EP0948678B1 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen eines mediums auf eine laufende materialbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum auftragen eines mediums auf eine laufende materialbahn Download PDF

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EP0948678B1
EP0948678B1 EP98961031A EP98961031A EP0948678B1 EP 0948678 B1 EP0948678 B1 EP 0948678B1 EP 98961031 A EP98961031 A EP 98961031A EP 98961031 A EP98961031 A EP 98961031A EP 0948678 B1 EP0948678 B1 EP 0948678B1
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EP
European Patent Office
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web
application
papermaking machine
wire
medium
Prior art date
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EP98961031A
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English (en)
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Ingolf Cedra
Albrecht Meinecke
Volker Schmidt-Rohr
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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    • D21H23/70—Multistep processes; Apparatus for adding one or several substances in portions or in various ways to the paper, not covered by another single group of this main group

Definitions

  • the invention relates to a method for application a liquid or pasty application medium on a running web of paper or Carton according to the preamble of claim 1 and one Paper machine with one to carry out the Method suitable device according to the Preamble of claim 14.
  • the prior art is, for example, US-A-5,152,872 known.
  • the screen wraps around in the order area a roller supporting the application process.
  • On the The side of the screen facing away from the rollers is located Fibrous web on.
  • the roller applicator touches the Fiber web in the looping area of the supporting Roller.
  • the roller applicator is one of three rollers existing device. It also comes in the gap between the actual application roller and the already wetted material web, during the removal process of the Application roller surface from the web surface to Roughen or pluck the Web surface. In this state of the art too applying a medium in a twin wire zone a wet section is not possible.
  • a similar application device - as above described - shows US-A-4,793,899.
  • the order is not in the wet section, but in the press section of a paper or board machine performed.
  • the application medium is a machine-wide jet from a commissioned work on a combined application and press roller applied. Only this roller transmits it Application medium on the material web. This too Construction causes a pick on the material web and also does not allow an order in the Twin wire zone of a paper machine.
  • US-A-5,622,599 is from the prior art known.
  • the spray application takes place in Area of the straight course of the sieve, in which there is a part Form a ripple across the direction of the wire can. This allows the spray application on the Material web surface (transverse to the direction of wire travel seen) take place irregularly.
  • This construction too does not include the order in a twin wire zone.
  • One of the spray applicator and the wetted Downstream roller touching material web also to the disadvantage of the above described plucking.
  • the object of the invention is therefore a method and to find a device in which a improved anchoring of the order medium on the Material web is reached so that their Printability improved and the technical effort reduced as far as possible compared to the previous solutions becomes.
  • the inventor has recognized that the application, for example, of a coating color with a suitable binder (or for example mineral fillers such as kaolin, clays, talc, zeolite, CaCO 3, TiO 2 etc.) in the twin-wire zone of the wet part of a paper or board machine is a good one Experienced anchoring with the material web. This can be explained by the fact that in the wet part the fibers are still relatively loose in relation to their final state after drying. Due to the dewatering pressure - caused by dewatering strips or by drawing on a curved sieve path - water is driven out of the fiber suspension.
  • a suitable binder or for example mineral fillers such as kaolin, clays, talc, zeolite, CaCO 3, TiO 2 etc.
  • the application medium is pressed through the sieve into the fiber structure by an application device under pressure, the medium hooks up with fibers of the material web surface. Since there is still some water inside the material web, the medium does not penetrate into the middle of the material web, but remains mainly in the outer layers. The result is a steep distribution of the medium in the z direction of the paper sheet (ie over the flat cross section), which significantly improves the printability.
  • An applicator is used as the application device in the twin wire zone.
  • This is a distribution pipe arranged transversely to the direction of wire travel with a slot nozzle also extending in this direction.
  • the medium is pressed out of the slot nozzle by pressure of 0.05 to 0.5 bar, preferably 0.1 to 0.4 bar. Because this applicator is arranged near or in the immediate vicinity of elements supporting the screen surface (for example drainage strips or rollers), a screen ripple extending transversely to the screen running direction is eliminated.
  • Such a smoothed screen surface allows the applicator to be positioned very close to the screen surface. It is even possible to place it directly on the screen surface.
  • the application weight (dry weight of the application medium) is between 1 and 10 g / m 2 per side, depending on the application.
  • the application described above can be done by a first Addition of aids to be supported have a surface-consolidating effect.
  • means include strength, Surface sizing, latex, and Polyvinyl alcohols. These funds are used together with the actual application medium or applied separately. A pre-dosage in the fiber before Headbox is also possible.
  • a main idea of the inventor is a remaining one Addition of aids in a range of Make paper machine in which the material web already has a higher dry content. This leads to a higher retention of the auxiliary substances in the Material web because of the higher dryness lower water flows out of the material web occur.
  • This job location is preferably behind the first press of the press section.
  • the initial Anchoring the application medium in the twin-wire zone of the wet part in connection with a final one leads another order with at least one aid to a better surface strength and thus to better print image uniformity. Furthermore becomes a reduced load on the water cycle the paper machine reached because the tools remain increasingly in the material web.
