EP2379806A1 - Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn

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EP2379806A1
EP2379806A1 EP09783963A EP09783963A EP2379806A1 EP 2379806 A1 EP2379806 A1 EP 2379806A1 EP 09783963 A EP09783963 A EP 09783963A EP 09783963 A EP09783963 A EP 09783963A EP 2379806 A1 EP2379806 A1 EP 2379806A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pulp
press
web
base paper
hardwood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09783963A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
John Bergman
Holger Humberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2379806A1 publication Critical patent/EP2379806A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/02—Chemical or chemomechanical or chemothermomechanical pulp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/10—Mixtures of chemical and mechanical pulp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21H15/00—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48—Curtain coaters

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a fibrous web for in particular simply coated papers.
  • DIP deinked pulp
  • TMP thermomechanical pulp
  • PGW Ground Wood
  • NBKP bleacheched softwood kraft pulp
  • wood pulp influences the corresponding surface properties and the impermeability of the base paper.
  • DIP Deinked pulp
  • Hardwood or short fibers have even lower strengths than natural or long fibers, which is due to their different fiber morphology.
  • a replacement of bleached softwood kraft pulp (NBKP Needle Bleached Kraft Pulp) with bleached hardwood pulp.
  • TMP thermomechanical pulp
  • BCTMP bleached chemothermomechanical pulp, bleached chemothermomechanical pulp
  • APMP alkaline peroxide mechanical pulp
  • a half-pulp is to be arranged in terms of a variety of properties between the purely chemically digested pulp and the purely mechanically digested pulp. Due to the driving style which can be influenced in particular by the chemical and energy input In the manufacturing process, the half-pulp can be made more strength-oriented or more volume-oriented. It is already known from DE 10 2006 051 024 Al to add to the pulp mixture at least a portion of bleached and chemically pulped wood pulp (BCTMP) to increase the volume of the web to be produced.
  • BCTMP bleached and chemically pulped wood pulp
  • BCTMP bleached chemothermic-mechanical pulp
  • the invention has for its object to provide an improved method of the type mentioned, in which the aforementioned problems are eliminated.
  • the process should be suitable at the lowest possible cost, in particular for the production of lightweight single-coated papers.
  • this object is achieved by a method for producing a fibrous web for particularly simply coated papers, in which a fibrous mixture is used for web formation, based on the total fresh fiber input contains a proportion of hardwood hemi-pulp> 50 wt .-%, wherein the freeness of Hardwood - half-pulp> 55 ° SR is selected.
  • the hardwood half-pulp which forms the main component of the total fresh-fiber input is processed in such a way that it is ground to a maximum and strength-oriented, which is ensured in particular with a freeness of> 55 ° SR.
  • the invention thus makes use of the circumstance that the driving mode of the production process and in particular the chemical and / or energy input of the semichemical material can be made more strength-oriented or rather volume-oriented, with the strength-oriented driving style and the correspondingly higher grinding degree being particular, through the process for the production of lightweight, simply coated papers with hardwood semi-cellulose is advantageously applicable.
  • the fresh fiber entry can contain at least substantially only hardwood half-pulp or alternatively also a proportion of softwood half-pulp, the degree of grinding of the softwood half-pulp preferably being chosen to be> 60 ° SR.
  • the highly grind out ie having a freeness> 60 0 SR, may further reduce the porosity.
  • the pulp mixture contains a proportion of, in particular, purely chemically digested long-fiber pulp of at least 10% by weight. It is thus possible, in particular, for the residual substance input provided next to the hardwood semi-cellulose to consist of at least 10% long-fiber pulp. Furthermore, it is possible that the intended next to the hardwood half-pulp residual substance entry consists of at least 10% long-fiber wood pulp.
  • long-grain wood pulp is groundwood and / or in particular highly ground thermomechanical groundwood (TPM) is used.
  • TPM thermomechanical groundwood
  • the freeness of the wood pulp is preferably selected to be> 60 ° SR.
  • a mass sizing of the base paper takes place.
  • a size sizing preferably> 0.2% by weight of starch, in particular> 0.4% by weight of starch, and / or> 0.1% by weight of CMC (carboxymethylcelluloses), in particular> 0, 2 wt .-% CMC, in particular> 0.5 wt .-% CMC, in particular> x wt .-% CMC, with 0.2 ⁇ x ⁇ 0.5, and / or ⁇ 0, 1 wt .-% AKD (Alkylated ketene dimers) and / or ⁇ 0.1% by weight of ASA (alkenyl succinic acid) used.
