DE69914904T2

DE69914904T2 - Verfahren zur herstellung von papier und eine papiermaschine

Info

Publication number: DE69914904T2
Application number: DE69914904T
Authority: DE
Inventors: Pasi Ahonen; S. Juha KINNUNEN; Mari Taipale; Pirkko-Leena Aarnikoivu
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-05-29
Also published as: EP1086272A1; EP1086272B1; FI981331A; AU4618499A; FI115649B; FI981331A0; ATE259911T1; WO1999064672A1; US6413371B1; DE69914904D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß der Definition in dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Papiermaschine gemäß der Definition in dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Mittels der Verfahren und der Papiermaschinen des Standes der Technik hergestellte Papiersorten erfüllen nicht sämtliche gegenwärtigen und zukünftigen Anforderungen im Hinblick auf die Papiersorten. Eine wichtige Anforderung ist glänzendes poröses Papier, das für ein Drucken auf Farbpulverbasis gut geeignet ist. Diese Anforderung ergibt sich unter anderem aus dem Umstand, dass zusammen mit den zunehmenden Geschwindigkeiten und der verbesserten Druckqualität von Farbkopierern bei dem Drucken auf Farbpulverbasis Farbkopierer damit begonnen haben, mit dem Blattoffsetdrucken in Wettbewerb zu treten, und andererseits ergibt sich diese Anforderung aus dem Umstand, dass bei einem Schwarz-Weiß-Drucken die digitale Bildverarbeitung und die Lasertechnologie die Qualität des Bildes auf das Niveau des Offsetdruckens verbessert haben. Ein Problem beim Drucken mit einem Farbkopierer ist der ungenügende Glanz des zu verwendenden Papiers. Beschichtetes Papier ist nicht direkt für eine Verwendung bei Blattzuführfarbkopierern geeignet, aber eines der Probleme ist ein sogenannter Glasplatteneffekt zwischen zwei Blättern, d. h. die Blätter können aneinander anhaften. Bei Zuführeinrichtungen auf Reibungsbasis bei Farbdruckern funktionieren beschichtete Papiere überhaupt nicht, und außerdem funktionieren sie bei Zuführeinrichtungen auf Unterdruckbasis schlecht. Somit wird bei einem Farbpulverdrucken ein derartiges beschichtetes oder kompakt gestaltetes Papier benötigt, das nicht an der Farbpulverfixiereinheit anhaftet und bei dessen Verwendung das Problem des Glasplatteneffektes nicht auftritt.
Es ist ebenfalls ein Problem gewesen, dass Feuchtigkeit in dem Inneren des kompakt gestalteten Papiers verbleiben kann, wenn das Papier von beiden Seiten getrocknet wird.
Somit gibt es tatsächlich kein Verfahren oder keine Papiermaschine, die für die Herstellung von Papier dieser Art geeignet sind und von den gegenwärtig erhältlichen Papiersorten wird üblicherweise ein superkalendriertes feines Papier verwendet, jedoch ist ein Problem von dieser Papiersorte, dass sie nicht ausreichend glänzend ist.
Wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, werden diese Papiersorten bei Papiermaschinen hergestellt, bei denen der Stoffauflaufkasten beispielsweise ein hydraulischer Stoffauflaufkasten ist, wie beispielsweise SymFlo^TM oder ein anderer herkömmlicher Stoffauflaufkasten der gleichen Art. Die verwendete Siebpartie ist ein Langsieb oder eine Hybridsiebpartie, wie beispielsweise SymFormer^TM, bei der ein Langsieb und eine Obersiebeinheit vorhanden sind. Außerdem sind Spaltformer bei der Herstellung von Papiersorten unterschiedliche Arten verwendet worden. Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zum Auftragen von Additiven, Füllstoffen und Chemikalien als Lagen bekannt. Dieses Verfahren ist in dem Patent EP-0 651 092 beschrieben. Als eine Pressenpartie werden Pressen vieler Arten verwendet, üblicherweise Walzenpressen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Langspaltpressenlösungen ebenfalls bekannt, die jedoch nicht bei der Herstellung von Papier angewendet worden sind, das für ein Drucken auf Farbpulverbasis verwendet wird. Die Trockenpartien sind aus herkömmlichen Trockenpartien gestaltet, die einen Einzelsiebzug oder einen Doppelsiebzug anwenden und bei denen das Trocknen hauptsächlich als Zylindertrocknen stattfindet. Ein Aufpralltrocknen ist aus einer Anzahl an verschiedenen Patentveröffentlichungen bekannt, jedoch sind industrielle Anwendungen bislang nicht in Betrieb. Im Gegensatz dazu ist in geringfügiger Weise eine Lufttrocknung angewendet worden, die mittels des Prinzips des Infratrocknens oder Luftbahntrocknens eingerichtet ist. Als Leimpressen werden Leimpressen von vielen unterschiedlichen Arten verwendet, wie beispielsweise Wannenleimpressen oder Lösungen von der Art des SymSizers der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung. Der Kalander ist in der Regel ein Weichkalander gewesen mit einem oder zwei Spalten und Kombinationen, die aus diesen gebildet sind. Außerdem ist ein Superkalendrieren bei der Herstellung des Enderzeugnisses angewendet worden. Der Aufroller ist ein geeigneter Aufroller gewesen. Papiermaschinen der vorstehend beschriebenen Arten und Baueinheiten dieser Maschinen sind beispielweise in den folgenden veröffentlichten Patentanmeldungen und Patenten beschrieben: FI 75 377, FI 83 540, FI 98 540, US 4 075 056 , EP 0 770 727 , FI 98 387, FI 901 967, und FI 924 960. Durch diese Maschinen ist eine Papiersorte, die für ein Drucken auf Farbpulverbasis geeignet ist, jedoch aufgrund der vorstehend dargelegten Probleme nicht erzielt worden.
In Bezug auf den Stand der Technik kann außerdem auf die veröffentlichte deutsche Anmeldung 196 48 045 verwiesen werden, die ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrlagenbahn offenbart. Insbesondere bezieht sich das Verfahren auf das Herstellen eines Kartons mit weißer Oberseite, und bei dem Verfahren werden Versuche unternommen, die Verteilung des Entwässerns bei einem Former zu regulieren.
Der Stand der Technik kennt keine geeignete Papiermaschine oder kein anwendbares Verfahren zum Herstellen von Papier, das zunächst Kopierpapiereigenschaften und einen guten Glanz und eine geeignete Porösität für ein Farbpulverdrucken hat. Des weiteren sind von den herkömmlichen Eigenschaften von Kopierpapier bedeutende Eigenschaften unter anderem die Eigenschaften der elektrischen Aufladung und der Widerstandsfähigkeit und der Maßstabilität. Es wird jedoch erwartet, dass der Bedarf an Papiersorten dieser Art in naher Zukunft zunimmt, so dass ein Verfahren und eine Papiermaschine zum Herstellen von derartigem Papier benötigt werden.
Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Papiermaschine zu schaffen, durch die es möglich ist, insbesondere ein Papier dieser Art mit geeignetem Glanz und geeigneter Porösität herzustellen.
Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend aufgeführten Aufgaben und jener, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert.
Erfindungsgemäß wird die Papierbahn als Lagen in der Richtung Z so ausgebildet, dass die erwünschten Verteilungen von Additiven und Füllstoffen in den verschiedenen Lagen in der Richtung Z in der Bahn erzielt werden. Die Bahn wird in zumindest einem Kalendrierspalt kalendriert, der die Porösität der Bahn vor dem Kalendrieren beibehält oder zumindest im Wesentlichen hält. Vorzugsweise wird die Bahn bei einem Schuhkalander kalendriert, der einen Langkalendrierspalt aufweist. Anschließende Kalendriervorgänge können bei der gleichen Kalendriervorrichtung oder bei separaten aufeinanderfolgenden Vorrichtungen ausgeführt werden.
Andererseits ist die Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 10 definiert.
Erfindungsgemäß sind der Stoffauflaufkasten und die Siebpartie der Papiermaschine so ausgebildet, dass die erwünschte Zusammensetzung an Lagen für das Papier in der Richtung Z erhalten wird. Der Kalander ist eine Kalendriervorrichtung, die die Porösität der Bahn vor dem Kalendrieren beibehält oder zumindest im Wesentlichen hält, beispielsweise eine Vorrichtung, die mit einem Langkalendrierspalt versehen ist, oder eine Vorrichtung, die mit einem Langkalendrierspalt versehen ist und in Übereinstimmung mit der Belastung gesteuert wird, vorzugsweise ein Schuhkalander.