  • This combination of the split order can also an additional size press or a coating machine save on.
  • Fine fibers in the twin-wire zone of the wet part This also strengthens the surface Material web achieved.
  • the fiber fines are during drainage - mainly from the Surface of the material web - unwanted washed out. By returning the They are fiber fines in the layer Material web fed back from which it was lost went.
  • the one between the seven Fiber mat acts like a filter.
  • This Fine fibers can, for example, by White water fractionation recovered become.
  • a deflection device F for example one Forming roller
  • the sieves run in a wedge shape to and the fiber suspension is subsequently between including the seven.
  • the Deflection device F begins the twin-wire zone, the their end point at the roller S, for example one Sieve suction roller, finds.
  • Can in the twin-wire zone other drainage elements 7, 8, and 9 are located.
  • the drainage element 7 a drainage box with fixed Drainage strips.
  • the drainage box 7 are then generally compliant, compressible Drainage strips 9 arranged opposite one another.
  • the Drainage element 8 can be, for example so-called sieve suction box.
  • the area can also the twin-wire zone have a curved course.
  • applicators 5 placed on the screens 3 and 4 and 10 can already partially dewatered material web 38 through an application medium the sieves into the fiber structure of the material web be introduced.
  • This order medium can Coating color, thickness, surface solidifying media or also include fiber suspension.
  • the applicators 5 and 10 are in their construction known in the art. They consist of one Print room with the application medium that is in the Application direction a slot-shaped opening having.
  • the order facilities 14, 16 and 17 of the Press section 34 and also the later ones Application facilities in the dryer section directly the web surface can be straightened because the Material web 38 may already have one here has sufficient tensile strength and not constantly through Felt must be supported and therefore not by Felting or later drying screens is covered.
  • the Order facilities can be added from this point on the already mentioned applicators also in rows across be spray nozzles arranged in the direction of screen travel.
  • Another job location in the press section is the Press nip of the press 15.
  • second application medium can be applied. Through the Rotation of the press rolls is then the medium on the Transfer the web surface.
  • the material web 38 After the press section 34, the material web 38 by means of a likewise not shown Transfer device around the paper guide roller 37 to Dryer section 35 forwarded.
  • the Drying cylinder 18, 19, 20, the drying wire 27 and the Dryer screen suction rollers 26 felted in a single row above Drying group.
  • a suitable place for a Order device 36 to arrange In the area where the material web 38 lies open on the drying cylinder 18 - that means it is not covered by the dryer fabric 27 - is a suitable place for a Order device 36 to arrange, because here is the Material web supported by the drying cylinder 18. at the single-tier dryer group is only available once the opportunity on the drying cylinder opposite side of the material web 38 directly one Order. This is usually at the beginning or possible in the end.
  • the material web 38 When wrapping the Dry fabric suction roller 26, the material web 38 is on the outside on the drying wire 27 and is through the Supported roller body. This position is suitable also to attach another Application device 25 to solidify surfaces Apply media to the web surface.
  • the drying cylinders 21, 22, 23, 24, and the Dryer screens 29, 30 show a partially shown double-tier dryer group.
  • the order facilities can both in the beginning or end of the Dry group can be used in which the Material web still lies on the drying cylinder and is supported, as well as in the area where the Material web in the transition between two Drying cylinders is located in the area of the free Trains.
  • FIG. 2 shows one that differs from FIG Twin wire zone of a wet part shown.
  • the Material web 38 lies between the top wire 39 and the Lower sieve 40.
  • the arrow 41 indicates the direction of travel.
  • the web of material is only exemplary shown drainage elements 42 and 43 mutually drained.
  • a first Roller for example a forming roller FW
  • a first applicator 44 with its slit-shaped nozzle 45. Is a two-sided order desired in the wet end, in another from a second roller, here a SSW screen suction roller, supported twin-wire area another applicator 46 be arranged.
  • FIG. 2a Another embodiment of a twin wire zone Wet part is shown in Figure 2a.
  • Figure 2a is the double sieve, consists of the top sieve 39 and the Bottom sieve 40, the resulting between them Recognizes paper web 38.
  • the paper web 38 is in contrast to Figure 2, in which it for the better Detection of top and bottom sieves not separately is shown, shown in dashed lines.
  • the two sieves coming from the right, run over the first Sieve suction roller SSW1, one on the underside Applicator 44 is arranged which is a medium applies to the underside of the paper web 38.
  • the twin wire becomes the second wire suction roll SSW2 passed, which is wrapped from the side of the lower wire being, at the same time on the side of the top wire 39 a second application device 46 is arranged, which is a second medium on top of the Material web 38 applies.
  • the twin wire becomes the second wire suction roll SSW2 passed, which is wrapped from the side of the lower wire being, at the same time on the side of the top wire 39 a second application device 46 is arranged, which is a second medium on top of the Material web 38 applies.
  • the twin wire suction roll SSW2 turns the twin wire to one subsequent deflection roller brought up the top wire 39 lifts off the web of material, after which the emerging Paper web 38 lying on the lower sieve 40 is continued.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of the single-tier dryer group from Figure 1.