  • CMC carboxymethylcelluloses
  • the base paper is precalendered before the line, with the Vorkalandr ist a porosity densification of the base paper in particular> 10% and preferably> 20% is brought about, wherein the calendering preferably by means of a hardnip, a softnip, a double -Softnips and / or a lengthened in the running direction Schuhnips done.
  • the absolute porosity is strongly dependent on the current raw material composition and grinding. Typically, the porosity on the uncalendered paper is 800-1000 ml / min and after the precalender 600-800 ml / min or less. When using higher quantities
  • Pulp however, can rapidly reduce porosity in uncalendered paper to lower levels.
  • the fibrous web can be subjected to pre-calendering or before the pre-calender by means of a steam blower box and / or by means of a water spray application.
  • the fibrous web can be performed in the press section by at least one Schuhpressnip.
  • the shoe press should advantageously be highly loaded in order to achieve the greatest possible drainage and compaction of the paper, which is then above a compression in conventional roller presses.
  • the peak pressure in the shoe press nip is selected in particular in a range of about 6 to about 6 MPa, in particular in a range of about 8 to about 10 MPa and preferably> 10 MPa.
  • the fibrous web in the press section is pre-dewatered in a further press nip in front of the press nip, wherein the press nip in the press section is preferably used as a second press nip.
  • the peak pressure is advantageously selected again as indicated above.
  • the arrangement of the Schuhnips as a second nip brings, inter alia, the advantage that the compression effect after a pre-dewatering in a roll press is higher.
  • shoe press nips in the press section.
  • these shoe press nips can again fulfill the aforementioned conditions with regard to the peak pressure.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention is considered in the web running direction after the two in each case a Schuhnip comprehensive or formed by a Schuhnip sen used as a roll press third press used to smooth the fibrous web and / or to compact.
  • inorganic fillers or fillers can be added to the base paper.
  • These fillers or fillers may preferably comprise fine-grained PCC (Precipitated Calcium Carbonate, precipitated calcium carbonate), GCC (Ground Calcium Carbonate, ground calcium carbonate), kaolin and / or the like. This leads to a compression and thus to an improvement of the suction behavior.
  • the dry content of the coating color used is expediently chosen to be> 62%, preferably> 64%.
  • the coating color can be applied in particular by the film coating method and / or the curtain coating method.
  • the preferably used on-line film coating process places lower demands on the web strength as compared to the Bladestreich process, which results in the possibility of treating the fibers more towards quality and further milling.
  • the curtain coating process or the curtain coater places even lower demands on the web strength and brings about even lower penetration of the coating color during contactless coating application.
  • a multinip calender in particular after the coating application, can also be used in particular, such a multinip calender advantageously comprising at least four nips.
  • an online multinip calender is used.
  • a multinip calender brings with it the advantage of a high compaction of the paper and a stronger calendering effect.
  • one or two shoe calenders are also conceivable for smoothing and compacting the paper, whereby online shoe calenders are preferably used.
  • the angle of wrap on the forming roller should expediently be ⁇ 32 °, in order to still keep enough water in the strip part for improving the formation of the rapidly dewatering pulp.
  • an impingement or impingement flow drying is advantageously also conceivable, for example by means of a so-called “HiDryers”, as is known, for example, from EP 1 91 1 877 A and DE 10 2004 039 785 A1.
  • a corresponding impingement or impingement-flow dryer ( ⁇ iDryer "concept / Voith) can be provided in particular according to a press of the above-described arrangement with closed web guide, which is advantageous in view of the reduction in draw and the low strength potential of the web or impingement flow drying to a dry content of at least 56% on the first cylinder, ie the first draft of a smooth surface.
  • Fig. 1 shows a purely exemplary machine layout for lightweight coated grades with simultaneous on-line filmline and on-line calender.
  • a film coater 18, an air dryer 20, an on-line calender 22 and a reel 24 are provided following the headbox and former 10, a press section 12 and a dryer section 14 comprising paper machine 16.
  • a different machine layout is also conceivable.
  • a fiber mixture is used to form the web, based on the total fresh fiber content contains a proportion of hardwood half-pulp> 50 wt .-%, the degree of grinding of hardwood semi-pulp> 55 ° SR is selected ,
  • a DuoFormer TQv ie a vertical roll-blade gap former, a tandem NipcoFlex press (TNFP), a hard-nip pre-smoothing, an online sprocket speed distributor and / or a Online Januskalander be provided with eg 1 10 rolls.
  • a mass sizing with AKD and / or ASA of, for example, about 0.1% by weight is conceivable.
