DE2458454C2

DE2458454C2 - Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Pappe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2458454C2
Application number: DE2458454A
Authority: DE
Inventors: John Douglas Hills Victoria Coleman
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1973-12-10
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1986-09-04
Also published as: US4008121A; JPS50123786A; JPS5819799B2; SE418205B; GB1495154A; GB1495155A; DE2458454A1; SE7415365L

Description

l Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an-. hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen schematischen Aufriß einer Hochgeschwindigkeits-Inverform-Maschine, welche dadurch modifiziert ist, daß zur Durchführung des Verfahrens zusätzlich eine Einrichtung zur Auftragung der Suspension vorgesehen ist,

F i g. 2 einen vergrößerten Aufriß einer Stufe der Inverform-Maschine,

F i g. 3 einen Aufriß von einer der Einrichtungen zur Auftragung der Suspension und

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in der F ig. 3.

Die dargestellte Vorrichtung weist eine Inverform-Maschine auf, welche eine Pappe herstellt, die aus vier Papierlagen besteht Die Maschine hat ein endloses Tragsieb 11, welches kontinuierlich in einer Schleife um Trägerwalzen 10 durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinrichtung herumgeführt wird. Die Maschine weist vier lagenbildende Stufen 12, 13, 14 und 15 auf. Jede dieser Stufen hat den allgemeinen Aufbau, wie er in der F i g. 2 irr·. Detail dargestellt ist Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, ist unmittelbar über dem Tragsieb ti ein Strömungskasten 16 angebracht, um Papierstoff bzw. Pappestoff durch den schlitzförmigen Auslaß 17 auf den Träger aufzubringen. Die aufgebrachte Stofflage wird zwischen dem Tragsieb 11 und einem weiteren oder oberen Sieb 18 gehalten, während sie unter einer Formwalze 19 und zwischen einem oberen und einem unteren Vakuumkasten 21 bzw. 22 hindurchgeführt wird, mit deren Hilfe sie entwässert wird, um eine verfestigte Lage zu bilden. Das obere Sieb wird in einer geschlossenen Schleife über Walzen 20 geführt Bei jeder Stufe sind weiterhin eine Abstreckleiste 8 und eine Saugleiste 9 vorgesehen.

Bei jeder Stufe wird das obere Sieb in einer Endlosschleife angetrieben und am Ausgang dieser Stufe von der Lage weggeführt Somit wird die Oberseite der Lage, welche in jeder der ersten drei Stufen ausgebildet wird, kurz vor dem Eintreten in die nächste lagenbildende Stufe der faschine kurz freigegeben. Schichten einer Stärkelösung werden auf die zwei freigelegten Lagenoberflächen zwischen der ersten und der zweiten Formstufe und zwischen der zweiten und der dritten Formstufe aufgebracht, und eine Lage aus Stärkelösung mit suspendierten Tonpartikeln wird auf die freigelegte Oberfläche zwischen der dritten und der vierten Formstufe aufgebracht Die äußerste Lage, welche durch die Stufe 15 gebildet wird, wird aus gebleichtem Stoff hergestellt, die anderen Lagen können jedoch aus einem Stoff gebildet werden, der aus Altpapier hergestellt ist Die äußerste Lage kann sehr dünn sein und nur dazu dienen, das Pigmentmaterial zu bedecken und zu schützen und die Übertragung von Pigment und Binder auf Bauteile der Maschinenstufe 15 zu verhindern.

Die drei Zwischenlagenschichten werden mit Hiife von Gardinenbeschichtern aufgebracht, die in der F i g. 1 mit 23, 24 und 25 bezeichnet sind. Sie sind identisch aufgebaut, und ihre Konstruktion ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Jeder weist eine horizontale langgestreckte hohle Einrichtung 26 auf, deren innenraum als Druckkammer 27 zur Aufnahme einer Flüssigkeit dient Die Einrichtung 26 kann aus Metallblech als langer Kasten mit rechteckigem Querschnitt hergestellt sein. Dieser hat eine obere und eine untere Wand 28 bzw. 29, Seitenwände 31, 32 sowie Stirnwände 33 und 34. Die Kammer 27 kann etwa 5 cm breit und 5 cm tief sein, wobei in einem typischen Aufbau 26 die Länge etwa 4,5 m oder darüber betragen müßte.

Die obere Wand 28 der Einrichtung 26 ist mit Flüssigkeitseinlaßabzweigungen 36 ausgestattet, an weiche Fiüssigkeitsvei'sorgungsrohre 37 angeschlossen sind. Die Abzweigungen 36 und die Rohre 37 zusammen bilden Flüssigkeitseinlaßleitungen, welche sich nach unten in die Kammer 27 erstrecken, und zwar an Stellen, die benachbart zu der Seitenwand 31 liegen und somit von der Seitenwand 32 entfernt Die Einlaßabzweigungen 36 sind in regelmäßigen Abstandsintervallen auf die Länge der Einrichtung 26 verteilt Die Einlaßrohre 37 werden mit flüssiger Stärke unter Druck versorgt Die Rohre 37 können beispielsweise einzelne Zweige einer einzigen Versorgungsleitung sein.

