DE10204285C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln einer Papierbahn - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln einer Papierbahn angegeben, bei dem eine Leimbeschichtung auf die Papierbahn (1) aufgetragen und die Papierbahn (1) danach durch eine Presseneinrichtung (5) geleitet wird. DOLLAR A Man möchte die Festigkeit der Papierbahn verbessern können. DOLLAR A Hierzu leitet man die Papierbahn (1) nach dem Leimauftrag durch einen Breitnip (10), der in der Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln ei­ ner Papierbahn, bei dem eine Leimbeschichtung auf die Papierbahn aufgetragen und die Papierbahn danach durch eine Presseneinrichtung geleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Behandeln einer Pa­ pierbahn mit einer Leimauftragseinrichtung und einer Presseneinrichtung.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung, wie sie aus DE 197 15 345 A1 bekannt ist. Hier wird eine Streichfarbe auf die Oberfläche der Pa­ pierbahn aufgetragen und zwar gegebenenfalls in mehre­ ren Schritten als Vorstrich, Mittelstrich und Nach­ strich. Vor und nach dem Auftragen der Streichfarbe wird die Papierbahn in Kalandern kalandriert. Es ist angegeben, an einer wählbaren Stelle innerhalb der Pa­ piermaschine zusätzlich zum pigmenthaltigen Auftrag Verfestigungsmittel, beispielsweise Stärke oder synthe­ tischen, auf die Oberfläche, auf eine oder auch beide Bahnseiten aufzubringen. Angegeben werden hierbei Positionen in der Siebpartie, zwischen Siebpartie und Pressenpartie, in der Pressenpartie, zwischen Pressen­ partie und Trockenpartie, nach der Trockenpartie oder vor einer Wickeleinrichtung. Schließlich ist es auch möglich, den Leim vor dem ersten pigmenthaltigen Stri­ ch-auftrag oder zwischen mehreren pigmenthaltigen Auf­ trägen vorzunehmen. Schließlich soll die Bahn auch noch geglättet werden, wobei man zum Glätten einen Breitnip verwenden kann.

DE 44 46 308 C2 befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf ei­ ne laufende Materialbahn aus Papier. Mit dieser Vor­ richtung soll eine Strichfarbe auf die Papierbahn auf­ getragen werden.

Bei manchen Papierarten ist im Laufe des Herstellungs­ prozesses ein Leimauftrag erforderlich. Hierbei wird ein flüssiger Leim, der in der Regel auf Stärke ba­ siert, auf die Papierbahn aufgebracht und die Papier­ bahn danach durch einen Nip geleitet, der durch zwei Walzen gebildet ist, die die Papierbahn mit einem Vor­ bestimmten Druck beaufschlagen. Der Leimauftrag oder die Leimbeschichtung dient in erster Linie dazu, die Festigkeit der Papierbahn zu erhöhen, insbesondere die, Oberflächenfestigkeit.

Es hat sich nun bei immer schneller laufenden Papierma­ schinen gezeigt, daß mit dem Leimauftrag die gewünschte Festigkeitserhöhung der Papierbahn nicht immer erzielt werden konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Festig­ keit der Papierbahn zu verbessern.

Hierzu leitet man die Papierbahn unmittelbar nach dem Leimauftrag durch einen Breitnip, der in der Trocken­ partie einer Papiermaschine angeordnet ist.

In einem Breitnip hat die Papierbahn eine wesentlich höhere Verweildauer. Dementsprechend wird die Leimbe­ schichtung über einen längeren Zeitraum in die Papier­ bahn hineingedrückt bzw. in der Papierbahn festgehal­ ten, so daß sie dort zur Wirkung kommen kann. Zu der gegenüber einem normalen Walzennip verlängerten Ein­ wirkzeit kommt, daß die Flächenpressung in dem Breitnip in der Regel etwas kleiner ist als bei einem Walzennip. Die längere Verweildauer bei geringerem Druck erlaubt eine verbesserte Verbindung des Leimes mit den Fasern der Papierbahn. Im Breitnip wird der Leim vergleichmä­ ßigt und in die Papierbahn hineingedrückt, ohne daß er vorher Gelegenheit hat, sich zu verfestigen. Dies gibt eine sehr gleichmäßige Festigkeitsstruktur innerhalb der Papierbahn.

Vorzugsweise beheizt man die Papierbahn im Breitnip. Dies verbessert die Festigkeit, insbesondere die Ober­ flächenfestigkeit, der Papierbahn weiter.

Vorzugsweise versieht man die Papierbahn im noch feuch­ ten Zustand mit Leim. Dies verbessert die Aufnahmefä­ higkeit der Papierbahn für den Leim.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß die Presseneinrichtung als Breitnippresse ausgebildet ist und die Leimauf­ tragseinrichtung unmittelbar vor der Breitnippresse an­ geordnet ist, die inmitten einer Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet ist.