  • the furnish, ie total fresh fiber furnish may comprise, for example, 50% by weight of hardwood semi-pulp produced by the APMP process, 30% by weight of hardwood pulp produced by the NBKP process and 20% by weight of groundwood softwood.
  • the degree of beating for the APMP Hardwood semi-chemical pulp for example, ⁇ 55 ° SR, the NBPK-Hardwood semichemical pulp ⁇ 24 ° SR and for pulp ⁇ 70 0 SR, respectively.
  • the maximum operating speed for example, at an end-face weight in the range of about 48 to about 65 g / m 2 (about 34 to about 35 g / m 2 base paper) may be about 1800 m / min.
  • the gloss values can range from about 42 to about 65%, preferably from about 52 to about 56%.
  • the machine concept may in particular also comprise at least one of the aforementioned aggregates (eg pre-calender with hard nip, soft nip, double softnip and / or nip extended in the direction of web travel, steam blower box and / or water spray application before the pre-calender, at least one shoe tip in the Press section, in particular as a second nip, two shoe tips in the press section, two shoe tips followed by a third press, which is designed as a smoothing and / or compacting roller press, a film coater and / or a curtain coater, a multinip calender, preferably with at least four nips , preferably as online multinip calenders, one or two shoe calenders for smoothing and / or compacting, roll-blade gapformers, hybrid formers, hidryer or high-performance dryers).

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn für insbesondere einfach gestrichene Papiere wird zur Bahnbildung ein Faserstoffgemisch verwendet, das bezogen auf den Gesamtfrischfasereintrag einen Anteil an Laubholz-Halbzellstoff > 50 Gew.-% enthält, wobei der Mahlgrad des Laubholz-Halbzellstoffes > 55°SR gewählt wird.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FASERSTOFFBAHN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn für insbesondere einfach gestrichene Papiere.
Gestrichene holzhaltige Papiere, insbesondere gestrichene holzhaltige Papiere im niedrigeren Flächengewichtsbereich < 70 g/m2 (> 70 % Weiße, < 2,0 PPS-Rauheit nach Parker Print Surf, > 45 % Glanz) und insbesonde- re solche mit Einfachstrich werden normalerweise mit einer Stoffmischung aus Langfaserzellstoff, Deinkstoff (DIP, Deinked PuIp) und mechanisch erschlossenen Langfaserhalbstoffen (TMP oder PGW/ GW/ SGW ...; TMP = thermomechanischer Holzstoff, PGW = Pressurized Ground Wood; GW = Ground Wood; SGW = Steinschliff) hergestellt. Dabei wird die Mischung so gefahren, dass die Eigenschaften des Rohpapiers den Ansprüchen des Streichprozesses genügen.
Langfaserzellstoff oder NBKP (gebleichter Nadelholzkraftzellstoff) trägt hierbei hauptsächlich zu den Festigkeitseigenschaften bei. Dagegen beein- flussen Holzstoffe aufgrund der hohen Feinstoffgehalte die entsprechenden Oberflächeneigenschaften und die Dichtigkeit des Rohpapiers.
Deinkingstoff (DIP) ist aufgrund der gemischten Zusammensetzung des Altpapiereintrags eine Mischung aus den zuvor genannten Fasern und kann mit entsprechender Aufbereitung bis zu 100 % eingesetzt werden.
Bei der Papierherstellung wird stets eine Minimierung der Kosten des Stoffeintrags beim jeweiligen Herstellungsprozess angestrebt. Dabei ist abhängig von der regional hohen Verfügbarkeit und des geringen Preises die Nutzung von Laubholz eine interessante Alternative.
Laubhölzer bzw. Kurzfasern besitzen noch geringere Festigkeiten als Na- delhölzer bzw. Langfasern, was auf deren unterschiedliche Fasermorphologie zurückzuführen ist. Ein Ersatz des gebleichten Nadelholzkraftzellstoffs (NBKP = Needle bleached kraft pulp) durch gebleichten Laubholzbzw. Hartholzzellstoff (LBKP = Leaf bleached kraft pulp) ist daher wenig sinnvoll, da die Hauptaufgabe des gebleichten Nadelholzkraftzellstoffs (NBKP) die Festigkeitssteigerung des Papiers ist. Diese Anforderung kann der rein chemisch aufgeschlossene gebleichte Hartholzkraftzellstoff (LBKP) nicht erfüllen.
Auch ein rein mechanischer Aufschluss des Laubholzes nach dem TMP oder PGW-Verfahren (TMP = thermomechanischer Holzstoff; PGW = Pres- surized Ground Wood, Druckschliff) führt zu einem nicht verwendbaren Holzstoff mit extrem geringer Festigkeit.
