DE19627669A1 - Verfahren zur Verbesserung von Druckpapieren - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung von DruckpapierenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Verbesserung der Tief- und Offsetbedruckbarkeit
von gestrichenen und ungestrichenen Druckpapieren
durch Erhöhung des Füllstoffanteils in diesen
Papieren an der Ober- und Unterseite bzw. in den
Außenlagen der Papierbahn durch Einsatz von
Retentionsmitteln.
Für den Einsatz bei großen Druckauflagen werden im
Stand der Technik sogenannte SC- und
LWC-Rollendruckpapiere verwendet, die die gesteigerten
Ansprüche bezüglich Druckausfall erfüllen müssen.
Unter SC-Papieren werden dabei Rollendruckpapiere
verstanden, die bis zu 35% mineralischen
Füllstoff enthalten und durch Nachbehandlung in
einem Superkalander hohen Glanz und Glätte
aufweisen. Die Abkürzung SC steht dabei für
"supercalendered".
Unter LWC-Papieren versteht man
Rollendruckpapiere, die in der Masse bis zu 15%
mineralischen Füllstoff enthalten und innerhalb
oder außerhalb der Papiermaschine beidseitig mit
einer pigmenthaltigen Oberflächenbeschichtung, dem
Strich, versehen sind. Diese Druckpapiere werden
nach dem Streichen ebenfalls mit einem
Superkalander zwecks Erzielung von hohem Glanz und
Glätte behandelt. Die Abkürzung LWC steht dabei
für "light weight coated".
SC- und LWC-Druckpapiere wurden zunächst auf
sogenannten Langsiebpapiermaschinen hergestellt.
Diese Papiere wiesen den Nachteil der sogenannten
Zweiseitigkeit auf, d. h. durch die einseitige
Entwässerung auf dem Sieb wurde an der Unterseite
Füll- und Feinstoff ausgewaschen, so daß die
Siebseite des Papiers stets rauher als die
Oberseite war und die Papierbahn, in Z-Richtung
gesehen, ein ungleichmäßiges bzw. schiefes
Aschequerprofil aufwies. Unterschiedlicher
Füllstoff- oder Aschegehalt bedingt aber
zwangsläufig ungleichmäßigen Druckausfall auf
Ober- und Siebseite, so daß derartige Papiere den
heutigen Anforderungen nicht mehr genügen.
Zur Vermeidung derartiger Nachteile wurden daher
Siebvorrichtungen mit beidseitiger Entwässerung,
die sogenannten Hybridformer, entwickelt.
Die deutsche Literaturstelle "Wochenblatt für
Papierfabrikation", 1987, Seite 461 bis 478, gibt
einen Überblick über moderne Blattbildungssysteme,
bestehend aus Stoffauflauf und Blattbildung. Unter
Kapitel 3 werden insbesondere die Hybrid- und
Doppelsiebformer und deren Vorteile gegenüber dem
klassischen Langsieb beschrieben.
Mehrschichtige Druckpapiere, gebildet mittels
Mehrschichtstoffauflauf und Doppelsiebformer
werden in der deutschen Literaturstelle
"Wochenblatt für Papierfabrikation", 1987, Seite
662 bis 667 beschrieben. Dort wird auch offenbart,
daß die Füllstoffverteilung in der Papierbahn in
den Außenschichten mittels Füllstoffzugabe in den
Außenkanälen eines Mehrschichtstoffauflaufes
gezielt beeinflußbar ist.
Die DE-42 37 309 lehrt schließlich ein Verfahren
zur Herstellung einer Faserbahn, wobei eine
Faserstoffsuspension mit Hilfe eines
Stoffauflaufes gleichmäßig auf ein Sieb bzw.
zwischen zwei Siebe verteilt wird. Zwecks
Vermeidung von Schwankungen im
Flächengewichtsquerprofil wird die Retention der
Faserstoffsuspension auf dem Sieb sektional
beeinflußt, indem Retentionsmittel im Stoffauflauf
sektional dosiert wird.
Moderne Doppelsiebformer zur Herstellung von SC-
und LWC-Papieren werden heute mit
Arbeitsgeschwindigkeiten bis zu 1500 m/min.
betrieben. Es sind auch damit hergestellte SC-Papiere
bekannt geworden, die einen
Füllstoffanteil von bis zu 34% mit einer sehr
gleichmäßigen Verteilung in Z-Richtung aufweisen.
Diese SC-Druckpapiere stellen derzeit die
Spitzenklasse in der Bedruckbarkeit dar.
