicht, insbesondere die Oberseite 3,
der Kartonbahn 1 anzupassen, wobei in diesem Fall auch
Oberseiten 3 von Kartonbahnen 1 mit hoher Rauhigkeit
sehr homogen beschichtet werden können. Auf der Grundlage
der so vorliegenden Oberfläche 8 können
dann die einzelnen weiteren Schichten, insbesondere zumindest 5 und 6,
aufgetragen werden, wobei in der Reihenfolge ein Auftrag mittels
einer Vorhangauftragseinrichtung 20 gemäß Verfahrensschritt
C auf zumindest einen Auftrag mittels einer nachdosierenden Auftragseinrichtung
gemäß B, insbesondere einer Rakel- oder Stab-
oder einer Klingenauftragseinrichtung, folgt. Dadurch können
durch die zur Nachdosierung verwendeten Elemente, wie Rakel, Stab
oder Klinge erzeugte Unregelmäßigkeiten überdeckt
werden, so dass diese keinen Einfluss mehr auf die Qualität
der fertig beschichteten Kartonbahn 1 haben. Durch den Auftrag
mit einem Vorhangauftragswerk lässt sich die Auftragsmenge
und somit die Schichtdicke sehr genau und zuverlässig regulieren,
da sich die mittels diesem aufgebrachte Schicht 6 genau
an die Kontur der darunter liegenden Schicht anpasst. Durch die Möglichkeit
des Aufbringens der Deckschicht mittels einer Vorhangauftragseinrichtung
nach dem Aufbringen der Schicht 5 mittels einer nachdosierenden
Auftragseinrichtung werden auch die Laufeigenschaften für
die Kartonbahn 1 verbessert, so dass Abrisse erheblich
reduziert werden kann. Durch die zwischengeschalteten Trockenschritte
T1 bis T3 bzw. die jeweils den einzelnen Aufträgen der
Schichten nachgeordneten Trockenschritte ist eine einfache Führung der
Kartonbahn 1 möglich, da Einrichtungen zur berührungslosen
Umlenkung der Faserstoffbahn F entfallen können.
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Das
in der 2a anhand eines Signalflussbildes
dargestellte Verfahren stellt dabei ein Grundverfahren dar, das
um weitere Verfahrensschritte in vorteilhafter Weise erweitert werden
kann. So ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführung
gemäß 2b vorgesehen,
zwischen dem Auftrag der Schicht 7 und der Schicht 5 nach
dem ersten Trockenschritt T1 einen Verfahrensschritt G1 vorzusehen,
der eine Vorglättung der Schicht 7 und der dadurch
erzeugten Oberfläche auf Werte im Bereich zwischen 5 und
7 μm Parker-Print-Surf für die von dieser ersten
Schicht 7 gebildete Oberseite 8 ermöglicht.
Als Vorrichtung kann ein Glättwerk eingesetzt werden, vorzugsweise
zumindest ein Zwei-Walzen-Glättwerk. Dadurch können
eventuell weitere Rauhigkeiten beseitigt werden und ferner unerwünschte
Luftgrenzschichten an der Oberfläche 8 der mit
der ersten Schicht 7 beschichteten Kartonbahn 1 ausgeschlossen
werden, so dass die nachfolgende Schicht möglichst homogen
frei von Lufteinschlüssen aufgetragen wird. An den Verfahrensschritt
G1 schließt sich dann entsprechend den Ausführungen
in 2a das weitere Verfahren mit dem Auftrag der Schicht 5 im
Verfahrensschritt B an. Bezüglich des weiteren Verfahrens
wird daher auf die 2a verwiesen.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der Ausführungen
gemäß der 2a und 2b ist
es ferner gemäß 2c vorgesehen,
die sich nach der aufgetragenen dritten Schicht 6 in Form der
Deckschicht ergebende Oberseite bzw. Oberfläche 9 ebenfalls
in einem Glättschritt G3 zu glätten. Dieser Verfahrensschritt
G3 wird zur weiteren Optimierung der Oberfläche der Kartonbahn 1 vorgesehen.