Eine weitere Art von Aufschlussverfahren für Laubholz besteht im Prinzip aus einer Kombination von mechanischem und chemischem Aufschluss. Solche Verfahren sind als BCTMP- oder beispielsweise auch als APMP- Verfahren bekannt (BCTMP = Bleached chemo thermo mechanical pulp, gebleichter chemothermomechanischer Zellstoff; APMP = Alkaline Peroxid mechanical pulp). Der dabei produzierte Stoff wird allgemein auch als Halbzellstoff oder "Semichemical pulp" bezeichnet.
Entsprechend ist ein Halbzellstoff hinsichtlich einer Vielzahl von Eigenschaften zwischen dem rein chemisch aufgeschlossenen Zellstoff und dem rein mechanisch aufgeschlossenen Holzstoff anzuordnen. Durch die ins- besondere über den Chemie- und Energieeintrag beeinflussbare Fahrweise des Herstellungsprozesses kann der Halbzellstoff eher festigkeitsorientiert oder eher volumenorientiert hergestellt werden. Dabei ist aus der DE 10 2006 051 024 Al bereits bekannt, dem Faserstoffgemisch zur Erhöhung des Volumens der herzustellenden Bahn mindestens einen Teil gebleich- ten und chemisch aufgeschlossenen Holzstoffes (BCTMP) zuzugeben.
Es hat sich nun aber gezeigt, dass andere Eigenschaften eines solchen Halbzellstoffes wie insbesondere das Saugverhalten des Rohpapiers, charakterisiert durch die Porosität und die Cobb-Unger-Ölaufnahme bzw. Cobb-Unger- Wasseraufnahme, ungenügend sind. Das Rohpapier ist wesentlich poröser und saugfähiger, so dass die Streichfarbe stärker in das Papier wegschlägt und die geforderten Oberflächeneigenschaften des Fertigpapiers, wie insbesondere Glätte und Glanz nicht mehr erzielt werden. Zudem ist die z-Festigkeit des Papiers (Scott-Bond) kritisch.
Der Einsatz gebleichten chemothermischmechanischen Zellstoffs (BCTMP, z.B. Birke) kann also eine Erhöhung der Porosität des Papiers mit sich bringen, was zu einem unerwünschten Absacken der Streichfarbe in die Blattmitte führt. Demzufolge können die Glanz- und Glättewerte des Pa- piers schlechter werden oder abfallen.
Im Bereich holzfreier gestrichener Papiere, die üblicherweise auch in einem höheren Flächengewichtsbereich > 65 g/m2 produziert werden, wird angesichts ähnlicher Probleme zur Steuerung des Wegschlagverhaltens der Streichfarbe eine Oberflächenleimung des Papiers durchgeführt. Dabei wird durch einen Stärke- oder Leimauftrag eine Hydrophobierung der Oberfläche erreicht, wozu ein entsprechendes Auftragsaggregat mit nachfolgender Trocknung eingesetzt werden muss. Eine solche Lösung ist nun aber für die leichtgewichtigeren holzhaltigen Massepapiere schon aus Kostengründen nicht möglich. In Ausnahmefällen wird auch eine Leimung in der Masse durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor genannten Probleme beseitigt sind. Dabei soll das Verfahren bei möglichst geringen Kosten insbesondere zur Herstellung leichtgewichtiger einfach gestrichener Papiere geeignet sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn für insbesondere einfach gestrichene Papiere, bei dem zur Bahnbildung ein Faserstoffgemisch verwendet wird, das bezogen auf den Gesamtfrischfasereintrag einen Anteil an Laubholz- Halbzellstoff > 50 Gew.-% enthält, wobei der Mahlgrad des Laubholz - Halbzellstoffes > 55°SR gewählt wird.
Aufgrund dieser Ausgestaltung des Verfahrens können nunmehr insbesondere auch leichtgewichtige, einfach gestrichene Papiere mit Laubholz- Halbzellstoff als Hauptkomponente bei minimalen Kosten mit einer insbe- sondere im Hinblick auf Glanz und Glätte optimalen Qualität hergestellt werden. Dabei wird der die Hauptkomponente des Gesamtfrischfaserein- trags bildende Laubholz-Halbzellstoff so aufbereitet, dass er möglichst hoch ausgemahlen und festigkeitsorientiert hergestellt ist, was insbesondere mit einem Mahlgrad > 55°SR gewährleistet ist. Die Erfindung macht sich somit den Umstand zunutze, dass durch die Fahrweise des Herstellungsprozesses und insbesondere den Chemie- und/ oder Energieeintrag der Halbzellstoff eher festigkeitsorientiert oder eher volumenorientiert hergestellt werden kann, wobei mit der erfindungsgemäß festigkeitsorien- tierten Fahrweise und dem entsprechend höheren Mahlgrad Festigkeitsei- genschaften erzielt werden, durch die das Verfahren insbesondere auch zur Herstellung leichtgewichtiger, einfach gestrichener Papiere mit Laubholz-Halbzellstoff vorteilhaft anwendbar ist.