Die angestrebte Porösität des Papiers, das in höchst geeigneter Weise mittels des Verfahrens und der Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist höher als 150 Bendtsen-Einheiten, gemessen in Übereinstimmung mit der Norm Scan-P 60:87, und der Glanz ist höher als 25 Hunter-Glanzeinheiten, gemessen gemäß dem Verfahren Tappi 4/80 M-90. Die Eigenschaften von Papier nach dem Stand der Technik, das für ein Mehrfarbdrucken weniger geeignet ist, sind unter anderem:

– Grundgewicht: 80 ... 200 g/m² (Gramm je Quadratmeter), typischerweise ungefähr 100 g/m²,
– Porösität: 150 ... 1200 Bendtsen, typischerweise 100 ... 350 Bendtsen
– Rauhigkeit: ungefähr 30 ... 100 Bendtsen, typischerweise ungefähr 50 Bendtsen,
– Dicke: 50 ... 200 Mikrometer, typischerweise ungefähr 100 Mikrometer,
– Glanz: 10 ... 20 Hunter 75°,
– nicht beschichtet, da beschichtetes Papier zu dicht ist, oder
– geringfügig (2 ... 6 Gramm pro Quadratmeter pro Seite) pigmentiert.

Somit ist gegenwärtig kein Verfahren für eine Herstellung eines Papiers bekannt, das mit der Kombination aus Porösität/Glanz versehen ist, die durch die vorliegende Erfindung vorgesehen ist.
In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung sind sämtliche herkömmliche Rohmaterialien von Feinpapier geeignet für eine Verwendung sowohl mit kurzen Fasern als auch mit langen Fasern, die aus allen Holzarten erhalten werden. Als Füllstoffe werden beispielsweise Karbonat und Talkum verwendet. Somit wird die Erfindung durch vorhandene Papierrohmaterialien umgesetzt, die an sich bekannt sind.
Wenn Papier erfindungsgemäß in einer an sich bekannten Weise hergestellt wird, werden die Additive, Retentionsmittel und Füllstoffe bei dem Papier als Lagen in der erwünschten Weise von dem Mehrlagenstoffauflaufkasten zu der Siebpartie aufgebracht, wobei durch diese Prozedur Versuche unternommen werden, eine chemische Ausbildung von Lagen in der Richtung Z vorzusehen. Wenn geeignete Additive und Füllstoffe verwendet werden, besteht annähernd kein Bedarf darin, auf die Verteilungen innerhalb der Lagen einzuwirken. Die Porösität des Papiers kann in der Siebpartie auch mittels der Retention unter Verwendung eines Retentionsmittels und Unterdrücken erzeugt werden, wobei diese Anwendung die Ausbildung von Porösität unterstützt. Jedoch ist es außerdem von Bedeutung, dass eine günstige Ausbildung erzielt wird. Der Former muss derart sein, dass er die Lagenausbildung, die erzeugt worden ist, nicht beschädigt. Beispielsweise ist ein Spaltformer für diesen Zweck geeignet, jedoch sind Former anderer Arten ebenfalls für die Anwendung zumindest in begrenztem Ausmaß geeignet. Im Hinblick auf die Verbesserung des Glanzes ist die erwünschte Verteilung von Füllstoffen im Wesentlichen U-förmig. Diese Form an Verteilung der Füllstoffe wird mittels der Ausbildung von Lagen in dem Papier erhalten. Somit wird in dieser Weise ein besserer Glanz nach dem Kalendrieren erhalten.
In der Pressenpartie wird eine Langspaltpresse wie beispielsweise eine Schuhpresse verwendet. Ein Langspalt ist für diesen Zweck besonders gut geeignet, da in ihm das Papier gleichmäßig kompakt gestaltet wird, während die Porösität gehalten wird. Somit wird in der Richtung Z eine gleichmäßige Verteilung der Dichte erzielt. Wenn beispielsweise eine Walzenpresse verwendet werden würde, würde die Oberfläche des Papiers in einem höheren Maße als an der Mitte kompakt gestaltet werden.
Bei dem Trocknen wird vorzugsweise ein Aufpralltrocken angewendet, welches die Porösität des Papiers beibehält, jedoch ist ein herkömmliches Zylindertrocknen für diesen Zweck ebenfalls geeignet.
