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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen
Papiers oder Kartons, wobei eine laufende Bahn in einer Papier-
oder Kartonmaschine erzeugt und an deren Ende in einer ersten Aufrollstation
zu Rollen aufgewickelt wird, wobei anschließend die Rolle
zu einer Offline-Streichmaschine transportiert wird, die Rolle dort
in einer ersten Abrollstation abgewickelt und die Bahn über
eine Beschichtungseinrichtung mit Streichfarbe beschichtet und schließlich
erneut in einer zweiten Aufrollstation zu einer Rolle aufgewickelt
wird.
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Die
Erfindung betrifft ebenso eine Anordnung zur Herstellung eines gestrichenen
Papiers oder Kartons, die eine Papier- oder Kartonmaschine mit einer ersten
Aufrollstation für die Bahn und eine Offline-Streichmaschine
mit einer Beschichtungseinrichtung, einer ersten Abrollstation und
einer zweiten Aufrollstation für die Bahn umfasst, wobei über
eine Rollentransportvorrichtung eine Rolle von der ersten Aufrollstation
zu der ersten Abrollstation transportierbar ist.
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Um
Papier- oder Kartonbahnen, im Folgenden einfach Bahn genannt, mit
einem Strich zu versehen, werden Streichaggregate, auch allgemein
Beschichtungseinrichtungen genannt, verwendet, die entweder Inline
mit der Papier- oder Kartonmaschine, also vor deren Aufrollstation
angeordnet sind, oder aber separat, also Offline hinter oder neben
der Papier- oder Kartonmaschine platziert sind. In diesem Fall benötigen
die Beschichtungseinrichtungen eine eigenständige Ab- und
Aufrollstation. Als Beschichtungseinrichtungen seien beispielhaft
Leimpressen, Blade-Coater oder Film-Coater genannt.
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Um
der Bahn eine gewünschte Glätte vor dem Strichauftrag
zu verleihen, wird sie häufig vor der Streichanlage durch
einen Kalander gefahren. Kalander sind allgemein bekannt und haben
viele Ausführungsformen. Allgemein kann man sagen, dass
zumindest zwei umlaufende Flächen gegeneinander gepresst
werden und eine Bahn durch diese Kontaktflächen, die auch
Nip genannt werden, geführt wird. In der Regel sind diese
umlaufenden Flächen Walzenoberflächen, es können
aber auch umlaufende Metall- oder Kunststoffbänder sein,
die beispielsweise über einen Schuh an eine Gegenwalze gedrückt
werden. Die Walzenoberflächen sind häufig in einer
Paarung vertreten, bei denen die eine Oberfläche relativ
weich, beispielsweise mit einer Elastomerbeschichtung versehen ist,
und die andere hart, beispielsweise aus einem hochglatten Metall,
und dazu auf über 100°C beheizt ist. Zeitweise
trifft man aber auch sogenannte Glättwerke an, bei denen
beide Flächen aus Metall sind.
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Diese
Kalander stehen im Allgemeinen am Ende der Papier- oder Kartonmaschine
vor der Aufwicklung, wenn die Streichmaschine im Anschluss daran
Offline angeordnet ist. Eine gerade aus der hochtemperierten Trockenpartie
kommende, und daher in den Kalander in sehr heißem Zustand
einlaufende Bahn, wird in dem Kalander sehr stark verdichtet, weil
sie über ihre gesamte Dicke durchgewärmt und entsprechend
komprimierbar ist. Das ist aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten
im Sinne der Einsparung von Rohmaterial für den Papierhersteller
sehr unvorteilhaft.
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Aus
der
WO 01/98585 , insbesondere
2 und
3 ist
es auch bekannt, eine Bahn Online zu streichen und einen sogenannten „Precalender” vor der
Beschichtungseinrichtung anzuordnen. Auch in diesem Fall wird die
Papier- oder Kartonbahn sehr heiß geglättet und
in diesem Zustand in die Beschichtungseinrichtung weiter geleitet.