Die Seitenwand 32 der Einrichtung 26 ist mit einem horizontalen Schlitz 38 ausgestattet, welcher zwischen der oberen und der unteren Lippe 39 bzw. 41 festgelegt ist, die jeweils auf einer oberen und einer unteren Platte 51,52 an der Außenseite der Wand 32 angebracht sind. Die obere Platte 51 ist an der Wand 32 durch Schrauben 53 und Muttern 54 angebracht, so daß die Lage der oberen Lippe 39 derart eingestellt weräui kann, daß die Breite des Schlitzes 38 verändert werden kaui, während die untere Platte 52 permanent an der Wand 32 angebracht ist, und zwar durch Schweißung oder durch einen geeigneten Klebstoff. Die Lippen 39 und 41 sind gerundet, und zvar durch eine geeignete Krümmung der jeweiligen Ränder der Platten 51 und 52. Die Platte 52 bildet eine äußere aufrechte Fläche 43, welche sich von der unteren Lippe 41 des Schlitzes nach unten erstreckt. Sie erstreckt sich unter den Boden 29 des Aufbaues 26, um in einer scharfen Kante 40 am unteren Ende der Fläche 43 zu münden.

Vertikale Leitplatten 44 und 45 sind innerhalb der Einrichtung 26 angeordnet, um eine direkte Strömung von Flüssigkeit von den Einlaßabzweigungen 36 zu dem Schlitz 38 zu verhindern. Genauer gesagt, die Leitplatte 44 erstreckt sich vom Boden 29 aus nach oben, und zwar benachbart zu den Abzweigungen 36, so, daß der obere Rand oberhalb der unteren Enden der Abzweigungen liegt Die Leitplatte 45 erstreckt sich von der oberen Wand 28 aus benachbart zu dem Schlitz 38 nach unten, so daß ihr unterer Rand unterhalb der Höhe des Schlitzes liegt Die Stärke, welche über die Abzweigungen 36 in die Kammer hineingepumpt wird, wird somit gezwungen, entlang einem sinusförmigen We₄J bzw. eiaem mäanderförmigen Weg zu strömen, um zu dem Schlitz 38 zu gelangen.

Entlüftungsrohre 46 sind auf die obere Wand 28 der Einrichtung 26 aufgesetzt, um den oberen Teil der Kammer 27 in die Atmosphäre zu entlüften.

Die flüssige Stärke oder die Stärke und der Ton. werden dosiert, indem sie in die Kammer 27 unter Druck hineingepumpt werden, und sie füllen die Kammer bis auf eine Höhe oberhalb des Schlitzes 38. Die in der Kammer befindliche Flüssigkeit erzeugt so:nit einen statischen Druck, der die Flüssigkeit dazu bringt, sowohl die obere Lippe 39 als auch die untere Lippe 41 des Schlitzes zu befeuchten, wobei die Flüssigkeit in horizontaler Richtung durch den Schlitz 38 nach außen gedrückt wird und danach entlang der vertikalen Fläche 43 nach unten fällt, um einen dünnen herunterfallenden Vorhang zu bilden. Es hat sich gezeigt, daß c*ie Oberflächenspannung aufgrund der Befeuchtung der oberen Lippe 39 am Schlitz und der Wandfläche 43 eine nennenswerte Verdünnung der extrudierten Flüssigkeit bewirkt, und somit ist der Vorhang, welcher auf der Fläche 43 gebildet wird viel dünner als die vertikale Ausdeh-

nung des Schlitzes, d. h. als der Abstand zwischen der oberen Lippe 39 und der unteren Lippe 41 des Schlitzes. Dieser dünne Vorhang oder Film löst sich an der scharfen Kante 40 von der Fläche 43, um von der Beschichtungseinrichtung als frei fallender Vorhang abzufallen. Die Rundung der oberen Lippe 39 des Schlitzes trägt dazu bei. einen Film konstanter Dicke aufrecht zu erhalten, indem zufällige Veränderungen in der befeuchteten Oberfläche an der Lippe auf ein Minimum gebracht werden, welche andernfalls das Oberflächenspannungs- to gleichgewicht in der Zone stören könnten, in welcher der Film ausgebildet wird. Die scharfe Kante 40 an der Unterseite der Fläche 43 gewährleistet, daß der Film selbst dann sauber abgelöst werden kann, wenn er sehr dünn ist und die Tendenz hat, an einer weniger scharfen is Ecke zu haften oder um diese herumzugehen.

