EP2000588A1 - Verfahren zum Aufbringen einer Doppelschicht - Google Patents

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EP2000588A1
EP2000588A1 EP08156066A EP08156066A EP2000588A1 EP 2000588 A1 EP2000588 A1 EP 2000588A1 EP 08156066 A EP08156066 A EP 08156066A EP 08156066 A EP08156066 A EP 08156066A EP 2000588 A1 EP2000588 A1 EP 2000588A1
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    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls

Definitions

  • the invention relates to a method for applying a double layer, consisting of primer and top coat, with a liquid to pasty application medium, in particular aqueous pigment suspension on at least one side of a running paper, cardboard or other fibrous web during their production and / or finishing.
  • blade coaters In the production or refinement of paper, which had to be treated with a double line, ie primer and top coat, at least the top coat was previously applied with blade coaters (blade coaters). These coaters work with a squeegee element (blade), with which the application medium applied in excess is brought to the desired coating weight and thereby evened out or leveled. These coaters have poor runnability, especially at higher machine and web speeds. In addition, a separate application unit must be provided for each paper page.
  • misting also depends heavily on the absorption capacity of the fibrous web. In the case of the top coat this absorption capacity is significantly reduced by the precoat, so that it can come here to a particular extent to Misting.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the object is achieved according to the characterizing part of claim 1, characterized in that for the applied to the fibrous web double layer, ie precoating and top coat, each a known film applicator for applying the coating medium is used in an indirect manner, wherein for the precoat such a coating medium is to be used which contains platelet-shaped pigments. This is the case, for example, with kaolin. It is expedient if the application medium for the precoat has an aspect ratio (i.e., length-to-thickness ratio of a platelet) of> 5, preferably> 15.
  • the structure of the precoat can be broken up in such a way that the precoat becomes more open and its absorption capacity increases. As a result, the subsequent top coat applied to the precoat can be better drained. For the first time, it is possible to use high coating weights or application quantities without having to do so unwanted misting comes.
  • the pre-painted web has low absorbency.
  • the cause is the relatively dense, compact and impermeable precoat, which is used in the form of mostly ground, not too fine calcium carbonate with natural, broad particle size distribution as a pigment, in particular for the achievement of opacity and whiteness is considered. Therefore, especially when applying the top coat, even at low order quantity the dreaded misting occurs.
  • the inventive method can be carried out at a high web speed during the production and / or finishing of the fibrous web.
  • This web or machine speed can now be more than 1000 m / min, in particular more than 1200 m / min and preferably more than 1300 m / min, whereby the economy of the Process or the web production is particularly high.
  • FIG. 1 shows the FIG. 1 in a rough schematic representation of the principle of the method according to the invention.
  • FIG. 1 It is shown that a fibrous web 1, which is already predried, is provided with a double layer D.
  • a first film applicator 2 for achieving a first coating layer or a precoat 3 and a second Filmrlandstechnik 4, which is the applicator 2 in the path L of the fibrous web 1 downstream and the achievement of a second coating layer or a top coat 5 is present.
  • the first film applicator 2 consists of two with each other a Nip N1 forming applicator rollers 2.1 and 2.2, each of which a job unit 2.3 and 2.4 is assigned. With the application units 2.3 and 2.4, the application medium M1 is first applied to the surface of the two application rollers and then transferred in the nip N1 at the same time to both web sides 1a and 1b (with simultaneous double-sided coating). That on the web page 1a and web page 1b Applied application medium M1 is shown in dashed lines.
  • the second film applicator 4 is identical to the first film applicator 2, which is very advantageous in terms of web guide, spare parts inventory, space requirements, maintenance, installation, etc. Accordingly, the application rollers are denoted by 4.1 and 4.2 and the associated application units with 4.3 and 4.4, the nip with N2 and the application medium with M2.
  • the top coat 5 is shown by dotted line. This is applied by way of example only one side of the web page 1a, which is why the application unit was 4.4 swung from the applicator roll 4.1.
  • the following pigment composition is chosen in the example: 90 parts of Hydrocarb 60 (calcium carbonate) and 10 parts of Capim NP (kaolin), the kaolin having an aspect ratio (width / thickness ratio) of 20.