Bei dem Oberflächenleimen und Pigmentieren wird das Filmübertragungsverfahren angewendet, wobei in diesem Fall das Papier poröser bleibt. In einem derartigen Fall wird eine gleichmäßige Lage an Beschichtungsmittel erhalten und die elektrische Aufladung an der Achse X/Y ist gleichmäßig. Bei Bedarf kann die Bahn auch vor dem Filmbeschichten vorkalendriert werden.
Als Kalander wird ein Kalander verwendet, der im Wesentlichen die Porösität der Bahn vor dem Kalendrieren beibehält, vorzugsweise ein Schuhkalander, wobei in diesem Fall die Porösität des Papiers gehalten wird und der Glanz und die Glätte auf die erwünschten Höhen gebracht werden kann. Als Langspaltkalander ist es ebenfalls möglich, einen sogenannten Riemenkalander anzuwenden. In Bezug auf einen Schuhkalander und auf eine Riemenkalander wird auf die Patentanmeldung FI 973 954 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung und auf den Stand der Technik verwiesen, auf den in dieser Patentanmeldung Bezug genommen wird. Außerdem sind beispielsweise die OptiLoad^TM-Kalander und Weichkalander für den erfindungsgemäßen Aufbau geeignet, jedoch ist deren Anwendung nicht in gleicher Weise vorteilhaft wie die Anwendung eines Schuhkalanders.
Bei Bedarf ist es möglich, ein Vorkalendrieren vor dem Beschichten in einer an sich bekannten Weise anzuwenden, um ein niedriges Ausmaß des Pigmentierens vorzusehen.
Ein wichtiger Teil bei der erfindungsgemäßen Papiermaschine ist der Stoffauflaufkasten und die Siebpartie, durch die die Ausbildung der Lagen erzeugt wird, und eine zweite wichtige Einheit ist der Kalander, wobei durch diese Einrichtungen das Halten der Porösität, die erzielt worden ist, und der erwünschte Glanz sichergestellt werden. Die Porösität und der Glanz und die anderen Eigenschaften der herzustellenden Papiersorte werden natürlich auch mittels der Oberflächenleimeinheit, der Pressenpartie und mittels des Trocknungsverfahrens beeinflusst. Es ist jedoch beobachtet worden, dass die Ausbildung an Lagen in der Bahn und das Kalendrieren einer korrekten Art die wesentlichen Faktoren sind.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten der Darstellungen allein streng begrenzt sein soll.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Papiermaschine zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt eine schematische Darstellung von einem Ausführungsbeispiel eines Kalanders für eine Papiermaschine der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Lösung des Kurzumlaufs für eine Papiermaschine der vorliegenden Erfindung.
Die 4A ... 4D zeigen schematische Darstellungen eines Vergleichs der Verteilung von Füllstoffen.
5 zeigt die Porösität des Papiers als eine Funktion des Trockengehalts des Papiers, wenn eine Walzenpresse oder eine Schuhpresse angewendet wird.
Die 6A ... 6D zeigen schematische Darstellungen der Effekte des Rakelbeschichtens und des Filmübertragungsbeschichtens von Papier.
7 zeigt die Luftdurchlässigkeit von beschichtetem Papier nach verschiedenen Beschichtungen.
8 zeigt den Effekt des Kalendrierens auf die Dichte des Papiers.
