Verfahren zur mehrfachen Beschichtung einer Faserstoffbahn, insbesondere bewegbaren Kartonbahn und Vorrichtung zur Behandlung und/oder
Veredelung von Faserstoffbahnen, insbesondere zum mehrschichtigen
Auftrag von flüssigen oder pastösen Auftragsmedien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrfachen Beschichtung einer Faserstoffbahn, insbesondere bewegbaren Kartonbahn mit flüssigen oder pastösen Auftragsmedien, bei welchem in einem Verfahrensschritt ein erstes Auftragsmedium zur Erzeugung einer ersten Schicht und in einem folgenden Verfahrensschritt zumindest ein weiteres Auftragsmedium zur Erzeugung zumindest einer weiteren Schicht mit zumindest einer nachdosierenden Auftragseinrichtung aufgetragen werden und in einem der weiteren Verfahrensschritte zumindest ein weiteres drittes Auftragsmedium zur Erzeugung zumindest einer weiteren dritten Schicht mit einer Vorhangauftragseinrichtung aufgetragen wird, wobei nach jedem Auftrag die Faserstoffbahn getrocknet wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Behandlung und/oder Veredlung der Oberfläche einer Faserstoffbahn, insbesondere zum mehrschichtigen Auftrag von flüssigen oder pastösen Auftragsmedien auf eine Papier- oder Kartonbahn, umfassend eine erste Auftragseinrichtung zum Auftragen eines ersten Auftragsmediums, zumindest eine nachdosierende Auftragseinrichtung zum Auftragen eines weiteren zweiten Auftragsmediums in einer weiteren zweiten Schicht und eine weitere dritte Auftragseinrichtung zum Auftragen eines dritten Auftragsmediums in einer dritten Schicht in Form einer Vorhangsauftragseinrichtung, wobei jeder der einzelnen Auftragseinrichtungen eine Trockeneinrichtung nachgeordnet ist.
Faserstoffbahnen in Form von Kartonbahnen bestehen aus mehreren Lagen, die auf Altpapierbasis erzeugt werden. In der Regel umfassen diese zumindest drei
unterschiedlich ausgebildete Lagen aus Altpapier, wobei die Oberseite, welche auch zur Kennzeichnung oder als sichtbare Seite verwendet wird, von einer dünnen Lage Altpapier ausgebildet wird. Die mittlere Lage besteht aus gemischtem Altpapier geringer Qualität und die Rückseite vorzugsweise wieder aus Altpapier mit höherer Qualität als die mittlere Lage. Zur Gewährleistung der Oberflächenanforderungen an der Oberseite wird eine derartige Kartonbahn in der Regel zumindest mit zwei Schichten beschichtet. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt die Oberfläche der Kartonbahn mit Stärke imprägniert, wodurch diese verfestigt wird. Anschließend erfolgt ein erster Auftrag in Form eines Vorstriches, welcher die Aufgabe besitzt, noch vorhandene Unebenheiten in der Oberflächentopographie einzuebnen und die Vertiefungen mit Streichfarbe auszufüllen. Der nachfolgende Deckstrich hat die Aufgabe, die Oberfläche mit einer gleichmäßig dicken Schicht zu überziehen und eine homogene Abdeckung zu erzielen. Für den Deckstrich, insbesondere zur Dosierung, wird dabei in der Regel ein sogenanntes Luftmesser eingesetzt. Das Auftragsmedium wird mit Überschuss aufgetragen und der Überschuss wird mit Hilfe eines scharfen Luftstrahles weggeblasen und die gestrichene Oberfläche vergleichmäßigt. Da dazu sehr große Luftmengen mit hohen Strahlgeschwindigkeiten erzeugt werden müssen, ist ein derartiges Verfahren sehr energieintensiv. Ferner entsteht durch das Wegblasen ein Farbnebel, der Anlagenteile im Umkreis der zu beschichteten Kartonbahn verschmutzt. Die Reinigung der Abluft vom Farbnebel ist sehr aufwendig. Um bei derartigen Verfahren ein gleichmäßiges Verlaufen des Auftragsmediums zu erzielen, sind auch den einsetzbaren Feststoffgehalten Grenzen gesetzt, da ansonsten die Fließfähigkeit nicht gegeben ist. Normalerweise können Auftragsmedien mit einem Feststoffgehalt von 40 bis 50 % aufgetragen werden, so dass im Nachhinein sehr viel Energie für die erforderliche Trocknung eingesetzt werden muss.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Auftragen von Auftragsmedium auf eine bewegbare Faserstoffbahn, insbesondere in Form einer Papier- oder Kartonbahn, ist aus der Druckschrift EP 1 516 960 A1 vorbekannt, ferner der prioritätsbegründenden Druckschrift DE 103 43 120 A1. Bei diesem Verfahren
werden die einzelnen Schichten nacheinander mittels einer Filmstreicheinrichtung, einer Klingenstreicheinrichtung und eine weitere Schicht mit einer Vorhangauftragseinrichtung erzeugt, wobei die Vorhangauftragseinrichtung der Klingenstreicheinrichtung nachgeordnet ist, um somit die Qualität des mit dieser erzeugten Schicht zu erhöhen, indem die mit der Klingenstreicheinrichtung erzeugten Rakelstreifen überdeckt werden, so dass diese keinen Einfluss mehr auf die Faserstoffbahn haben. Ferner kann mit der Klingenstreicheinrichtung die Schichtdicke sehr genau und zuverlässig reguliert werden, wobei die aufgebrachte Schicht sich an die Kontur der darunter liegenden Schicht anpasst. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine entsprechende Abdeckung sehr stark von der Rauhigkeit der Oberfläche der Kartonbahn abhängt und bei sehr hohen Rauhigkeiten auch die mehreren Schichten nicht zwangsläufig geeignet sind, eine vollständige Abdeckung zu erzielen.