  • the Material web 38 moves after being wrapped around the Paper guide roller 37 to the drying cylinder 18.
  • the Drying wire guide roller 49 is arranged so high that one web side free on the cylinder surface rests. This creates enough space been that an order device 36 of Track surface can be assigned. For possible Contamination on the part of the application device 36 to fix the surface of the drying cylinder 18 this assigned a cleaning scraper 47.
  • the Application device 25 and possibly another Order device 48 act on the Surface facing the cylinder surface Material web 38.
  • On the left edge of Figure 3 is already the lower dryer fabric 30 and an associated one Dryer wire guide roller 50 of the following two-row To see dry group.
  • FIG. 4 shows an enlarged section of the double-row dryer group from Figure 1.
  • Die Material web 38 comes from the single-tier dryer group and first wraps around the drying cylinder 21.
  • Die Dryer screen guide roller 51 is arranged so high that the material web 38 partially open on the Cylinder surface of the drying cylinder rests.
  • a Application device 28 the order of the second Accomplished by the medium Drying cylinder 22 supported open area of the Material web 38 assigned.
  • In the free moves of the Web 38 between the upper and lower Cylinder row are further application devices 31, 32, 52 and 53 arranged.
  • you can order devices 52 and 53 are also used come.
  • the Application device 31 opposite one Assigned to order device 53.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn aus Papier oder Karton gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Papiermaschine mit einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die US-A-5,152,872 bekannt. Dort wird mittels eines Walzenauftragswerkes in einer Einsieb-Naßpartie direkt auf die Faserstoffbahn ein einseitiger Auftrag vorgenommen. Im Auftragsbereich umschlingt das Sieb eine den Auftragsvorgang stützende Walze. Auf der Walzen abgewandten Seite des Siebes liegt die Faserstoffbahn auf. Das Walzenauftragswerk berührt die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich der stützenden Walze. Das Walzenauftragswerk ist eine aus drei Walzen bestehende Vorrichtung. Außerdem kommt es in dem Spalt zwischen der eigentlichen Auftragswalze und der schon benetzten Materialbahn, beim Ablösevorgang der Auftragswalzen-Oberfläche von der Bahnoberfläche, zum Aufrauhen beziehungsweise zum Rupfen an der Bahnoberfläche. In diesem Stand der Technik ist auch ein Auftragen eines Mediums in einer Doppelsiebzone einer Naßpartie nicht möglich.
Eine ähnliche Auftragsvorrichtung - wie oben beschrieben - zeigt die US-A-4,793,899. Hier wird jedoch der Auftrag nicht in der Naßpartie, sondern in der Pressenpartie einer Papier- bzw. Kartonmaschine vorgenommen. Außerdem wird das Auftragsmedium mittels eines maschinenbreiten Strahles aus einem Auftragswerk auf eine kombinierte Auftrags- und Preßwalze aufgetragen. Erst diese Walze überträgt das Auftragsmedium auf die Materialbahn. Auch diese Konstruktion verursacht ein Rupfen auf der Materialbahn und erlaubt ebenfalls keinen Auftrag in der Doppelsiebzone einer Papiermaschine.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die US-A-5,622,599 bekannt. Dort wird mittels Sprühdüsen ein einseitiger Auftrag von oben her direkt auf die noch nasse Faserstoffbahn in der Siebpartie einer Papiermaschine vorgenommen. Der Sprühauftrag erfolgt im Bereich des geraden Siebverlaufes, in dem sich zum Teil quer zur Sieblaufrichtung eine Siebwelligkeit ausbilden kann. Dadurch kann der Sprühauftrag auf der Materialbahnoberfläche (quer zur Sieblaufrichtung gesehen) unregelmäßig erfolgen. Auch diese Konstruktion beinhaltet nicht den Auftrag in einer Doppelsiebzone. Eine dem Sprühauftragswerk und die benetzte Materialbahn berührende, nachgeschaltete Walze führt außerdem noch zu dem Nachteil des schon oben beschriebenen Rupfens.
In den noch nicht veröffentlichten Anmeldungen DE-A-197 47 091 und DE-U-297 23 289 wird eine Auftragsvorrichtung beschrieben, bei welcher das Auftragsmedium in einem von einer Walze unterstützten Bereich auf die noch nasse Materialbahn aufgebracht wird. Dabei kann die Materialbahn. sowohl zwischen zwei Sieben, als auch auf nur einem Sieb liegen. Ist die Materialbahnoberfläche von einem Sieb bedeckt, so führt die Auftragsvorrichtung beispielsweise durch das Sieb das Auftragsmedium der Materialbahnoberfläche zu. Ein weitere Auftragsmöglichkeit ist der Weg zum indirekten Auftragen auf die Materialbahn. Hier wird mit Hilfe des Auftragwerkes das Medium zunächst auf die das Sieb. stützende Walzenoberfläche aufgetragen. Durch die Rotation der Walze wird dann das Auftragsmedium durch das stützende Sieb hindurch der Materialbahnoberfläche zugeführt. Diese Auftragsmethode wird zum Beispiel angewandt, wenn die der Walze abgewandte Oberfläche der Materialbahn nicht durch ein Sieb bedeckt ist. Die Auftragsmedien können beispielsweise Streichfarbe, Stärke oder auch noch andere Stoffe sein.