Das vorteilhafte Ausführungsbeispiel der Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, das in 1 gezeigt ist, weist zunächst einen Stoffauflaufkasten 100 auf, der in höchst geeigneter Weise ein Mehrlagenstoffauflaufkasten gemäß der Zeichnung ist. Diesem folgt die Siebpartie 200. Der Stoffauflaufkasten 100 und die Siebpartie 200 haben einen derartigen Aufbau, dass in der Richtung Z eine Struktur des Papiers, das aus Lagen besteht, und/oder eine erwünschte Verteilung von Additiven oder Füllstoffen in der Richtung Z erzielt wird/werden (siehe das Patent EP 0 651 092 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung). Wenn ein Retentionsmittel, das für den Zweck geeignet ist, und Unterdrücke bei der Siebpartie 200 angewendet werden, wird das Ausbilden der Porösität unterstützt. Es ist jedoch ebenfalls von Bedeutung, dass eine günstige Bahnbildung erzielt wird. Der Former 200 muss derart sein, dass er die Lagenausbildung, die erzeugt wird, nicht beschädigt. Der Spaltformer 250, der in der Zeichnung gezeigt ist, ist für diesen Zweck gut geeignet, jedoch sind Former anderer Arten ebenfalls für die Anwendung zumindest in eingeschränktem Maße geeignet. Gemäß der Zeichnung wird bei der Pressenpartie 300 eine Langspaltpresse verwendet, beispielsweise eine Schuhpresse 350, 360, und in dieser Weise werden Möglichkeiten zum Halten der Porösität bewirkt. Die Pressenpartie 300, die in der Zeichnung gezeigt ist, weist zwei Pressen 350, 360 auf. Eine Vorwärtstrockenpartie 400 besteht aus einem Aufpralltrockner 450 und einem herkömmlichen Zylindertrockner 460, der Trocknergruppen R₁..._N aufweist, die einen Einzelsiebzug anwendet. Zumindest eine der Trocknergruppen besteht aus einem Zylinder 420 mit einem großen Durchmesser, der in dem Fundamentraum angeordnet ist, und aus einer Aufpralltrockenanlage 422, die in Verbindung mit dem Zylinder 420 sitzt. Nach der Vorwärtstrockenpartie 400 befindet sich eine Filmleimpresse 500, der ein Nachtrockner 600, der aus Trocknergruppen R_J1, R_J2 besteht, die einen Einzelsiebzug anwenden, und außerdem ein Schuhkalander 700 und ein Aufroller 800 folgt.
Bei der in 1 gezeigten Papiermaschine läuft die Papierbahn W wie folgt. Aus dem Mehrlagenstoffauflaufkasten 100 wird der Ganzstoff in den Spalt zugeführt, der zwischen den Formerwalzen 210, 220 des Spaltformers 250 in der Siebpartie 200 ausgebildet ist, wobei von dem Spalt die Bahn zwischen den Sieben 215 und 216 über Wasserablaufvorrichtungen 230 weiter, während sie durch das Sieb 215 gestützt ist, zu der Pressenpartie 300 tritt. Die Pressenpartie 300 weist zwei Pressen 350 und 360 auf und an dem oberen Gewebe 315 der erste Presse tritt die Bahn W zwischen die Presswalzen 311, 310 der Pressen 350, während sie durch das untere Gewebe 316 gestützt ist. von dem unteren Gewebe 316 tritt die Bahn W zu dem oberen Gewebe 317 der folgenden Presse 360 und weiter zwischen dem oberen Gewebe 317 und dem unteren Gewebe 318 zwischen die Presswalzen 321, 320 der Presse 360. Jede Presse 350, 360 ist als eine Schuhpresse ausgebildet. von der Pressenpartie 300 tritt die Bahn W mittels eines Übertragungsgewebes 390, während ein Saugkasten 391 die Bahn W mit dem Gewebe in Kontakt hält, zu der Aufpralltrockeneinheit in der Trockenpartie 400, wobei bei dieser Einheit die Bahn W gestützt an dem unteren Gewebe 451 über die Aufpralltrockenanlage 450 in die Trocknergruppen R₁ ... R_N mit einem Einzelsiebzug in der Trockenpartie 400 läuft. Von den Zylindertrocknergruppen ist die Gruppe R₂ derart ausgebildet, dass sie einen Zylinder 420 mit großem Durchmesser aufweist, der in dem Fundament angeordnet ist, wobei in Verbindung mit diesem Zylinder ein Aufpralltrocknen 422 eingerichtet ist, wobei in der Trocknergruppe