DE102011082234A1

DE102011082234A1 - Maschine und Verfahren zur Herstellung einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn aus Karton- oder Verpackungspapier

Info

Publication number: DE102011082234A1
Application number: DE201110082234
Authority: DE
Inventors: Roland Scheiflinger; Georg Bacovsky; Stephan Hampe; Stevan Lomic
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-03-07
Also published as: CN103781967A; WO2013034329A3; WO2013034329A2; CN103781967B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn (1) aus Karton- oder Verpackungspapier, mit einer Pressenpartie (4) zur Entwässerung der Faserstoffbahn (1), die mehrere separate, hintereinander angeordnete Glättnips (4a, 4b, 4c) enthält und mit einem Kalander (7), der noch vor einer nachfolgenden Streicheinrichtung (8) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Maschinenlaufrichtung (L) gesehen, den letzten der mehreren Pressnips (4c) eine Glättpresse (5) bildet, die zwei gegeneinander gepresste Walzen (5.2, 5.3) aufweist, wobei eine der Walzen (5.3) glatt ausgebildet ist und eine Oberfläche bestehend aus Keramik mit einer Mindestdicke von 0,6 mm und einer Mindesthärte von 800 HV (Härte Vickers) aufweist und der Kalander (7) als Bandkalander (7.1) oder als Heißglättwerk (7.2) ausgeführt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn aus Karton- oder Verpackungspapier, mit einer Pressenpartie zur Entwässerung der Faserstoffbahn, die mehrere separate, hintereinander angeordnete Glättnips enthält und mit einem Kalander, der noch vor einer nachfolgenden Streicheinrichtung angeordnet ist.
Heutzutage werden ein- oder mehrlagige Karton- und Verpackungspapiere an verschiedenen Stellen der Papiermaschine geglättet und verdichtet. Dazu wird gewöhnlich wenigstens eine so genannte Glätt-Presse, die unbefilzt oder einfach befilzt ist und wobei die bahnberührenden Walzen mit weichen bzw. harten Bezügen ausgeführt werden.
Oftmals findet auch ein Vorkalandrieren vor dem Streichprozess statt. Das ist mit allen bekannten Arten von Kalandern mit harten oder weichen Nips möglich.
Mit dem Kalandrier-Prozess einhergehend ist eine Verdichtung und dabei Reduzierung des Volumens bzw. der Dicke der Faserstoffbahn verbunden. Dies führt vor allem bei Kartonsorten zu einem Qualitätsverlust.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dickenverlust im Herstellungsprozess einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn aus Karton- oder Verpackungspapier auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Aufgabe wird mit einer Maschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Maschinenlaufrichtung gesehen, der letzte der mehreren Pressnips eine Glättpresse bildet, die zwei gegeneinander gepresste Walzen aufweist, wobei eine der Walzen glatt ausgebildet ist und mit einem Bezug aus Keramik versehen ist, der eine Mindestdicke von 0,6 mm und eine Mindesthärte von 800 HV (Härte Vickers) aufweist und dass der Kalander als an sich bekannter Bandkalander oder als Heißglättwerk ausgeführt ist.
Die genannte Glättpresse dient hier nicht der Entwässerung, sondern verrichtet eine volumenschonende Vorglättung des Rohpapiers.
Sehr zweckmäßig ist es, wenn die Pressenpartie so gestaltet ist, dass drei Pressnips bestehen, den die Faserstoffbahn durchläuft. Dabei ist die Faserstoffbahn in den ersten beiden Pressnips jeweils zwischen einem oberen Filzband und einem unteren wasserdurchlässigen Filzband geführt und der dritte Pressnip ist von der besagten Glättpresse gebildet, wo, wie gesagt, keine Entwässerung mehr stattfindet, sondern eine Glättung mit Einebnung der Fasern des Rohpapiers.
Die Faserstoffbahn ist in der Glättpresse nur auf einer Seite von einem wasserundurchlässigen Filzband geführt. Auf ihrer anderen Seite kontaktiert sie die glatte Oberfläche der Keramikwalze der Glättpresse.
Beim nachfolgenden Kalander verwendet man kein an sich bekanntes ”normales” Glättwerk mit einem harten oder weichem Nip für das Rohpapier, sondern schon genannt, einen Bandkalander oder ein Heißglättwerk.
Der Bandkalander ist ein Langnip-Glättwerk mit einem Glättnip vor dem Band. Das Band weist eine heiße Oberfläche ca. 100°C bis 350°C auf und verrichtet ihre Glättarbeit in Kombination mit einer Rückbefeuchtung vor dem Glättnip. Das Material des Kalanderbandes kann entweder aus Kunststoff oder aus Metall gefertigt sein.
Das Heißglättwerk ist ein Glättwerk mit heißer Oberfläche von ca. 160 bis 350°C. Vor diesem Heißglättwerk ist ebenfalls wie beim Bandkalander eine Befeuchtungsvorrichtung angeordnet zur Rückbefeuchtung der Faserstoff- bzw. Karton- oder Verpackungspapierbahn vor dem harten heißen Nip.
Durch die Kombination von glattem Keramikbezug in der Glättpresse und dem genannten nachgeordneten Glättwerk (Bandkalander oder Heißglättwerk) wird eine höhere Rohkartonglätte bzw. höhere Dicke als bisher erzeugt.
Dadurch ergibt sich eine Verbesserung der Papierqualität, wie zum Beispiel:

– Rauhigkeitsverbesserung der Papieroberfläche: Der Bendtsen Wert für die Rauhigkeit wird um mindestens 400 ml/min geringer.
– Verbesserung des spezifischen Volumens: Das spezifische Volumen wird um mindestens 5 bis 8% gegenüber dem Stand der Technik erhöht.

Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich folgende Vorteile bei der Produktion von Karton- und Verpackungspapieren, ohne an Papierqualität in Bezug auf Oberflächengüte oder das spezifische Volumen zu verlieren:

– Die Verbesserung des spezifischen Volumens eröffnet die Möglichkeit, günstigere Rohstoffe einzusetzen.
– Die Auftragsmenge an Strichgewicht beim späteren Beschichten zur Verbesserung der Bedruckungseigenschaften kann reduziert werden, ohne dass das Endprodukt an Glätte verliert.

Als Streicheinrichtung ist im Übrigen wenigstens ein Filmauftragswerk, Sprühauftragswerk, Klingen- oder Stabauftragswerk, Luftmesser oder Vorhangauftragswerk oder eine Kombination bestehend aus den genannten Auftragswerken vorgesehen.
Weitere Merkmale sind aus den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Faserstoffbahn im letzten der mehreren Pressnips mittels einer Glättpresse eine Vorglättung erfährt, wobei zumindest jene Bahnseite, die später zu beschichten ist mit einer glatt ausgebildeten Walze, die aus Keramik besteht bzw. mit einen Überzug aus Keramik versehen ist eine Keramik-Mindestdicke von 0,6 mm und eine Mindesthärte von 800 HV (Härte Vickers) aufweist, in Kontakt gebracht wird und dass die Faserstoffbahn danach in einer Trockenpartie getrocknet wird und anschließend zumindest die zu beschichtende Bahnseite mit einem als Bandkalander oder als Heißglättwerk ausgebildeten Kalander geglättet wird.
Der besondere Vorteil des Verfahrens besteht in der Erreichung eines ersten Glätteeffekts in der Glättpresse, der durch die Wahl des Bezuges in Form von Keramik mit den angegebenen Parametern erheblich gesteigert wird. Dies macht es auch möglich, die Linienlast am nachfolgenden Kalander zu reduzieren. Im Übrigen entsprechen die Vorteile jenen, die schon bei der erfindungsgemäßen Maschine beschrieben wurden und sollen daher hier nicht wiederholt werden.
Weitere Verfahrensmerkmale sind aus den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schematisch dargestellten Herstellungsmaschine,
1a: eine Variante zur Ausführungsform gemäß 1
In der 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schematisch dargestellten Herstellungsmaschine zur Herstellung einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn 1 aus Karton- oder Verpackungspapier dargestellt.
Die Faserstoffsuspensionen aus denen die Lagen für die spätere fertige mehrlagige Bahn gebildet werden, werden in einer Formiereinheit 2 über einzelne Stoffaufläufe 3a, 3b, 3c auf den jeweils zugeordneten Formiersieben 2a, 2b, 2c gleichmäßig verteilt und nacheinander zusammengeführt, so dass die mehrlagige Faserstoffbahn bzw. Kartonbahn 1 entsteht.
In der Formiereinheit 2 bzw. Siebpartie können beispielsweise weiße Stoffe, die entweder aus Zellstoff, aus weißem Altpapier oder als Kombination weißes Altpapier mit Zellstoff enthalten, verarbeitet werden.
Das Formiersieb 2a ist ein Langsieb und übergibt die nasse Faserstoffbahn 1 einer Pressenpartie 4 mit mehreren separaten, hintereinander angeordneten Glättnips.