  • the rest of the coating M1 form latex and thickener.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Aufbringen einer Doppelschicht, bestehend aus Vorstrich und Deckstrich, mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension auf wenigstens eine Seite einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn bei deren Herstellung und/oder Veredelung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Doppelschicht, also Vorstrich (3) und Deckstrich (5) jeweils mit einem Filmauftragswerk (2, 4) aufgebracht werden, wobei für den Vorstrich (3) ein Auftragsmedium (M1) verwendet wird, welches plättchenförmige Pigmente enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Doppelschicht, bestehend aus Vorstrich und Deckstrich, mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension auf wenigstens eine Seite einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn bei deren Herstellung und/oder Veredelung.
  • Bei der Herstellung bzw. der Veredelung von Papier, die mit einem Doppelstrich, also Vorstrich und Deckstrich zu behandeln waren, wurde zumindest der Deckstrich bisher mit Blade-Coatern (Klingenstreichaggregaten) aufgebracht. Diese Coater arbeiten mit einem Rakelelement (blade bzw. Klinge), mit welchem das im Überschuss aufgebrachte Auftragsmedium auf das gewünschte Strichgewicht gebracht und dabei vergleichmäßigt bzw. eingeebnet wird. Diese Coater haben insbesondere bei höheren Maschinen- und Bahngeschwindigkeiten einen schlechten Laufwirkungsgrad (runnability). Zudem ist für jede Papierseite ein eigenes Auftragsaggregat vorzusehen.
  • Man versuchte deshalb, auch den Deckstrich mit so genannten Filmauftragswerken aufzubringen, wobei zwei Auftragswalzen miteinander einen Nip (Pressspalt) bilden, den die zu beschichtende Faserstoffbahn durchläuft und wo von wenigstens einer der Auftragswalzen das auf sie aufgebrachte Auftragsmedium im Nip an die Faserstoffbahn übertragen wird. Bei dieser Art des Auftrags ist zwar der Laufwirkungsgrad besser als beim Blade-Streichen, aber die aufzubringenden Strichgewichte in g/m2 sind in Ihrer Größenordnung bzw. Menge hierbei stark begrenzt, weil beim Abzug der beschichteten Faserstoffbahn aus dem Nip ein so genanntes, unerwünschtes Misting auftritt. Dieses ist durch Abspritzen von Auftragsmedium in die Umgebung, an Maschinenteile, aber auch an die herzustellende und/oder zu veredelnde Faserstoffbahn gekennzeichnet, wodurch im Endeffekt die Auftragsqualität leidet. Je höher die Strichgewichte sind und je höher die Laufgeschwindigkeit der Faserstoffbahn ist, desto intensiver tritt das Misting auf. Bei doppelt gestrichenen Bahnen ist dieser negative Effekt besonders ausgeprägt.
  • Misting tritt aber auch bei einem Einfachstrich auf.
  • Das Auftreten von Misting hängt auch stark von der Aufnahmefähigkeit der Faserstoffbahn ab. Im Falle des Deckstrichs ist diese Aufnahmefähigkeit durch den Vorstrich deutlich herabgesetzt, so dass es hier in besonderem Maße zu Misting kommen kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass für die auf die Faserstoffbahn aufzubringende Doppelschicht, also Vorstrich und Deckstrich, jeweils ein an sich bekanntes Filmauftragswerk zum Auftragen des Beschichtungsmediums in indirekter Weise verwendet wird, wobei für den Vorstrich ein solches Auftragsmedium verwendet werden soll, das plättchenförmige Pigmente enthält. Das ist beispielsweise bei Kaolin der Fall. Zweckmäßig ist es, wenn das Auftragsmedium für den Vorstrich einen Aspect ratio (d.h. Längen- zu Dickenverhältnis eines Plättchens) von >5, vorzugsweise >15 aufweist.
  • Es ist der Verdienst des Erfinders erkannt zu haben, dass der Vorstrich das Auftreten von Misting im Deckstrich stark begünstigt. Wird nun ein spezielles Auftragsmedium, also das plättchenförmige Pigmente enthaltende Auftragsmedium, für den Vorstrich verwendet, lässt sich Misting im Deckstrich in überraschender Weise verringern oder sogar vollständig eliminieren.