Die weitere Steigerung der
Produktionsgeschwindigkeit auch bei
Doppelsiebformern zwecks Erhöhung der
Wirtschaftlichkeit ist dringend erforderlich.
Damit geht jedoch das Problem einher, die
Entwässerung der Stoffsuspension zwischen den
beiden Sieben auf einer gegebenen Wegstrecke zu
intensivieren. Dies geschieht dadurch, daß die
einzelnen Entwässerungselemente, die mit dem Ober-
und Untersieb im Eingriff stehen, mit höherem
Vakuum beaufschlagt werden. Damit ist jedoch
zwangsläufig der Nachteil verbunden, daß durch die
höhere Wasserabfuhr und der damit verbundenen
höheren Strömungsgeschwindigkeit in Z-Richtung der
gebildeten nassen Papierbahn vermehrt Füllstoff
ausgetragen wird. Die Folge ist ein Verarmen der
Außenseiten an Füllstoff, d. h. eine wesentliche
Verschlechterung der Bedruckbarkeit.
Die Lösung des Problems erfolgt durch den
kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und die
darauf zurückbezogenen Unteransprüche.
Das Verfahren zur Verbesserung der Tief- und
Offsetbedruckbarkeit von gestrichenen und
ungestrichenen Druckpapieren durch Erhöhung des
Füllstoffanteils in diesen Papieren an der Ober-
und Unterseite bzw. in den Außenlagen der
Papierbahn durch Einsatz von Retentionsmitteln ist
dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der
Blattbildung auf dem oder zwischen den Sieben
einer Papiermaschine die äußeren Schichten der die
Papierbahn bildenden Stoffsuspension zusätzlich
mit Retentionsmittel versehen werden.
Der Einsatz von an sich bekannten
Retentionsmitteln bei der Papierherstellung ist
seit langem bekannt und ermöglicht eine gute Füll-
und Faserstoffretention auf dem Blattbildungssieb.
Derartige Retentionsmittel werden im allgemeinen
vor einem Mischorgan, wie z. B. der
Stoffauflaufpumpe der Faserstoffsuspension,
zugesetzt, so daß diese vor dem Austritt aus der
Lippe oder Düse des Stoffauflaufs gleichmäßig mit
dem Retentionsmittel vermischt ist. Ausgehend von
der Erkenntnis, daß die innere Lage einer
Papierbahn aufgrund des Filtereffektes an sich
schon eine ausreichende Retention für Füll- und
Feinstoffe aufweist, haben die Erfinder erkannt,
daß eine Anreicherung des Retentionsmittels in der
Außenlage zweckdienlich ist. Somit wurde das
Problem durch die zusätzliche
Retentionsmitteldosierung gelöst.
Je nach Papiertyp können Retentionsmittel mit
unterschiedlich starker kationischer oder
anionischer Ladung eingesetzt werden. Stark
geladene Retentionsmittel verbessern zwar die
Zurückhaltung von Füll- und Feinstoffen, können
jedoch je nach Reaktionszeit mit der
Faserstoffsuspension große Faserflocken bilden,
die eine negative Auswirkung auf die
Faserformation im gebildeten Papierblatt haben.
Man spricht dann von einer wolkigen Durchsicht.
Es wurde jedoch erkannt, daß dieser negative
Effekt durch Verkürzung der Reaktionszeit
unterdrückt werden kann. In einer zweckmäßigen
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
deshalb ein eine hohe kationische Ladung
aufweisendes Retentionsmittel eingesetzt.
Es sind auch sogenannte Dual-Retentionssysteme
bekanntgeworden. Dabei wird die
Faserstoffsuspension vor dem Stoffauflauf mit
einem ersten, beispielsweise kationischem
Retentionsmittel versehen und gut vermischt. Ein
zweites, nunmehr anionisches Retentionsmittel,
wird anschließend, aber noch vor dem Stoffauflauf
der Faserstoffsuspension, zugesetzt und vermischt.
Die gegensätzlich geladenen Retentionsmittel
reagieren miteinander selbst und mit den Faser-,
Füll- und Feinstoffen der Stoffsuspension und
tragen zu einer wesentlich besseren
Gesamtretention bei. In einer weiteren
zweckmäßigen Ausführung der Erfindung weist das
zusätzliche Retentionsmittel eine gegenüber dem in
der dem Stoffauflauf zugeführten
Faserstoffsuspension bereits vorhandenen
Retentionsmittel eine entgegengesetzte Ladung auf.