Speziell für Heatset- und Coldset-Offsetdruck werden sehr hohe Papieroberflächenfestigkeiten verlangt. Beim Stand der Technik kommt es zu einer nur mäßigen Verankerung der Pigmentteilchen der Streichfarbe mit der Oberfläche der Materialbahn. Beim Drucken kommt es dann zum Rupfen auf der Materialbahnoberfläche, weil die Faser- und Pigmentpartikel oft stärker von der Druckfarbe gehalten werden, als von der Materialbahn. Teilweise kommt es dabei auch zum Stauben bzw. zur Delaminierung (das heißt zur Schichtentrennung) der Materialbahn. Die Folge ist eine nicht unerhebliche Druckbild-Ungleichmäßigkeit.
Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, bei dem eine verbesserte Verankerung des Auftragsmediums auf der Materialbahn erreicht wird, so daß sich ihre Bedruckbarkeit verbessert und der technische Aufwand gegenüber den bisherigen Lösungen möglichst verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Der Erfinder hat erkannt, daß das Aufbringen beispielsweise einer Streichfarbe mit geeignetem Bindemittel (oder zum Beispiel mineralische Füllstoffe wie Kaolin, Clays, Talkum, Zeolith, CaCO3, TiO2 usw.) in der Doppelsiebzone des Naßteiles einer Papier- bzw. Kartonmaschine eine gute Verankerung mit der Materialbahn erfährt. Dieses ist damit zu erklären, daß im Naßteil die Fasern zunächst im Verhältnis zu ihrem Endzustand nach der Trocknung noch relativ locker liegen. Durch den Entwässerungsdruck - verursacht durch Entwässerungsleisten oder durch Siebzug auf einer gekrümmten Siebbahn - wird verstärkt Wasser aus der Fasersuspension ausgetrieben. Wird in dieser Phase durch eine Auftragseinrichtung unter Druck das Auftragsmedium durch das Sieb hindurch in den Faserverband gepreßt, verhakt sich das Medium mit Fasern der Materialbahnoberfläche. Da sich im Innern der Materialbahn noch etwas Wasser befindet, dringt das Medium nicht bis in die Materialbahnmitte ein, sondern bleibt hauptsächlich in den äußeren Schichten. Die Folge ist eine steile Verteilung des Mediums in z-Richtung des Papierblattes (d.h. über den Plattquerschnitt), wodurch die Bedruckbarkeit wesentlich verbessert wird.
Als Auftragseinrichtung in der Doppelsiebzone wird ein Applikator verwendet. Dieses ist ein quer zur Sieblaufrichtung angeordnetes Verteilrohr mit einer sich ebenfalls in dieser Richtung erstreckenden Schlitzdüse. Das Medium wird durch Druck von 0,05 bis 0,5 bar - vorzugsweise mit 0,1 bis 0,4 bar - aus der Schlitzdüse ausgepreßt. Weil dieser Applikator nahe oder in unmittelbarer Nähe von die Sieboberfläche stützenden Elementen (zum Beispiel Entwässerungsleisten oder Walzen) angeordnet wird, wird eine, quer zur Sieblaufrichtung sich erstreckende, Siebwelligkeit eliminiert. Eine derart geglättete Sieboberfläche ermöglicht ein sehr nahes Positionieren des Applikators an der Sieboberfläche. Es ist sogar ein direktes Aufsetzen auf die Sieboberfläche möglich. Dieser so realisierbare gleichmäßige Abstand zwischen Applikator und Sieboberfläche bewirkt, beim Auftragen über die Maschinenbreite gesehen, homogene hydrodynamische Verhältnisse. Auf diese Weise wird eine hohe Gleichmäßigkeit des Auftrags quer zur Sieblaufrichtung erreicht. Das Auftragsgewicht (Trockenmasse des Auftragsmedium) beträgt je nach Einsatzfall zwischen 1 und 10 g/m2 je Seite.
Das oben beschriebene Auftragen kann durch eine erste Zugabe von Hilfsmitteln unterstützt werden, die eine oberflächenverfestigende Wirkung haben. Zu diesen Mitteln gehören zum Beispiel Stärke, Oberflächenleimungsmittel, Latex, und Polyvinylalkohole. Diese Mittel werden zusammen mit dem eigentlichen Auftragsmedium oder getrennt aufgebracht. Eine Vordosierung in den Faserstoff vor dem Stoffauflauf ist auch möglich.
