-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur beidseitigen Behandlung einer
laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn während
ihres Herstellungs- und/oder Veredelungsprozesses, bei dem die Faserstoffbahn
mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium,
insbesondere Leim oder Stärke auf indirekte Weise versehen
wird, wobei ein erstes drehendes Übertragselement, dem
ein erstes Auftragsaggregat zugeordnet ist und ein zweites gegensinnig drehendes Übertragselement,
dem ein zweites Auftragsaggregat zugeordnet ist, verwendet wird
und wobei beide Übertragselemente miteinander einen Pressspalt
bilden durch den die zu beschichtende Faserstoffbahn hindurchgeführt
wird und wobei die Übertragselemente das Auftragsmedium
auf jeweils eine Seite der sich bewegenden Faserstoffbahn übertragen.
-
Faserstoffbahnen
aus Papier- oder Karton werden in der Regel mit Leim- oder Stärkedispersionen
oder mit pigmenthaltigen Streichmedien behandelt, um deren Festigkeitseigenschaften
und/oder optische Eigenschaften sowie deren Bedruckbarkeit zu verbessern.
-
Gattungsgemäße
Verfahren, so genannte Leimpress- bzw. Filmpress- Verfahren sind
seit langem bekannt. Beispielsweise soll auf den Voith-Druck p 2865
Nr.11/1992, 17 verwiesen werden, in
dem eine das gattungsgemäße Verfahren durchführende
Vorrichtung gezeigt ist.
-
Das
Aufbringen des Auftragsmediums auf die Faserstoffbahn erfolgt dabei
ausschließlich im Pressspalt. Die Faserstoffbahn durchläuft
dabei in der Regel den Pressspalt zwischen beiden Übertragselementen
auf im Wesentlichen geradlinigem Weg, beispielsweise von oben nach
unten, oder von unten nach oben, oder auch in horizontaler Richtung.
Die Verweilzeit des zuvor auf die Übertragselemente aufgebrachten
Mediums und auch im Pressspalt ist umso kürzer, je höher
die Bahngeschwindigkeit ist, so dass oftmals die Penetration des
Auftragsmediums in die Faserstoffbahn ungenügend ist. Oftmals ist
eine deutlich stärke Immobilisierungswirkung erwünscht.
-
In
der
DE-A1 44 46 308 ist
die Anordnung von flexiblem Endlosbändern und Pressschuhen
offenbart und ein Verfahren beschrieben, mit dem die Einpressdauer
im Pressspalt, d. h. der Pressspalt selbst (siehe u. a. dortige
11) verlängert und damit die
Immobilisierungswirkung verstärkt werden kann.
-
Die
Qualität der beschichteten Faserstoffbahn ist damit aber
noch nicht immer zufriedenstellend. Folge eine stärkeren
Immobilisierung und Einpressung kann außerdem beispielsweise
bei Faserstoffbahn mit niedrigem Flächengewichte zu unerwünschten
Abrissen der Faserstoffbahn und der damit verbundenen höheren
Produktionskosten führen. Bei beidseitigem Auftrag, wo
eine noch stärkere Rückbefeuchtung im Pressspalt
(Nip) erfolgt, ist dieser Negativeffekt noch höher.
-
Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem
die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere bei beidseitigem
Auftrag, nicht auftreten. Mit dem Verfahren soll eine deutlich längere
Stützung der durch die Beschichtung rückbefeuchteten
Faserstoffbahn und auch eine längere Verweilzeit des an
die Faserstoffbahn beidseitig übertragenen Auftragsmediums
möglich sein.
-
Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Faserstoffbahn
S-förmig um die beiden Übertragselemente derart
geführt wird bzw. geschlungen ist, dass das auf das erste Übertragselement
aufgebrachte Auftragsmedium zunächst mit einer Verweilzeit
am ersten Übertragselement auf die betreffende Bahnseite
einwirkt und danach erst im Pressspalt in diese Bahnseite eingepresst
wird. Außerdem wird das auf das zweite Übertragselement aufgebrachte
Auftragsmedium zuerst im Pressspalt in die andere Bahnseite eingepresst
und danach einer Verweilzeit am zweiten Übertragselement
unterworfen, bevor die beidseitig beschichtete Faserstoffbahn einem
weiteren Behandlungsort zugeführt wird. Dieser weitere
Behandlungsort kann beispielsweise eine Kontakttrocknung mit Trockenzylindern,
eine weitere Auftragsstation, Glättung usw. sein.