die Bahn gestützt an dem Sieb 425 läuft. Das Trocknungssieb der Trocknergruppen mit dem Einzelsiebzug ist mit dem Bezugszeichen 415 bezeichnet und die erwärmten Trocknungszylinder in der oberen Reihe sind mit dem Bezugszeichen 410 bezeichnet und die Umkehrzylinder oder Umkehrwalzen in der unteren Reihe sind mit dem Bezugszeichen 411 bezeichnet. Die Bahn W läuft mäanderartig von den Umkehrzylindern/Umkehrwalzen 411 in der unteren Reihe zu den erwärmten Trocknungszylindern 410 in der oberen Reihe, wobei an diesen Zylindern die Bahn W in direktem Kontakt mit der erwärmten Zylinderfläche ist. Danach tritt die Bahn W durch eine Messvorrichtung 490 zu einer Filmleimpresse 500, deren Walzen mit den Bezugszeichen 545 und 547 bezeichnet sind und deren Filmübertragungseinrichtungen mit den Bezugszeichen 548 und 549 bezeichnet sind. Über eine kontaktfreie Wendevorrichtung 580 tritt die Bahn W durch einen Infra-/Luftbahntrockner 590 zu einer Nachtrockenpartie 600, die zwei Trocknergruppen R_J1, R_J2 aufweist, die einen Einzelsiebzug anwenden und die Trocknungssiebe 651 und erwärmte Trocknungszylinder 610 und auch Umkehrzylinder/Umkehrwalzen 611 aufweisen. Nach der Nachtrockenpartie wird die Bahn entweder mit Wassernebel oder mit Dampf im Hinblick auf das Beseitigen eines möglichen Rollens mittels der Vorrichtung 650 befeuchtet. Danach tritt die Bahn W in einen Kalander 700, der als ein Schuhkalander ausgebildet ist, und seine Walzen sind mit den Bezugszeichen 750, 751 bezeichnet. Nach dem Kalander 700 tritt die Bahn W zu einem Aufroller, bei dem die Papierbahn W auf den Aufrolltrommeln 809, 810 des Aufrollers zu Papierrollen 811, 812 aufgerollt wird.
2 zeigt einen Schuhkalander, bei dem ein Langkalendrierspalt N zwischen einer heißen harten Walze 750 und einer Schuhwalze 751 ausgebildet ist. Die Schuhwalze 751 wiederum weist sowohl einen Pressschuh 724, der durch einen ortsfesten Balken 725 gestützt ist, als auch eine Kalendrierriemen 720 auf, der um den Pressschuh 724 und den Balken 725 tritt und als eine endlose Schleife ausgebildet ist. Mittels des Pressschuhs 724 wird die erforderliche Belastung in dem Spalt N erzeugt.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Lösung des Kurzumlaufs, bei dem drei Ganzstoffe bei unterschiedlichen Mischverhältnissen in die Einlassköpfe bei dem Mehrlagenstoffauflaufkasten 100 im Hinblick auf das Ausbilden der Lagen treten, von einem Mischbehälter 111 tritt der Ganzstoff in den Maschinenbehälter 112, von dem er durch eine Siebgrube 113 und durch ein Entfernen von Verunreinigungen 118 zu einer Entlüftung 114 tritt, wobei danach der Ganzstoff in drei Kanäle geteilt wird, wobei jeder von ihnen Pumpen 119 und 120 für sich allein hat. In den Ganzstoff können Retentionsmittel, Füllstoffe und Additive bei den erwünschten Verhältnissen an drei Punkten 115, 116, 117 treten, bevor der Ganzstoff in den Stoffauflaufkasten 100 tritt. In dieser Weise werden die erwünschten Lagen an Zusammensetzungen in der Richtung Z der Bahn erzeugt.
Die 4A ... 4D zeigen Verteilungen von Füllstoffen bei verschiedenen Papieren. Die 4A ... 4C zeigen Verteilungen von Füllstoffen bei Farbkopierpapieren, wobei in 4A der Füllstoffgehalt 8,8% beträgt, in 4B 13,2 beträgt und in 4C 8,7% beträgt. 4D zeigt eine Verteilung an Füllstoffen, die mit einem erfindungsgemäßen Aufbau bei einem Testlauf erhalten worden ist, wobei der Füllstoffgehalt 20% betrug, das Gewicht 97,9 g/m² betrug und die Herstellgeschwindigkeit 18 m/s betrug. Wie dies aus 4D hervorgeht, ist die erwünschte Verteilung an Füllstoffen U-förmig. In den 4A ... 4D gibt die vertikale Achse den Füllstoffgehalt in Prozent wieder und gibt die horizontale Achse den prozentualen Anteil beim Basisgewicht des Papiers wieder.
