EP1811083A1 - Mattsatinage - Google Patents

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EP1811083A1
EP1811083A1 EP06124197A EP06124197A EP1811083A1 EP 1811083 A1 EP1811083 A1 EP 1811083A1 EP 06124197 A EP06124197 A EP 06124197A EP 06124197 A EP06124197 A EP 06124197A EP 1811083 A1 EP1811083 A1 EP 1811083A1
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heated
nip
fibrous web
elastic
smoothing
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Ulrich Rothfuss
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0233—Soft rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for matting a paper, cardboard or other fibrous web in a machine for producing and / or finishing the same at the at least one side of the fibrous web provided by a coating unit with a coating and the fibrous web then by at least a heated nip is performed.
  • Coated fibrous webs are usually smoothed with soft calenders.
  • the problem is to produce a suitable for printability smoothness, without making the surface to shiny.
  • the object of the invention is therefore to improve the smoothness of Mattatinatin.
  • this object is achieved in that the calendering nip is extended, the line force in the heated nip is above 300 N / mm and a pressing surface of the heated nip is heated to a temperature between 90 and 130 ° C.
  • the temperature in the nip is much higher than is otherwise found in the matte finish. Surprisingly, it turned out that the Higher temperature in connection with the longer residence time has a positive effect on the smoothness, but not on the same extent on the gloss.
  • the length of the heated nip should be between 40 and 90 mm.
  • the heated pressing surface should be formed for simplicity by a heated smoothing roll.
  • the pressing surface opposite the heated pressing surface should be designed as a roll with an elastic cover or as a shoe press roll.
  • the flexible roll shell of the shoe press roll should have a hardness of less than 95 Shore (A) at least on the surface in order to protect the fibrous web.
  • both sides of the fibrous web should be provided with a coating by the coater.
  • the heated pressing surfaces of the heated nip should be placed on different sides of the fibrous web.
  • the fibrous web runs through a heated, extended nip and an elastic smoothing nip, wherein the elastic nip is formed by two pressing surfaces, at least one of which has an elastic cover.
  • the elastic nip should be formed by two press rolls, at least one of which has an elastic cover.
  • the elastic cover also results in an extension of the calendering nip.
  • two press rolls offer the advantage that in particular the fibrous web thickness can be profiled in the elastic nip.
  • the elastic smoothing nip is arranged before or after the heated calendering nip.
  • Tappi 75 is a method for measuring the reflection gloss of the paper at 75 ° according to the test method Tappi T480.
  • the fibrous web 1 is painted on both sides during the passage of a coating unit 2 before satining. This forms the basis for a substantial improvement in surface properties.
  • the fibrous web 1 is passed through a first, heated and extended nip.
  • This smoothing gap is formed by a heated, cylindrical and below the fibrous web 1 arranged smoothing roll 4 and an upper shoe press roll 3.
  • the shoe press roll 3 has a flexible roll shell 7 which is pressed by a pressing element 8 with concave pressing surface for smoothing roll 4.
  • the roll shell 7 is sufficiently soft with a hardness of less than 95 Shore (A) to not affect the surface of the fibrous web 1.
  • the concave pressing surface extends the smoothing gap to a length between 40 and 90 mm. Because of the thus resulting, longer residence time of the fibrous web 1 in the calendering nip, the line force can be increased to values above 300 N / mm without the risk of an excessive reduction in volume.
  • the temperature of the roll shell of the heated smoothing roll 4 is between 90 and 130 ° C and, in conjunction with the long residence time for a significant improvement in the smoothness.
  • a second heated and extended smoothing gap follows thereupon.
  • the heated smoothing rolls 4 are arranged on different sides of the fibrous web 1.
  • the heated smoothing gap in the web running direction 9 is followed by an elastic calendering nip.
  • This elastic smoothing nip is formed by two press rollers 5,6 with an elastic roll cover. Due to the elasticity of the roll covers, here too an extended smoothing gap arises.
  • This elastic smoothing gap is associated with a smoothing gap with shoe press roll with less effort.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Mattsatinieren einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben bei dem zumindest eine Seite der Faserstoffbahn (1) von einem Streichaggregat (2) mit einer Beschichtung versehen und die Faserstoffbahn (1) anschließend durch wenigstens einen beheizten Glättspalt geführt wird. Dabei soll die Glätte der Faserstoffbahn (1) bei vergleichbarem Glanz dadurch verbessert werden, dass der Glättspalt verlängert ist, die Linienkraft im beheizten Glättspalt über 300N/mm liegt und eine Pressfläche des beheizten Glättspaltes auf eine Temperatur zwischen 90 und 130°C erwärmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Mattsatinieren einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben bei dem zumindest eine Seite der Faserstoffbahn von einem Streichaggregat mit einer Beschichtung versehen und die Faserstoffbahn anschließend durch wenigstens einen beheizten Glättspalt geführt wird.
  • Gestrichene Faserstoffbahnen werden üblicherweise mit Softkalandern geglättet. Dabei besteht das Problem darin, eine für die Bedruckbarkeit geeignete Glätte herzustellen, ohne die Oberfläche zu glänzend zu machen.