Als zusätzliche Retentionsmittel können die an
sich bekannten Polyethylenimine, Polyacrylamide,
Epichlorhydrinharze und/oder Polyvinylamine
einzeln oder in Mischung zugesetzt werden.
Auch kationische Hydrokolloide werden zweckmäßig
eingesetzt. Diese können aus an sich bekannter
kationischer Stärke oder kationisiertem Guar
bestehen. Bei der Verwendung kationischer Stärke
oder Guar besteht die zusätzliche Möglichkeit,
über den Kationsierungsgrad und die Kettenlänge
der Stärke bzw. des Guars die Ladung und
Netzwerkbildung zu beeinflussen.
Ein zweckmäßiges Verfahren zum Versehen der
äußeren Schichten der die Papierbahn bildenden
Stoffsuspension mit zusätzlichem Retentionsmittel
besteht darin, daß das Retentionsmittel in einen
stoffauflauf stromabwärts der Turbulenzerzeuger
über die Breite des Faserstoffsuspensionsstromes
in dessen ober- und unterseitige Randschicht
injiziert wird. Ein derartiger
Einschichtenstoffauflauf ist unter dem Fachbegriff
Stufendiffusor bekanntgeworden.
In einem weiteren zweckmäßigen Verfahren wird das
zusätzliche Retentionsmittel in einen Stoffauflauf
mit Mehrlagenvorrichtung in die Kammer für Ober-
und Unterschicht injiziert.
Ein weiteres zweckmäßiges Verfahren besteht darin,
daß bei Einsatz eines Doppelsiebformers mit Gap-Vorrichtung
das zusätzliche Retentionsmittel im
zurücklaufenden Trum des Ober- und Untersiebes auf
das Siebgewebe gesprüht wird.
Ein Stoffauflauf zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens weist quer zur
Strömungsrichtung der Stoffsuspension
Vorrichtungen zur gleichmäßigen Dosierung des
zusätzlichen Retentionsmittels auf. Diese
Vorrichtung besteht im einfachsten Fall aus in der
Auslaufdüse in einer Linie, die sich quer zur
Strömungsrichtung erstreckt, angeordneten
Bohrungen, die Zuflußvorrichtungen für das
Retentionsmittel aufweisen.
Eine weitere Vorrichtung, insbesondere für einen
Mehrlagenstoffauflauf mit drei Lagen und mit
Stufendiffusoren, besteht darin, daß stromaufwärts
der jeweiligen Stufendiffusoren der oberen und
unteren Lagen Bohrungen zum Injizieren von
Retentionsmittel angeordnet sind.
Claims (11)
1. Verfahren zur Verbesserung der Tief- und
Offsetbedruckbarkeit von gestrichenen und
ungestrichenen Druckpapieren durch Erhöhung des
Füllstoffanteils in diesen Papieren an der Ober-
und Unterseite bzw. in den Außenlagen der
Papierbahn durch Einsatz von Retentionsmitteln,
dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der
Blattbildung auf dem oder zwischen den Sieben
einer Papiermaschine die äußeren Schichten der die
Papierbahn bildenden Stoffsuspension zusätzlich
mit Retentionsmittel versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das zusätzliche Retentionsmittel eine hohe
positive Ladung aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das zusätzliche Retentionsmittel eine
gegenüber dem in der Stoffsuspension bereits
vorhandenen Retentionsmittel entgegengesetzte
Ladung aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das zusätzliche
Retentionsmittel aus Polyethylenimin und/oder
Polyacrylamid und/oder Epichlorhydrinharzen
und/oder Polyvinylamin besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das zusätzliche
Retentionsmittel aus kationischen Hydrokolloiden
besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das zusätzliche
Retentionsmittel aus kationischer Stärke besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das zusätzliche
Retentionsmittel aus kationischen Guar besteht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche
Retentionsmittel in einem Stoffauflauf
stromabwärts der Turbulenzerzeuger über die Breite
des Suspensionsstromes in dessen ober- und
unterseitige Randschicht injiziert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche
Retentionsmittel in einem Stoffauflauf mit
Mehrlagenvorrichtung in die Ober- und Unterschicht
injiziert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Doppelsiebformer im zurücklaufenden Trum des Ober-
und Untersiebes das zusätzliche Retentionsmittel
auf das Siebgewebe gesprüht wird.
11. Stoffauflauf zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß er quer zur Strömungsrichtung
der Stoffsuspension Vorrichtungen zur
gleichmäßigen Dosierung von zusätzlichem
Retentionsmittel enthält.
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