Ein Hauptgedanke des Erfinders ist es, eine restliche Zugabe der Hilfsmittel in einem Bereich der Papiermaschine vorzunehmen, in dem die Materialbahn schon einen höheren Trockengehalt hat. Dies führt zu einer höheren Retention der Hilfsstoffe in der Materialbahn, weil durch den höheren Trockengehalt geringere Wasserströme aus der Materialbahn heraus stattfinden. Dieser Auftragsort liegt bevorzugt hinter der ersten Presse der Pressenpartie. Die initiale Verankerung des Auftragsmediums in der Doppelsiebzone des Naßteiles in Verbindung mit einem abschließenden weiteren Auftrag mit mindestens einem Hilfsmittel führt zu einer besseren Oberflächenfestigkeit und damit zu einer besseren Druckbildgleichmäßigkeit. Des weiteren wird eine verringerte Belastung des Wasserkreislaufes der Papiermaschine erreicht, weil die Hilfsmittel verstärkt in der Materialbahn verbleiben.
Diese Kombination des aufgeteilten Auftrages kann zudem eine zusätzliche Leimpresse oder eine Streichmaschine einsparen.
Als Auftragseinrichtung für die Hilfsstoffe sind der schon oben erwähnte Applikator oder auch Sprühdüsen denkbar.
Ein weiterer Gedanke des Erfinders ist der Auftrag von Faserfeinstoffen in der Doppelsiebzone des Naßteiles. Auch hierdurch wird eine Oberflächenverfestigung der Materialbahn erzielt. Die Faserfeinstoffe werden während der Entwässerung - vorwiegend aus der Oberfläche der Materialbahn - ungewollt herausgewaschen. Durch die Rückführung der Faserfeinstoffe werden sie der Schicht in der Materialbahn wieder zugeführt, aus der sie verloren gegangen sind. Die zwischen den Sieben sich befindende Fasermatte wirkt dabei wie ein Filter. Diese Faserfeinstoffe können beispielsweise durch Fraktionierung des Siebwassers wieder zurückgewonnen werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen zum ersten Verfahrensanspruch beziehungsweise zum ersten Vorrichtungsanspruch den verfahrensmätigen Verwendungen der Papiermaschine und in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen dargestellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Die Erfindung soll nachfolgend, anhand der Zeichnungen, näher erläutert werden. Es stellen dar:
Figur 1:
Teilansicht einer Papier- oder Kartonmaschine mit beispielhaften Anbringungsorten der Auftragseinrichtungen;
Figur 2:
Ausschnitt aus einer Doppelsiebzone einer Naßpartie;
Figur 2a:
Ausschnitt aus einer Doppelsiebzone einer Naßpartie (weiteres Ausführungsbeispiel);
Figur 3:
Ausschnitt aus einer einreihigen Trockengruppe;
Figur 4:
Ausschnitt aus einer zweireihigen Trockengruppe.
In der Figur 1 wird die Faserstoffsuspension mittels des Stoffauflaufes 1 zwischen die Siebe 3 und 4 ausgebracht (Maschinenfundament = 6). Auf dem Radius einer Umlenkeinrichtung F (beispielsweise einer Formierwalze) laufen die Siebe keilförmig aufeinander zu und die Fasersuspension wird nachfolgend zwischen den Sieben eingeschlossen. Hier erfolgt bereits eine erste Entwässerung der Fasersuspension und es bildet sich eine Fasermatte 38 (Materialbahn). Ab der Umlenkeinrichtung F beginnt die Doppelsiebzone, die ihren Endpunkt bei der Walze S, beispielsweise einer Siebsaugwalze, findet. In der Doppelsiebzone können sich noch weitere Entwässerungselemente 7, 8, und 9 befinden. So kann zum Beispiel das Entwässerungselement 7 ein Entwässerungskasten mit feststehenden Entwässerungsleisten sein. Dem Entwässerungskasten 7 sind dann im allgemeinen nachgiebige, anpreßbare Entwässerungsleisten 9 gegenüberliegend angeordnet. Das Entwässerungselement 8 kann beispielsweise ein sogenannter Siebsaugkasten sein. Auch kann der Bereich der Doppelsiebzone einen gekrümmten Verlauf aufweisen.
Durch auf die Siebe 3 und 4 aufgesetzte Applikatoren 5 und 10 (ggf. geringfügig beabstandet zu der Sieboberfläche), kann in die schon teilweise entwässerte Materialbahn 38 ein Auftragsmedium durch die Siebe hindurch in den Faserverband der Materialbahn eingebracht werden. Dieses Auftragsmedium kann Streichfarbe, Stärke, Oberflächen verfestigende Medien oder auch Faserfeinstoffsuspensionen beinhalten.
Um einen möglichst präzisen Einsatz der Applikatoren 5 und 10 zu gewährleisten, werden diese vorzugsweise in der Nähe von die Siebbahnen 3 und 4 berührenden und damit stützenden Elementen S, 7, 8 und 9 angeordnet. Durch die Stützung der Siebe wird eine möglicherweise quer zur Sieblaufrichtung verlaufende Oberflächenwelligkeit der Siebe weitestgehend vermieden.
Die Applikatoren 5 und 10 sind in ihrer Bauweise aus dem Stand der Technik bekannt. Sie bestehen aus einem Druckraum mit dem Auftragsmedium, der in der Ausbringungsrichtung eine schlitzförmige Öffnung aufweist.