Aus der Druckschrift DE 10 2005 021 983 A1 ist ein Verfahren zum Beschichten einer laufenden Kartonbahn bekannt, bei welchem ein flüssiges bis pastöses Auftragsmedium mehrschichtig auf wenigstens eine der Oberflächen der Kartonbahn aufgetragen wird, wobei das Streichgewicht des Vorstriches im Bereich zwischen 10 bis 100 g/m2 und das Streichgewicht des die Deckschicht bildenden Deckstriches zwischen 3 bis 20 g/m2 beträgt. Dabei wird der Vorstrich mit einem einzigen Vorhangauftragswerk in mehreren Filmen bzw. Lagen aufgebracht. Im Anschluss daran wird die Deckschicht erzeugt, welche ohne oder mit Zwischentrocknung auf den Vorstrich aufgetragen werden kann. Allerdings wird die Deckschicht hier mittels einer nachdosierenden Einrichtung aufgebracht, so dass zuerst ein Überschuss aufgetragen wird, der dann wieder abgerakelt bzw. abgestrichen wird. Die dadurch entstehenden Nachteile der erzeugten Oberfläche sind durch eine nichtvorhandene Gleichmäßigkeit und Markierungen durch die Dosiereinrichtungen charakterisiert.
Eine weitere Ausführung zur Beschichtung einer Kartonbahn mit zumindest zwei nacheinander angeordneten Auftragseinrichtungen ist aus DE 102 28 117 A1 vorbekannt. In dieser wird zur Vermeidung der Unregelmäßigkeiten bei
Verwendung einer nachdosierenden Auftragseinrichtung vorgeschlagen, als Auftragseinrichtung wenigstens ein Kontaktlos-Auftragswerk zu verwenden, welches derart ausgebildet ist, das Auftragsmedium in wenigstens einem freien Auftragsmediumstrahl oder Auftragsmediumvorhang oder Auftragsmediumschleier oder in Auftragsmediensprühtropfen abzugeben und auf die Materialbahn auf Grundlage von dem Auftragsmedium aufgeprägten Kräften oder/und Bewegungsimpulsen oder/und auf der Grundlage einer schwerkraftbedingten Bewegung des Auftragsmediums aufzutragen, wobei entlang dem Behandlungsweg vor oder/und nach der Auftragseinrichtung eine Glätteinrichtung vorgesehen ist. Die Glätteinrichtung erzeugt eine hohe Glätte und gegebenenfalls Glanz der Oberfläche auf der beschichteten Seite der Materialbahn. Es wird dabei ausgenutzt, dass die über die nichtberührende dosierende Auftragseinrichtung erzeugbaren Schichten bei gleichzeitigem höherem Durchsatz der Vorrichtung zur Beschichtung genauer einstellbar sind.