Mit dieser Ausgestaltung erreicht man, daß die Papier­ bahn nicht mehr in einem relativ schmalen Nip zwischen zwei einander gegenüberliegenden Walzen mit Druck be­ aufschlagt wird, also sozusagen mit einem Druckstoß. Bei ansonsten unveränderten Parametern, wie Geschwin­ digkeit und Anpreßkraft, wird die Verweilzeit der Pa­ pierbahn im Breitnip erhöht und dafür die Flächenpres­ sung oder Druckspannung verringert. Der Leim wird un­ mittelbar nach dem Auftragen in die Papierbahn hinein­ gedrückt. Er hat damit keine Gelegenheit, vor dem Ein­ treten in den Breitnip auszuhärten oder in störendem Maße chemisch mit dem Luftsauerstoff zu reagieren. Da die Breitnippresse inmitten einer Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet ist, ist die Papierbahn noch nicht vollständig getrocknet, sondern weist eine vorbe­ stimmte Feuchtigkeit auf. Diese Feuchtigkeit erleich­ tert dem Leim das Vordringen in das Innere der Papier­ bahn, so daß nicht nur die Oberfläche, sondern auch darunterliegende Bereiche der Papierbahn verfestigt werden können.

Vorzugsweise weist die Breitnippresse eine harte Walze und einen umlaufenden Mantel sowie einen an die Krüm­ mung der harten Walze angepaßten Stützschuh auf, der den Mantel gegen die Walze drückt, wobei zwischen der Walze und dem Mantel ein Nip ausgebildet ist. Der Stützschuh weist eine der Walze gegenüberliegende kon­ vexe Oberfläche auf, so daß der Mantel, der zu diesem Zweck eine gewisse Flexibilität haben muß, über einen relativ großen Abschnitt des Umfangs an der Walze zur Anlage gebracht wird, verglichen mit einem Nip, der zwischen zwei Walzen gebildet ist. Eine derartige "Schuhpresse" ist zwar aus einigen Bereichen der Pa­ piermaschine bekannt. Sie wird hauptsächlich zur Trocknung der Papierbahn verwendet. Im vorliegenden Fall dient sie allerdings dazu, den Auftrag des Leimes zu vergleichmäßigen und den Leim in der Papierbahn bes­ ser wirken zu lassen.

Bevorzugterweise weist die Breitnippresse eine Tempe­ riereinrichtung auf. Mit der Temperiereinrichtung ist es möglich, die Papierbahn im Breitnip zu erwärmen, um beispielsweise die Reaktion des Leimes im Breitnip zu beschleunigen.

Vorzugsweise sind der Mantel und die Walze als Flüssig­ keitssperre ausgebildet. Damit wird verhindert, daß der Leim, der in der Regel flüssig oder mit Hilfe einer Flüssigkeit aufgetragen wird, im Breitnip entweichen kann. Wie oben ausgeführt, dient die Breitnippresse al­ so nicht dazu, die Bahn zu trocknen. Es kann sogar vor­ kommen, daß durch den Leimauftrag die Feuchtigkeit der Papierbahn zumindest kurzzeitig erhöht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigt die

einzige Figur eine schematische Darstellung eines Aus­ schnitts aus einer Vorrichtung zum Her­ stellen einer Papierbahn.

Eine Papierbahn 1 verläßt einen ersten, nur schematisch dargestellten Abschnitt 2 einer Trockenpartie, der im ersten Drittel der Trockenpartie angeordnet ist. Die Papierbahn 1 durchläuft dann eine Leimauftragseinrich­ tung 3, in der ein Leim 4 in flüssiger Form auf die Pa­ pierbahn 1 aufgetragen wird. Andere Formen des Leimauf­ trags, etwa durch Rakel oder durch Walzen, die in eine Flüssigkeit eintauchen, sind ebenfalls denkbar.

Die Papierbahn 1 durchläuft dann eine Breitnippresse 5, die gebildet ist durch eine Walze 6, die als harte Wal­ ze ausgebildet ist, und einen Mantel 7, der mit Hilfe eines Stützschuhs 8 über eine Länge im Bereich von 70 bis 250 mm an die Walze 6 angepreßt wird. Der Stütz­ schuh 8 hat eine konkav ausgebildete Stützfläche 9, de­ ren Krümmung im wesentlichen der Krümmung der Walze 6 angepaßt ist, so daß der Mantel 7 über einen relativ großen Winkelbereich an den Umfang der Walze 6 ange­ preßt wird und dadurch einen entsprechend breiten Nip 10 mit der Walze 6 bildet. Die Berührungsfläche zwi­ schen dem Mantel 7 und dem Stützschuh 8 ist hydraulisch geschmiert. Der Mantel 7 ist aus einem gut verformbaren Kunststoff gebildet. Der Mantel 7, der im übrigen über nicht näher dargestellte Stütz- und Halteelemente ge­ führt werden kann, ist ausreichend flexibel, um in der dargestellten Art und Weise verformt zu werden.