In einer speziellen Vorrichtung ist der Schlitz jedes Vorhangbeschichters 3 mm breit, und seine obere und seine untere Lippe sind mit einer Krümmung gerundet, wciCmc einen L^ürCnmCSSCr VGm •j TTiTTt uüi'A'CiSt. DiC Stärkelösung oder die Stärke- und Tonsuspension, wird mit einer Rate von 0,25 l/sec pro Meter Breite der Beschichtung auf ein Sieb aufgebracht, welches mit einer Geschwindigkeit von 250 m/min bewegt wird. Den Beschichtungseinrichtungen 23 und 24 wird eine oxidierte Stärkelösung mit einer Feststoffkonzentration von 9% und einer Viskosität von 30 Sekunden nach Stein-Hall bei 18° C zugeführt. Der Beschickungseinrichtung 25 wird eine Flüssigkeit, welche 3Gew.-% Stärke und 30 Gew.-% Ton enthält, zugeführt Es hat sich gezeigt, daß diese Flüssigkeit im wesentlichen dieselbe Viskosität aufweist wie die Stärkelösung, welche durch die Beschichtungseinrichtung 23 und 24 gepumpt wird, und daß sie durch die Beschichtungseinrichtung 25 mit demselben Durchfluß hindurchgeführt werden kann, um einen stabilen Vorhang zu bilden, der eine Tonverteilung von etwa 20 g/m² aufweist, wodurch die Weißfärbung and die üchtundurchlässigkeit zum Bedrucken wesentlich verbessert werden.

Um zufriedenstellende Ergebnisse zu gewährleisten, können die Schlitze der Beschichtungseinrichtungen eine Breite im Bereich von 1 mm bis 15 mm aufweisen, bei einem minimalen Durchfluß von etwa 0,1 l/sec pro Meter Breite der Beschichtung. Die Viskosität der Stärkelösung oder der Stärke- und Ton-Suspension kann im Bereich von 18 Sekunden bis 45 Sekunden nach Stein-Hall bei 20⁰C liegen.

Jede Beschichtungseinrichtung ist üblicherweise derart angeordnet, daß der Schlitz 38 in die Richtung der Bewegung des Siebes weist, und sie kann leicht derart gekippt sein, daß die Fläche 43 nicht genau vertikal steht, sondern unter einem Winkel von etwa 10° gegenüber der Vertikalen geneigt ist, um einen Luftwiderstand und eine Spannung im Film auf ein Minimum zu bringen und dadurch eine glatte Aufbringung des Filmes auf die sich bewegende Lagenoberfläche zu fördern.

Die veranschaulichte Vorrichtung und das beschriebene Verfahren zur Herstellung von Pappe, welches mit dieser Vorrichtung durchgeführt werden kann, sind nur als Beispiel angeführt worden und ließen sich in vielfälti- βο ger Form abwandeln. Beispielsweise könnten die Stärkeschichten, welche zwischen den einzelnen Zwischenlagen angeordnet werden, grundsätzlich entfallen. Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß das Verfahren in einer Inverform-Maschine durchgeführt wird, und es wäre auch möglich, andere Typen von Fonnereinrichtungen zu verwenden, bei welchen ein vertilcaler Zugang zu der Papierbahn möglich ist Wie erwähnt, kann Titandioxid als Pigmentmaterial verwendet werden, und zwar entweder in Ergänzung zu oder als Ersatz für Ton, und es kann ferner eine große Vielfalt von flüssigen Bindern verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, Patentansprüche: dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Wand (28) des Kasten Entlüftungsrohre (46) angeordnet

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichti- sind,
gen Pappe, wobei zunächst eine erste Schicht herge- 5

stellt wird und weitere Schichten auf der ersten

Schicht aufgebracht werden, und wobei eine Suspension aus Pigmentpartikel und einem flüssigen

