DE1696159A - Verfahren und Vorrichtung zum Überziehen oder Bestreichen von Papier oder Bogenmatenal mit Außen oder Oberflächenschicht - Google Patents

Description

Patentanwälte.
Dipi. 'ng. F. Thiois-ke

Cr.-lnQ. R. Purine?

Dipl-Fhy3. Dr. J. FricO

33 Brr.unsohweig

Aktiebolaget Billingsfors-Länged, Billingsfors, Schweden.

Verfahren und Vorrichtung zum Ueberziehen oder Bestreichen von Papier oder Bogenmaterial mit Aussen- oder Oberflächenschicht .

Bekannte Verfahren zum Ueberziehen von Papier mit einer Aussenschicht auf beiden Seiten mittels eines Streichblattes oder Streichmessers machen die Anwendung von zwei Bestreichstationen notwendig, und zwar je eine für das Bestreichen jeder Seite des Papiers. Auch wenn das Blattbestreichverfahren grosse Vorteile im Vergleich zu anderen Bestreichverfahren besitzt, insbesondere wegen der ausgleichenden Wirkung des Bestreichblattes auf die Unebenheiten in der Aussenschicht des Grundpapiers, bedeutet die Anwendung von zwei Bestreichstationen eine erhebliche KapitalInvestierung für die teuren Blattbestreichanlagen. Das Bestreichen mittels eines Blattes oder Messers hat im Vergleich zu vielen anderen Bestreichmethoden weiterhin einen erheblichen Vorteil, und zwar dass dieses .Verfahren kein sogenanntes "film splitting" ergibt.

Beim Walzenbestreichen z.B. in einer Leimpresse oder bei ähnlichen Verfahren läuft die papierbahn zwischen zwei Walzen, die gegeneinander gepresst werden, sogenannten Auflagewalzen. Beim Herstellen von auf beiden Seiten bestrichenem Papier wird die Bestreichmasse gewöhnlich auf

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beiden Seiten der Papierbahn zugeführt. Bei einem solchen Bestreichen erhält man nicht die gleiche ausgleichende Wirkung auf Unebenheiten in der Aussenschicht des Grundpapiers, wie bei Verwendung eines Bestreichblattes. Ein weiterer Nachteil solcher Anlagen ist das sogenannte "film splitting", d.h. dass die Belegung unmittelbar hinter dem gebildeten Druckklemmgriff leicht ein nicht gewünschtes sogenanntes Apfelsinenschalenmuster aufweist, d.h. eine Unebenheit auf der Oberfläche, die für die meisten Druckverfahren ein verschlechtertes Druckergebnis gibt, wenn das Papier bedruckt wird, und ausserdem einen störenden Eindruck für das Auge macht.

In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, dass das "film splitting"-Problem u.a. von den Eigenschaften der Streichmassen abhängig ist. Man erhält gewöhnlich bei der Herstellung von z.B. Offset-Papier bei dem Walzenbestreichen mit hohem Bindemittelgehalt in der Streichmasse eine erhöhte Tendenz zur "film splitting".

Es ist auch bekannt, Papier einem Blattbestreichvorgang zu unterwerfen, in dem es um eine sogenannte Brustwalze geführt und ein Stahlschaber mit geeigneter Dicke gegen die Papierbahn mit der Brustwalze als Stütze gepresst wird. Die Brustwalze ist gewöhnlich angetrieben und dient teils als Widerlager gegen den Schaber und die Papierbahn und teils zur Antrieb der Papierbahn. Hierdurch wird jedoch nur ein Bestreichen des Papiers auf der einen Seite mit dem oben angegebenen Nachteilen

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als Folgeerscheinung erreicht. .

Die Erfindung bezweckt, die günstige Wirkung der Blattbestreichtechnik in Form eines guten Ausgleichens von Unebenheiten in der Oberfläche des Grundpapiers auszunutzen, jedoch mit diesem Verfahren verbundenen Nachteile einer teuren Bestreichanlage dadurch zu vermeiden, dass die beiden Seiten der Papierbahn in einer einfachen Vorrichtung gleichzeitig überzogen werden, ohne dass "film splitting" auftritt. Das Verfahren kann zweckmässig beim Ueberziehen oder Bestreichen sowohl unmittelbar in einer Papiermaschine wie in einer nachfolgenden besonderen Bestreichanlage angewandt werden.

