EP2576900A1 - Verfahren zur herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen faserstoffbahn

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EP2576900A1
EP2576900A1 EP11721321.5A EP11721321A EP2576900A1 EP 2576900 A1 EP2576900 A1 EP 2576900A1 EP 11721321 A EP11721321 A EP 11721321A EP 2576900 A1 EP2576900 A1 EP 2576900A1
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EP
European Patent Office
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layer
fibrous web
web
coated
drying
Prior art date
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EP11721321.5A
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EP2576900B1 (de
EP2576900B2 (de
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Guido Klaunzer
Stephan Hampe
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP2576900B1 publication Critical patent/EP2576900B1/de
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    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/30—Multi-ply

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a coated, multi-layer fibrous web, in particular packaging paper or board web, in which first a stream is produced, which then successively at least one headbox, at least one wire section to form a multi-ply fibrous web, a press section, a dryer section with dryer groups and then fed to a reel.
  • Cardboard and packaging papers are usually dried on their production in paper machines with drying cylinders of a single-row and / or double-row dryer section.
  • optional suction elements especially for web stabilization available.
  • a disadvantage is the high space requirement for such dryer sections and also to view the limited drying capacity. Especially with regard to the demanded, ever-increasing machine speeds, the drying zones must be formed longer relative to the overall machine length.
  • the smoothness of the paperboard or packaging paper to be produced is usually produced in the production of paperboard using conventional calenders, such as hard-nip calenders with high maximum pressures and short residence times of the fibrous web in the nip.
  • conventional calenders such as hard-nip calenders with high maximum pressures and short residence times of the fibrous web in the nip.
  • the thickness loss of the web affects.
  • Other conventional soft-nip calander smoothing processes use soft roll covers to increase the residence time in the nip. This is disadvantageous, the slight increase in smoothness and the volume loss.
  • Other conventional smoothing methods, such as nip calendering or shoe straightening, use soft covers of the unheated roll. The disadvantage here is also a slight increase in smoothness with simultaneous loss of volume.
  • the fibrous web or packaging paper or board web is also painted with a pigment coating. This achieves whiteness, smoothness, gloss and opacity of the web. Also, the printability of the web material is thereby increased, whereby it can serve as an information and advertising medium.
  • the printing is done in addition to digital printing, especially in the form of offset printing and gravure printing.
  • the fibrous web is painted on the cover side at least once.
  • the reverse side may remain uncoated, or will also be painted at least once.
  • coating amounts per side of up to 80g / m 2 are applied.
  • the application has hitherto been carried out with conventional coating units, such as film presses, coaters with roller application (LDTA applicators with long exposure time of the coating medium), coater with free-jet nozzles, or with commissioned work with a short residence time of the medium on the web (so-called Short Dwell Time Applicators or SDTA ).
  • the disadvantage is that only a limited application capacity and thus poor coverage and opacity of the fibrous web or packaging paper and board web can be achieved with these mentioned conventional order types. It is therefore an object of the invention to provide a method for producing a coated, multi-layer fibrous web, in particular packaging paper or board web, which does not have the disadvantages of the prior art.
  • the multi-layer fibrous web is preformed with a belt calender and then coated the cover layer of the fibrous web by means of a curtain applicator with a white pigment-containing coating layer and then dried
  • the inventors have found that with the specified pre-smoothing method, ie with a belt calender a smoother paper is produced than before, so what was done either without pre-smoothing or with other calenders.
  • Strip smoothing according to the invention leads to better coverage of the white line layer subsequently applied with the curtain applicator. Due to the high smoothness of the web there is a much lower risk of demolition of the curtain during coating, even with low coating weights or low viscosity of the application medium used in curtain coating and high web speeds. This is considered a particular advantage of the invention. Incidentally, the smoothness of the web need only be present on one side before the coating, because the product resulting from the fibrous web produced is preferably only printed on one side.
  • the band used in the pre-smoothing of the fibrous web consists of more than 70% of plastic. There is a temperature of more than 80 ° C. at the strip surface in contact with the fibrous web.
  • Another advantage is that due to the white pigment-containing curtain coat, which is indeed very uniform and good coverage, only a low basis weight of white and expensive fiber layer (top layer) is needed, so you save expensive raw materials, without the lower fiber layers shine through and without that the print quality deteriorates.
  • the method according to the invention makes it possible to produce the fibrous web in at least two layers, preferably at least three layers, namely backsheet, middle layer, top layer, depending on the desired application.
