EP0856607A2 - Mehrschichtiges Papier - Google Patents

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EP0856607A2
EP0856607A2 EP97122892A EP97122892A EP0856607A2 EP 0856607 A2 EP0856607 A2 EP 0856607A2 EP 97122892 A EP97122892 A EP 97122892A EP 97122892 A EP97122892 A EP 97122892A EP 0856607 A2 EP0856607 A2 EP 0856607A2
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EP
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paper
layer
top coat
coat
fiber
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EP97122892A
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Rüdiger Dr. Kurtz
Kurt Hack
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Voith Patent GmbH
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Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/66—Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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    • D21F11/02—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the Fourdrinier type
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/24—Addition to the formed paper during paper manufacture

Definitions

  • the invention relates to a multilayer paper and to a method and a device for the production of this multi-layer paper according to the preamble of the first Claim and claims 4 and 9.
  • Packaging papers are currently trying to produce papers that are used in its Z axis (axis perpendicular to the surface) with respect to its fiber and Solid concentration have a strong dependence on depth. So on the one hand tries low-quality materials with the help of multi-layer headboxes (Waste paper base) in the middle layer of the paper and the high quality respectively expensive materials only on the outer layers or an outer layer where they essentially determine the quality of the paper, and so on For example, to be suitable for printability.
  • Waste paper base multi-layer headboxes
  • Another process uses several headboxes (secondary headboxes) with which individual layers of paper with different properties are applied in succession to one or more Fourdrinier sieves, creating a multi-layer paper that consists of a high-quality, mostly bleached, printable cellulose layer on at least one side (e.g. White Top Liner ").
  • second headboxes with which individual layers of paper with different properties are applied in succession to one or more Fourdrinier sieves, creating a multi-layer paper that consists of a high-quality, mostly bleached, printable cellulose layer on at least one side (e.g. White Top Liner ").
  • the object of the invention is to produce a new product which is simpler and cheaper To create (paper) which has a better surface in terms of its printability offers.
  • a second object of the invention is to develop a method and a device with which a reduction of the drainage energy is possible and only one requires little mechanical effort.
  • top layer not a paper layer consisting of expensive raw materials, but one Contains dash.
  • the inventors have recognized that existing paper manufacturing machines with the solution according to the invention for single-ply papers in a simple way on a two-ply Product (single-ply paper and top coat) are convertible and surprising Way the above desired properties can be achieved.
  • a method for producing a paper or cardboard is used at least one, in particular white top layer, not containing paper fibers proposed, a fiber layer with a headbox and a subsequent Shaper or Fourdrinier wire is produced.
  • the fiber layer is at least a press section and then a drying section. It can the wet and / or the dryer section with a glue or film press or another Be equipped.
  • At least one stroke is made with the help of a coater or applied to a film press, which gives the paper the top layer (top layer) with the special properties, such as good printability or a special one Appearance e.g. marbled (mottled), gives.
  • the process can be an on-line or an off-line process.
  • At least one coating device can be installed between the wet end and the winding machine without changing the machine concept, i.e. the existing paper machine, in order to replace the running paper or cardboard web with the top coat instead of the previous, more expensive one white "- fiber layer (paper layer).
  • the top coat can be used as a single or multiple stroke or applied without intermediate drying.
  • the fibrous layer which according to the invention contains no expensive bleached raw materials, can best be covered with the top coat.
  • the top coat (single or multiple coat) can consist only of color, the color in turn consisting of additives, pigments and binders which are suspended in liquid (preferably water).
  • the top coat can also contain fiber in addition to the color.
  • the properties (solids content, application quantity, composition, Viscosity, pigment size etc.) of the top coat according to the chosen one Commissioned work can be set so that, for example, a homogeneous or marbled impression. This look can of course also with a doctor element as an application element, which has a special defined surface has to be generated.
  • the paper provided with the top coat can then still be known Be smoothed in smoothing devices with hard nip; with hard hot Nip; Soft nip; or hot soft nip or any combination of these.

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  • Paper (AREA)

Abstract

Auf ein mehrschichtiges Papier, welches aus einer ungebleichten oder auf Altpapierbasis hergestellten Faserstoff-Grundschicht und einer Deckschicht besteht, wird erfindungsgemäß anstelle einer

