DE1546321C2 - Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier, bei welchem eine Papierbahn von einer Rolle abgezogen, eine Vor- ! beschichtung der Papierbahn mittels einer wäßrigen ' Suspension des Beschichtungsmittels in der ersten j⁶5 Zone und ein Deckstrich mittels der Beschichtungs- ! suspension auf die vorbeschichtete, noch nasse Papierbahn in der zweiten Zone erfolgt und anschließend die beschichtete Papierbahn auf einer glatten, nicht anhaftenden Oberfläche in der Trockenzone getrocknet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Obwohl derartige Verfahren, bei denen die zu beschichtende Bahn zunächst vorbeschichtet und erst anschließend mit dem Deckstrich versehen wird, zu Produkten ausgezeichneter Qualität führen, wurden sie bislang deshalb nicht in technischem Maßstab durchgeführt, weil die mit diesen Verfahren erzielbaren Fertigungsgeschwindigkeiten nicht befriedigend waren und die Herstellung solcher Papiere daher zu teuer kam.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu entwickeln, die es gestattet, trotz zweimaliger Beschichtung eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit zu erzielen und Papiere herzustellen, deren Qualität anderen ähnlichen Papieren überlegen ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Papierbahn von der Rolle in bekannter Weise unter Anwendung von Zug abgewickelt und die Zugspannung durch Dehnung der Papierbahn in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der die Bahn an der Trockentrommel fortbewegt wird, in der Weise reguliert wird, daß die Zugspannung vor dem Durchlaufen der Beschichtungsvorrichtung gegenüber der Abwickelzugspannung verringert ist.

Vorzugsweise wird die vorbeschichtete Papierbahn in an sich bekannter Weise über eine Rakel geführt, um die Beschichtungsmasse in die Poren der Papierbahn einzudrücken.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entwickelte Vorrichtung besteht aus einem Abwickelstand zur Aufnahme einer Papierrolle und zum Abwickeln der Papierbahn unter Zug, einer ersten Beschichtungsvorrichtung, einer Glättvorrichtung, einer zweiten Beschichtungsvorrichtung und einer nachgeordneten Trockenvorrichtung, welche mit einer glatten, nicht anhaftenden Oberfläche ausgestattet ist, über die die Papierbahn mit der beschichteten Seite angedrückt wird, sowie einem zwischen dem Abwickelstand und der ersten Beschichtungsvorrichtung angebrachten Zugspannungsregler.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die Glättvorrichtung aus einer Rakel, die quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnet ist und mit dieser in Berührung steht, wobei unmittelbar vor und nach dieser Rakel in der Höhe verstellbare Walzen angebracht sind, mit deren Hilfe die Winkel eingestellt werden können, mit welchen die Papierbahn sich der Kontaktlinie der Rakel nähert und sich davon entfernt.

In der Zeichnung ist die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entwickelte Vorrichtung schematisch wiedergegeben.

Die als Unterlage für die Deckschicht vorgesehene Bahn S in Form einer Rolle wird an einem Abwickel-'stand 1 bereitgehalten. Dieser Stand ist so eingerichtet, daß er eine Rolle des rohen Ausgangsmaterials 3 aufnehmen kann, das auf einen geeigneten Kern 5 aufgewickelt ist. Der Kern 5 ist mit seinen Enden in einem Paar Zapfen 7 (von welchen nur einer gezeigt ist) auswechselbar gelagert. Vorzugsweise ist mit den Lagerzapfen 7 eine Bremsvorrichtung 9 verbunden, so daß die Drehzahl des Kerns 5 variiert werden kann. In Fig. 1 ist diese Bremsvorrichtung stark

schematisiert eingezeichnet, da im Handel verschiedene Arten von Bremseinrichtungen erhältlich sind, die für den vorgenannten Zweck verwendet werden können.