5 zeigt die Porösität des Papiers, die mit verschiedenen Pressen als eine Funktion des Trockengehalts erzielt wird. Die vertikale Achse gibt die Porösität als Bendtsen-Einheiten wieder und die horizontale Achse gibt den Trockengehalt des Papiers wieder. Die untere Kurve 31 ist mit einer Walzenpresse erzeugt worden und die oberen beiden Kurven 32, 33 sind mit einer Schuhpresse erzeugt worden, die in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Aufbau verwendet wurde. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist eine Schuhpresse im Hinblick auf die Porösität vorteilhaft. Mit dem gleichen Trockengehalt nach der Presse ist es mit einer Schuhpresse möglich, eine erheblich porösere Bahn als mit einer Walzenpresse zu erhalten; beispielsweise in dem Fall von 5, wenn der Trockengehalt 45% beträgt, sieht die Schuhpresse ein Papier vor, dessen Porösität 300 Bendtsen-Einheiten höher ist.
In den 6A ... 6D ist ein Rakelbeschichten, 6A, mit einem Beschichten, das mittels des Filmübertragungsverfahrens, 6B, ausgeführt wird, verglichen, und wie dies aus den 6C ... 6D hervorgeht, werden mit dem Filmübertragungsverfahren gleichmäßigere Beschichtungslagen 541 an dem Papier 542 vorgesehen. In 6A ist die Walze mit dem Bezugszeichen 543 bezeichnet und ist der Rakelbeschichter mit dem Bezugszeichen 544 bezeichnet, wobei die Papierbahn 542, die vorbeitritt, mittels des Rakelbeschichters 544 beschichtet wird.
6B zeigt eine Filmübertragungsanlage 500, bei der die Walzen mit den Bezugszeichen 545 und 547 bezeichnet sind, und wobei durch die Walzen 545, 547 ein Beschichtungsmittel von der Beschichtungsvorrichtung 546, 548 zu der Fläche der Papierbahn 542 übertragen wird.
In 7 ist mit der vertikalen Achse die Luftdurchlässigkeit des Papiers mit verschiedenen Beschichtungsprozeduren wiedergegeben; die Spalten 51A ... 51C zeigen einen Short-Dwell-Coater (Kurzzeitbeschichter), die Spalten 52A ... 52C zeigen einen Rakelbeschichter, die Spalten 53A ... 53C zeigen eine Düsenauftragseinrichtung und die Spalten 54A ... 54C zeigen ein Filmübertragungsverfahren. Der Buchstabe A bezieht sich auf 0% DIP, der Buchstabe B bezieht sich auf 40% und der Buchstabe C bezieht sich auf 60%. Wie dies aus der Zeichnung hervorgeht, sieht das Filmübertragungsverfahren die beste Porösität vor, die von einer gleichmäßigeren Lage an Beschichtungsmittel und von weniger ausgerichteten Partikeln herrührt. Bei dem Versuch wurde Offsetpapier mit 58 g/m² verwendet, wobei das Gewicht der Beschichtung 8 g/m² betrug. Die vertikale Achse gibt die Luftdurchlässigkeit nach Curley-Hill wieder und die Einheit ist Sekunden pro 100 Milliliter.
8 zeigt einen Vergleich des Kalendrierens und die horizontale Achse gibt die lineare Belastung wieder, wobei die Einheit kN/m ist, und die vertikale Achse gibt den Widerstand gegenüber Luft wieder, wobei die Einheit Sekunden pro 100 Milliliter ist. Der Feuchtigkeitsgehalt des bei dem Versuch verwendeten Papiers vor dem Kalendrieren betrug 4,1 ... 4,7% und der Endfeuchtigkeitsgehalt betrug 3,2 ... 4,1%. Wie dies aus 8 hervorgeht, ergaben sich bei Anwendung eines Schuhkalendrierens (die Kurven OptiDwell-Schuh 1 ... 2 Spalte, Temperaturen 160/200°C) keine Verluste im Hinblick auf die Porösität.