Hinzu kommt der Nachteil, den jede Online-Anlage in der Papiermaschine
mit sich bringt: sobald an dieser Anlage eine Störung oder
Wartung auftritt, muss ggf. die ganze Papiermaschine abgeschaltet
werden. Um das letztgenannte Risiko auszuschließen, geht
die Erfindung im Oberbegriff davon aus, dass die Bahn in einer Offline-Streichmaschine
mit entsprechender Beschichtungseinrichtung gestrichen wird.
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Des
Weiteren ist es bekannt, erst hinter einer Beschichtungseinrichtung
Kalander, insbesondere Multinip-Kalander, zu schalten, entweder
Inline oder Offline, wenn man besonders hochwertiges Papier satinieren
will.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, die Herstellung einer gestrichenen
Papier- oder Kartonbahn besonders volumenschonend zu gestalten.
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Bezüglich
des Verfahrens zur Herstellung gemäß Anspruch
1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bahn zwischen
der ersten Abrollstation und der Beschichtungseinrichtung in wenigstens
einem Kalandernip mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird. Wegen
der auf dem Transport von der ersten Aufrollstation bis zur ersten
Abrollstation vergangenen Zeit in Umgebungstemperatur ist die Bahn
deutlich abgekühlt. Stünde der Kalander vor der
Aufwicklung der Papier- oder Kartonmaschine, so würde die Bahn
zumindest oberhalb von 70°C geglättet. Dabei ist
die Bahn im Wesentlichen über die gesamte Dicke durchtemperiert
und entsprechend leicht zu verdichten. Eine Bahn, die aus der Abwickelstation
einer Offline-Streichmaschine kommt, besitzt dagegen eine Temperatur
von in der Regel unter 40°C. Die Bahnseite, die mit einer
beheizten Walze des Kalanders in Kontakt kommt, wird nur an ihrer
obersten Schicht so weit angeschmolzen, dass sie auch nur dort verdichtend
geglättet wird. Das Innere der Bahn behält seine Konsistenz
und bleibt im Wesentlichen nach einer Relaxationszeit unverdichtet,
wenn die Druckspannungen im Kalander nicht zu groß sind.
Hier haben sich Druckspannungen in einer Größenordnung
von unter 20 N/mm2 bewährt. Eine
derartiger Volumenerhalt ist für den Produzenten verständlicherweise
ausgesprochen vorteilhaft.
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Vorzugsweise
wird die Bahn vor dem wenigstens einen Kalandernip mit Dampf beaufschlagt. Auf
diese Weise wird der Bahnoberfläche Wärme und
Feuchtigkeit zugeführt, was sich auf den Glätteffekt
besonders günstig auswirkt. Unterstützt wird die Dampfbeaufschlagung
durch die Tatsache, dass die Bahn zum Zeitpunkt der Bedampfung relativ
kalt ist. Das hat zur Folge, dass mehr Dampf kondensieren kann und
die Bahnoberfläche benetzen kann, als dies beispielsweise
am Ende der Papier- oder Kartonmaschine möglich wäre.
Eine Dampfauftragsmenge von 0,5 bis 3,0 g/m2 pro
Bahnseite ist in Experimenten als geeignete Menge ermittelt worden.
Die Feuchtigkeit dringt bis zu einer geringen Tiefe in die Oberfläche
der Bahn ein und verbessert den Glätteffekt, den bekannten
Moisture-Gradiend-Effekt ausnutzend. Mit dieser Glätteverbesserung
können wiederum für die gewünschten Ergebnisse
die Streckenlasten im Kalander reduziert werden, was sich ebenfalls
entsprechend positive auf den Volumenerhalt auswirkt.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Bahn durch wenigstens zwei Kalandernips
geführt wird, wobei beide Bahnseiten wenigstens einmal
mit einer beheizten Walze in Kontakt kommen. Auf diese Weise werden beide
Bahnseiten ausreichend an der Oberfläche geglättet
und können gestrichen werden. Dabei können die
Nips unterschiedlichen Typs sein, also beispielsweise ein breiter
Nip mit einem Kunststoffband, das mittels eines Schuhs gegen eine
Gegenwalze angedrückt wird, gefolgt von einem relativ harten
und kurzen Nip, der die Aufgabe einer Kalibrierung übernimmt.