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Papier sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dieses mehrschichtigen Papiers gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruches sowie des Anspruches 4 und 9.
Bei der Herstellung von Papieren mit spezifischen Anwendungsprofilen, insbesondere Verpackungspapiere wird derzeit unter anderem versucht Papiere herzustellen, die in ihrer Z-Achse (senkrecht zur Oberfläche stehende Achse) bezüglich ihrer Faser- und Feststoffkonzentration eine starke Abhängigkeit von der Tiefe besitzen. So wird einerseits versucht mit Hilfe von Mehrschichtstoffaufläufen geringwertige Materialien (Altpapierbasis) in die Mittelschicht des Papiers einzulagern und die hochwertigen beziehungsweise teuren Materialien nur auf den Außenschichten oder einer Außenschicht aufzubringen, wo sie im wesentlichen die Güte des Papiers bestimmen, um so zum Beispiel für die Bedruckbarkeit geeignet zu sein.
Auf die EP 0 651 092 A1 wird verwiesen. In dieser Schritt wird ein Mehrschichtenstoffauflauf, beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Papiers dargestellt, mit dem es möglich ist, die Stoffsuspension der äußeren Schichten gezielt mit den gewünschten Materialien anzureichern und damit dem gewünschten Profil der Konzentration über die Z-Achse (Smily-Profil = in der Mitte geringe und an den Rändern hohe Konzentration) möglichst nahe zu kommen um auf der Oberseite des Papiers eine möglichst weiße und gut bedruckbare Oberfläche zu erhalten.
Ein anderes Verfahren benutzt mehrere Stoffaufläufe (Sekundärstoffaufläufe) mit denen hintereinander einzelne Papierlagen mit unterschiedlichen Eigenschaften auf ein oder mehrere Langsiebe aufgetragen werden und so ein mehrlagiges Papier entsteht, das auf mindestens einer Seite aus einer hochwertigen, meistens gebleichten bedruckbaren Zellstofflage besteht (
Figure 00010001
z.B. White Top Liner").
Allen oben genannten Verfahren haftet das Problem an, daß bei der Schichten- bzw. Lagenbildung sehr viel Entwässerungsenergie notwendig ist und andererseits der maschinelle Aufwand zur Herstellung erheblich ist.
Vor allem aber gehen alle oben genannten Verfahren davon aus, als Rohstoff teuren gebleichten Zellstoff oder deinkten Faserstoff zu verwenden.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß derzeit viele Papiermaschinen in Betrieb sind, die bezüglich ihrer Qualität des hergestellten Papiers den heutigen Anforderungen nicht mehr genügen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues einfacher und billiger herzustellendes Produkt (Papier) zu schaffen, welches hinsichtlich seiner Bedruckbarkeit eine bessere Oberfläche bietet.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen eine Reduktion der Entwässerungsenergie möglich ist und nur einen geringen maschinellen Aufwand erfordert.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 (Papier), 4 (Verfahren) und 9 (Vorrichtung) gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein solches Papier vorgeschlagen, das als Topschicht (Deckschicht) keine aus teuren Rohstoffen bestehende Papierlage, sondern einen Deckstrich enthält.
Die Erfinder haben erkannt, daß mit der erfindungsgemäßen Lösung bestehende Papierherstellungsmaschinen für einlagige Papiere auf einfache Weise auf ein zweilagiges Produkt (einlagige Papierlage und Deckstrich) umrüstbar sind und in überraschender Weise die obengenannten gewünschten Eigenschaften erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers oder Kartons mit mindestens einer nicht Papierfasern enthaltenen, insbesondere weißen Deckschicht vorgeschlagen, wobei eine Faserstofflage mit einem Stoffauflauf und einem anschließenden Former oder Langsieb erzeugt wird. Die Faserstofflage wird mit mindestens einer Pressenpartie und einer anschließenden Trockenpartie getrocknet. Dabei kann die Naß- und/oder die Trockenpartie mit einer Leim- oder Filmpresse oder einem anderen Coater ausgerüstet sein. Mindestens ein Strich wird mit Hilfe eines Coaters oder einer Filmpresse aufgetragen, der dem Papier die Oberschicht (Topschicht) mit den besonderen Eigenschaften, wie zum Beispiel der guten Bedruckbarkeit oder einem besonderen Aussehen z.B. marmoriert (mottled), verleiht.
Das Verfahren kann ein on-line- oder ein off-line-Verfahren sein.
In eine bestehende Papiermaschine zur Herstellung von Papier- oder Kartonbahnen kann ohne Änderung des Maschinenkonzeptes, also der bestehenden Papiermaschine, zwischen Naßpartie und Wickelmaschine wenigstens eine Streichvorrichtung eingebaut werden, um die laufende Papier- oder Kartonbahn mit dem Deckstrich anstelle der bisherigen teureren weißen" - Faserstoffschicht (Papierlage) zu versehen.
Wie oben schon erwähnt, kann der Deckstrich als Einfach- oder Mehrfachstrich mit oder ohne Zwischentrocknung aufgebracht werden.
Als vorteilhaftes Gesamt-Strichgewicht hat sich dabei 1 bis 25 g/m2 herausgestellt.
Die, erfindungsgemäß keine teuren gebleichten Rohstoffe enthaltende Faserstofflage läßt sich bestens mit dem Deckstrich abdecken. Der Deckstrich (Einfach- oder Mehrfachstrich) kann zum einen nur aus Farbe bestehen, wobei die Farbe wiederum aus Additiven, Pigmenten und Binder besteht, die in Flüssigkeit (vorzugsweise Wasser) suspendiert sind.
Zum anderen kann der Deckstrich zusätzlich zur Farbe noch Faserstoffanteile enthalten.
Falls gewünscht, können die Eigenschaften (Feststoffgehalt, Auftragsmenge, Zusammensetzung, Viskosität, Pigmentgröße etc.) des Deckstriches entsprechend dem gewählten Auftragswerk so eingestellt werden, daß beispielsweise ein homogener oder marmorierter Eindruck entsteht. Dieses Aussehen kann selbstverständlich auch mit einem Rakelelement als Auftragsorgan, welches eine besondere definierte Oberfläche aufweist, erzeugt werden.
Das mit dem Deckstrich versehene Papier kann anschließend noch in an sich bekannter Weise geglättet werden in Glätteinrichtungen mit hartem Nip; mit hartem heißen Nip; Soft-Nip; oder heißem Soft-Nip oder beliebigen Kombinationen daraus.
Der optimalsten Glätteffekte werden dabei in einer Glätteinrichtung erzielt, die einen sogenannten Breit-Nip aufweist.
Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung sind:
  • Aufgrund der nicht mehr notwendigen Entwässerung der Topschicht reduziert sich der Energiebedarf bei der Entwässerung und Trocknung.
  • Die Materialkosten sind reduziert, da das aufgetragene Streichmedium billiger als der Faserstoff ist.
  • Der maschinelle Aufwand zur Herstellung des Papiers ist geringer, da ein einfacher Stoffauflauf mit einem nachfolgenden Coater (z.B. Bladecoater, Speedcoater, Speedsizer, SDTA, Freistrahldüsenauftragswerk) für das direkte oder indirekte Streichen genügt.
  • Das hergestellte Produkt zeichnet sich durch eine höhere Lagenfestigkeit (Spaltfestigkeit) aus, da hier der bei einem Mehrlagenpapier notwendige Gautschprozeß entfällt.
  • Mit Hilfe des Streichmediums kann dem Produkt sehr einfach eine sehr gute optische Eigenschaft und Bedruckbarkeit mitgegeben werden.
  • Die optische Dichte der Deckschicht ist größer als die einer weißen Faserstofflage und kann homogener aufgetragen werden.