Aus der japanischen Patentanmeldung 2006-166289 sind eine Auftragsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von wärmeempfindlichem Papier vorbekannt, bei welchem mittels einer nachdosierenden Auftragseinrichtung, wie beispielsweise einer Rakeleinrichtung, der Auftrag einer ersten Schicht auf einer Bahn ausgeführt wird und in einem weiteren nachfolgenden Prozess mittels eines Vorhangauftragswerkes der Auftrag einer Deckschicht in Form einer wärmeempfindlichen Schicht mit vorgeschriebener Verweildauer erfolgt. Beiden Prozessen nachgeordnet ist ein Trockenverfahren. Um ein Verlaufen zwischen der Unterschicht und der Deckschicht zu vermeiden, muss die Streichfarbe entsprechende Eigenschaften aufweisen, da hier keine separate Trocknung zwischen diesen beiden Verfahrensschritten vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln und(oder Veredeln einer Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn, derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Im Einzelnen ist dabei auf eine Verbesserung der Energiebilanz, insbesondere Verringerung der Trockenleistung insgesamt bei
gleichzeitiger Erhöhung und Verbesserung der Qualität einer Beschichtung einer Kartonbahn, auch bei sehr rauhen Kartonbahnoberflächen, abzustellen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 19 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur mehrfachen Beschichtung einer Faserstoffbahn, insbesondere bewegbaren Kartonbahn mit flüssigen oder pastösen Auftragsmedien, bei welchem in einem Verfahrensschritt ein erstes Auftragsmedium zur Erzeugung einer ersten Schicht und in einem folgenden Verfahrensschritt zumindest ein weiteres Auftragsmedium zur Erzeugung zumindest einer weiteren Schicht mit zumindest einer nachdosierenden Auftragseinrichtung aufgetragen werden und in einem der weiteren Verfahrensschritte zumindest ein weiteres drittes Auftragsmedium zur Erzeugung zumindest einer weiteren dritten Schicht mit einer Vorhangauftragseinrichtung aufgetragen wird, wobei nach jedem Auftrag die Faserstoffbahn getrocknet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Auftragsmedium Stärke aufgetragen wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht aufgrund des Stärkeauftrages als Erstschicht auf die Oberfläche der zu beschichtenden Kartonbahn eine besonders vorteilhafte Verfestigung sowie Einebnung der Oberseite als Basisfläche für die weiteren aufzutragenden Schichten.
Da vorzugsweise allen einzelnen Auftragsprozessschritten eine Trocknung nachgeordnet ist, können hier zum einen sehr hohe Streichgewichte aufgetragen werden, ferner bestehen bezüglich der verwendeten Viskosität des aufzutragenden Auftragsmediums sowie der Zusammensetzung keine Restriktionen.
Durch die Verwendung einer Vorhangauftragseinrichtung für die letzte aufzutragende Schicht in Form einer Deckschicht wird zum einen eine sehr homogene gleichmäßige Deckschicht realisiert, die auch bei sehr unebenem Vorstrich eine sehr hohe Oberflächenqualität gewährleistet. Aufgrund der Möglichkeit, mittels der Vorhangauftragseinrichtung Auftragsmedien mit hohem Feststoffgehalt aufzutragen, kann die Trockenleistung zum Trocknen der Deckschicht erheblich reduziert werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil beim Auftrag mittels einer Vorhangauftragsvorrichtung besteht darin, dass zum einen das Auftragsverfahren kontaktlos erfolgt, wobei sich das aufgebrachte Medium als Konturschicht auf der
Faserstoffbahn ablegt und vor allem, dass das spezifische Volumen des Kartons nicht verändert wird. Die Abdeckung erfolgt dabei nahezu vollständig im Rahmen der gewählten Beschichtungsbreite und es sind unterschiedliche Streichgewichte sowie Auftragsmedien auch bei höheren Durchsatzgeschwindigkeiten als bisher auftragbar. Ferner lässt sich dadurch die gesamte Vorrichtung einfach aufbauen, da hier nur so viel Medium aufgetragen wird, wie auch auf der Kartonbahn verbleiben soll. Dies wird auch als 1 :1-Auftrag bezeichnet und erfolgt im
Gegensatz zu den bisherigen ausschließlich angewendetem Überschussauftragsverfahren mit der Filmpresse oder einem Walzenauftragswerk oder Blade-Coater. Eine Aufbereitung des Überschussmediums kann dabei entfallen.
In besonders vorteilhafter Weise wird zur Verbesserung der Oberflächenqualität bereits die erste Schicht, insbesondere die Imprägnierschicht einer Glättung unterzogen, wobei Werte im Bereich von 5 bis 7 μm Parker-Print-Surf eingestellt werden.
Das mit der nachdosierenden Auftragseinrichtung aufgetragene Auftragsmedium für die zweite Schicht wird vorzugsweise mit einem Streichgewicht im Bereich von 16 bis 24 g/m2 aufgetragen.
In einer vorteilhaften Ausführung werden zur Reduzierung der erforderlichen Trocknungsleistung Auftragsmedien mit der Vorhangauftragseinrichtung aufgetragen, die durch einen Feststoffgehalt im Bereich von 60 bis 65 Masseprozent charakterisiert sind. Die Viskosität des Auftragsmediums für die Deckschicht kann im Bereich von 400 bis 1000 mPas, besonders bevorzugt 400 bis 800m Pas betragen.