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Dabei
ist es günstig, wenn wenigstens eine der den Nip bildenden
Walzen eine Profilkorrektureinrichtung aufweist und die Bahn in
ihrem Dickenprofil quer zur Bahnlaufrichtung geregelt wird. Dazu wird
beispielsweise nach dem Kalander oder nach der Beschichtungseinrichtung
ein Dickenprofilscanner eingesetzt, der auf die Profilkorrektureinrichtung der
Walze über eine Steuerungsanlage Einfluss nimmt. Als Profilkorrektureinrichtung
werden Stützelemente in einer sogenannten Biegeausgleichswalze oder
aber Induktionsheizschuhe bzw. Heiß-Kaltluft-Düsen
an der Walzenoberfläche bevorzugt. Mit diesen Einrichtungen
lassen sich die notwendigen Durchmesserverformungen als Stellglieder
auf das Dickenprofil der Bahn sehr genau einstellen.
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Mit
Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Bahn durch wenigstens
einen Nip geführt wird, dessen Kontaktlänge mit
der Bahn mehr als 40 mm beträgt. Die Wärmeübertragungszeit
ist dadurch so lang, dass ein Anschmelzen der gesamten Bahnoberfläche
selbst bei moderaten und somit energiesparenden Oberflächentemperaturen
der Heizwalze zwischen 120°C und 150°C für
die meisten Papier- oder Kartonsorten absolut sicher gestellt ist.
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Bezüglich
der Anordnung gemäß Anspruch 6 wird die Aufgabe
der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen der ersten
Abrollstation und der Beschichtungseinrichtung ein Kalander vorgesehen
ist.
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Die
Vorteile ergeben sich für diesen Vorrichtungsanspruch wie
für die weiteren Unteransprüche aus den Erläuterungen
zu den analogen oben beschriebenen Verfahrensansprüchen.
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Bevorzugt
weist der Kalander vorrichtungsmäßig noch eine
Umfahrungsvorrichtung für die Bahn auf. Dies gibt dem Produzenten
die Möglichkeit auch alternative Papier- oder Kartonsorten
fahren zu können. Eine solche Anordnung und deren Vorteile ergeben
sich aus der
EP 1285126
B1 .
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung
einer Anordnung zur Herstellung eines gestrichenen Papiers oder
Kartons gemäß der Erfindung.
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In
der Figur erkennt man die zwei Bestandteile der Anordnung zur Herstellung
eines gestrichenen Papiers oder Kartons 1. Im oberen Bereich
ist die Papier- bzw. Kartonmaschine 2 schematisch dargestellt.
Darunter erkennt man die Offline-Streichmaschine 3. Die
Papier- oder Kartonmaschine 2, in diesem Ausführungsbeispiel
für WFC-Paper beispielhaft angepasst, setzt sich wie üblich
aus einer Siebpartie 10, einer Pressenpartie 11,
einer Trockenpartie 12 und einer Aufrollstation 13.1 zusammen.
Auf den sonst verwendeten Kalander vor der Aufrollstation 13.1 wird
in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel verzichtet. Über
eine Rollentransportvorrichtung 16, die der Einfachheit
halber als Teil eines Hallenkrans dargestellt ist, wird eine aufgewickelte
Rolle 5 der ersten Aufrollstation 13.1 zu der
ersten Abrollstation 14 der Offline-Streichmaschine 3 transportiert. Während
des Aufwickelns, des Transportes und des Abwickelns kühlt
die Bahn ab, auch in tiefer gelegenen Dickenschichten. Innerhalb
der Offline-Streichmaschine 3 ist eine beliebige Beschichtungseinrichtung 15 vorgesehen
gefolgt von einem Trockner 17 und möglicherweise
weiteren Aggregaten, bis die Bahn 4 bei einer zweiten Aufrollstation 13.2 ankommt und
dort erneut zu einer Rolle 5 aufgewickelt wird. Auf einen
weiteren Kalander vor der Aufrollung 13.2 wird in diesem
Fall verzichtet.