Vom Abwickelstarid 1 gelangt das Unterlagematerial als kontinuierliche Bahn S zu den beiden Führungswalzen 11 und 13, die mit Hilfe von zwei gleichartigen Aufhängungen 17 am Rahmen 10 befestigt sind. Die Walzen 11 und 13, um welche die Bahn geschlungen ist, haben die Aufgabe, diese durch Biegen zu konditionieren, d. h. Falten und Deformationen, die sich während ihrer Herstellung gebildet haben, möglichst weitgehend zu entfernen, bevor das Beschichtungsmaterial aufgebracht wird.

Hinter den Walzen 11 und 13 wird die Bahn über eine Gummiwalze 19 zur Regulierung des Zuges geführt. Diese Walze 19 ist mittels einer geeigneten Halterung am Rahmen 10 befestigt und dadurch ausgezeichnet, daß sie durch den Riemen 21 von einer Transmission 20, deren Drehzahl geregelt werden kann, angetrieben wird. Die Transmission 20 wird über die Welle 22 angetrieben, die ihrerseits von der gleichen Antriebsvorrichtung 25 in Drehung versetzt wird, welche auch den Antriebsmechanismus der bewegten Oberfläche antreibt, gegen welche die beschichtete Bahn während des Trocknens angedrückt wird. Die Oberfläche der Gummiwalze 19 ist so beschaffen, daß die Reibung zwischen der Bahn und der Walzenoberfläche so groß ist, daß sich die Bahn ohne Schlupf über die Walze bewegt.

Beim Betrieb des Apparats wird die Gummiwalze 19 mit einer Drehzahl angetrieben, die etwas größer ist, als der Geschwindigkeit der Bahn S, gemessen an einem Punkt zwischen der Walze 13 und der seitlichen Zuführung zur Walze 19, entspricht. Mit dieser Anordnung soll erreicht werden, daß zwischen dem Abwickelstand 1 und der Kontrollwalze 19 eine Spannung aufrechterhalten bleibt und daß zwischen der Walze 19 und der ersten Beschichtungseinrichtung nur ein geringer, aber praktisch gleichmäßiger Zug der Bahn vorhanden ist. Diese Verminderung der Zugspannung auf der Abgangsseite der Walze 19 wird dadurch ermöglicht, daß die Bahn bis zu einem gewissen Grade — und zwar bis zu ungefähr 0,6% — dehnbar ist. Da die Reibung zwischen der Walze 19 und der Bahn ausreichend ist, um diese nicht abrutschen zu lassen, wird die Bahn auf der Beschickungsseite der Walze 19 etwas gedehnt. Wenn die Bahn dagegen auf die Abgangsseite dieser Walze gelangt, so geht die Dehnung praktisch wieder auf Null zurück, d. h., die durch die Walze 19 verursachte Strekkung verschwindet wieder, was zur Folge hat, daß die Spannung der Bahn um _ die Hälfte oder zwei Drittel oder mehr ihres Wertes auf der Beschickungsseite der Walze 19 zurückgeht und konstant bleibt.

Nach dieser Walze 19 zur Einstellung der Zugspannung wird die Bahn durch eine tiefer liegende Führungswalze 15, die ebenfalls am Rahmen 10 befestigt ist, umgelenkt. Die Führungswalze 15 wird.; nicht angetrieben. Von dieser Führungswalze 15 ge-, langt die Bahn in den Vorbeschichter. Der Vor-j beschichter, zur Unterscheidung von dem zweiten; Beschichter, mit dem die Deckschicht aufgebracht wird, so genannt, besteht aus einer angetriebenen Auftragwalze 24, die teilweise in die Beschichtungssuspension eintaucht, die sich in einer langen Wanne 26 befindet und dort durch eine geeignete Beschikkungsvorrichtung laufend ergänzt wird. Diese Auftragwalze 24 kann in beiden Drehrichtungen angetrieben werden und hat die Aufgabe, aus der Wanne 26 Beschichtungsmischung aufzunehmen und diese auf die Bahn 5 zu übertragen.