Bindemittel auf wenigstens eine der Oberflächen der Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Schichten aufgebracht wird, auf welche die weiteren io einer mehrschichtigen Pappe, wobei zunächst eine erste Schichten ausgebildet werden, bevor die jeweilige Schicht hergestellt wird und weitere Schichten auf der weitere Schicht ausgebildet wird, indem diese ersten Schicht aufgebracht werden, und wobei eine Sus-Schichtoberfläche mit obenliegender Seite bewegt pension aus Pigmentpartikel und einem flüssigen Bindewird, dadurch gekennzeichnet, daß die mittel auf wenigstens eine der Oberflächen der Schicht Suspension durch einen horizontalen Schlitz hin- 15 aufgebracht wird, auf welche die weiteren Schichten durchgeleitet wird und dabei sowohl die obere als ausgebildet werden, bevor die jeweilige weitere Schicht auch die untere Kante des Schlitzes benetzt, daß die ausgebildet wird, indem diese Schichtoberfläche mit Suspension sich infolge der Schwerkraft nach unten obenliegender Seite bewegt wird sowie eine Vorrichbewegt entlang einer aufrechten Wandfläche, wel- tung zur Durchführung des Verfahrens,
ehe in einer unteren scharfen Kante endet, die ober- 20 Herkömmliche weiße, gestrichene, aus verschiedenen halb der .horizontal bewegten Schichtoberfläche an- Lagen aufgebaute Pappe und Kartonpappe, weist eine geordnet ist so daß ein herabfallender Vorhang aus stumpfe, graue Altpapierbasis auf. welche von verschieder Suspension über der Oberfläche der Schicht ge- denen Lagen überdeckt ist, die aus Papier bzw. Pappebildet wird, wobei dieser Vorhang dünner ist als die stoffen bestehen, die eine fortschreitend höhere Weißvertikale Ausdehnung des Schlitzes, und daß der 25 färbung aufweisen. Der gebleichte Stoff enthält normaderart ausgebildete Vorhang von der scharfen Kan- !erweise ein weißes Pigment, um die Pappe weiß zu te auf die Schichtoberfläche herabfällt färben, aufzuhellen und undurchsichtig auszubilden und

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekenn- ihre Eignung zum Bedrucken zu verbessern,
zeichnet, daß eine Schichtoberfläche die Oberfläche Aus der DE-PS 2 68 365 ist ein gattungsgemäßes Verist auf welcher die äußerste Schicht ausgebildet 30 fahren bekannt, bei welchem die Oberflächen der Papwird. pebahn mit der Suspension bestrichen oder bespritzt

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- werden. Dies erbringt aber eine ungleichmäßige Verteizeichnet, daß die Pigmentpartikel aus Tonpartikel lung der Suspension, was mit einer Qualitätsminderung gebildet sind, welche auf Cie Schichtoberfläche in der Pappe verbunden ist.

einer Verteilung zwischen 20 g/m² und 60 g/m² auf- 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vergebracht werden. fahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchen

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- eine gleichmäßige Verteilung der Suspension auf der kennzeichnet, daß eine Suspension aufgetragen Pappebahnen erreicht wird.

wird, die wenigstens 3 Gew.-°/o Stärke enthält Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 40 daß die Suspension durch einec horizontalen Schlitz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit Einheiten zur hindurchgeleitet wird und dabei sowohl die obere als Ausbildung der Pappschichten und einer Einrich- auch die untere Kante des Schlitzes benetzt, daß die tung zur Auftragung einer Suspension auf die Papp- Suspension sich infolge der Schwerkraft nach unten beschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich- wegt entlang einer aufrechten Wandfläche, welche in tung (26) zur Auftragung der Suspension ein langge- 45 einer unteren scharfen Kante endet, die oberhalb der s treckt er Kasten ist, daß an einer Seitenwand (32) horizontal bewegten Schichtoberfläche angeordnet ist, des Kastens ein Schlitz (38) angeordnet ist, daß die so daß ein herabfallender Vorhang aus der Suspension Längskanten (39, 41) des Schlitzes (38) abgerundet über der Oberfläche der Schicht gebildet wird, wobei sind und daß an der Unterseite der Seitenwand (32) dieser Vorhang dünner ist als die vertikale Ausdehnung eine scharfe Kante (40) ausgebildet ist so des Schlitzes, und daß der derart ausgebildete Vorhang

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- von der scharfen Kante auf die Schichtoberfläche herzeichnet, daß an der Seitenfläche (32) Platten (51,52) abfällt.

angebracht sind und daß die Platten (51, 52) im Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ge-

Schlitzbereich in das Innere des Kastens gebogen währleistet, daß ein gleichmäßig dünner Vorhang aus

sind. 55 der Suspension von dem Abgabebehälter auf die Ober-

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- seite der Pappeschicht aufgetragen wird. Damit wird zeichnet, daß die Platte (51) über Schrauben (53) an über die gesamte Breite der Bahn eine Pappe hoher der Wand (32) befestigt ist Qualität erreicht

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchfühgekennzeichnet, daß die Platte (43) fest mit der 60 rung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß Wand (32) verbunden ist und am unteren Ende in die Einrichtung zur Auftragung der Suspension ein langeinerscharfen Kante (40) endet, gestreckter Kasten ist, daS an einer Seitenwand des

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, Kastens ein Schlitz angeordnet ist, daß die Längskanten dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten rechtecki- des Schlitzes abgerundet sind und daß an der Unterseite gen Querschnitt aufweist und daß in Längsrichtung 65 der Seitenwand eine scharfe Kante ausgebildet ist.

des Kastens verlaufende Leitplatten (44,45) am Bo- Weiterbildende Merkmale des erfindungsgemäßen

den (29) bzw. an der oberen Wand (28) angeordnet Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind. sind in den Unteransprüchen angegeben.