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Zwischen
der Abrollstation 14 und der Beschichtungseinrichtung 15 ist
ein Kalander 6 installiert. Dort wird die Bahn 4 für
den Strichauftrag präpariert. Sie wird in Kalandernips 6.1, 6.2 geglättet
und zwar in der Weise, dass jede Bahnseite einmal an einer heißen
Walze 8 anliegt, während jeweils die Gegenwalze
als Biegeeinstell- oder Schuhwalze 9 ausgeführt
ist und den profilierten Druck auf die Bahn 4 einleitet.
Da die Bahn zu diesem Bearbeitungszeitpunkt relativ kühl
ist, wird nur die Oberfläche angeschmolzen und verdichtet.
Auf diese Weise kann man die für das Streichen benötigte
Glätte ausgesprochen volumenschonend herstellen.
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Durch
die Profiliereinrichtung 9, in diesem Fallbeispiel also
eine biegeeinstellbare Walze, kann das Dickenprofil genau eingestellt
werden. Als weitere Profiliereinrichtung 9 sind auch induktive
Heizschuhe bzw. Heiß-Kaltluft-Düsen vorstellbar,
die auf die beheizte Walze und deren Durchmesserverlauf über
die Breite der Bahn 4 Einfluss nimmt. Mit einer solchen
Profiliereinrichtung 9 könnte zusätzlich
das Feuchtigkeitsprofil Einfluss genommen werden werden. Eine Regelung
dieser Stellorgane kann gewährleistet werden, wenn das
Dicken-, Feuchtigkeits-, Glanz- oder Glätteprofil mittels
eines handelsüblichen Scanners 19 gemessen wird
und die Stellorgane über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung
eingestellt werden.
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Ganz
besonders wirkungsvoll ist der Vorgang, wenn ein Nip 6.1, 6.2 sehr
lang ist, die Walze 9 also eine Schuhwalze ist. Alternativ
könnte auch in nicht dargestellter, dem Fachmann aber bekannten Art
und Weise, ein umlaufendes, die Heizwalze 8 teilweise umschlingendes
Andruckband aus Metall oder Kunststoff eingesetzt werden. Die Nipbreite
sollte in Bahnlaufrichtung wenigstens 40 mm, besser mehr als 60
mm betragen
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Ein
zusätzlicher positiver Effekt wird erzielt, wenn man den
Dampffeuchter 7 vor dem oder den Kalandernips 6.1, 6.2 zum
Einsatz bringt. Da die Bahn vor dem ersten Dampffeuchter unter 40°C
heiß ist, kann im Vergleich zu einer Position hinter der
Trockenpartie 12 in der Papiermaschine 2 sehr
viel mehr Dampf kondensieren und in die Oberfläche der
Bahn penetrieren. Das erleichtert den Umformprozess im Kalander 6 erheblich.
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Um
den Kalander während einer Produktion warten oder um alternativ
mattere Papiersorten herstellen zu können, ist eine Möglichkeit
der Umfahrung 18 (gestrichelter Bahnlaufpfad) vorgesehen.
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Von
den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher
Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung
zu verlassen. Insbesondere können zusätzliche
moderat wirkende Glättvorrichtungen am Ende der Papiermaschine
angeordnet sein. Oder es sind weitere (Multinip-)Kalander vorgesehen,
die beispielsweise Offline hinter der Streichmaschine stehen und
für eine Endsatinage der Bahn eingesetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
zur Herstellung eines gestrichenen Papiers oder Kartons
- 2
- Papier-
oder Kartonmaschine
- 3
- Offline-Streichmaschine
- 4
- Bahn
- 5
- Rolle
- 6
- Kalander
- 6.1,
6.2
- Kalandernip
- 7
- Dampffeuchter
- 8
- beheizte
Walze
- 9
- Profilkorrektureinrichtung,
Biegeeinstellwalze oder Schuhwalze
- 10
- Siebpartie
- 11
- Pressenpartie
- 12
- Trockenpartie
- 13.1
- erste
Aufrollstation
- 13.2
- zweite
Aufrollstation
- 14
- erste
Abrollstation
- 15
- Beschichtungseinrichtung
- 16
- Rollentransportvorrichtung
- 17
- Trockner
- 18
- Umfahrvorrichtung
- 19
- Scanner
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 01/98585 [0006]
- - EP 1285126 B1 [0016]