Gemäss d*»r Erfindung wird die Bestreichinasse auf den beiden Seiten des Papier- oder Bogenmaterials unmittelbar vor (in der Vorschubrichtung des Bogenmaterials gerechnet) einem zur Verteilung und zum Aufbringen der Bestreichmasse auf die beiden Seiten des 3ogenmaterials angeordneten Pressgriff aufgebracht, durch den das Bogenmaterial zwischen zwei Anpressgliedern vorgeschoben wird,

Jjiegsamen/ von denen wenigstens das eine aus einem blatt- oder messerförmigen Bestreichglied besteht. Unmittelbar nach dem Durchgang durch diesen Pressgriff wird darauf das auf beiden Seiten überzogene Bogenmaterial zweckmässig im Winkel zu seiner Vorschubrichtung durch den Pressgriff abgebogen. Es hat sich gezeigt, dass man auf diese Weise zumindestens hauptsächlich die oben genannte "filn splitting"-Wirkung vermeiden kann.

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Einige Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung sind schematisch in den Zeichnungen gezeigt, in denen Fig. 1 eine Ausführungsform mit einem blatt- oder messerförmigen Bestreichglied und einem gegenüber diesem auf der entgegengesetzten Seite des Bogenmaterials angeordneten Stützglied mit einer gegen das Bogenmaterial anliegenden, hauptsächlich flachen Stützfläche zeigt;

Fig. 2 zeigt Einzelheiten von Fig. 1 in grösserem Masstab;

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei der das Bogenmaterial nach dem Durchgang durch den Pressgriff in entgegengesetzter Richtung zu der in Fig. 2 dargestellten Richtung umgebogen wird;

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der das eine Blattglied durch einen umlaufenden Zylinder ersetzt ist, während

Fig. 5 ein besonderes Problem darstellt, das im Zusammenhang mit der Erfindung auftreten kann.

In Fig. 1 bezeichnet 9 ein dünnes, biegsames Blatt oder einen Stahlschaber, der eine zweckmässige Dicke besitzt und mit seiner Kante oder Schneide gegen die eine Seite der Papierbahn gepresst wird, während die andere Seite der Papierbahn gegenüber dem Blatt 9 sich gegen eine im Wesentlichen flache Fläche auf einem Widerlager abstützt, das aus einem anderen Blatt mit grösserer Dicke als das Blatt 9 besitzt bestehen kann. Die Papierbahn wird durch den Pressgriff geführt, der von der Berührungs-

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linie zwischen den Blättern 9 und 10 gebildet wird. Zu beiden Seiten der Papierbahn 11 wird eine Bestreichmasse 12 zugeführt. Durch die Anwendung eines verhältnismässig dünnen, biegsamen Bestreichblattes 9, das die Papierbahn 11 gegen das verhältnismässig dicke Bestreichblatt 10 presst, werden die Schwierigkeiten überwunden, die dann auftreten, wenn man zwei dünne Bestreichblätter sich entlang einer deutlich definierten Kontaktlinie treffen lässt. Nachdem die belegte Papierbahn den Pressgriff durchlaufen ist, wird sie zweckmässig wie bei 11a gezeigt umgebogen, um die Papierbahn auf ihren Weg durch das Bestreichgerät zu stabilisieren.

Fig. 2 zeigt in grösserem Masstab Einzelheiten der Fig. 1, aus denen hervorgeht, wie der Kontakt zwischen den beiden Blättern 9 und 10 erfolgt. Durch die grosse Dicke des Blattes 10 im Verhältnis zu der des Blattes 9 kann ohne Schwierigkeit eine deutlich begrenzte Kontaktlinie zwischen den beiden Blättern erhalten werden, und entlang dieser Kontaktlinie wird die Papierbahn 11 geführt. Das Blatt 10 kann eine solche Dicke erhalten, dass es sehr stumpf auch bei verhältnismässig hohen Papierspannungen ist.

Gemäss Fig. 2 wird die Papierbahn 11 zweckmässig über die beiden Kantlinien 13 und 14 gebrochen, doch sind auch andere Papierführungen denkbar. So kann die Papierbahn gegen die Kante 10 des dünneren Blattes 9 umgebogen werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist, oder sie kann auch gerade vorwärts geführt werden.

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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird in Fig. 4 dargestellt. Ebenso wie bei den anderen Ausführungsformen wird ein Blatt 9 gegen die Papierbahn 11 gepresst, die sich gegen ein Widerlager auf der entgegengesetzten Seite der Papierbahn abstützt, während gleichzeitig Masse 12 zu beiden Seiten der Papierbahn 11 zugeführt wird. Bei dieser Ausführungsform besteht jedoch das Widerlager nicht aus einem Blatt sondern aus einer umlaufenden Walze 16, und wenn die Papierbahn 11a den Griff zwischen dem Blatt 9 und der Walze 16 verlässt, wird die Bahn 11a gegen die Seite umgebogen, auf der sich das Blatt 9 befindet, d.h, die Papierbahn 11 wird geknickt, so dass ein Winkel α zwischen der Tangente zur Walze 16 durch den Berührungspunkt und den abwärts gehanden Teil 11a der Papierbahn 11 sich bildet. Es ist aus Fig. 4 deutlich ersichtlich, dass das dünne, biegsame Blatt 9 mit einer Dicke von beispielsweise 0,30 mm, ein Querdamm an jeder Seite der Papierbahn gebildet wird, so dass die Streichmasse oder Paste an jeder Seite über die ganze Breite der Papierbahn aufgestaut wird, wobei die Dämme einerseits von der Papierbahn und dem Blatt und andererseits vom Walzenmantel und der Papierbahn begrenzt wird. Seitlich sind die Dämme durch zweckmässige Dichtungselemente begrenzt. In dieser Weise wird die Papierbahn gleichzeitig an beiden Seiten überzogen.