Vorstehend ist die vorliegende Erfindung lediglich unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben beschrieben, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten der Ausführungsbeispiele allein streng begrenzt sein soll.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Papier, in höchst geeigneter Weise zum Herstellen von glänzendem und porösem Papier für ein Farbpulverdrucken, wobei bei dem Verfahren Papier mittels einer Papiermaschine hergestellt wird, wobei bei dem Verfahren der Papierganzstoff aus dem Stoffauflaufkasten (100) in die Siebpartie (200) zugeführt wird, wobei bei der Siebpartie (200) Wasser aus der Papierbahn in beiden Richtungen abläuft, und wobei bei dem Verfahren die Papierbahn (W) von der Siebpartie (200) in die Pressenpartie (300) tritt, um Wasser aus der Papierbahn (W) herauszupressen, und bei dem nach der Pressenpartie (300) die Papierbahn (W) in der Trockenpartie (400) getrocknet wird, und bei der Beschichtungspartie (500) beschichtet/pigmentiert wird, bei einer Nachtrockenpartie (600) getrocknet wird und bei einem Kalander (600) kalendriert wird und bei einem Aufroller (800) aufgerollt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Additive, Retentionsmittel und Füllstoffe des Papiers zu der Siebpartie von einem Mehrlagenstoffauflaufkasten (100) zugeführt werden, wobei die Papierbahn (W) aus Lagen der Richtung Z so gestaltet wird, dass die erwünschten Verteilungen an Additiven und Füllstoffen bei den verschiedenen Lagen in der Richtung Z der Papierbahn (W) erhalten werden, die Papierbahn (W) bei zumindest einem Kalendrierspalt kalendriert wird, der die Porösität der Bahn vor dem Kalendrieren beibehält oder zumindest im Wesentlichen hält und mittels des Verfahrens ein Papier hergestellt wird, dessen Porösität 200 ... 1200 Bendtsen-Einheiten beträgt und dessen Glanz höher als 20 Hunter 75% ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn in einem Schuhkalander (700) kalendriert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spaltformer (250) bei der Siebpartie (200) angewendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Siebpartie (200) Retentionsmittel und ein Unterdruck angewendet werden, um das Ausbilden der Porösität zu unterstützen.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn (W) mittels eines Filmübertragungsverfahrens beschichtet wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Langspaltpressen bei der Pressenpartie (300) verwendet wird, um so die Porösität zu halten.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn (W) in der Trockenpartie (400) getrocknet wird, während ein Aufpralltrocknen (450, 422) angewendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine U-förmige Verteilung an Füllstoffen in der Papierbahn (W) mittels Lagen ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verfahrens ein Papier erzeugt wird, dessen Porösität 200 ... 500 Bendtsen-Einheiten beträgt und dessen Glanz höher als 25 Hunter 75° ist.
Papiermaschine, die für die Herstellung von glänzendem und porösem Papier für ein Drucken auf Farbpulverbasis höchst geeignet ist, wobei die Papiermaschine einen Stoffauflaufkasten (100), eine Siebpartie (200), eine Pressenpartie (300), eine Trockenpartie (400), eine Beschichtungspartie (500), eine Nachtrocknungspartie (600), einen Kalander (700) und einen Aufroller (800) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflaufkasten (100) ein Mehrlagenstoffauflaufkasten ist, der Stoffauflaufkasten (100) und die Siebpartie (200) derart ausgebildet sind, dass Additive, Retentionsmittel und Füllstoffe des Papiers von dem Stoffauflaufkasten zu der Siebpartie so zugeführt werden können, dass die erwünschten Lagen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen in der Richtung Z in dem Papier vorgesehen werden, der Kalander (700) eine Kalendriervorrichtung ist, die die Porösität der Papierbahn (W) vor dem Kalendrieren beibehält oder zumindest im Wesentlichen hält und die Papiermaschine so eingerichtet ist, dass sie Papier herstellt, dessen Porösität 200 ... 1200 Bendtsen-Einheiten beträgt und dessen Glanz höher als 20 Hunter 75° ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalendriervorrichtung (700) mit einem Langkalendrierspalt versehen ist.
Papiermaschine gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalendriervorrichtung (700) in Übereinstimmung mit der Belastung gesteuert wird und mit einem verlängerbaren Kalendrierspalt versehen ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalendriervorrichtung ein Schuhkalander (700) ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungspartie (500) auf ein Filmübertragungsverfahren gegründet ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenpartie (300) zumindest eine Langspaltenpresse (350; 360) aufweist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Former bei der Siebpartie (200) ein Spaltformer (250) ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Papiermaschine mit einem Kurzumlauf zum Aufbringen von Additiven und Füllstoffen als Lagen versehen ist.
Papiermaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenpartie (400) zumindest eine Aufpralltrockeneinheit (450; 422) aufweist.