Von dieser Auftragwalze 24 gelangt die Bahn zu einer Aufstreich- und Eindrückvorrichtung 30. Diese Vorrichtung besteht aus zwei in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Walzen 32 und 34 und aus einer Rakel 48. Die Walzen 32 und 34 sind jeweils an zwei mit senkrechten Schlitzen versehenen Tragarmen 36 befestigt und sind in ihrer Höhe verstellbar. Die Vorrichtung zur Höhenverstellung dieser Walzen kann z. B. aus einem Block bestehen, der im Schlitz der Tragarme 36 gleiten und in der gewünschten Lage mit Hilfe eines senkrecht angeordneten Schraubenbolzens 42 fixiert werden kann, der an den Blöcken befestigt ist, nach-oben durch eine horizontale Bohrung 44 führt und auf den eine Mutter 46 aufgedreht ist.

Die Walzen 32 und 34 sind, wie bereits bemerkt, in der Richtung, in welcher sich die Bahn durch den Apparat bewegt, in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet. In diesem Zwischenraum befindet sich die Rakel 48, die mittels einer Halterung am Rahmen 10 befestigt und in der gewünschten Lage gehalten ist. Die Rakel ist vorzugsweise eine rotierende Aufstreichfläche, wie sie bereits bekannt und früher schon beschrieben wurde. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Rakel 48 in bezug auf die Walzen 32 und 34, "von welchen sich eine unmittelbar vor und eine unmittelbar hinter der Rakel 48 befindet, so angeordnet ist, daß die Bahn durch diese etwas nach oben abgelenkt wird. Diese Anordnung hat in Verbindung mit der gleichmäßigen Zugspannung der Bahn, wie sie durch die Walze 19 einreguliert wird, zur Folge, daß die beschichtete Bahn gegen die Rakel 48 gezogen wird, wodurch die Beschichtungsmischung in die Poren des Papiers eingedrückt und eingestrichen wird.

Mit welcher Intensität dieses Einstreichen und Eindrücken durch die Rakel 48 erfolgt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, von denen die wichtigsten die folgenden sind: Der Winkel, mit welchem die Bahn an die Rakel herangeführt und das Ausmaß, in welchem die Bahn dabei geknickt wird. Da die Walzen 32 und 34 in bezug auf die Rakel in der Höhe verstellt werden können, läßt sich sowohl der Anlaufwinkel der Bahn S als auch das Ausmaß, in welchem die Bahn über der Rakel 48 geknickt wird, nach Wunsch einregulieren.

Die Bahn ist nun mit einer Mischung vorbeschichtet, die aus einer wäßrigen Dispersion eines Bindemittels und eines mineralischen Pigments besteht und die auf die Bahn aufgebracht und wirksam in die Poren des Papiers eingestrichen wurde. Nach der Vorbeschichtung bewegt sich die Bahn 5 in horizoni taler Richtung von der Walze 34 zu der Walze 52, die j sich in der Bewegungsrichtung der Bahn dreht.

Von der Walze 52 gelangt die vorbeschichtete 1 Bahn in den Apparat 50 zum Aufbringen der Deck-I schicht, der mit einer Auftragwalze 51 ausgestattet : ist, mit deren Hilfe eine weitere Menge der Deckschichtmischung, einer wäßrigen Suspension eines Bindemittels und eines mineralischen Pigments, auf die Bahn aufgetragen wird, worauf diese, solange die Deckschicht noch feucht ist, gegen die polierte, nicht anhaftende Oberfläche 100 gedrückt wird, die in der Zeichnung in Form eines sich drehenden Zylinders

wiedergegeben ist. Die zweite Deckschichtmischung besteht vorzugsweise aus dem gleichen mineralischen Pigment und dem gleichen Bindemittel wie die Vorbeschichtungsmischung, doch wird die Aufschlämmung für gewöhnlich auf eine geringere Viskosität eingestellt.