Der Frischfasereintrag kann zumindest im Wesentlichen nur Laubholz- Halbzellstoff oder alternativ auch einen Anteil an Nadelholz-Halbzellstoff enthalten, wobei der Mahlgrad des Nadelholz-Halbzellstoffes vorzugsweise >60°SR gewählt wird. Anstatt eines reinen Laubholz-BCTMPs oder -APMPs kann also anteilig auch ein Nadelholz-Langfaser-BCTMP oder -APMP zum Einsatz kommen, der hoch ausgemahlen, d.h. mit einem Mahlgrad > 600SR, die Porosität weiter verringern kann. Dabei ist beispielsweise ein Einsatz von 80 % Laubholz- und 20 % Nadelholz-BCTMP und/ oder -APMP möglich. Durch die Variation des Anteils lassen sich die Festigkeitseigenschaften und Qualitätseigenschaften wie insbesondere Porosität und/ oder Farbaufnahme steuern.
Von Vorteil ist insbesondere, wenn das Faserstoffgemisch bezogen auf den Gesamtfrischfasereintrag einen Anteil an insbesondere rein chemisch aufgeschlossenem Langfaser-Zellstoff von zumindest 10 Gew.-% enthält. Es ist also insbesondere möglich, dass der neben dem Laubholz- Halbzellstoff vorgesehene restliche Stoffeintrag aus zumindest 10 % Langfaser-Zellstoff besteht. Weiterhin ist es möglich, dass der neben dem Laubholz-Halbzellstoff vorgesehene restliche Stoffeintrag aus zumindest 10 % Langfaser-Holzstoff besteht. Dabei wird als Langfaser-Holzstoff vorzugsweise Holzschliff und/ oder insbesondere hoch ausgemahlener ther- momechanischer Holzschliff (TPM) verwendet. Der Mahlgrad des Holzstoffes wird vorzugsweise > 600SR gewählt. Dadurch wird die Porosität der Faserstoffbahn gesenkt und somit das Saugverhalten verbessert, d.h. reduziert, da die Faserstoffbahn dichter wird. Gemäß einer vorteilhaften praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Masseleimung des Rohpapiers. Dabei werden für eine solche Masseleimung vorzugsweise > 0,2 Gew.-% Stärke, insbesondere > 0,4 Gew.-% Stärke, und/oder > 0, 1 Gew.-% CMC (Carbo- xymethylcellulosen), insbesondere > 0,2 Gew.-% CMC, insbesondere > 0,5 Gew.-% CMC, insbesondere > x Gew.-% CMC, mit 0,2 ≤ x ≤ 0,5, und/oder < 0, 1 Gew.-% AKD (Alkylierte Ketendimere) und/oder < 0, 1 Gew.- ASA (Alkenyl Succinic Acid) verwendet.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn das Rohpapier vor dem Strich vorkalandriert wird, wobei mit der Vorkalandrierung eine Porositätsverdichtung des Rohpapiers von insbesondere > 10 % und vorzugsweise von > 20 % herbeigeführt wird, wobei die Kalandrierung vorzugsweise mittels eines Hardnips, eines Softnips, eines Doppel-Softnips und/ oder eines in Bahnlaufrichtung verlängerten Schuhnips erfolgt.
Dabei ist die absolute Porosität stark von der aktuellen Rohstoffzusammensetzung und -mahlung abhängig. Typischerweise ist die Porosität am unkalandrierten Papier 800 - 1000 ml/ min und nach dem Vorkalander 600 - 800 ml/ min oder geringer. Bei einem Einsatz höherer Mengen an
Holzstoff kann die Porosität im unkalandrierten Papier jedoch schnell auf geringere Werte sinken.
Zur Verbesserung der Verdichtungswirkung kann die Faserstoffbahn vor einem Vorkalandrieren bzw. vor dem Vorkalander mittels eines Dampfblaskastens und/ oder mittels eines Wassersprühauftrags beaufschlagt werden.