  • white or bleached and / or deinked and / or wood-free fibers are provided, which are expensive. It is therefore all the more advantageous to be able to save these substances to a large extent because the described white coating layer is applied to the cover layer with the aid of a curtain coating. In certain cases (eg with white multiple lines) even the white top layer can be completely replaced with the white line layer.
  • a curtain coater applies the application medium in the ratio 1: 1, that is, without excess to the running fibrous web in its production process.
  • the at least one coating layer can be applied with a single- or multi-layered curtain applicator in the form of a slot die or a so-called slide die. It is expedient if a condensation press drying is provided within the pre-drying section. This could also be done after the drainage in the press section and / or in a post-dryer section. This offers the advantage of an increased evaporation rate of greater than 40 kg / m 2 h and the smoothing of the fibrous web.
  • This type of drying should take place in a range in which the web has a solids content of more than 50% to about 90%, preferably more than 55%. At least such drying should therefore, as stated, preferably be carried out within the pre-drying section, and it is also conceivable to provide this also in the after-dryer section.
  • the mentioned high rate of evaporation and smoothness is due to the fact that the fibrous web is guided with its one side over a preferably steam-heated cylinder and with its other side over a sieve and an overlying impermeable clothing. In this case, in this section, a contact pressure with respect to the cylinder is exerted with a pressure hood covering part of the outer circumference of the cylinder.
  • a particular advantage is to be considered an improved heat transfer from the steam room of the drying cylinder to the fibrous web.
  • the paper strength and the surface properties are increased despite the possible savings of raw fibers.
  • the order of strength can be reduced, in some cases even completely saved.
  • the production method according to the invention can be formed even more advantageously by feeding a fines into the head box at the beginning of the production process for the formation of the top layer of the multi-ply fibrous web. This achieves a very smooth cover layer, which forms a particularly good foundation for subsequent coating layer and which achieves a very even coverage of the fibrous web.
  • the head box can be designed as a perforated roller headbox or as a hydraulic headbox.
  • at least one headbox is equipped with dilution water control.
  • the central layer is equipped with a dilution water control with the advantage that the basis weight cross profile of the entire board web can be influenced by the position with the largest proportion of the total weight (center layer) the strongest. Also conceivable is a multi-layer casserole which is fed with different material flows.
  • wire section all known form combinations can be used. Preference is given to the use of wire mesh screens, but also combinations of long and seven hybrid formers, for example, the marketed by the company of the applicant Duo D or Duo DK as combinations of at least one Gapformern and at least one long screen use. It is advantageous if the said former is equipped with a Sieb thoroughlyel coupled, for example, with the marketed by the company of the Applicant Duo Shake. In the case of multi-layer concepts, this should preferably be provided for the layer with the highest bearing area weight, such as the middle ply.
  • a tandem NipcoFlex press (TNFP) with offset press which is quadruple felted and / or a press unit, consisting for example of a suction press roll in the first nip, a NipcoFlex press in the second nip and find an offset press in the third nip use.
  • the press concepts can be designed with closed or open web guide.
  • the stiffening, ie the support frames for the presses can be performed as so-called cantilevers. It is also possible to use stitched or even seamless felts in the press section. Dry contents of up to 57% can be achieved with the mentioned press concepts.
  • At least one smooth roller is used in the press section, which acts at least on the cover layer, which can by means of a known tandem press with three felts and a smooth roller, which is usually arranged below or with a so-called offset press, in which a nip is carried out without clothing, done.
  • This measure also contributes to a smoother cover layer, which in turn can be coated more uniformly.
  • condensation press smoothing works in a similar way to condensation press drying, whereby the fibrous web is passed over a heated cylinder and directly brought into contact with a metal belt running over the cylinder, above which a pressure hood is located. A sieve or a clothing is hereby not available.
  • the cylinder (drying cylinder or smoothing cylinder) is preferably heated with steam, the cylinder surface reaching a temperature between 60 and 250 ° C., preferably 130 to 190 ° C.
  • the method according to the invention can be further expedient if, following the curtain coating, the same side of the web is coated a second time with a conventional coating unit, such as a directly applied blade coater, and then the other side also coated with a conventional coater and then dried with dryers becomes.
  • a conventional coating unit such as a directly applied blade coater
  • the quality of the fibrous web produced it is when it is smoothed before reeling, so within a final group of the manufacturing machine.
  • This calender has a heating roller, which is provided with a plastic jacket having a metallic coating with a thickness of ⁇ 200 ⁇ . This achieves an enormous increase in smoothness and an even better gloss.
  • the fibrous web of a cooling group and then the reeling can be supplied.
  • coated board in particular (FBB or folded box board or chromo or Chromoersatzkarton) or LPB (liquid packaging board or liquid carton) or coated packaging paper, in particular CWTTL (coated white top testliner) or CWTKL (coated white top kraft liner) with at least two layers produce.