In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung wird die Deckschicht mittels der Vorhangauftragseinrichtung nicht als eine Lage, sondern vorzugsweise zumindest als zweischichtige Deckschicht aufgetragen. Dies bietet den Vorteil, dass mit einer Auftragsvorrichtung innerhalb der Deckschicht unterschiedliche Teilschichten erzeugbar sind, wobei diese hinsichtlich ihrer Zusammensetzung differieren können. In besonders vorteilhafter Weise wird dabei die die endgültige Oberseite der Kartonbahn bildende Oberfläche bildende Teilschicht mit höherwertigen Bestandteilen ausgebildet als die darunter liegende, auf den Vorstrich aufgetragene weitere Teilschicht. Dadurch kann höherwertiges Auftragsmedium nur in den Bereichen aufgetragen werden, wo dies auch tatsächlich erforderlich ist. Die weiteren nichtoberflächenrelevanten Schichtbereiche können von Auftragsmedien anderer, auch minderer Qualitäten gebildet werden.
Zur weiteren Oberflächenveredlung ist in einer besonders vorteilhaften Ausführung im Nachgang zur Erzeugung der Deckschicht ein weiterer Glättprozess vorgesehen, der die erforderliche Glätte einstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit einer Vorrichtung zur Beschichtung von Kartonbahnen durchführbar, welche online oder offline einer Maschine zur Herstellung derartiger Faserstoffbahnen, insbesondere Kartonbahnen, nachgeordnet sein kann. Die Online-Lösung bietet den Vorteil, dass hier unmittelbar nach Herstellung der entsprechenden Kartonbahn die Veredelung erfolgt. Aufgrund der verwendeten Auftragsverfahren sind hohe
Durchlaufgeschwindigkeiten denkbar, so dass hier keine Probleme bezüglich der Leistung der Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen bestehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung oder Veredlung der Oberfläche einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, umfassend eine erste dosierende Auftragseinrichtung zum Auftragen eines ersten
Auftragsmediums, zumindest eine nachdosierende Auftragseinrichtung zum
Auftragen einer weiteren zweiten Schicht und einer weiteren dritten
Auftragseinrichtung zum Auftragen einer dritten Schicht in Form einer Vorhangauftragseinrichtung, wobei jedem der einzelnen Auftragseinrichtungen eine Trockeneinrichtung nachgeordnet ist, ist dadurch charakterisiert, dass nach der ersten Auftragseinrichtung eine Glätteinrichtung angeordnet ist.
Durch den zusätzlichen Glättvorgang kann die Oberfläche zwischen dem imprägnierenden Vorstrich und den weiteren Schichten noch einmal verbessert werden und damit auch der Auftrag für die Deckschicht, wobei aufgrund einer soliden Oberfläche ein besseres Verlaufen sowie ein sehr homogener Auftrag bereits während des Auftragens gewährleistet wird.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
Figur 1 verdeutlicht in einem Axialschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäß beschichteten Kartonbahn;
Figuren 2a bis 2d verdeutlichen anhand eines Signalflussbildes mögliche
Ausführungsvarianten eines Verfahrens zur Beschichtung einer bewegbaren Kartonbahn;
Figur 3 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den
Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung einer Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn;
Figur 4 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht von rechts einen besonders vorteilhaften Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 3;
Figur 5 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des
Vorhangauftragswerkes gemäß Figur 4.
Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung in einem Axialschnitt eine erfindungsgemäß mehrfach beschichtete, insbesondere gestrichene Faserstoffbahn F in Form einer mehrlagigen Kartonbahn 1 auf Altpapierbasis. Der Axialschnitt wurde durch die YZ-Ebene eines der Faserstoffbahn F zugeordneten Koordinatensystems gelegt. Die X-Richtung entspricht dabei der Längenrichtung und die Y-Richtung der Breitenrichtung der Faserstoffbahn F. Beim Durchlaufen einer Vorrichtung zur Behandlung und/oder Veredelung von Faserstoffbahnen F entspricht die X-Richtung der Durchlauf- beziehungsweise Maschinenrichtung. Der Aufbau einer derartigen Kartonbahn 1 ist beispielhaft durch drei unterschiedliche Lagen 2.1 , 2.2 und 2.3 charakterisiert, wobei der größte Anteil in der Mitte, hier der Lage 2.2, aus gemischtem Altpapier geringerer Qualität besteht. Die Oberseite 3 wird von der Lage 2.1 gebildet und ist mit 3 bezeichnet, während die Rückseite 4 bzw. Unterseite aus einem Altpapier vordefinierter Qualität, vorzugsweise höherer Qualität als die Mittenlage 2.2, besteht. Eine derartige Kartonbahn 1 mit den einzelnen Lagen 2.1 bis 2.3 wird mit mindestens zwei Schichten 5 als Vorschicht und 6 als Deckschicht an seiner Oberseite 3 beschichtet. Das Verfahren zum Behandeln der Faserstoffbahn F, insbesondere Mehrfachbeschichten ist anhand eines Signalflussbildes in Figur 2a wiedergegeben. Der Aufbau der Schichten gemäß Figur 1 und das Verfahren in Figur 2a werden dabei nachfolgend im Zusammenhang erläutert.