Nach dem ersten Auftrag eines Auftragsmediums in der Naßpartie 33 wird die Materialbahn 38 über das Sieb 4 der Pressenpartie 34 zugeführt. Ein endloses Band 12 überführt die Materialbahn 38 zur Pressenpartie 34. Eine weitere - hier nicht dargestellte - Überführeinrichtung (beispielsweise eine Blaseinrichtung) leitet die Materialbahn 38 entweder in dem als durchgezogen oder als gestrichelt gezeichnete Linie dargestellten Verlauf durch eine erste Presse 13. Nun hat die Materialbahn 38 einen Trockengehalt, der einen weiteren Auftrag eines die Bahnoberfläche verfestigenden Mediums zuläßt.
Besonders vorteilhaft ist es ab diesem Zeitpunkt auch, daß die Auftragseinrichtungen 14, 16 und 17 der Pressenpartie 34 und auch die späteren Auftragseinrichtungen in der Trockenpartie direkt auf die Bahnoberfläche gerichtet werden können, da die Materialbahn 38 hier schon unter Umständen eine hinreichende Zugfestigkeit hat und nicht ständig durch Filze gestützt werden muß und damit auch nicht von Filzen oder später Trockensieben verdeckt ist. Die Auftragseinrichtungen können ab diesem Zeitpunkt neben den schon erwähnten Applikatoren auch reihenförmig quer zur Sieblaufrichtung angeordnete Sprühdüsen sein. Ein weiterer Auftragsort in der Pressenpartie ist der Preßspalt der Presse 15. Hier kann mittels einer Auftragseinrichtung auf die Preßwalzenoberfläche das zweite Auftragsmedium aufgetragen werden. Durch die Rotation der Preßwalzen wird dann das Medium auf die Materialbahnoberfläche übertragen.
Nach der Pressenpartie 34 wird die Materialbahn 38 mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Überführeinrichtung um die Papierleitwalze 37 herum zur Trockenpartie 35 weitergeleitet. Hierbei stellen die Trockenzylinder 18, 19, 20, das Trockensieb 27 und die Trockensiebsaugwalzen 26 eine einreihig oben befilzte Trockengruppe dar. In dem Bereich, wo die Materialbahn 38 offen auf dem Trockenzylinder 18 aufliegt - das heißt sie nicht durch das Trockensieb 27 abgedeckt ist - ist eine geeignete Stelle, um eine Auftragseinrichtung 36 anzuordnen, denn hier wird die Materialbahn durch den Trockenzylinder 18 gestützt. Bei der einreihigen Trockengruppe gibt es jeweils nur einmal die Gelegenheit auf der Trockenzylinder abgewandten Seite der Materialbahn 38 direkt einen Auftrag vorzunehmen. Dieses ist in der Regel am Anfang oder am Ende möglich. Bei der Umschlingung der Trockensiebsaugwalze 26 liegt die Materialbahn 38 außen auf dem Trockensieb 27 auf und ist durch den Walzenkörper gestützt. Diese Position eignet sich ebenfalls zur Anbringung einer weiteren Auftragseinrichtung 25, um Oberflächen verfestigende Medien auf die Bahnoberfläche aufzubringen.
Die Trockenzylinder 21, 22, 23, 24, und die Trockensiebe 29, 30, zeigen eine teilweise dargestellte zweireihige Trockengruppe. Hier kann man die Auftragseinrichtungen 28, 31 und 32 derart zwischen einem oberen und einem unteren Trockenzylinder anordnen, daß beide Materialbahnoberflächen immer wieder abwechselnd mit Auftragsmedien behandelt werden können. Die Auftragseinrichtungen können dabei sowohl im Anfangs- beziehungsweise Endbereich der Trockengruppe eingesetzt werden, in dem die Materialbahn noch auf dem Trockenzylinder aufliegt und damit gestützt ist, als auch in dem Bereich, wo die Materialbahn sich im Übergang zwischen zwei Trockenzylindern befindet, also im Bereich der freien Züge.
In der Figur 2 wird eine von der Figur 1 abweichende Doppelsiebzone eines Naßteiles gezeigt. Die Materialbahn 38 liegt zwischen dem Obersieb 39 und dem Untersieb 40. Der Pfeil 41 gibt die Laufrichtung an. Die Materialbahn wird durch die nur beispielhaft dargestellten Entwässerungselemente 42 und 43 wechselseitig entwässert. Auf dem Umfang einer ersten Walze (beispielsweise einer Formierwalze FW) befindet sich ein erster Applikator 44 mit seiner schlitzförmigen Düse 45. Ist ein zweiseitiger Auftrag in der Naßpartie gewünscht, so kann in einem weiteren, von einer zweiten Walze, hier einer Siebsaugwalze SSW, gestützten Doppelsiebbereich ein weiterer Applikator 46 angeordnet sein.