Zur stärkeren Verdichtung des Rohpapiers kann die Faserstoffbahn in der Pressenpartie durch wenigstens einen Schuhpressnip geführt werden. Dabei sollte die Schuhpresse vorteilhafterweise hochbelastet werden, um eine größtmögliche Entwässerung und Verdichtung des Papiers zu erreichen, die dann oberhalb einer Verdichtung in konventionellen Walzenpressen liegt. Vorteilhafterweise wird der Spitzendruck im Schuhpressnip insbesondere in einem Bereich von etwa 6 bis etwa 6 MPa, insbesondere in einem Bereich von etwa 8 bis etwa 10 MPa und vorzugsweise > 10 MPa gewählt.
Dabei stellen 10 MPa zwar den derzeit technisch realisierbaren Stand der Technik in Bezug auf den maximalen Spitzendruck dar. Überdies wären im Sinne der Erfindung jedoch auch darüber hinausgehende höhere Drücke durchaus vorteilhaft.
Von Vorteil ist auch, wenn die Faserstoffbahn in der Pressenpartie in Bahnlaufrichtung betrachtet vor dem Schuhpressnip in einem weiteren Pressnip vorentwässert wird, wobei der Schuhpressnip in der Pressenpartie vorzugsweise als zweiter Pressnip eingesetzt wird. Der Spitzendruck wird vorteilhafterweise wieder so gewählt wie zuvor angegeben. Die Anordnung des Schuhnips als zweiter Nip bringt unter anderem den Vorteil mit sich, dass die verdichtende Wirkung nach einer Vorentwässerung in einer Walzenpresse höher ist.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, in der Pressenpartie zwei Schuhpress- nips einzusetzen. Dabei können diese Schuhpressnips insbesondere wie- der die zuvor genannten Bedingungen bezüglich des Spitzendrucks erfüllen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Bahnlaufrichtung betrachtet nach den beiden jeweils einen Schuhnip umfassenden oder durch einen Schuhnip gebildeten Pres- sen eine als Walzenpresse ausgeführte dritte Presse eingesetzt, um die Faserstoffbahn zu glätten und/ oder zu verdichten.
Zudem können dem Rohpapier anorganische Fein- oder Füllstoffe zuge- setzt werden. Dabei können diese Fein- oder Füllstoffe vorzugsweise feinkörniges PCC (Precipitated Calcium Carbonate, ausgefälltes Kalziumcar- bonat), GCC (Ground Calcium Carbonate, gemahlenes Kalziumcarbonat), Kaolin und/ oder dergleichen umfassen. Dies führt zu einer Verdichtung und damit zu einer Verbesserung des Saugverhaltens.
Der Trockengehalt der verwendeten Streichfarbe wird zweckmäßigerweise > 62 %, vorzugsweise > 64 % gewählt.
Die Streichfarbe kann insbesondere nach dem Filmstreichverfahren und/oder dem Curtain-Coating- Verfahren aufgebracht werden. Das vorzugsweise online eingesetzte Filmstrichverfahren stellt an die Bahnfestigkeit im Vergleich zum Bladestreichverfahren geringere Anforderungen, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, die Faserstoffe stärker in Richtung Qualität zu behandeln und weiter auszumahlen. Das Curtain-Coating- Verfahren bzw. der Curtain-Coater stellt an die Bahnfestigkeit noch geringere Anforderungen und bringt eine noch geringere Penetration der Streichfarbe beim kontaktlosen Strichauftrag mit sich.
Mit Vorteil kann insbesondere auch ein Multinipkalander, vorzugsweise nach dem Strichauftrag eingesetzt werden, wobei ein solcher Multinipkalander vorteilhafterweise zumindest vier Nips umfasst. Bevorzugt wird ein Online-Multinipkalander verwendet. Ein Multinipkalander bringt den Vorteil einer hohen Verdichtung des Papiers und einer stärkeren Satinagewir- kung mit sich. Alternativ zu einem Multinipkalander sind beispielsweise auch ein oder zwei Schuhkalander zur Glättung und Verdichtung des Papiers denkbar, wobei bevorzugt Online-Schuhkalander eingesetzt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist insbesondere auch der Einsatz eines RoIl- Blade-Gap-Formers und/ oder eines Hybridformers denkbar, der im Vergleich zu einem reinen Blade- oder Blade-Roll-Gapformer, der grundsätzlich ebenfalls denkbar ist, eine Steigerung des Scott-Bond mit sich bringt. Der Umschlingungswinkel an der Formierwalze sollte hierbei zweckmäßi- gerweise jedoch < 32° sein, um für den schnell entwässernden Faserstoff noch genügend Wasser im Leistenteil zur Formationsverbesserung zu halten.