  • FBB folded box board or chromo or Chromoersatzkarton
  • LPB liquid packaging board or liquid carton
  • coated packaging paper in particular CWTTL (coated white top testliner) or CWTKL (coated white top kraft liner) with at least two layers produce.
  • CWTTL coated white top testliner
  • CWTKL coated white top kraft liner
  • the cardboard or the paper three Layers, which consist of a fiber cover layer of bleached pulp, a middle layer of wood-containing raw material and / or recycled paper and a supine layer of bleached pulp or a mixture of bleached pulp with shares of wood-containing raw material, which also shares in waste paper material are added ,
  • the cardboard or the paper has four layers.
  • This protective layer consists either of waste paper pulp or a mixture of waste paper pulp and wood-containing raw material.
  • the blanket is made of 100% bleached pulp, depending on the quality of the box, and is painted at least once.
  • the insert, i. the middle days are light and consist of either 100% wood-containing raw material or shares of waste paper pulp are added.
  • the back is bright and consists of either 100% bleached pulp or a blend of bleached pulp with levels of wood-containing raw material. It can also be added to the back shares of waste paper pulp.
  • the reverse side can optionally be painted with at least one stroke. If used paper pulp can be optionally deinked in stock preparation. But there are also machines with four-layer concepts possible. Here, in addition to the three layers described, there is still a protective layer between the in or middle layer and the blanket. This protective layer consists either of waste paper pulp or of a mixture of waste paper pulp and wood-containing raw material.
  • Folding boxboard is cardboard with a grammage in the range of 160 - 500 g / m 2 with the following characteristics
  • the protective layer can consist of 100% recovered paper or optionally with shares of wood pulp. In principle, any mixing ratio is conceivable.
  • the top layer may consist of 100% bleached pulp or 100% recycled paper pulp. But it is also possible the Make cover layer of a mixture of bleached pulp and waste paper pulp.
  • the top layer can also be only slightly woody, although the wood pulp may be bleached or may be wood-free. The ceiling should always be painted.
  • the insert usually consists of mixed waste paper pulp or optionally with proportions of mechanical pulp. Each mixing ratio is conceivable.
  • the backside is made of recycled paper stock and may contain bleached and / or unbleached pulp.
  • the back can either be painted or uncoated.
  • qualities with the following abbreviation, with the number 1 indicating the variety with the highest quality.
  • the total proportion of mixed waste paper pulp can be found in the following table
  • customary used paper pulp fractions based on the total product are indicated therein.
  • this multi-layer fibrous web or packaging paper or board web described above has a "white" fiber cover layer, which is subsequently provided with the white coating layer.
  • the benefits of the process also include energy and resource savings.
  • the process itself is characterized by an improvement in runnability (running properties).
  • Figure 1 a representation of a process scheme for producing a multi-layer, coated fibrous web
  • Figure 2 a schematic representation of the constant part for producing a
  • FIG. 1 shows a process diagram of the production of a multilayer, coated paper or board web.
  • the originating from a stock preparation stream S is supplied from a headbox 1 with a dilution water control a wire section I.
  • the wire section consists of three longitudinal wires 2, 5 and 6 to form a multi-ply web B.
  • the wire 2 is used to form a central layer, the wire 4 of the cover layer and the wire 4 is the back formed.
  • the centerline wire 2 is equipped with a former 3 (traded by the Applicant Company under the name DuoFormer D) and with a sieve shaker 4 (traded by the applicant's company under the name Duo Shake).
  • the substance of the individual layers is sprayed from the corresponding headboxes 1, 1 a onto the respective longitudinal sieves 2, 5, 6 and dewatered thereon. At the points of contact of the Langsiebe the layers are vergautscht together.
  • the layer structure is from bottom to top as follows:
  • the web B is then successively dewatered by drainage elements in the wire section until it has a dry content of> 16% at the end of the wire section I.
  • the press section II with presses 7 consists of a double-felted suction press roller 7.1 in the first nip and a double-felted suction press roller 7.1. Press Nipco Flex Press 7.2 in the second nip and an offset press 7.3 in the third nip.
  • web B After press section II, web B reaches dry contents of up to 57%.
  • This pressing concept can be carried out with closed or open web guide.
  • the stasis can also be designed as a cantilever. It is possible to use seamed or seamless felts in the press section II
  • This technology used here is particularly energy-efficient, since in addition to the high specific evaporation of more than 40 kg / m 2 h and a significant increase in smoothness of the packaging paper or cardboard takes place within the dryer section hood.