Eine weitere Ausführungsform einer Doppelsiebzone eines Naßteils ist in der Figur 2a gezeigt. In der Figur 2a ist das Doppelsieb, besteht aus dem Obersieb 39 und dem Untersieb 40, das zwischen sich die entstehende Papierbahn 38 trägt, zu erkennen. Die Papierbahn 38 ist im Gegensatz zur Figur 2, in der sie zum besseren Erkennen von Ober- und Untersieb nicht gesondert dargestellt ist, gestrichelt gezeigt. Die beiden Siebe verlaufen von rechts kommend über die erste Siebsaugwalze SSW1, an der auf der Unterseite eine Auftragsvorrichtung 44 angeordnet ist, die ein Medium auf die Unterseite der Papierbahn 38 aufbringt. Danach wird das Doppelsieb zur zweiten Siebsaugwalze SSW2 geleitet, die von der Seite des Untersiebes umschlungen wird, wobei gleichzeitig auf der Seite des Obersiebes 39 eine zweite Auftragsvorrichtung 46 angeordnet ist, die ein zweites Medium auf die Oberseite der Materialbahn 38 aufbringt. Anschließend an die zweite Siebsaugwalze SSW2 wird das Doppelsieb an eine nachfolgende Umlenkwalze herangeführt, die das Obersieb 39 von der Materialbahn abhebt, wonach die entstehende Papierbahn 38 auf dem Untersieb 40 aufliegend weitergeführt wird.
Die Figur 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung der einreihigen Trockengruppe aus der Figur 1. Die Materialbahn 38 bewegt sich nach der Umschlingung der Papierleitwalze 37 dem Trockenzylinder 18 zu. Die Trockensiebleitwalze 49 ist derart hoch angeordnet, daß eine Bahnseite frei auf der Zylinderoberfläche aufliegt. Dadurch ist ausreichend Platz geschaffen worden, daß eine Auftragseinrichtung 36 der Bahnoberfläche zugeordnet werden kann. Um mögliche Verschmutzungen seitens der Auftragseinrichtung 36 auf die Oberfläche des Trockenzylinders 18 zu beheben, ist dieser ein Reinigungsschaber 47 zugeordnet. Die Auftragseinrichtung 25 und eventuell eine weitere Auftragseinrichtung 48 beaufschlagen die der Zylinderoberfläche zugewandten Oberfläche der Materialbahn 38. Am linken Rand der Figur 3 ist schon das untere Trockensieb 30 und eine dazugehörige Trockensiebleitwalze 50 der nachfolgenden zweireihigen Trockengruppe zu sehen.
Die Figur 4 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung der zweireihigen Trockengruppe aus Figur 1. Die Materialbahn 38 kommt von der einreihigen Trockengruppe und umschlingt zunächst den Trockenzylinder 21. Die Trockensiebleitwalze 51 ist derart hoch angeordnet, daß die Materialbahn 38 zum Teil offen auf der Zylinderfläche des Trockenzylinders aufliegt. Eine Auftragseinrichtung 28, die den Auftrag des zweiten Mediums bewerkstelligt, ist dem durch den Trockenzylinder 22 gestützten offenen Bereich der Materialbahn 38 zugeordnet. In den freien Zügen der Materialbahn 38 zwischen der oberen und der unteren Zylinderreihe sind weitere Auftragseinrichtungen 31, 32, 52 und 53 angeordnet. Dabei sind die Auftragseinrichtungen 31 und 32 unterschiedlichen Materialbahnoberflächen zugeordnet. Alternativ können auch die Auftragseinrichtungen 52 und 53 zum Einsatz kommen. In diesem Beispiel ist, zur Vermeidung von zusätzlichen Zugspannungen in der Materialbahn 38, der Auftragseinrichtung 31 gegenüberliegend eine Auftragseinrichtung 53 zugeordnet.
Die oben beschriebenen Anordnungen der Auftragseinrichtungen sind sowohl für den nur einseitigen Auftrag, als auch für den zweiseitigen Auftrag auf die Materialbahn denkbar.