Der Glättschritt G3 schließt sich dabei an den Trockenschritt
T3 an.
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Bei
allen Ausführungen gemäß den 2a bis 2c kann
sich an die Fertigstellung des Deckstriches in Form der Schicht 6 eine
Beschichtung der Rückseite 4 der Kartonbahn 1 anschließen.
Dieser kann unterschiedlich realisiert werden und ist beispielhaft
in 2d dargestellt. Gemäß 2d ist dazu
ist beispielhaft eine Stärkeimprägnierung in Form
einer in 1 mittels unterbrochener Linie
dargestellten ersten Schicht 10 vorgesehen, auf die des Weiteren
eine Schicht 11 aufgetragen werden kann, die beispielsweise
mit einem Rakel dosiert wird. Der Auftrag der Stärkeschicht
kann bereits als A1 in 2d gleichzeitig
mit dem Auftrag A der Stärkeschicht auf die Oberseite 3 erfolgen
oder aber alternativ als A1 im Anschluss an G3. Der Auftrag der Schicht 11 erfolgt
auf jeden Fall G3 nachgeordnet.
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In 2d ferner
dargestellt ist die Möglichkeit der Erzeugung der Deckschicht
aus mehreren Teilschichten durch die einzelnen Aufträge
C1 und C2.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren gemäß der 2a bis 2d kann
mit einer in der 3 beispielhaft dargestellten
Vorrichtung 12 zur Behandlung und/oder Veredelung einer
Kartonbahn 1, insbesondere zur mehrschichtigen Beschichtung
einer bewegbaren Kartonbahn 1 ausgeführt werden.
Die Vorrichtung 12 ist dabei hinsichtlich ihres Aufbaus
in schematisch vereinfachter Darstellung in der 3 durch
eine erste Auftragseinrichtung 13 zum nachdosierten Auftrag
von Auftragsmedium, insbesondere in Form einer Film- oder Leimpresse,
ausgebildet. An diese schließt sich eine erste Trockeneinrichtung 15 an,
von der aus die mit der ersten Schicht 7 versehene Kartonbahn 1 zu
einer Glätteinrichtung 16 geführt wird,
wobei der Glätteinrichtung 16 zumindest eine weitere,
zweite Auftragseinrichtung 17 nachgeschaltet ist, die dem
Auftrag der zweiten Schicht 5 in Form des Vorstriches dient.
Die zweite Auftragseinrichtung dient dabei dem nachdosierenden Auftragen
des flüssigen oder pastösen Auftragsmediums, insbesondere
Streichfarbe. Diesem nachgeschaltet ist eine weitere Trockeneinrichtung 18,
von welcher die bewegbare Kartonbahn 1 zu mindestens einer
dritten Auftragseinrichtung 19 in Form einer Vorhangauftragseinrichtung 20 geführt
wird und im Anschluss daran zu einer Trockeneinrichtung 21.
An diese schließt sich eine weitere Auftragseinrichtung 22 für die
Beschichtung der Rückseite 4 der Kartonbahn 1 an.
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Die 4 verdeutlicht
eine konkrete Ausführung einer Vorrichtung 12 zur
Behandlung und/oder Veredelung von Faserstoffbahnen F, insbesondere zur
mehrfachen Beschichtung einer bewegbaren Kartonbahn 1 gemäß 3.