Claims (11)

  1. Mehrschichtiges Papier bestehend aus einer ungebleichten oder auf Altpapierbasis hergestellten Faserstoff-Grundschicht und einer Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier anstelle einer
    Figure 00050001
    weißen" Faserdeckschicht eine Deckschicht in Form eines weißen oder farbigen Deckstriches aufweist.
  2. Mehrschichtiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier einen homogenen Deckstrich aufweist.
  3. Mehrschichtiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier einen inhomogenen, marmoriert, streifig oder flammig ausgeführten Deckstrich aufweist.
  4. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Papieres, insbesondere Verpackungspapieres mit mindestens einer Schicht als Decke, mit den folgenden Verfahrensschritten:
    Erzeugen einer Faserstofflage mit einem Stoffauflauf und anschließendem Former oder Langsieb
    Trocknen der Faserstofflage mit mindestens einer Pressenpartie und einer anschließenden Trockenpartie,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstofflage ohne zusätzliche gebleichte Zellstoffdecklage erzeugt wird und dieselbe in wenigstens einer Streichstation mit einem Deckstrich versehen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstrich keine Faserstoffanteile sondern nur Farbe (Additive, Pigmente und Binder, die in Flüssigkeit vorzugsweise Wasser suspendiert sind), enthält.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstrich Faserstoffanteile und Farbe enthält.
  7. Verfahren nach einen der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstrich als Einfachstrich oder Mehrfachstrich mit oder ohne Zwischentrocknung aufbringbar ist, wobei das Strichgewicht des Gesamt-Deckstriches 1 bis 25 g/m2 beträgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Deckstrich versehene Papier geglättet wird.
  9. Vorrichtung zum Aufbringen eines Deckstriches auf ein gemäß Anspruch 4 bis 7 hergestelltes Papier gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstrich mit wenigstens einem an sich bekannten Auftragswerk, wie Filmauftragswerk, SDTA, LDTA, JetFlow F entsprechend der gewünschten Abdeckung aufbringbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auftragswerk mit einem Rakelelement vorgesehen ist, welches mit einem definierten Oberflächenmuster zur Erzeugung einer marmorierten, streifigen oder beispielsweise flammigen Abdeckschicht versehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Auftragswerk im Naßbereich und/oder im Trockenbereich und/oder nach dem Trockenbereich innerhalb der Papiermaschine angeordnet ist.
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