Nach dem Durchlaufen der Breitnippresse 5 tritt die Pa­ pierbahn 1 in einen weiteren Abschnitt 11 der Trocken­ partie der Papiermaschine ein. Schematisch dargestellt sind Leitwalzen 12, 13, über die die Papierbahn geführt wird.

An der Walze 6 liegt ein Schaber 14 an, mit dem die Walze 6 im Betrieb laufend gereinigt werden kann.

Die Leimauftragseinrichtung 3 ist unmittelbar vor dem Nip 10 angeordnet. Der in der Zeichnung dargestellte Abstand ist hierbei nicht maßstäblich zu verstehen. Der Leimauftrag erfolgt so kurz vor dem Eintritt in den Nip 10, daß der Leim noch keine Zeit gehabt hat, sich zu verfestigen oder zu verändern. Damit erfolgt nahezu die gesamte Reaktion des Leimes mit der Papierbahn 1 im Nip 10, d. h. dem Breitnip. Die Verweilzeit der Papierbahn im Nip 10 ist aufgrund der Länge dieses Nips außeror­ dentlich hoch. Dies gilt auch bei höheren Geschwindig­ keiten der Papierbahn 1. Dafür ist der Flächendruck, d. h. die Druckspannung, gegenüber einem durch zwei Wal­ zen gebildeten Nip relativ gering.

Die Walze 6 und der Mantel 7 sind flüssigkeitsundurch­ lässig ausgebildet, d. h. die Papierbahn 1 wird in dem Nip praktisch nicht getrocknet. Es wird also keine Flüssigkeit herausgepreßt. Der Leim 4 wird vielmehr in die Papierbahn 1 hineingedrückt. Auch wenn er mögli­ cherweise nicht die gesamte Papierbahn 1 durchdringt, führt er doch zu einer merklichen Verfestigung der Oberfläche.

Die Walze 6 kann beheizt sein, so daß die Reaktionszeit des Leimes 4 mit der Papierbahn 1 verkürzt werden kann.

Die Verweilzeit der Papierbahn 1 im Nip 10 ist so groß, daß der Leim 4 in der Papierbahn 1 weitgehend abgebun­ den hat, wenn die Papierbahn 1 den Nip 10 wieder ver­ läßt.

Die Papierbahn 1 hat nach dem Verlassen des ersten Ab­ schnitts 2 der Trockenpartie noch eine Feuchte von 90 bis 97%. Dieser Feuchtigkeitsgehalt führt in Verbin­ dung mit dem breiten Nip 10 dazu, daß sich der Leim 4 sehr gleichmäßig auf der Papierbahn 1 verteilt. Etwaige Ungleichmäßigkeiten beim Leimauftrag werden im breiten Nip 10 relativ weitgehend wieder ausgeglichen.

Neben der Verfestigung der Oberfläche der Papierbahn erfolgt als Nebeneffekt auch eine verbesserte Glätte der Oberfläche der Papierbahn 1.

Claims (8)

1. Verfahren zum Behandeln einer Papierbahn, bei dem eine Leimbeschichtung auf die Papierbahn aufgetra­ gen und die Papierbahn danach durch eine Pressen­ einrichtung geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn unmittelbar nach dem Leim­ auftrag durch einen Breitnip leitet, der in der Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn im Breitnip beheizt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Papierbahn im Breitnip zwi­ schen zwei geschlossenen, wasserundurchlässigen Oberflächen einschließt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Papierbahn im noch feuchten Zustand mit Leim versieht.

5. Vorrichtung zum Behandeln einer Papierbahn mit ei­ ner Leimauftragseinrichtung und einer Pressenein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressen­ einrichtung als Breitnippresse (5) ausgebildet ist und die Leimauftragseinrichtung (3) unmittelbar vor der Breitnippresse (5) angeordnet ist, die inmitten einer Trockenpartie (2, 11) einer Papiermaschine angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Breitnippresse (5) eine harte Walze (6) und einen umlaufenden Mantel (7) sowie einen an die Krümmung der harten Walze (6) angepaßten Stütz­ schuh (8) aufweist, der den Mantel (7) gegen die Walze (6) drückt, wobei zwischen der Walze (6) und dem Mantel (7) ein Nip (10) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breitnippresse (5) eine Tempe­ riereinrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mantel (7) und die Walze (6) als Flüssigkeitssperre ausgebildet sind.