Die erste Auftragseinrichtung 13 ist im dargestellten Fall
als Filmpresse 14 ausgebildet. Dies ist dadurch charakterisiert,
dass das Auftragsmedium in dem Spalt zwischen zwei miteinander einen
Spalt bildenden Walzen eingebracht wird und durch die Zuordnung
der Walzen zur im Spalt geführten Kartonbahn 1 das
Auftragsmedium aufdosiert wird. Die Oberfläche 3 an
der Lage 2.1 kann dabei sehr rauh ausgeführt sein,
da über die Filmpresse 14 das Auftragsmedium homogen
und in großer Dicke zur Abdeckung der gesamten Oberfläche
der Lage 2.1 auftragbar ist. Im Anschluss daran ist die
erste Trockeneinrichtung 15 angeordnet. Die mit der ersten
Auftragseinrichtung 13 beschichtete Oberseite 3 der
Lage 2.1 in Form der Oberfläche 8 wird
hier einer Kontakttrocknung zugeführt. Die erste Trockeneinrichtung 15 besteht
dazu aus einer Mehrzahl von Trockenzylindern, um deren Oberfläche
die Faserstoffbahn F mit der beschichteten Oberfläche 3 mäanderförmig
herumgeführt wird und im Zusammenwirken mit der Oberfläche
der einzelnen Trockenzylinder einer Trocknung ausgesetzt wird. Der Trockeneinrichtung 15 nachgeordnet
ist die Glätteinrichtung 16, welche im dargestellten
Fall im einfachsten Fall als Zwei-Walzen-Glättwerk ausgeführt
ist, umfassend zwei miteinander einen Glättspalt 16.1 bildende
Glättwalzen 16.2 und 16.3. Nach Durchlaufen
der Glätteinrichtung 16 wird die beschichtete
Kartonbahn 1 nunmehr zur weiteren Auftragseinrichtung 17 geführt.
Bei dieser handelt es sich um eine nachdosierende Auftragseinrichtung,
bei welcher das Auftragsmedium in einem Überschuss auf
die nunmehr zu beschichtende Oberfläche 8 an der
Oberseite 3 aufgetragen wird und anschließend
mittels einer Dosiereinrichtung 23 in Form einer Rakel,
einer Klinge oder eines Blades dosiert wird. Die der zweiten Auftragseinrichtung 17 nachgeordnete
Trockeneinrichtung 18 ist vorzugsweise als Lufttrockeneinrichtung 18.1,
insbesondere Heißlufttrockeneinrichtung oder Infrarottrockeneinrichtung
ausgebildet. Bei dieser wird die bewegbare Kartonbahn 1 entlang
eines Trockenaggregates geführt und durch vorzugsweise
an die Oberfläche aufgebrachte Heißluft getrocknet.
Der Trockeneinrichtung 18 nachgeordnet ist die weitere, dritte
Auftragseinrichtung 19 in Form einer Vorhangauftragseinrichtung 20.
Dieser wiederum nachgeordnet ist die weitere Trockeneinrichtung 21,
welche eine erste Lufttrockeneinrichtung 21.1 und dieser nachgeordnet
eine weitere Kontakttrockeneinrichtung 21.2 umfasst, welche
ebenfalls durch eine Anordnung einzelner Trockenzylinder charakterisiert
ist, um welche die Kartonbahn 1 mit der nunmehr zu trocknenden
Oberfläche 9 mäanderförmig geführt wird.
Bei der nachgeordneten Auftragseinrichtung 22 für
die Beschichtung der Rückseite 4 handelt es sich vorzugsweise
ebenfalls um eine nachdosierende Einrichtung in Form einer Rakel-Auftragseinrichtung, mittels
welcher das flüssige oder pastöse Auftragsmedium
auf die Rückseite 4 bzw. die bereits vorimprägnierte
Rückseite 4 mit Überschuss aufgetragen und
durch eine Dosiereinrichtung 24 auf die gewünschte
Dicke dosiert wird.
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Die 5 verdeutlicht
eine besonders vorteilhafte Ausführung einer Vorhangauftragseinrichtung 20 zur
Erzeugung der Deckschicht 6 aus zwei Schichten 6.1 und 6.2 gemäß 2d,
in welcher der Auftrag der Deckschicht in Form der Schicht 6 in
den Verfahrensschritten C1 und C2 erfolgt, die gleichzeitig ablaufen.