In einem ersten Verfahrensschritt wird die Oberseite 3 der Kartonbahn 1 erfindungsgemäß mit einem ersten Auftragsmedium in Form von Stärke mit einer nachdosierenden Aufragseinrichtung, insbesondere Leim- oder Filmpresse
beschichtet. Diese erste Schicht 7 ist in der Figur 1 an der von der Lage 2.1 gebildeten Oberseite 3 dargestellt. Diese dient der Imprägnierung der Oberfläche an dieser Oberseite 3, wodurch diese verfestigt wird. Auf die vorimprägnierte Oberseite 3 wird im Verfahrensschritt B mindestens ein weiteres Auftragsmedium mit mindestens einem nachdosierenden Auftragsaggregat aufgebracht. Mit diesem wird die Schicht 5 in Form eines Vorstriches aufgetragen. Als Auftragseinrichtung fungiert vorzugsweise eine Rakel- oder Klingenauftragseinrichtung, mit welcher das flüssige oder pastöse Auftragsmedium mit Überschuss auf die Kartonbahn 1 aufgetragen wird und im Anschluss daran mit einer Dosiereinrichtung fertig dosiert wird. Mit einer derartigen Auftragseinrichtung wird das flüssige oder pastöse Auftragsmedium mit einem Streichgewicht im Bereich zwischen einschließlich 16 und 24 g/m2 aufgetragen. In einem weiteren Verfahrensschritt C wird die Schicht 6 in Form der Deckschicht mittels einer sogenannten Vorhangauftragseinrichtung, insbesondere Curtain-Coaters aufgebracht. Das Streichgewicht der die Deckschicht erzeugenden Schicht 6 beträgt zwischen 8 bis 32 g/m2, bevorzugt 8 bis 24 g/m2, besonders bevorzugt 8 bis 16 g/m2, ganz besonders bevorzugt 10 bis 16 g/m2. Zwischen jedem der einzelnen Auftragsschritte A bis C ist dabei im Anschluss an den Auftrag zur Trocknung des jeweiligen Striches ein Trockenschritt vorgesehen, hier T1 nach dem Auftrag der ersten als Imprägnierschicht fungierenden Schicht 7, T2 nach dem Auftrag des/der den Vorstrich bildenden Schicht/Schichten 5, und T3 nach dem Auftrag der die Deckschicht bildenden Schichten 6. Die durch die erste Schicht 7 erzeugte Oberfläche ist mit 8 und die nach dem Deckstrich vorliegende Oberfläche ist mit 9 bezeichnet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, können dabei Beschichtungen von Kartonbahnen 1 , insbesondere Kartonbahnen 1 mit hoher Oberflächenrauhigkeit erzielt werden, die dadurch charakterisiert sind, dass diese eine gleichmäßige Dicke aufweisen, wobei die Abdeckung der Oberseite 3 der Kartonbahn 1 möglichst homogen erfolgt. Der Vorteil der Erzeugung der zumindest drei Schichten besteht darin, dass zum einen über die erste Schicht 7, insbesondere Stärke-Imprägnierschicht, die Oberfläche 8 für die nachträglich aufzutragenden
Schichten 5 und 6 weitestgehend vorbereitet wird, wobei der Auftrag der Stärke mit mindestens einer Filmstreicheinrichtung erfolgt. Die verwendete Auftragseinrichtung ist dadurch charakterisiert, dass der Auftrag im Überschuss indirekt auf die Oberfläche von einen Dosierspalt bildenden Walzen oder direkt auf die Oberfläche vor dem Durchlaufen der Faserstoffbahn F durch die Presse erfolgt. Dadurch lässt sich die Dicke der Imprägnierschicht sehr genau regeln und die verwendete Auftragseinrichtung 13 ist geeignet, die aufzutragende Schicht 7 des Auftragsmediums genau an die Kontur der darunter liegenden Schicht, insbesondere die Oberseite 3, der Kartonbahn 1 anzupassen, wobei in diesem Fall auch Oberseiten 3 von Kartonbahnen 1 mit hoher Rauhigkeit sehr homogen beschichtet werden können. Auf der Grundlage der so vorliegenden Oberfläche 8 können dann die einzelnen weiteren Schichten, insbesondere zumindest 5 und 6, aufgetragen werden, wobei in der Reihenfolge ein Auftrag mittels einer Vorhangauftragseinrichtung 20 gemäß Verfahrensschritt C auf zumindest einen Auftrag mittels einer nachdosierenden Auftragseinrichtung gemäß B, insbesondere einer Rakel- oder Stab- oder einer Klingenauftragseinrichtung, folgt. Dadurch können durch die zur Nachdosierung verwendeten Elemente, wie Rakel, Stab oder Klinge erzeugte Unregelmäßigkeiten überdeckt werden, so dass diese keinen Einfluss mehr auf die Qualität der fertig beschichteten Kartonbahn 1 haben. Durch den Auftrag mit einem Vorhangauftragswerk lässt sich die Auftragsmenge und somit die Schichtdicke sehr genau und zuverlässig regulieren, da sich die mittels diesem aufgebrachte Schicht 6 genau an die Kontur der darunter liegenden Schicht anpasst. Durch die Möglichkeit des Aufbringens der Deckschicht mittels einer Vorhangauftragseinrichtung nach dem Aufbringen der Schicht 5 mittels einer nachdosierenden Auftragseinrichtung werden auch die Laufeigenschaften für die Kartonbahn 1 verbessert, so dass Abrisse erheblich reduziert werden kann. Durch die zwischengeschalteten Trockenschritte T1 bis T3 bzw. die jeweils den einzelnen Aufträgen der Schichten nachgeordneten Trockenschritte ist eine einfache Führung der Kartonbahn 1 möglich, da Einrichtungen zur berührungslosen Umlenkung der Faserstoffbahn F entfallen können.