Im Beispiel durchläuft die Faserstoffbahn 1 in Maschinenlaufrichtung L drei Pressnips 4a, 4b und 4c der Pressenpartie 4. In den ersten beiden Pressnips 4a und 4b wird die Faserstoffbahn 1 jeweils zwischen einem oberen Filzband 4.1 und 4.3 und einem unteren wasserdurchlässigen Filzband 4.2 und 4.4 geführt.
Im dritten Pressnip 4c, der von einer Glättpresse 5 gebildet wird, wird die Faserstoffbahn 1 nur auf einer Seite von einem wasserundurchlässigen Filzband 5.1 geführt, welches eine Presswalze 5.2 umschlingt. Auf ihrer anderen Seite kontaktiert die Faserstoffbahn eine Gegenwalze 5.3 zur befilzten Walze 5.2. Die Gegenwalze 5.3 ist unbefilzt und weist eine glatte Oberfläche bestehend aus Keramik auf bzw. ist mit einem Keramiküberzug versehen.
Der Keramikbezug weist eine Mindestdicke von 0,6 mm und eine Mindesthärte von 800 HV (Härte Vickers) auf.
Nach einer Trocknung der Faserstoffbahn in einer Vortrockenpartie 6 wird die Faserstoffbahn 1 mit einem Kalander 7 vorkalandriert, bevor sie auf wenigstens einer Seite in einer nur angedeuteten Streicheinrichtung 8 beschichtet wird.
Als Streicheinrichtung 8 stehen Filmauftragswerke, Sprühauftragswerke, Klingen- oder Stabauftragswerke, Luftmesser oder Vorhangauftragswerke oder Kombinationen davon, je nachdem welches Auftragsmedium und welche Qualitätsanforderung an den aufgetragenen Strich gestellt werden, zur Auswahl.
Die Faserstoffbahn 1 wird also im letzten der mehren Nips, das heißt im Nip 4c, mittels der Glättpresse 5 vorgeglättet und nicht mehr entwässert. Dabei kontaktiert zumindest jene Bahnseite, die später mit der Streicheinrichtung 8 zu beschichten ist, die glatt ausgebildete Walze 5.3, die aus Keramik besteht bzw. mit einem Überzug aus Keramik versehen ist.
Danach wird die Faserstoffbahn 1 – wie vorstehend schon beschrieben – in der Vortrockenpartie 6 getrocknet und anschließend zumindest die zu beschichtende Bahnseite vorgeglättet. Dies erfolgt volumenschonend mit einem als Bandkalander 7.1 ausgebildeten Kalander 7. Dadurch erhält man eine hohe Rohkartonglätte bei Aufrechterhaltung der gewünschten Kartondicke vor dem Streichprozess.
Die Oberfläche des Bandes 7a des als Bandkalander 7.1 ausgebildeten Kalanders 7 wird mit ca. 100°C bis 350°C beheizt. Als Material für das Band 7a wird entweder Kunststoff oder Metall gewählt. Das Band 7a wirkt zusammen mit einem Glättwalzenpaar 7b und bildet dadurch einen so genannten Langnip, der besonders gute Glätteffekte bringt, ohne dass die besagte unerwünschte Dickenreduzierung der Bahn eintritt.
Vor dem Vorglätten im Bandkalander wird die Faserstoffbahnseite, die anschließend mit der beheizten Oberfläche des Bandkalanders 7.1 in Kontakt kommt, mit einer Befeuchtungseinrichtung 9 befeuchtet.
Dies erfolgt mit Wasser oder Dampf.
Eine Variante zur Ausführungsform gemäß 1 ist in 2 gezeigt. Anstelle des bei 1 verwendeten Bandkalanders 7.1 ist der Kalander 7 hier als Heißglättwerk 7.2 ausgebildet.
Die Glättwalzen 7c und 7d des als Heißglättwerk 7.2 ausgebildeten Kalanders weisen eine Oberflächentemperatur von ca. 160°C bis 350°C auf.
Auch hier wird die Faserstoffbahn zuvor zumindest auf einer Bahnseite mit der Befeuchtungseinrichtung 9 befeuchtet, um bessere Glätteffekte zu erreichen.
Zusätzlich kann nach der Streicheinrichtung optional eine Nachglättung erfolgen, um noch gewünschte Glätte- und Glanzanforderungen einstellen bzw. regulieren zu können.
Bezugszeichenliste