-
Der
Erfinder hat erkannt, dass durch diese Verfahrensführung
die Faserstoffbahn weit weniger zum Abriss neigt. Die Bahn wird
dabei zwar zunächst über einen Umweg (Weg der
Umschlingung der Übertragselemente) in den Pressspalt geführt,
anstelle direkt in den Pressspalt einzulaufen, aber dieser ansonsten
unerwünschte Umweg stützt die Faserstoffbahn bedeutend
länger. Der Umweg erfolgt dabei um einen wesentlichen Teil
des Umfangs des ersten Übertragselementes. Bei Verwendung
einer zylindrischen Auftragswalze als Übertragselement kann
der Umschlingungswinkel annähernd 270° betragen.
Nach Durchlaufen des Pressspaltes wird anschließend die
auf der anderen Bahnseite mit dem Auftragsmedium versehene Faserstoffbahn über
den Umfang des zweiten Übertragselementes geführt. Auch
hierbei kann der Umschlingungswindel bis zu 270° betragen.
Das jeder Bahnseite zugeordnete Auftragsaggregat, welches beispielsweise
jeweils ein Düsenauftragsaggregat sein kann, befindet sich
jeweils am nicht umschlungenen Bereich des Übertragselementes.
-
Um
die Faserstoffbahn vom zweiten Übertragselement aus zu
einem weiteren Behandlungsort, wie beispielsweise der Kontakttrocknung
führen zu können, wird sie zweckmäßigerweise über
eine Umlenkwalze gelenkt. Diese Umlenkwalze kann dabei zugleich
die Größe des besagten Umschlingungswinkels festlegen.
-
Im
Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass als Übertragselemente
Auftragswalzen verwendet werden deren Walzenbezugshärte
zwischen 20 und 90 P&J,
vorzugsweise gleich/größer 40 P&J beträgt.
-
Als
Durchmesser der Auftragswalzen sind Größen zwischen
800 und 1800 mm vorgesehen.
-
Die
als Übertragselemente vorgesehenen Auftragswalzen werden
derart aneinander gepresst, so dass sie zwischen sich eine Niplast
von 20–80 kN/m, vorzugsweise gleich/größer
15 kN/m bilden.
-
Vorzugsweise
beträgt die Verweilzeit des aufgebrachten Mediums auf die Übertragselemente zwischen
1 und 100 msec.
-
Die
mit den Übertragselementen aufgebrachten Auftragsmedien
werden in einer Auftragsmenge von 5 bis 100 ml/Bahnseite an diese
abgegeben.
-
Besonders
zweckmäßig ist es, wenn die von der Umlenkwalze
ablaufende Faserstoffbahn auf ihrem weiteren Bahnweg durch die Herstellungs-
oder Veredelungsmaschine auf wenigstens einer Bahnseite in einem
geradlinigen Abschnitt von einem kontinuierlich umlaufenden und
unter Zug stehenden flexiblen Endlosband gestützt wird.
Der Abrissneigung kann damit weiter entgegengewirkt werden.
-
Die
Abstützung mit dem wenigstens einen Endlosband (also einem
Band an einer Bahnseite oder je einem Band an jeder Bahnseite) ist
dabei besonders effektiv, wenn sie bis hin zum nächsten
Behandlungsort der Faserstoffbahn, beispielsweise einer Kontakttrocknung
vorgenommen wird.
-
Dieses
Endlos- bzw. Förderband kann beheizt sein. Dadurch werden
Glanz- und Glätteeffekte der an die Faserstoffbahn abgegebenen
Auftragsschicht erreicht.
-
Die
Geschwindigkeit der nassgestrichenen Bahn und dem wenigstens einen
Band sollte gleich groß sein, weil dadurch kein Schlupf
zwischen dem bzw. den Bändern und der Faserstoffbahn entsteht. Besonders
wirkungsvoll ist es, wenn auf jeder Bahnseite ein solches Endlosband
eingesetzt wird.
-
Bevorzugt
sind diese Endlosbänder aus einem Luft- und Wasserdampfdurchlässigem
Material gefertigt, welche aber undurchdringlich für das
Auftragsmedium sind. Damit wird eine Entfernung von Wasserdampf,
der während der Trocknung des Strichfilmes entsteht, möglich.