Das in der Figur 2a anhand eines Signalflussbildes dargestellte Verfahren stellt dabei ein Grundverfahren dar, das um weitere Verfahrensschritte in vorteilhafter Weise erweitert werden kann. So ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführung gemäß Figur 2b vorgesehen, zwischen dem Auftrag der Schicht 7 und der Schicht 5 nach dem ersten Trockenschritt T1 einen Verfahrensschritt G1 vorzusehen, der eine Vorglättung der Schicht 7 und der dadurch erzeugten Oberfläche auf Werte im Bereich zwischen 5 und 7 μm Parker-Print-Surf für die von dieser ersten Schicht 7 gebildete Oberseite 8 ermöglicht. Als Vorrichtung kann ein Glättwerk eingesetzt werden, vorzugsweise zumindest ein Zwei-Walzen- Glättwerk. Dadurch können eventuell weitere Rauhigkeiten beseitigt werden und ferner unerwünschte Luftgrenzschichten an der Oberfläche 8 der mit der ersten Schicht 7 beschichteten Kartonbahn 1 ausgeschlossen werden, so dass die nachfolgende Schicht möglichst homogen frei von Lufteinschlüssen aufgetragen wird. An den Verfahrensschritt G1 schließt sich dann entsprechend den Ausführungen in Figur 2a das weitere Verfahren mit dem Auftrag der Schicht 5 im Verfahrensschritt B an. Bezüglich des weiteren Verfahrens wird daher auf die Figur 2a verwiesen.
In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der Ausführungen gemäß der Figuren 2a und 2b ist es ferner gemäß Figur 2c vorgesehen, die sich nach der aufgetragenen dritten Schicht 6 in Form der Deckschicht ergebende Oberseite bzw. Oberfläche 9 ebenfalls in einem Glättschritt G3 zu glätten. Dieser
Verfahrensschritt G3 wird zur weiteren Optimierung der Oberfläche der
Kartonbahn 1 vorgesehen. Der Glättschritt G3 schließt sich dabei an den Trockenschritt T3 an.
Bei allen Ausführungen gemäß den Figuren 2a bis 2c kann sich an die Fertigstellung des Deckstriches in Form der Schicht 6 eine Beschichtung der Rückseite 4 der Kartonbahn 1 anschließen. Dieser kann unterschiedlich realisiert werden und ist beispielhaft in Figur 2d dargestellt. Gemäß Figur 2d ist dazu ist beispielhaft eine Stärkeimprägnierung in Form einer in Figur 1 mittels unterbrochener Linie dargestellten ersten Schicht 10 vorgesehen, auf die des
Weiteren eine Schicht 11 aufgetragen werden kann, die beispielsweise mit einem Rakel dosiert wird. Der Auftrag der Stärkeschicht kann bereits als A1 in Figur 2d gleichzeitig mit dem Auftrag A der Stärkeschicht auf die Oberseite 3 erfolgen oder aber alternativ als A1 im Anschluss an G3. Der Auftrag der Schicht 11 erfolgt auf jeden Fall G3 nachgeordnet.