  • Dies kann bisher noch nicht in ausreichendem Maße erreicht werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Glätte beim Mattsatinieren zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Glättspalt verlängert ist, die Linienkraft im beheizten Glättspalt über 300N/mm liegt und eine Pressfläche des beheizten Glättspaltes auf eine Temperatur zwischen 90 und 130°C erwärmt wird.
  • Die Beanspruchung der Faserstoffbahn infolge der für das Mattsatinieren unüblich hohen Linienkraft relativiert sich wegen der verlängerten Ausführung des Glättspaltes.
  • Damit ist auch keine zu starke Verminderung des Volumens während der Mattsatinage zu befürchten. Jedoch verbessert sich durch die längere Verweilzeit der Faserstoffbahn im Glättspalt die Glätte erheblich.
  • Auch die Temperatur im Glättspalt ist wesentlich höher, als dies bei der Mattsatinage ansonsten anzutreffen ist. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die höhere Temperatur in Verbindung mit der längeren Verweilzeit sich positiv auf die Glätte, aber nicht im selben Umfang auf den Glanz auswirkt.
  • Um eine ausreichende Verweilzeit insbesondere bei hohen Maschinengeschwindigkeiten gewährleisten zu können, sollte die Länge des beheizten Glättspaltes zwischen 40 und 90 mm liegen.
  • Die beheizte Pressfläche sollte der Einfachheit von einer beheizten Glättwalze gebildet werden.
  • Zur Gestaltung eines verlängerten Glättspaltes sollte die, der beheizten Pressfläche gegenüberliegende Pressfläche als Walze mit einem elastischen Bezug oder aber als Schuhpresswalze ausgebildet sein.
  • Dabei sollte der flexible Walzenmantel der Schuhpresswalze zur Schonung der Faserstoffbahn zumindest an der Oberfläche eine Härte von weniger als 95 Shore (A) aufweisen.
  • Um die Zweiseitigkeit der Faserstoffbahn zu minimieren, sollten beide Seiten der Faserstoffbahn vom Streichaggregat mit einer Beschichtung versehen werden.
  • Zur Vervollkommnung der Mattsatinage ist es außerdem zu empfehlen, die Faserstoffbahn durch wenigstens zwei Glättspalte zu führen.
  • Falls dies zwei beheizte und verlängerte Glättspalte sind, so sollten die beheizten Pressflächen der beheizten Glättspalte auf verschiedenen Seiten der Faserstoffbahn angeordnet werden.
  • Nur so kann sich die erhöhte Temperatur der entsprechenden Pressfläche im Ergebnis auf beide Seiten der Faserstoffbahn im gleichen Umfang auswirken.
  • Es kann jedoch auch von Vorteil sein, wenn die Faserstoffbahn durch einen beheizten, verlängerten Glättspalt und einen elastischen Glättspalt läuft, wobei der elastische Glättspalt von zwei Pressflächen gebildet wird, von denen wenigstens eine einen elastischen Bezug besitzt.
  • Zur Vereinfachung der Konstruktion sollte der elastische Glättspalt von zwei Presswalzen gebildet werden, von denen wenigstens eine einen elastischen Bezug besitzt. Durch den elastischen Bezug ergibt sich ebenfalls eine Verlängerung des Glättspaltes.
  • Zwei Presswalzen bieten zudem den Vorteil, dass im elastischen Glättspalt vor allem die Faserstoffbahndicke profiliert werden kann.
  • Je nach Art der Faserstoffbahn und den Anforderungen an diese kann es vorteilhaft sein, wenn der elastische Glättspalt vor oder nach dem beheizten Glättspalt angeordnet ist.
  • Als matt betrachten wir hier Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen mit einem Tappi 75 Glanzwert von unter 35%. Dabei ist Tappi 75 eine Methode zur Messung des Reflektionsglanzes des Papiers bei 75° gemäß der Testmethode Tappi T480.
  • Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
    • Figur 1:
    eine Vorrichtung mit zwei verlängerten, beheizten Glättspalten und
    Figur 2:
    mit nur einem verlängerten und beheizten Glättspalt zur Herstellung einer matten Faserstoffbahn 1, insbesondere Papierbahn.
  • In beiden Fällen wird die Faserstoffbahn 1 vor dem Satinieren beidseitig während des Durchlaufens eines Streichaggregates 2 gestrichen. Dies bildet die Grundlage für eine wesentliche Verbesserung der Oberflächeneigenschaften.
  • Anschließend wird die Faserstoffbahn 1 durch einen ersten, beheizten und verlängerten Glättspalt geführt. Dieser Glättspalt wird von einer beheizten, zylindrischen und unterhalb der Faserstoffbahn 1 angeordneten Glättwalze 4 und einer oberen Schuhpresswalze 3 gebildet.
  • Die Schuhpresswalze 3 besitzt einen flexiblen Walzenmantel 7 der von einem Anpresselement 8 mit konkaver Pressfläche zur Glättwalze 4 gedrückt wird. Der Walzenmantel 7 ist mit einer Härte von weniger als 95 Shore (A) ausreichend weich um die Oberfläche der Faserstoffbahn 1 nicht zu beeinträchtigen.