Bezugszeichenliste
1
Stoffauflauf
2
Siebleitwalze
3
Sieb
4
Sieb
5
Auftragseinrichtung (Applikator)
6
Papiermaschinenfundament
7
Entwässerungselement (Entwässerungskasten)
8
Entwässerungselement (Siebsaugkasten)
9
Entwässerungselement (Entwässerungsleisten)
10
Auftragseinrichtung (Applikator)
11
Siebleitwalze
12
endloses Band
13
erste Presse
14
Auftragseinrichtung (Applikator)
15
Auftragseinrichtung (Presse)
16
Auftragseinrichtung (Applikator)
17
Auftragseinrichtung (Applikator)
18
Trockenzylinder
19
Trockenzylinder
20
Trockenzylinder
21
Trockenzylinder
22
Trockenzylinder
23
Trockenzylinder
24
Trockenzylinder
25
Auftragseinrichtung (Applikator)
26
Trockensiebsaugwalze
27
Trockensieb
28
Auftragseinrichtung (Applikator)
29
Trockensieb
30
Trockensieb
31
Auftragseinrichtung (Applikator)
32
Auftragseinrichtung (Applikator)
33
Naßpartie
34
Pressenpartie
35
Trockenpartie
36
Auftragseinrichtung (Applikator)
37
Papierleitwalze
38
Materialbahn
39
Obersieb
40
Untersieb
41
Laufrichtung
42
Entwässerungselement
43
Entwässerungselement
44
Auftragseinrichtung (Applikator)
45
schlitzförmige Düse
46
Auftragseinrichtung (Applikator)
47
Reinigungsschaber
48
Auftragseinrichtung (Applikator)
49
Trockensiebleitwalze
50
Trockensiebleitwalze
51
Trockensiebleitwalze
52
Auftragseinrichtung (Applikator)
53
Auftragseinrichtung (Applikator)
F
Umlenkeinrichtung (Formierwalze)
S
Siebsaugwalze
FW
Formierwalze
SSW
Siebsaugwalze

Claims (24)

  1. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn (38) aus Papier oder Karton,
    1.1 wobei in einer Doppelsiebzone eines Naßteiles (33) einer Papiermaschine die Materialbahn (38) gebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    1.2 daß in dieser Doppelsiebzone mindestens einseitig mittels einer Auftragseinrichtung (5, 10) ein flüssiges oder pastöses Auftragsmedium auf die Materialbahn (38) aufgetragen wird und
    1.3 daß nach einem ersten Preßelement (13) einer Pressenpartie (34) der Papiermaschine mittels mindestens einer Auftragseinrichtung (14, 15, 16, 17, 25, 28, 31, 32, 36, 48, 52, 53) ein weiteres flüssiges oder pastöses Auftragsmedium auf die Materialbahn (38) aufgetragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Auftrag am Ende der Pressenpartie (34) erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Auftrag innerhalb der Trockenpartie (35) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Auftragsmedium eine Pigmentsuspension enthält.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Auftragsmedium oberflächenverfestigende Hilfsmittel enthält.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auftragsmedium oberflächenverfestigende Hilfsmittel enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenverfestigenden Hilfsmittel Latex oder Polyvinylalkohole oder Stärke sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragszone in der Doppelsiebzone durch siebführende Elemente (S, F, 7, 8, 9, FW, SSW) gestützt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragszone durch mindestens eine Walze (F, S, FW, SSW) gestützt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragszone durch mindestens ein nichtrotierendes Element (7, 8, 9) gestützt wird.
  11. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 oder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium Bestandteile aus dem Siebwasser enthält.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium eine Faserfeinstoffsuspension ist.
  13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium durch Fraktionierung aus den Siebwasserströmen gewonnen wird.
  14. Papiermaschine mit einer Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn (38) aus Papier oder Karton, wobei
    14.1 ein Naßteil (33) der Papiermaschine eine Doppelsiebzone aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    14.2 daß in dieser Doppelsiebzone mindestens einseitig auf der der Materialbahn (38) abgewandten Seite eines Siebes (3, 4, 39, 40) eine Auftragseinrichtung (5, 10, 44, 46) angeordnet ist und
    14.3 daß nach einem ersten Presselement (13) einer Pressenpartie (34) der Papiermaschine mindestens eine weitere Auftragseinrichtung (14, 15, 16, 17, 25, 28, 31, 32, 36, 48, 52, 53) vorgesehen ist, die direkt der Materialbahn (38) zugewandt ist.
  15. Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Doppelsiebzone mindestens eine weitere Auftragseinrichtung (5, 10) angebracht ist.
  16. Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Auftragseinrichtung (14, 15, 16, 17) in der Pressenpartie (34) angeordnet ist.
  17. Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Auftragseinrichtung (25, 28, 31, 32, 36, 48, 52, 53) in der Trockenpartie (35) angeordnet ist.
  18. Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung (5, 10) in der Naßpartie (33) Applikatoren sind.
  19. Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragseinrichtung (14, 16, 17, 25, 28, 31, 32, 36, 48, 52, 53) in der Pressenpartie (34) bzw. Trockenpartie (35) Applikatoren, Sprühdüsen oder Preßwalzen (15) sind.
  20. Verfahren zur Verwendung einer Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Auftragseinrichtung (5, 10, 14, 16, 17, 36, 25, 28, 31, 32, 44, 46, 48, 52, 53) zwischen 0,05 und 0,5 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,4 bar, liegt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20 zur Verwendung einer Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, das der Feststoffgehalt der Materialbahn 38 am Ende der Doppelsiebzone zwischen 5% und 50%, vorzugsweise zwischen 8% und 17%, beträgt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21 zur Verwendung einer Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsgewicht des ersten Auftragsmediums je Materialbahnoberfläche zwischen 1 und 10 g/m2 Trockengewicht liegt.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22 zur Verwendung einer Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Auftragsmedium aus einer Streichfarbe oder mineralischen Füllstoffen wie Kaolin, Clays, Talkum, Zeolith, CaCO3 oder TiO2 besteht.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23 zur Verwendung einer Papiermaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auftragsmedium aus Stärke, Oberflächenleimungsmitteln, Latex oder Polyvinylalkoholen oder optischen Aufhellern besteht.
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