In Figur 2d ferner dargestellt ist die Möglichkeit der Erzeugung der Deckschicht aus mehreren Teilschichten durch die einzelnen Aufträge C1 und C2.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß der Figuren 2a bis 2d kann mit einer in der Figur 3 beispielhaft dargestellten Vorrichtung 12 zur Behandlung und/oder Veredelung einer Kartonbahn 1 , insbesondere zur mehrschichtigen Beschichtung einer bewegbaren Kartonbahn 1 ausgeführt werden. Die Vorrichtung 12 ist dabei hinsichtlich ihres Aufbaus in schematisch vereinfachter Darstellung in der Figur 3 durch eine erste Auftragseinrichtung 13 zum nachdosierten Auftrag von Auftragsmedium, insbesondere in Form einer Film- oder Leimpresse, ausgebildet. An diese schließt sich eine erste Trockeneinrichtung 15 an, von der aus die mit der ersten Schicht 7 versehene Kartonbahn 1 zu einer Glätteinrichtung 16 geführt wird, wobei der Glätteinrichtung 16 zumindest eine weitere, zweite Auftragseinrichtung 17 nachgeschaltet ist, die dem Auftrag der zweiten Schicht 5 in Form des Vorstriches dient. Die zweite Auftragseinrichtung dient dabei dem nachdosierenden Auftragen des flüssigen oder pastösen Auftragsmediums, insbesondere Streichfarbe. Diesem nachgeschaltet ist eine weitere Trockeneinrichtung 18, von welcher die bewegbare Kartonbahn 1 zu mindestens einer dritten Auftragseinrichtung 19 in Form einer Vorhangauftragseinrichtung 20 geführt wird und im Anschluss daran zu einer Trockeneinrichtung 21. An diese schließt sich eine weitere Auftragseinrichtung 22 für die Beschichtung der Rückseite 4 der Kartonbahn 1 an.
Die Figur 4 verdeutlicht eine konkrete Ausführung einer Vorrichtung 12 zur Behandlung und/oder Veredelung von Faserstoffbahnen F, insbesondere zur mehrfachen Beschichtung einer bewegbaren Kartonbahn 1 gemäß Figur 3. Die
erste Auftragseinrichtung 13 ist im dargestellten Fall als Filmpresse 14 ausgebildet. Dies ist dadurch charakterisiert, dass das Auftragsmedium in dem Spalt zwischen zwei miteinander einen Spalt bildenden Walzen eingebracht wird und durch die Zuordnung der Walzen zur im Spalt geführten Kartonbahn 1 das Auftragsmedium aufdosiert wird. Die Oberfläche 3 an der Lage 2.1 kann dabei sehr rauh ausgeführt sein, da über die Filmpresse 14 das Auftragsmedium homogen und in großer Dicke zur Abdeckung der gesamten Oberfläche der Lage 2.1 auftragbar ist. Im Anschluss daran ist die erste Trockeneinrichtung 15 angeordnet. Die mit der ersten Auftragseinrichtung 13 beschichtete Oberseite 3 der Lage 2.1 in Form der Oberfläche 8 wird hier einer Kontakttrocknung zugeführt. Die erste Trockeneinrichtung 15 besteht dazu aus einer Mehrzahl von Trockenzylindern, um deren Oberfläche die Faserstoffbahn F mit der beschichteten Oberfläche 3 mäanderförmig herumgeführt wird und im Zusammenwirken mit der Oberfläche der einzelnen Trockenzylinder einer Trocknung ausgesetzt wird. Der Trockeneinrichtung 15 nachgeordnet ist die Glätteinrichtung 16, welche im dargestellten Fall im einfachsten Fall als Zwei- Walzen-Glättwerk ausgeführt ist, umfassend zwei miteinander einen Glättspalt 16.1 bildende Glättwalzen 16.2 und 16.3. Nach Durchlaufen der Glätteinrichtung 16 wird die beschichtete Kartonbahn 1 nunmehr zur weiteren Auftragseinrichtung 17 geführt. Bei dieser handelt es sich um eine nachdosierende Auftragseinrichtung, bei welcher das Auftragsmedium in einem Überschuss auf die nunmehr zu beschichtende Oberfläche 8 an der Oberseite 3 aufgetragen wird und anschließend mittels einer Dosiereinrichtung 23 in Form einer Rakel, einer Klinge oder eines Blades dosiert wird. Die der zweiten Auftragseinrichtung 17 nachgeordnete Trockeneinrichtung 18 ist vorzugsweise als Lufttrockeneinrichtung 18.1 , insbesondere Heißlufttrockeneinrichtung oder Infrarottrockeneinrichtung ausgebildet. Bei dieser wird die bewegbare Kartonbahn 1 entlang eines Trockenaggregates geführt und durch vorzugsweise an die Oberfläche aufgebrachte Heißluft getrocknet. Der Trockeneinrichtung 18 nachgeordnet ist die weitere, dritte Auftragseinrichtung 19 in Form einer Vorhangauftragseinrichtung 20. Dieser wiederum nachgeordnet ist die weitere Trockeneinrichtung 21 , welche eine erste Lufttrockeneinrichtung 21.1 und dieser nachgeordnet eine weitere
Kontakttrockeneinrichtung 21.2 umfasst, welche ebenfalls durch eine Anordnung einzelner Trockenzylinder charakterisiert ist, um welche die Kartonbahn 1 mit der nunmehr zu trocknenden Oberfläche 9 mäanderförmig geführt wird. Bei der nachgeordneten Auftragseinrichtung 22 für die Beschichtung der Rückseite 4 handelt es sich vorzugsweise ebenfalls um eine nachdosierende Einrichtung in Form einer Rakel-Auftragseinrichtung, mittels welcher das flüssige oder pastöse Auftragsmedium auf die Rückseite 4 bzw. die bereits vorimprägnierte Rückseite 4 mit Überschuss aufgetragen und durch eine Dosiereinrichtung 24 auf die gewünschte Dicke dosiert wird.