Alternativ oder zusätzlich ist vorteilhafterweise auch eine Impingement- oder Prallströmungstrocknung beispielsweise mittels eines so genannten "HiDryers" denkbar, wie er beispielsweise aus der EP 1 91 1 877 A und der DE 10 2004 039 785 Al bekannt ist. Ein entsprechender Impingement- oder Prallströmungstrockner (ΗiDryer"-Konzept/Voith) kann insbesondere nach einer Presse der oben beschriebenen Anordnung mit geschlosse- ner Bahnführung vorgesehen sein, was angesichts der Zugreduktion und dem geringen Festigkeitspotential der Bahn von Vorteil ist. Bevorzugt sollte hierbei die Impingement- oder Prallströmungstrocknung auf einen Trockengehalt von zumindest 56 % am ersten Zylinder, d.h. dem ersten Zug von einer glatten Oberfläche, ausgelegt sein.
Der Laubholz-Halbzellstoff kann insbesondere durch das BCTMP- und/oder das APMP- Verfahren hergestellt sein (BCTMP = Bleached chemo thermo mechanical pulp; APMP = Alkaline peroxid mechanical pulp). Fig. 1 zeigt ein rein beispielhaftes Maschinen-Layout für leichtgewichtige gestrichene Qualitäten mit gleichzeitigem Online-Filmstrich und Online- Kalander.
Dabei sind im Anschluss an die einen Stoffauflauf und Former 10, eine Pressenpartie 12 sowie eine Trockenpartie 14 umfassende Papiermaschine 16 ein Film-Coater 18, eine Lufttrocknung 20, ein Online-Kalander 22 und eine Aufrollung 24 vorgesehen. Es ist grundsätzlich jedoch auch ein anderes Maschinen-Layout denkbar.
Zur Herstellung einer Faserstoffbahn insbesondere für leichtgewichtige, einfach gestrichene Papiere wird zur Bahnbildung ein Faserstoffgemisch verwendet, das bezogen auf den Gesamtfrischfasereintrag einen Anteil an Laubholz-Halbzellstoff > 50 Gew.-% enthält, wobei der Mahlgrad des Laubholz-Halbzellstoffes > 55°SR gewählt wird.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel für ein entsprechendes Maschinenkonzept kann beispielsweise ein DuoFormer TQv, d.h. ein vertikaler Roll-Blade-Gapformer, eine Tandem-NipcoFlex-Presse (TNFP), eine Hard- nip-Vorglättung, ein Online-Speedsizer für einen Strichauftrag und/ oder ein Online- Januskalander mit z.B. 1 10 Walzen vorgesehen sein. Es ist beispielsweise eine Masseleimung mit AKD und/ oder ASA von beispielsweise etwa 0, 1 Gew.-% denkbar. Der Stoff-, d.h. Gesamtfrischfasereintrag kann beispielsweise 50 Gew.-% nach dem APMP- Verfahren hergestellter Laubholz-Halbzellstoff, 30 Gew.-% nach dem NBKP- Verfahren hergestellter Laubholz-Zellstoff und 20 Gew.-% Holzschliff-Nadelholz umfassen. Dabei kann der Mahlgrad für den APMP-Laubholz-Halbzellstoff beispielsweise ~ 55°SR, für den NBPK-Laubholz-Halbzellstoff ~ 24°SR und für Holzschliff ~ 700SR betragen. Die maximale Betriebsgeschwindigkeit bei einem Endflächengewicht im Bereich von etwa 48 bis etwa 65 g/m2 (etwa 34 bis etwa 35 g/m2 Rohpapier) kann beispielsweise etwa 1800 m/min betragen. Die Glanzwerte können beispielsweise im Bereich von etwa 42 bis etwa 65 %, vorzugswei- se im Bereich von etwa 52 bis etwa 56 % liegen. Alternativ oder zusätzlich kann das Maschinenkonzept insbesondere auch wenigstens eines der zuvor genannten Aggregate umfassen (z.B. Vorkalander mit Hardnip, Soft- nip, Doppel-Softnip und/ oder in Bahnlaufrichtung verlängerter Nip; Dampfblaskasten und/ oder Wassersprühauftrag vor dem Vorkalander; zumindest einen Schuhnip in der Pressenpartie, insbesondere als zweiter Nip; zwei Schuhnips in der Pressenpartie; zwei Schuhnips gefolgt von einer dritten Presse, die als glättebildende und/ oder verdichtende Walzenpresse ausgeführt ist; ein Filmstreichaggregat und/ oder ein Curtain Coa- ter; ein Multinipkalander mit vorzugsweise zumindest vier Nips, vorzugs- weise als Online-Multinipkalander; ein oder zwei Schuhkalander zur Glättung und/ oder Verdichtung; Roll-Blade-Gapformer; Hybridformer; Hidryer oder Hochleistungstrockner).