Die Trommel 100 oder eine andere Vorrichtung, die deren Funktion übernimmt, wird von einem Motor 25 angetrieben, der, wie schon weiter vorn erwähnt wurde, über die regelbare Transmission 20 auch die Walze 19 zum Einregulieren der Zugspannung der Bahn antreibt. Nachdem die Umfangsgeschwindigkeit der polierten, nicht anhaftenden Oberfläche so eingestellt ist, daß die gewünschte Formung und Trocknung der Deckschichten erfolgt, kann, wie leicht zu erkennen ist, durch Einregulieren des Drehzahlreglers 20 und der Bremse 9 des Abwickelstandes 1 die Zugspannung der Bahn S auf ihrem Weg durch den Apparat und beim Aufbringen der Deckschichten sorgfältig kontrolliert werden.

Die Beschichtungseinrichtung 50 entspricht weitgehend einer bereits bekannten Anordnung und braucht deswegen hier nicht mehr ausführlich beschrieben zu werden. Es soll nur erwähnt werden, daß die Vorrichtung 50 zum Aufbringen der Deckschicht die noch nasse Bahn mit einem Überschuß an Beschichtungsmischung versieht, bevor sie in den Spalt zwischen der Andruckwalze 53 und der polierten Oberfläche 100 der Trommel oder einer anderen tragenden Vorrichtung 101 eintritt. ■

Die hier beschriebene neuartige Kombination von Vorrichtungen eignet sich in ganz besonderer Weise zur Herstellung von gußbeschichtetem Papier. Wesentlich für die Wirkungsweise der Vorrichtung ist, daß die zu beschichtende Bahn während der gesamten Behandlung unter einem sorgfältig kontrollierten Zug gehalten wird, wodurch jeder Arbeitsgang zum Aufbringen der Deckschichtmischung bei sorgfältig kontrollierten Bedingungen vor sich geht. Dies hat zur Folge, daß die kontinuierliche Gußbesc-hichtung mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden· kann, als dies bis jetzt möglich war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier, wobei eine Papierbahn von einer Rolle abgezogen, eine Vorbeschichtung der Papierbahn mittels einer wäßrigen Suspension des Beschichtungsmittels in der ersten Zone und ein Deckstrich mittels der Beschichtungssuspension auf die vorbeschichtete, noch nasse Papierbahn in der zweiten Zone erfolgt und anschließend die beschichtete Papierbahn auf einer glatten, nicht anhaftenden Oberfläche in der Trockenzone getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn von der Rolle in bekannter Weise unter Anwendung von Zug abgewickelt und die Zugspannung durch Dehnung der Papierbahn in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der die Bahn an der Trockentrommel fortbewegt wird, in der Weise reguliert wird, daß die Zugspannung vor dem Durchlaufen der Beschichtungsvorrichtung gegenüber der Abwickelzugspannung verringert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbeschichtete Papierbahn in an sich bekannter Weise über eine Rakel geführt wird, so daß die Beschightungsmasse in die Poren der Papierbahn eingedrückt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von beschichtetem Papier nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Abwikkelstand (1) zur Aufnahme einer Papierrolle (3) und Abwickeln der Papierbahn unter Zug (9), einer ersten Beschickungsvorrichtung (24, 26), einer Glättvorrichtung (48), einer zweiten Beschickungsvorrichtung (50, 51) und einer nachgeordneten Trockenvorrichtung (101), welche mit einer glatten, nicht anhaftenden Oberfläche (100) ausgestattet ist, über die die Papierbahn mit der beschichteten Seite angedrückt wird, sowie einem zwischen dem Abwickelstand (1) und der ersten Beschichtungsvorrichtung (24, 26) angebrachten Zugspannungsregler (19 bis 22) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättvorrichtung aus einer Rakel (48) besteht, die quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnet ist und mit dieser in Berührung steht, wobei unmittelbar vor und nach dieser Rakel (48) in der Höhe verstellbare Wal- 5<> zen (32, 34) angebracht sind, mit deren Hilfe die Winkel eingestellt werden können, mit welchen die Papierbahn sich der Kontaktlinie der Rakel (48) nähert und sich davon entfernt.

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