Außerdem erlaubt diese Durchlässigkeit ein Durchblasen
eines Fluids, insbesondere Luft mit Hilfe von Glaselementen durch das
Band, wodurch eine einwandfreie Ablösung der beschichteten
Bahn kurz vor dem Abgabepunkt zur nachfolgenden Kontakttrocknung
möglich ist.
-
Darüber
hinaus sollte die Fläche, des Endlosbandes bzw. der Bänder,
das bzw. die mit der nassgestrichenen Faserstoffbahn in Berührung kommt/kommen,
eine mittlere Rauhigkeit von ca. kleiner als 10 um, bevorzugt kleiner
als 2 um aufweisen und darüber hinaus auch schmutzabweisend sein.
Das bedeutet, dass ein Anhaften von Auftragsmediumsrückständen
vermieden wird. Teflon kann deshalb als ein geeignetes Material
für das Endlosband verwendet werden.
-
Zweckmäßig
ist es auch, wenn während der Abstützung eine
Zwischentrocknung vorgenommen wird.
-
Die
Zwischentrocknung kann in an sich bekannter Weise mittel Luft- und/oder
Infrarottrocknung erfolgen. Da ein solches Material für
das Endlosband gewählt wird, welches Temperaturen bis zu
ca. 450°C ohne Beschädigung oder ohne Änderung
seiner Eigenschaften aushält, kann die Trocknung der beidseitig
beschichteten Faserstoffbahn solange durchgeführt werden
bis eine Klebrigkeit der auf die Faserstoffbahn aufgebrachten Schicht
abgebaut ist. Es wurde gefunden, dass das dann der Fall ist, wenn
die Restfeuchte der beschichteten Faserstoffbahn unter 20% liegt
bzw. wenn die Temperatur des Strichfilmes unter dem Erweichungspunkt
bzw. Schmelzpunkt liegt.
-
Zu
erwähnen ist, dass es selbstverständlich möglich
ist, nur ein einseitiges Beschichten mit Unbenutzlassen des zweiten
Auftragsaggregates vorzunehmen. In diesem Falle braucht dann auf
dieser unbeschichteten Bahnseite kein Endlosband vorhanden sein.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich dadurch,
dass während der Abstützung der Faserstoffbahn
das auf die Faserstoffbahn aufgebrachte Auftragsmedium in an sich bekannter
Weise mittels Presskörpern weiter in die Faserstoffbahn
eingepresst wird.
-
Es
kann in Weiterbildung des Verfahrens auch eine Doppelbeschichtung
der Faserstoffbahn vorgesehen sein. Dabei ist es möglich,
dass das für die zweite Auftragsschicht vorgesehene Auftragsmedium
mit einem weiteren Auftragsaggregat auf das wenigstens eine Endlosband,
welches ja unter Zug steht, aufgebracht wird. Im Stützabschnitt
wird dann vom jeweiligen Endlosband das Auftragsmedium an die Faserstoffbahn übertragen.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet
zum Behandeln einer Rohpapierbahn mit hohem Altpapieranteil. Das
verwendete Auftragsmedium ist vorzugsweise Stärke.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert. Es zeigen:
-
1:
in schematischer Darstellung eine erste Variante der erfindungsgemäßen
Behandlung einer Faserstoffbahn,
-
2:
eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
In
der 1 ist erkennbar, dass eine Faserstoffbahn 1 von
oben her über eine erste Umlenkwalze 2 einem ersten
drehenden Übertragselement 3 zuläuft.
Das erste Übertragselement 1 bildet mit einem zweiten
drehenden, parallel und nach oben hin versetzt angeordneten Umlenkelement 4 ein
Paar bzw. beide Übertragselemente 3 und 4,
die im Beispiel als Auftragswalzen ausgebildet sind, definieren
zwischen sich einen Pressspalt 5. Das erste Übertragselement 3 dreht
entgegen dem Uhrzeigersinn, wie Pfeil D1 zeigt und das zweite Übertragselement 4 dreht
in Uhrzeigerrichtung, wie Pfeil D2 zeigt. Jedem Übertragselement 3 und 4 ist
auch ein Auftragsaggregat zur Abgabe eines ersten und zweiten Auftragsmediums
M1 und M2 an den Außenumfang der Übertragselemente 3 und 4 zugeordnet.
Dem Übertragselement 3 ist Auftragsaggregat 6 und
dem Übertragselement 4 ist Auftragsaggregat 7 zugeordnet. Das
Auftragsaggregat 6 ist in etwa der 12.00 Uhr-Position und
das Auftragsaggregat 7 in etwa der 6.00 Uhr-Position angeordnet.