Bezugszeichenliste
10 Stoffauflauf und Former
12 Pressenpartie
14 Trockenpartie
16 Papiermaschine
18 Film-Coater
20 Lufttrocknung
22 Online-Kalander
10 24 Aufrollung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn für insbesondere einfach gestrichene Papiere, bei dem zur Bahnbildung ein Faserstoffgemisch verwendet wird, das bezogen auf den Gesamtfrischfa- sereintrag einen Anteil an Laubholz-Halbzellstoff > 50 Gew.-% enthält, wobei der Mahlgrad des Laubholz-Halbzellstoffes > 55°SR ge- wählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, dass der Frischfasereintrag zumindest im Wesentlichen nur Laub- holz-Halbzellstoff enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, dass der Frischfasereintrag einen Anteil an Nadelholz-Halbzellstoff enthält, wobei der Mahlgrad des Nadelholz-Halbzellstoffes vorzugsweise > 600SR gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserstoffgemisch bezogen auf den Gesamtfrischfaserein- trag einen Anteil an insbesondere rein chemisch aufgeschlossenem Langfaser-Zellstoff von zumindest 10 Gew.-% enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass das Faserstoffgemisch bezogen auf den Gesamtfrischfaserein- trag einen Anteil an insbesondere mechanisch aufgeschlossenem Langfaser-Holzstoff von zumindest 10 Gew.-% enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass eine Masseleimung des Rohpapiers erfolgt, wobei für die Mas- seleimung vorzugsweise > 0,2 Gew.-% Stärke, insbesondere > 0,4 Gew.-% Stärke, und/oder > 0,1 Gew.-% CMC, insbesondere > 0,2
Gew.-% CMC, insbesondere > 0,5 Gew.-% CMC, und/oder < 0,1 Gew.-% AKD und/oder < 0,1 Gew.-% ASA verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass das Rohpapier vor dem Strich vorkalandriert wird, wobei mit der Vorkalandrierung eine Porositätsverdichtung des Rohpapiers von insbesondere > 10 % und vorzugsweise von > 20 % herbeigeführt wird, wobei die Kaladrierung vorzugsweise mittels eines Hard- nips, eines Softnips, eines Doppel-Softsnips und/ oder eines in
Bahnlaufrichtung verlängerten oder Schuhnips erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass die Faserstoffbahn zur Verbesserung der Verdichtungswirkung vor einem Vorkalandrieren mittels eines Dampfblaskastens und/ oder mittels eines Wassersprühauftrags beaufschlagt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass die Faserstoffbahn in der Pressenpartie zur stärkeren Verdichtung des Rohpapiers durch wenigstens einen Schuhpressnip geführt wird, wobei der Spitzendruck im Schuhpressnip insbesondere in einem Bereich von etwa 6 bis etwa 10 MPa, insbesondere in einem Bereich von etwa 8 bis etwa 10 MPa und vorzugsweise > 10 MPa gewählt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch geke nnze i chne t, dass die Faserstoffbahn in der Pressenpartie in Bahnlaufrichtung betrachtet vor dem Schuhpressnip in einem weiteren Pressnip vorentwässert wird, wobei der Schuhpressnip in der Pressenpartie vorzugsweise als zweiter Pressnip eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch geke nnze i chne t, dass in der Pressenpartie zwei Schuhpressnips eingesetzt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch geke nnze i chne t, dass in Bahnlaufrichtung betrachtet nach den beiden jeweils einen Schuhnip umfassenden oder durch einen Schuhnip gebildeten Pressen eine als Walzenpresse ausgeführte dritte Presse eingesetzt wird, um die Faserstoffbahn zu glätten und/ oder zu verdichten.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze i chne t, dass dem Rohpapier anorganische Fein- oder Füllstoffe zugesetzt werden, wobei diese Fein- oder Füllstoffe vorzugsweise feinkörniges PCC, GCC, Kaolin und/ oder dergleichen umfassen.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass der Trockengehalt der verwendeten Streichfarbe > 62 %, vor- zugsweise > 64 % gewählt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, dass Streichfarbe nach dem Filmstrichverfahren und/ oder dem Curtain-Coating- Verfahren aufgebracht wird.
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