  • Über die konkave Pressfläche wird der Glättspalt auf eine Länge zwischen 40 und 90 mm verlängert. Wegen der sich hierdurch ergebenden, längeren Verweilzeit der Faserstoffbahn 1 im Glättspalt kann die Linienkraft ohne die Gefahr einer zu starken Volumenverminderung auf Werte oberhalb von 300 N/mm erhöht werden.
  • Die Temperatur des Walzenmantels der beheizten Glättwalze 4 liegt zwischen 90 und 130 °C und sorgt in Verbindung mit der langen Verweilzeit für eine wesentliche Verbesserung der Glätte.
  • Um die Glättung der Faserstoffbahn 1 noch weiter zu verbessern, folgt bei der Ausführung gemäß Figur 1 hierauf ein zweiter beheizter und verlängerter Glättspalt. Im Interesse einer minimierten Zweiseitigkeit der Faserstoffbahn 1 sind die beheizten Glättwalzen 4 auf unterschiedlichen Seiten der Faserstoffbahn 1 angeordnet.
  • Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführung folgt dem beheizten Glättspalt in Bahnlaufrichtung 9 ein elastischer Glättspalt.
  • Dieser elastische Glättspalt wird von zwei Presswalzen 5,6 mit einem elastischen Walzenbezug gebildet. Durch die Elastizität der Walzenbezüge stellt sich auch hier ein verlängerter Glättspalt ein.
  • Dieser elastische Glättspalt ist gegenüber einem Glättspalt mit Schuhpresswalze mit geringerem Aufwand verbunden.
  • Die sich hierdurch ergebende Verbesserung der Glätte ist für viele Anwendungen bereits ausreichend. Außerdem vermindert sich durch die gleichseitige Behandlung eine eventuell vorhandene Zweiseitigkeit der Faserstoffbahn 1.
  • In beiden Fällen kann es vorteilhaft sein, die Faserstoffbahn 1 insbesondere vor dem beheizten und verlängerten Glättspalt zu befeuchten, um den Feuchteverlust beim Glättprozess zumindest teilweise wieder auszugleichen.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Mattsatinieren einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben bei dem zumindest eine Seite der Faserstoffbahn (1) von einem Streichaggregat (2) mit einer Beschichtung versehen und die Faserstoffbahn (1) anschließend durch wenigstens einen beheizten Glättspalt geführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Glättspalt verlängert ist, die Linienkraft im beheizten Glättspalt über 300N/mm liegt und eine Pressfläche des beheizten Glättspaltes auf eine Temperatur zwischen 90 und 130°C erwärmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Länge des beheizten Glättspaltes zwischen 40 und 90 mm liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Faserstoffbahn (1) durch zwei beheizte Glättspalte geführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die beheizten Pressflächen der beheizten Glättspalte auf verschiedenen Seiten der Faserstoffbahn (1) angeordnet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Faserstoffbahn (1) durch einen beheizten Glättspalt und einen elastischen Glättspalt läuft, wobei der elastische Glättspalt von zwei Pressflächen gebildet wird, von denen wenigstens eine einen elastischen Bezug besitzt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    der elastische Glättspalt vor dem beheizten Glättspalt angeordnet ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    der elastische Glättspalt nach dem beheizten Glättspalt angeordnet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    beide Seiten der Faserstoffbahn (1) vom Streichaggregat (2) mit einer Beschichtung versehen werden.
  9. Vorrichtung zum Mattsatinieren einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben bei der zumindest eine Seite der Faserstoffbahn (1) von einem Streichaggregat (2) mit einer Beschichtung versehen und die Faserstoffbahn (1) anschließend durch wenigstens einen beheizten Glättspalt geführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Glättspalt verlängert ist, die Linienkraft im beheizten Glättspalt über 300 N/mm liegt und eine Pressfläche des beheizten Glättspaltes auf eine Temperatur zwischen 90 und 130°C erwärmt wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    die beheizte Pressfläche von einer beheizten Glättwalze (4) gebildet wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    die nicht-beheizte Pressfläche des beheizten Glättspaltes von einer Schuhpresswalze (3) gebildet wird, deren Walzenmanteloberfläche eine Härte von weniger als 95 Shore (A) aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Länge des beheizten Glättspaltes zwischen 40 und 90 mm liegt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Faserstoffbahn (1) durch zwei beheizte Glättspalte geführt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    die beheizten Pressflächen der beheizten Glättspalte auf verschiedenen Seiten der Faserstoffbahn (1) angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Faserstoffbahn (1) durch einen beheizten Glättspalt und einen elastischen Glättspalt läuft, wobei der elastische Glättspalt vorzugsweise von zwei Presswalzen (5,6) gebildet wird, von denen wenigstens eine einen elastischen Bezug besitzt.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    der elastische Glättspalt vor dem beheizten Glättspalt angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    der elastische Glättspalt nach dem beheizten Glättspalt angeordnet ist.
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