  • Durch erfindungsgemäßes Zugeben von Kaolin (auch Talkum ist möglich) zum üblicherweise auf Calciumcarbonat basierenden Vorstrich, lässt sich die Struktur des Vorstriches so aufbrechen, dass der Vorstrich offener wird und seine Absorptionsfähigkeit steigt. Dadurch kann der nachfolgende und sich auf den Vorstrich auflegende Deckstrich besser entwässern. So ist es erstmals möglich, hohe Strichgewichte bzw. Auftragsmengen zu verwenden, ohne dass es zum unerwünschten Misting kommt.
  • Misting entsteht bekanntlich bei hohen Maschinengeschwindigkeiten, wenn im Nip die an die Faserstoffbahn übertragene Streichfarbe, d.h. das Auftragsmedium nicht genügend immobilisiert werden kann.
    Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Auftragsmenge hoch ist. Neben den Eigenschaften der Streichfarbe selbst, spielt hierbei das Absorptionsvermögen des Roh-Faserstoffs bzw. Rohpapieres oder wie eben im Fall eines Vor- und Deckstriches, das Absorptionsvermögen des Vorstriches eine entscheidende Rolle.
  • Der Erfinder hat auch herausgefunden, dass beim Doppelfilmstreichen die vorgestrichene Bahn nur ein geringes Absorptionsvermögen besitzt. Als Ursache wird der relativ dichte, kompakte und undurchlässige Vorstrich, der in Form von zumeist gemahlenem, nicht zu feinen Calciumcarbonat mit natürlicher, breiter Korngrößenverteilung als Pigment, insbesondere zur Erzielung von Opazität und Weiße eingesetzt wird, angesehen. Daher tritt vor allem beim Aufbringen des Deckstriches, selbst bei niedriger Auftragmenge das gefürchtete Misting auf.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun möglich, sowohl den Vorstrich, als auch den Deckstrich ohne Misting mit je einem Filmauftragswerk aufzubringen, wobei hohe Auftragsmengen bzw. Strichgewichte möglich sind, dergestalt, dass für den Deckstrich mehr als 6g/m2, insbesondere 8g/m2, vorzugsweise mehr als 10g/m2 aufgetragen werden.
    Damit verbessert sich die Runnability in der Herstellungs- oder Veredelungsmaschine und auch der Abdeckungsgrad der Faserstoffbahn mit dem Auftragsmedium, was sich auf die spätere Bedruckbarkeit positiv auswirkt.
  • Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren bei einer hohen Bahngeschwindigkeit während der Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn durchgeführt werden. Diese Bahn- bzw. Maschinengeschwindigkeit kann nun mehr als 1000 m/min, insbesondere mehr als 1200 m/min und vorzugsweise mehr als 1300 m/min betragen, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bzw. die Bahnproduktion besonders hoch ist.
  • Es soll erwähnt sein, dass im Anschluss an die erfindungsgemäße Doppelbeschichtung und nachfolgenden Trocknung ein Kalandrieren der Faserstoffbahn und/oder weitere Beschichtungsvorgänge vorgenommen werden können. Das ist abhängig davon, in welchem Zustand bzw. in welcher Qualität die Rohpapierbahn vorliegt. Ziel ist ja eine vollständige und gleichmäßige Abdeckung der oftmals bis über 10m breiten Bahn.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
  • Es zeigt die Figur 1 in grobschematischer Darstellung das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In Figur 1 ist gezeigt, dass eine Faserstoffbahn 1, die bereits vorgetrocknet ist mit einer Doppelschicht D versehen wird.
  • Dazu ist ein erstes Filmauftragswerk 2 zur Erreichung einer ersten Auftragsschicht bzw. eines Vorstriches 3 und ein zweites Filmauftragswerk 4, welches dem Auftragswerk 2 im Laufweg L der Faserstoffbahn 1 nachgeordnet ist und der Erreichung einer zweiten Auftragsschicht bzw. eines Deckstriches 5 dient, vorhanden.