Bei dieser ist die Vorhangauftragseinrichtung 20 durch
eine sich über die Breite der Auftragseinrichtung 19 erstreckende
Düse 25 charakterisiert, welche zwei unmittelbar
nacheinander angeordnete Austrittspalte in Durchlaufrichtung der
bewegbaren Kartonbahn 1 betrachtet aufweist, die hier mit 26.1 und 26.2 bezeichnet
sind, wobei über die beiden Dosierspalte eine zweilagige
Schicht 6 in Form der Schichten 6.1 und 6.2 erzeugbar
ist, die als gemeinsamer Vorhang auf die Oberfläche 8 fallend erzeugt
werden. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere die zweite Schicht 6.2,
die als oberste Schicht der Deckschicht 6, die auf die
den Vorstrich bildende Schicht 5 aufgetragen wird und die
später bedruckt wird, mit besonders hochwertigen und teuren
Bestandteilen ausgeführt werden kann, die in der darunter
liegenden Schicht 6.1 nicht benötigt werden. Dadurch
ist eine gezielte Oberflächenverbesserung möglich.
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Die
Schicht 6 ist erfindungsgemäß durch ein Streichgewicht
zwischen 8 und 32 g/m2, besonders bevorzugt
8 und 24 g/m2 und ganz besonders bevorzugt
8 und 16 g/m2 charakterisiert. Der Feststoffgehalt
des flüssigen oder pastösen Auftragsmediums, insbesondere
der Farbe, liegt im Bereich zwischen 60 bis 70%, insbesondere Massenprozent.
Das Auftragsmedium besteht zu ca. 80% aus mineralischen Bestandteilen,
wie beispielsweise Kalziumkarbonat, Kaolin oder Mischungen aus Kalziumkarbonat
und Kaolin. Vorzugsweise enthält das Auftragsmedium ferner
einen Anteil an synthetischen Bindemitteln sowie Stärke
zur Verdickung. Die Viskosität des Auftragsmediums liegt
im Bereich zwischen 400 und 1000 mPas, gemessen nach der Brookfield-Methode,
ganz besonders bevorzugt 400 und 800 mPas.
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- 1
- Kartonbahn
- 2.1,
2.2, 2.3
- Lage
- 3
- Oberfläche
- 4
- Rückseite
- 5
- Schicht,
Vorstrich
- 6
- Schicht,
Deckstrich
- 6.1,
6.2
- Teilschicht
- 7
- erste
Schicht, Imprägnierschicht
- 8
- Oberfläche
- 9
- Oberfläche
- 10
- erste
Schicht
- 11
- Schicht
- 12
- Vorrichtung
zur Behandlung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Vorrichtung zur mehrfachen Beschichtung
- 13
- erste
Auftragseinrichtung
- 14
- Filmpresse
- 15
- erste
Trockeneinrichtung
- 16
- Glätteeinrichtung
- 16.1
- Glättspalt
- 16.2,
16.3
- Glättwalze
- 17
- zweite
Auftragseinrichtung
- 18
- Trockeneinrichtung
- 18.1
- Impingement-Trockeneinrichtung, Lufttrockeneinrichtung
- 19
- dritte
Auftragseinrichtung
- 20
- Vorhangauftragseinrichtung
- 21
- Trockeneinrichtung
- 21.1
- Impingement-Trockeneinrichtung, Lufttrockeneinrichtung
- 21.2
- Kontakttrockeneinrichtung
- 22
- Auftragseinrichtung
- 23
- Dosiereinrichtung
- 24
- Dosiereinrichtung
- 25
- Düse
- 26.1,
26.2
- Austrittsspalt,
Dosierspalt
- A
- Verfahrensschritt,
erster Auftrag
- B
- Verfahrensschritt,
zweiter Auftrag
- C
- Verfahrensschritt,
dritter Auftrag
- C1,
C2
- Auftragsschritte
für den dritten Auftrag
- T1,
T2, T3
- Verfahrensschritt
Trocknung
- G1,
G3
- Verfahrensschritt
Glätten
- F
- Faserstoffbahn
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1516960
A1 [0004]
- - DE 10343120 A1 [0004]
- - DE 102005021983 A1 [0005]
- - DE 10228117 A1 [0006]
- - JP 2006-166289 [0007]