Die Drehachsen der Übertragselemente 3 und 4 bzw.
der verwendeten Auftragswalzen sind mit A1 und A2 bezeichnet.
-
Erkennbar
in der Figur ist auch, dass die Faserstoffbahn 1 S-förmig
um die beiden Übertragselemente 3 und 4 derart
geführt wird, dass das auf das erste Übertragselement 3 vom
Auftragsaggregat 6 aufgebrachte Auftragsmedium M1 zunächst
mit einer Verweilzeit innerhalb eines Umschlingungswinkels α von
ca. 270° am ersten Übertragselement 3 auf
die Bahnseite 1a einwirkt und danach im Pressspalt 5 in diese
Bahnseite eingepresst wird. Das auf das zweite Übertragselement 4 mittels
Auftragsaggregat 7 aufgebrachte Auftragsmedium M2 wird
dagegen zuerst im Pressspalt 5 in die andere Bahnseite 1b eingepresst
und danach einer Verweilzeit innerhalb eines zweiten Umschlingungswinkels β am
zweiten Übertragselement 4 unterworfen. Beide
Auftragsmedien M1 und M2 haben daher ausreichende Möglichkeiten für
eine möglichst vollständige Immobilisierung. Dabei
können die verwendeten Auftragsmedien M1 und M2 von derselben
Art bzw. selbe rheologische Eigenschaften, Zusammensetzung usw.
aufweisen, aber auch von unterschiedlicher Art sein. Insgesamt wird durch
diese Ausbildung ein deutlich längerer Stützweg
erreicht, wodurch weniger Bahnabrisse erzielt werden.
-
Die
verwendeten Auftragsaggregate 6 und 7 sind im
Beispiel Düsenauftragsaggregate.
-
Nach
dem Auftrag wird mit Hilfe einer weiteren Umlenkwalze 8 die
nun beidseitig indirekt beschichtete Faserstoffbahn einem weiteren
Behandlungsort, wie einer im Beispiel dargestellten Kontakttrocknung 9 mit
Trockenzylindern 10 zugeführt.
-
Erkennbar
ist in der Figur auch, dass die von der Umlenkwalze 8 ablaufende
Faserstoffbahn 1 auf ihrem weiteren Bahnweg durch die Herstellungs- oder
Veredelungsmaschine auf wenigstens einer Bahnseite – hier
sind es beide Bahnseiten 1a und 1b in einem geradlinigen
Abschnitt 11 von je einem kontinuierlich umlaufenden und
unter Zug stehenden, flexiblen Endlosband (Stützband) 12 und 13 gestützt wird.
Der Abrissneigung kann damit weiter entgegengewirkt werden.
-
Die
Abstützung mit den vorhandenen Bändern 12 und 13 erfolgt
dabei besonders effektiv bis hin zum nächsten Behandlungsort,
also der hier gezeigten Kontakttrocknung 9.
-
Die
Endlosbänder 12 und 13 können
beheizt sein, so dass sogar eine besonders gute Glätte
und auch Glanz der Faserstoffbahn 1 – ohne dass
hiezu an sich bekannte Glätteinrichtungen notwendig sind – erreicht
wird. Dabei sollte die Geschwindigkeit der vorher nassgestrichenen
Bahn 1 und den Endlosbändern 12 und 13 gleich
groß sein, damit kein Schlupf zwischen dem bzw. den Bändern
und der Faserstoffbahn entsteht.
-
Die
besagten Endlosbänder 12 und 13 sind aus
einem Luft- und Wasserdampfdurchlässigem, aber auftragsmediumdurchlässigen
Material gefertigt. Dadurch kann Wasserdampf, der während
der Trocknung des Strichfilmes entsteht entweichen. Außerdem
kann man z. B. Luft durch das Band 12 bzw. 13 blasen,
um die nassbeschichtete Faserstoffbahn 1 einwandfreie kurz
vor dem Abgabepunkt zur nachfolgenden Kontakttrocknung 9 ablösen
zu können. Überdies ist die Porosität
für Reinigungszwecke sinnvoll.