  • Das erste Filmauftragswerk 2 besteht aus zwei miteinander einen Nip N1 bildenden Auftragswalzen 2.1 und 2.2, denen jeweils ein Auftragsaggregat 2.3 und 2.4 zugeordnet ist. Mit den Auftragsaggregaten 2.3 und 2.4 wird zunächst das Auftragsmediums M1 auf die Oberfläche der beiden Auftragswalzen aufgebracht und danach im Nip N1 zugleich an beide Bahnseiten 1a und 1b (bei simultaner beidseitiger Beschichtung) übertragen. Das auf die Bahnseite 1a und Bahnseite 1b aufgebrachte Auftragsmedium M1 ist mit gestrichelten Linien dargestellt. Das zweite Filmauftragswerk 4 ist identisch mit dem ersten Filmauftragswerk 2, was sehr vorteilhaft hinsichtlich Bahnführung, Ersatzteilhaltung, Platzbedarf, Wartung, Montage usw. ist. Dementsprechend sind die Auftragswalzen mit 4.1 und 4.2 und die zugeordneten Auftragsaggregate mit 4.3 und 4.4, der Nip mit N2 und das Auftragsmedium mit M2 bezeichnet.
  • Der Deckstrich 5 ist mit gepunkteter Linie eingezeichnet. Dieser wird hier beispielhaft nur einseitig auf die Bahnseite 1a aufgebracht, weshalb das Auftragsaggregat 4.4 von der Auftragswalze 4.1 abgeschwenkt wurde.
  • Für den Vorstrich 3, der im Beispiel simultan auf beide Bahnseiten 1a und 1b aufgebracht wird (auf Bahnseite 1b bildet dieser zugleich den Fertigstrich), wird im Beispiel folgende Pigmentzusammensetzung gewählt:
    90 Teile Hydrocarb 60 (Calciumcarbonat) und 10 Teile Capim NP (Kaolin), wobei das Kaolin ein Aspect ratio (Breite/Dicken - Verhältnis) von 20 aufweist.
    Den Rest der Streichfarbe M1 bilden Latex und Verdicker.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Faserstoffbahn
    1a
    Bahnseite
    1b
    Bahnseite
    2
    erstes Filmauftragswerk
    2.1
    Auftragswalze
    2.2
    Auftragswalze
    2.3
    Auftragsaggregat
    2.4
    Auftragsaggregat
    3
    Vorstrich
    4
    zweites Filmauftragswerk
    4.1
    Auftragswalze
    4.2
    Auftragswalze
    4.3
    Auftragsaggregat
    4.4
    Auftragsaggregat
    5
    Deckstrich
    D
    Doppelschicht
    L
    Laufweg
    M1
    Auftragsmedium
    M2
    Auftragsmedium
    N1
    Nip
    N2
    Nip

Claims (6)

  1. Verfahren zum Aufbringen einer Doppelschicht, bestehend aus Vorstrich und Deckstrich, mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension auf wenigstens eine Seite einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn bei deren Herstellung und/oder Veredelung, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Doppelschicht, also Vorstrich (3) und Deckstrich (5) jeweils mit einem Filmauftragswerk (2, 4) aufgebracht werden, wobei für den Vorstrich (3) ein Auftragsmedium (M1) verwendet wird, welches plättchenförmige Pigmente enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    als Auftragsmedium (M1) ein solches verwendet wird, welches ein Aspect ratio (Längen- zu Dickenverhältnis eines Plättchens) von größer als 5, vorzugsweise von größer als 15 aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    für den Deckstrich (5) gleich oder mehr als 6 g/m2, insbesondere >8 g/m2, vorzugsweise >10 g/m 2 Auftragsmedium (M2) aufgetragen werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Faserstoffbahn (1) beim Auftragen der Doppelschicht (D) mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1000 m/min, insbesondere mehr als 1200 m/min, vorzugsweise mehr als 1300 m/min durch eine der Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn dienenden Maschine bewegt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorstrich (3) und der Deckstrich (5) simultan auf beide Bahnseiten (1a, 1b) aufgebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorstrich (3) simultan auf beide Bahnseiten (1a, 1b) und der Deckstrich (5) nur auf eine der beiden Bahnseiten aufgebracht wird.
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