1: Faserstoffbahn
2: Formiereinheit
2a, 2b, 2c: Formiersieb
3a, b, c: Stoffauflauf
4: Pressenpartie
4a, 4b, 4c: Pressnip
4.1, 4.3: oberes Filzband
4.2, 4.4: unteres Filzband
5: Glättpresse
5.1: Filzband
5.2: Presswalze
5.3: Gegenwalze bzw. glatte Walze
6: Vortrockenpartie
7: Kalander
7a: Band
7b: Glättwalzenpaar
7c: Glättwalze
7d: Glättwalze
7.1: Bandkalander
7.2: Heißglättwerk
8: Streicheinrichtung
9: Befeuchtungseinrichtung
L: Maschinenlaufrichtung

Claims

Maschine zur Herstellung einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn (1) aus Karton- oder Verpackungspapier, mit einer Pressenpartie (4) zur Entwässerung der Faserstoffbahn (1), die mehrere separate, hintereinander angeordnete Glättnips (4a, 4b, 4c) enthält und mit einem Kalander (7), der noch vor einer nachfolgenden Streicheinrichtung (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Maschinenlaufrichtung (L) gesehen, den letzten der mehreren Pressnips (4c) eine Glättpresse (5) bildet, die zwei gegeneinander gepresste Walzen (5.2, 5.3) aufweist, wobei eine der Walzen (5.3) glatt ausgebildet ist und eine Oberfläche bestehend aus Keramik mit einer Mindestdicke von 0,6 mm und einer Mindesthärte von 800 HV (Härte Vickers) aufweist und der Kalander (7) als Bandkalander (7.1) oder als Heißglättwerk (7.2) ausgeführt ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenpartie (4) so gestaltet ist, dass drei Pressnips (4a, 4b, 4c) bestehen, den die Faserstoffbahn (1) durchläuft, wobei in den ersten beiden Pressnips (4a, 4b) die Faserstoffbahn (1) jeweils zwischen einem oberen Filzband (4.1, 4.3) und einem unteren wasserdurchlässigen Filzband (4.2, 4.4) geführt ist und im dritten Pressnip (4c), der von der Glättpresse (5) gebildet ist, die Faserstoffbahn (1) nur auf einer Seite von einem wasserundurchlässigen Filzband (5.1) geführt ist auf ihrer anderen Seite die glatte Oberfläche der Walze (5.3) kontaktiert.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Bandkalander (7.1) ausgebildete Kalander (7) einen zwischen einem Glättwalzenpaar (7b) gebildeten Glättnip vor dem Band (7a) aufweist, wobei die Oberfläche des Bandes (7a) mit ca. 100°C bis 350°C beheizt ist.
Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (7a) des Bandkalanders (7.1) aus Kunststoff oder Metall gefertigt ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Heißglättwerk (7.2) ausgebildete Kalander eine Oberflächentemperatur seiner Glättwalzen (7c, 7d) aufweist, die ca. 160°C bis 350°C betragen.
Maschine nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Kalander (7, 7.1, 7.2) eine Befeuchtungsvorrichtung (9) angeordnet ist, die mit Wasser oder Dampf beaufschlagt ist.
Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch eine Streicheinrichtung (8) aufweist, mit der Stärke oder Streichfarbe auf zumindest eine Seite der Faserstoffbahn (1) aufbringbar ist und dass die Streicheinrichtung (8) dem Kalander (7, 7.1, 7.2) in Maschinenlaufrichtung (L) nachgeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Streicheinrichtung (8) wenigstens ein Filmauftragswerk, Sprühauftragswerk, Klingen- oder Stabauftragswerk, Luftmesser oder Vorhangauftragswerk oder eine Kombination bestehend aus den genannten Auftragswerken vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung einer ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn (1) aus Karton- oder Verpackungspapier in einer Maschine gemäß der Ansprüche 1 bis 8, wobei die auf Formiersieben (2a, 2b, 2c) einer Formiereinheit (2) gebildete Faserstoffbahn (1) zur Entwässerung durch eine Pressenpartie (4) mit mehreren separaten, hintereinander angeordneten Glättnips (4a, 4b) geführt wird und nach einer Trocknung der Faserstoffbahn (1) in einer Vortrockenpartie (6) mit einem Kalander (7) vorkalandriert wird, bevor die Faserstoffbahn (1) auf wenigstens einer Seite in einer Streicheinrichtung (8) beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) im letzten der mehreren Pressnips (4a, 4b, 4c) mittels einer Glättpresse (5) eine Vorglättung erfährt, wobei zumindest jene Bahnseite, die später zu beschichten ist mit einer glatt ausgebildeten Walze (5.3), die aus Keramik besteht bzw. mit einen Überzug aus Keramik versehen ist, eine Keramik-Mindestdicke von 0,6 mm und eine Mindesthärte von 800 HV (Härte Vickers) aufweist, in Kontakt kommt, und dass nach der Trocknung der Faserstoffbahn (1) in der Trockenpartie (6) zumindest die anschließend zu beschichtende Bahnseite mit einem als Bandkalander (7.1) oder als Heißglättwerk (7.2) ausgebildeten Kalander (7) geglättet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) drei Pressnips (4a, 4b, 4c) der Pressenpartie (4) durchläuft, wobei in den ersten beiden Pressnips (4a, 4b) die Faserstoffbahn (1) jeweils zwischen einem oberen wasserdurchlässigen Filzband (4.1, 4.3) und einem unteren wasserdurchlässigen Filzband (4.2, 4.4) geführt wird und im dritten Pressnip (4c), der von der Glättpresse (5) gebildet wird, nur auf einer Seite von einem wasserundurchlässigen Filzband (5.1) geführt wird und auf ihrer anderen Seite die glatte Oberfläche der Keramik-Walze bzw. Walze (5.3) mit Keramiküberzug kontaktiert.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Bandes (7a) des als Bandkalander (7.1) ausgebildeten Kalanders (7) mit ca. 100°C bis 350°C beheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättwalzen (7c, 7d) des als Heißglättwerk (7.2) ausgebildeten Kalanders (7) auf eine Oberflächentemperatur von ca. 160°C bis 350°C aufgeheizt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahnseite, die anschließend mit der beheizten Oberfläche des Kalanders (7, 7.1, 7.2) in Kontakt kommt, mit einer Befeuchtungseinrichtung (9) befeuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) nach dem Kalandrieren beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) mit einer Streicheinrichtung (8) in Form wenigstens eines Filmauftragswerkes, Sprühauftragswerkes, Klingen- oder Stabauftragswerkes, Luftmessers oder Vorhangauftragswerks oder einer Kombination an genannten Auftragswerken beschichtet wird.