-
Im
Beispiel ist vorgesehen, dass die Fläche der Endlosbänder 12, 13 die
mit der nassgestrichenen Faserstoffbahn 1 in Berührung
kommen, eine mittlere Rauhigkeit von ca. kleiner als 2 um aufweist. Darüber
hinaus bestehen die Endlosbänder aus dem Material Teflon
welches einen so genannten Lotusblatt-Effekt aufweist, der abperlend
und daher schmutzabweisend wirkt. Das bedeutet, dass ein Anhaften
von Auftragsmediumsrückständen vermieden wird.
-
Das
gewählte Material für die Endlosbänder 12 und 13 halten
Temperaturen bis zu ca. 450°C aus, ohne dass Beschädigungen
oder ohne Änderungen seiner Eigenschaften eintreten.
-
Im Übrigen
sind die Endlosbänder um den notwenigen Zug für
die Endlosbänder aufbringen zu können um weitere
Umlenkwalzen 14 geführt.
-
In 1 ist
außerdem dargestellt, dass während der Abstützung
im geradlinigen Stützabschnitt 11 das auf die
Faserstoffbahn 1 aufgebrachte Auftragsmedium M1 und M2
mittels an beiden Bahnseiten vorhandenen Presskörpern 15 und 16 zusätzlich in
die Faserstoffbahnseiten 1a und 1b eingepresst wird.
Die Presskörper entsprechen annähernd der Länge
des geradlinigen Stützabschnittes 11.
-
2 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Verfahrens innerhalb des Bereiches der Abstützung der Faserstoffbahn 1 im geradlinigen
Abschnitt 11.
-
Beide
Bahnseiten 1a und 1b werden hier zwischengetrocknet.
-
Die
Zwischentrocknung 17 erfolgt mittels Luft- und/oder Infrarottrocknern.
Diese Zwischentrocknung der beidseitig beschichteten Faserstoffbahn
wird solange durchgeführt, bis eine Klebrigkeit der auf
die Faserstoffbahn aufgebrachten Schicht abgebaut ist. Dies ist
bei Erreichung einer Restfeuchte der beschichteten Faserstoffbahn
von unter 20% der Fall.
-
Da
auch eine Doppelbeschichtung der Faserstoffbahn 1 vorgesehen
sein kann, ist im Beispiel für eine zweite, also doppelte
Auftragsschicht mit Auftragsmedien M3 und M4 jeweils ein weiteres
Auftragsaggregat 18 und 19 gestrichelt in 2 mit
eingezeichnet. Diese Möglichkeit ist ebenso bei der in 1 gezeigten
Variante möglich, aber eben nur in 2 angedeutet.
Im Stützabschnitt 11 wird dann vom jeweiligen
Endlosband 12, 13 das Auftragsmedium M3, M4 an
die Faserstoffbahn 1 übertragen.
-
Nachzutragen
ist, dass -obwohl nicht in den Figuren dargestellt- es möglich
wäre, auch eine einseitige Beschichtung durchzuführen.
Hierbei würde das Auftragsmedium auf die Oberfläche
des Übertragselementes 3 aufgebracht. Das Element 3 könnte dann
anstelle des zweiten Übertragselementes 4 mit einem
Kontakttrockenzylinder einen Nip bilden. Die auf indirekte Weise
einseitig beschichtete Bahn würde dann von unten her kommend
die Auftragswalze, d. h. das Übertragselement 3,
umschlingen, danach den Nip durchlaufen und anschließend
den Trockenzylinder umschlingen und nach oben hin weiterlaufen.
Die Faserstoffbahn 1 umschlingt bei dieser Variante ebenso
S-förmig die Auftragswalze und den Trockenzylinder.
-
- 1
- Faserstoffbahn
- 1a,
1b
- Bahnseite
- 2
- Umlenkwalze
- 3
- erstes Übertragselement
- 4
- zweites Übertragselement
- 5
- Pressspalt
- 6
- Auftragsaggregat
- 7
- Auftragsaggregat
- 8
- Umlenkwalze
- 9
- Kontakttrocknung
- 10
- Trockenzylinder
- 11
- geradliniger
Stützabschnitt
- 12
- Endlos-
bzw. Stützband
- 13
- Endlos-
bzw. Stützband
- 14
- Umlenkwalze
- 15
- Presskörper
- 16
- Presskörper
- 17
- Zwischentrocknung
- 18
- Auftragsaggregat
- 19
- Auftragsaggregat
- α
- Umschlingungswinkel
- β
- Umschlingungswinkel
- A1,
A2
- Drehachse
- D1,
D2
- Drehrichtung
- L
- Laufrichtung
- M1,
M2, M3, M4
- Auftragsmedium
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-