Bei dieser Ausführungsform werden gewisse Vorteile erhalten, wie aus Figw 5 hervorgeht. Wenn man mit gewissen Bestreichmassen bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 2 und

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arbeitet, besteht nämlich die Gefahr, dass Verunreinigungen in Form von festen Partikeln in der Bestreichmasse bei deren Bewegung im Griff zwischen der Kante des Blattes und der Papierbahn 11 sich festklemmen; ein solches Partikel ist bei 17 in Fig. 5 gezeigt. Bei Papier mit geringem Flächengewicht und unbedeutender Leimung besitzt die Papierbahn verhältnismässig geringe Festigkeit, wenn die Masse die Papierbahn feucht macht. Dies bedeutet, dass die Gefahr auftritt, dass ein solches Partikel 17 die Papierbahn dadurch aufreisst dass das Partikel zwischen die beiden Blätter 9,10 gepresst wird. In einem solchen Fall wird die Papierbahn 11 durchlöchert und infolge der Bewegung der Bahn wird sie aufgebogen, so dass ein Bruch der Papierbahn auftritt. Unter gewissen Umständen besitzt dann wie gesagt die Ausführungsform gemäss Fig. 4 gewisse Vorteile. Dadurch, dass das Widerlager 16 aus einer umlaufenden Walze besteht, werden nämlich solche Partikel, die gegebenenfalls mit der Streichmasse mitfolgen, in den Griff zwischen Blatt 9 und Papierbahn bei einer etwaigen Perforierung der Papierbahn mitgebracht, und dieses Partikel wird von der Papierbahn mitgenommen, so dass ein Aufbiegen der Bahn verhindert wird.

Es soll bemerkt werden, dass die Drehzahl der Walze 16 nicht der Geschwindigkeit de:; rapierbahn entsprechen muss. Im Zusammenhang mit Papiere hohen Gewichts pro Flächeneinheit kann es sogar zweckmässig sein, dass die Walze 16 mit einer niedrigeren oder derselben Geschwindigkeit als die Papierbahn umläuft, während erfahrungsgemäss für kleine Gewichte pro Flächeneinheit es besser ist, wenn

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die Walze 16 mit derselben Geschwindigkeit wie oder schneller als die Papierbahn umläuft. In dem letzterwähnten Falle trägt die Reibung zwischen der Walze und der aufgetragten Masse oder Paste zum Ziehen der Papierbahn bei, so dass diese während des Bestreichungsvorganges gestreckt gehalten wird.

Auch andere Ausführungsformen sind denkbar.

Einige Daten für die Durchführung der Erfindung sollen hier als Beispiel genannt werden. Ein Bestreichen gemäss der Erfindung ist in einer Papiermaschine mit Erfolg durchgeführt worden, wobei das Papier auf einen Feuchtigkeitsgehalt von zwischen 10 - 30 % vorgetrocknet war. Als Blatt hat man ein 0,30 mm Stahlblatt der Qualität angewandt, die gewöhnlich für Blattbestreichung angewandt wird, und als Gegendruckwalze hat man eine Hartgummiwalze mit einer Härte von etwa 30 P & J angewandt. Das dünne Blatt war in einem Blatthalter eingespannt und seine freie Breite, gemessen von der Kante der Schaberfläche bis zur freien Kante des Blattes, betrug etwa 20 mm.

Papier mit verschiedenen Grammgewichten von 50 bis zu 175 g/m ist bestrichen worden. Die Bestreichmassen waren auf Wasserkaolindispersionen mit synthetischen und/oder natürlichen Bindemitteln, Dispergiermitteln und übrigen in der Bestreichtechnik bekannten Mitteln basiert. Die Bestreichmasse kann gegehenenfalls für die beiden Seiten des Papiers verschieden sein.