Die Figur 5 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausführung einer Vorhangauftragseinrichtung 20 zur Erzeugung der Deckschicht 6 aus zwei Schichten 6.1 und 6.2 gemäß Figur 2d, in welcher der Auftrag der Deckschicht in Form der Schicht 6 in den Verfahrensschritten C1 und C2 erfolgt, die gleichzeitig ablaufen. Bei dieser ist die Vorhangauftragseinrichtung 20 durch eine sich über die Breite der Auftragseinrichtung 19 erstreckende Düse 25 charakterisiert, welche zwei unmittelbar nacheinander angeordnete Austrittspalte in Durchlaufrichtung der bewegbaren Kartonbahn 1 betrachtet aufweist, die hier mit 26.1 und 26.2 bezeichnet sind, wobei über die beiden Dosierspalte eine zweilagige Schicht 6 in Form der Schichten 6.1 und 6.2 erzeugbar ist, die als gemeinsamer Vorhang auf die Oberfläche 8 fallend erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere die zweite Schicht 6.2, die als oberste Schicht der Deckschicht 6, die auf die den Vorstrich bildende Schicht 5 aufgetragen wird und die später bedruckt wird, mit besonders hochwertigen und teuren Bestandteilen ausgeführt werden kann, die in der darunter liegenden Schicht 6.1 nicht benötigt werden. Dadurch ist eine gezielte Oberflächenverbesserung möglich.
Die Schicht 6 ist erfindungsgemäß durch ein Streichgewicht zwischen 8 und 32 g/m2, besonders bevorzugt 8 und 24 g/m2 und ganz besonders bevorzugt 8 und 16 g/m2 charakterisiert. Der Feststoffgehalt des flüssigen oder pastösen Auftragsmediums, insbesondere der Farbe, liegt im Bereich zwischen 60 bis 70 %, insbesondere Massenprozent. Das Auftragsmedium besteht zu ca. 80 % aus
mineralischen Bestandteilen, wie beispielsweise Kalziumkarbonat, Kaolin oder Mischungen aus Kalziumkarbonat und Kaolin. Vorzugsweise enthält das Auftragsmedium ferner einen Anteil an synthetischen Bindemitteln sowie Stärke zur Verdickung. Die Viskosität des Auftragsmediums liegt im Bereich zwischen 400 und 1000 mPas, gemessen nach der Brookfield-Methode, ganz besonders bevorzugt 400 und 800 mPas.
Bezugszeichenliste
1 Kartonbahn
2.1 , 2.2, 2.3 Lage
3 Oberfläche
4 Rückseite
5 Schicht, Vorstrich
6 Schicht, Deckstrich
6.1 , 6.2 Teilschicht
7 erste Schicht, Imprägnierschicht
8 Oberfläche
9 Oberfläche
10 erste Schicht
11 Schicht
12 Vorrichtung zur Behandlung und/oder Veredelung einer
Faserstoffbahn, insbesondere Vorrichtung zur mehrfachen Beschichtung
13 erste Auftragseinrichtung
14 Filmpresse
15 erste Trockeneinrichtung
16 Glätteeinrichtung
16.1 Glättspalt
16.2, 16.3 Glättwalze
17 zweite Auftragseinrichtung
18 Trockeneinrichtung
18.1 Impingement-Trockeneinrichtung,
Lufttrockeneinrichtung
19 dritte Auftragseinrichtung
20 Vorhangauftragseinrichtung
21 Trockeneinrichtung
21.1 Impingement-Trockeneinrichtung,
Lufttrockeneinrichtung
21.2 Kontakttrockeneinrichtung
22 Auftragseinrichtung
23 Dosiereinrichtung
24 Dosiereinrichtung 25 Düse
26.1 , 26.2 Austrittsspalt, Dosierspalt
A Verfahrensschritt, erster Auftrag
B Verfahrensschritt, zweiter Auftrag
C Verfahrensschritt, dritter Auftrag C1 , C2 Auftragsschritte für den dritten Auftrag
T1 , T2, T3 Verfahrensschritt Trocknung
G1 , G3 Verfahrensschritt Glätten
F Faserstoffbahn