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Beim Bestreichen gemäss der Erfindung hat es sich als möglich gezeigt, eine erhebliche Produktionserhöhung insbesondere bei solchen Papiermaschinen zu erhalten, bei denen die Bestreicheinheit derart angebracht ist, dass die Vortrocknungspartie eine verhältnismässig hohe Kapazität im Vergleich mit der Nachtrocknungspartie besitzt. Diese Produktionserhöhungen beruhen teils auf der Blattbestreichtechnik als solcher, bei der man mit Massen mit verhältnismässig hohen Trockengehalten arbeiten kann, und teils darauf, dass die Trockenpartie dadurch besser ausgenutzt werden kann, dass das Verfahren verhältnismässig hohe Trockengehalte auf der Papierbahn vor dem Bestreichen zulässt.

Bekanntlich ist gewöhnlich ein Grundpapier für Bestreichung ebenso wie die anderen meisten Papiersorten verschieden auf den beiden Seiten, da die in der Papiermaschine gegen das Drahtsiebtuch gewandte Seite des Papiers, die sogenannte Viraseite, oft weniger eben ist als die andere Seite, die sogenannte Oberseite; dies beruht u.a. auf Einwirkungen vom Viratuch und von Filzen. Dies gilt auch für Rohpapier mit verhältnismässig hohem Kaolingehalt; wobei das Kaolin die Neigung hat, an der Oberseite sich zu konzentrieren und somit weiter zu Verschiedenheiten auf den beiden Seiten beizutragen. Durch das neue Verfahren, insbesondere bei der Aus führungsform gemäss Fig. 4, kann man das Blatt 9 die Viratuchseite des Papiers bestreichen lassen, was dazu beiträgt, dass Ungleichheiten auf den beiden Seiten

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ausgeglichen werden. Durch die Ausführungsform gemäss Fig. 4 erhält man nämlich eine besonders gleichmässige Fläche auf der Seite des Rohpapiers 11, die nach dem Blatt 9 beim Bestreichen gewandt ist.

Es wurde auch festgestellt, dass es nach der Ausführungsform nach Fig. 4 sehr wichtig ist, die Papierbahn von der Walze weg umzubiegen und in der Praxis wurde gefunden, dass der Winkel α nicht niedriger als 5 bis 10° sein soll. Die Gefahr für "film splitting" wird durch das Umbiegen der Papierbahn um die Kante des Blattes mit dem Winkel α vermieden. Diese Wirkung tritt sowohl bei niedrigen als bei hohen Drehzahlen der Walze 16 auf.

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Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Ueberziehen oder Bestreichen von Papier oder Bogenmatei'ial mit Aussen- oder Oberflächenschicht durch Zuführung einer Bestreichmasse auf beiden Seiten des beweglichen Bogenmaterials unmittelbar vor (in der Bewegungsrichtung des Bogenmaterials gesehen) einem zum Verteilen und zum Aufbringen der Bestreichmasse auf die beiden Seiten des Bogenmaterials angeordneten Pressgriff, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogenmaterial zwischen zwei den Pressgriff bildenden Gliedern durchgeführt wird, von denen wenigstens das eine aus einem biegsamen blatt- oder messerförmigen Bestreichglied besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im Pressgriff auf beiden Seiten überzogene Bogenmaterial hauptsächlich unmittelbar nach dem Durchgang durch diesen Pressgriff im Winkel zur Vorschubrichtung durch den Pressgriff umgebogen wird.

3. . Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Pressgriff, durch den das Bogenmaterial geführt wird, nachdem eine Bestreichmasse auf beide Seiten des Bogenmaterials aufgebracht worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressgriff aus zwei Bestreichgliedern besteht, von denen je ein

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Glied auf jeder Seite des Bogenmaterials angebracht ist und von denen wenigstens das eine biegsam und blatt- oder messerförmig ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit Gliedern zum Umbiegen des Bogenmaterials unmittelbar hinter dem Pressgriff in Winkel zur Bewegungsrichtung des Materials durch den Pressgriff versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Bestreichglied eine an die eine Seite des Bogenmaterials anliegende und im Wesentlichen flache Stützfläche besitzt, gegen die dieses Bogenmaterial durch Druck eines blatt- oder messerförmigen Bestreichglieds auf die andere Seite des Bogenmaterials gepresst wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Bestreichglied aus einer umlaufbaren Walze besteht und das andere dünn, biegsam und blatt- oder messerförmig ist, und dass die Vorrichtung Glieder besitzt, um einen Damm oder Aufstauung der Bestreichmasse sowohl zwischen der Walze und der einen Seite des Bogenmaterials als auch zwischen der anderen Seite des Bogenmaterials und dem blatt- oder messerförmigen Glied zu bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umbiegeglied für das Umbiegen des

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Bogenmaterials in Richtung von der ebenen Fläche oder der Kante derselben hinweg angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umbiegeorgan zum Abbiegen des Bogenmaterials in Richtung hinweg von einer Tangente zur Mantelfläche der Walze an deren Berührungsstelle mit dem Bogenmaterial ausgebildet ist.

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