  • Preferred installation position of this condensation press dryer is in a range above 50% to about 90% dry content, but mainly above 55% dry content.
  • the integration of one or more such drying units is preferably carried out in the pre-drying section III, but it is also conceivable to provide such units in a subsequent after-dryer section.
  • the condensation press dryer 9 offers the advantage of increased evaporation rates and paper smoothing.
  • drying units 9 can be installed in "line", ie at the level of the conventional dryer section as well as in the machine cellar Advantage of the installation in the machine cellar is that the drying unit 9 can be taken out of line and the drying process only with a conventional dryer section Moreover, it is possible for existing machines which are drying-limited to increase production by installing one or more drying units 9. by replacing conventional drying cylinders.
  • a band calender is used as calender 13.
  • This belt calender has a single-layer or multi-layer belt or belt with coating on the facing fibrous web side.
  • the band consists predominantly, i. more than 70% plastic.
  • the temperature of the calender is more than 80 ° C at the belt surface when the belt is in contact with the fibrous web. This achieves a very volume-saving and excellent smoothness.
  • calender 13 for after-smoothing the coated web B.
  • Preferred mounting position of a calender for pre-smoothing is in a range of about 55% to about 90% dry content, but mainly about 60% dry content of the web.
  • a white line is first applied to the white cover layer of the fibrous web B.
  • a non-contact coating unit 14 in the form of a curtain applicator 14.1 (curtain coater), which is a slot (slot) or Gleit Hardüse (slide the) has.
  • curtain applicator 14.1 curtain coater
  • coating composition containing particularly high amounts of even very uniformly white pigments is applied even at elevated speeds and a particularly good coverage and thus surface quality are achieved.
  • An embodiment of such a curtain applicator with a slot die extending over the width of the fibrous web, from which the curtain is discharged downwards essentially in accordance with gravity, is described in WO-A1-006 / 0973676.
  • Another possible embodiment of a curtain applicator work is known from EP A1 - 1 255 615 and is referred to in professional circles as "slide the", ie Gleit Mrsdüse.
  • the cover layer is painted a second time with a conventional coating unit 15.
  • a conventional coating unit 16 is also coated with a conventional coating unit 16.
  • Conventional coating units 15 and 16 are e.g. a free-jet nozzle assembly, which is followed by a doctor blade element or a coating unit with a short residence time (SDTA) or otherwise known doctor blade applicator in question.
  • SDTA short residence time
  • Each of a coater close unspecified contactless dryer, i. Air dryer and infrared dryer on.
  • a subsequent correction group 17 the top side and the bottom side of the web B-ie the top layer and the back-are heated to different degrees, which reduces the curl of the web (curl).
  • This correction group 17 consists of a conventional one or two-row drying group (in the example, the drying cylinders are arranged in two rows), which are equipped with or without dryer fabrics at the top and bottom.
  • the correction group 17 is equipped with 2 drying screens one for the upper and one for the lower row of drying cylinders.
  • the upper and lower drying cylinders within the correction group are heated so that the cylinder surface temperatures differ by at least 10 ° C.
  • the web is nachkalandriert in a calender 18.
  • a Softnipkalander is used to create a particularly high gloss effect of the finished paper or cardboard and the micro-roughness is reduced.
  • Such a calender has a heated roll with a plastic jacket which is provided with a metallic layer on.
  • the thickness of the plastic sheath is about 5 to 50mm and the metallic layer is about 5 to 100 ⁇ thick.
  • a cover layer on an elastic roller is disclosed, for example, in DE 10 2008 037 999 A1.
  • the cooling group 19 is felted in the example shown below.
  • the advantage of this is that the upper surface of the web B smoothed in the SoftnipKalander 18 no longer comes into contact with the wire and, as a result, the gloss effect is retained.
  • the arrangement of the cooling group 19 before the reeling 20 - as shown in Figure 1 - has the advantage that the thermal change in length of the web is reduced to the scooter, whereby better winding properties are achieved.
  • For reeling 20 is to be added that also configurations of scooters with center drive are conceivable. Compared to scooters without center drive Finer settings of the winding properties can be achieved.
  • FIG. 2 schematically shows the production of the substance mixture for producing the fibrous web.
  • the above example sketch refers to a constant part of a web-making machine or system in which the top ply, the middle ply and the back ply consist of 100% virgin fiber. Therefore, a cleaner stage is provided in the respective material strand, since this is not provided in the stock preparation.
  • the material stream S coming from the stock preparation is premixed in a mixer 30 (ComMix) together with the white water, if appropriate also with additives, for example retention agents.
  • the scrap is preferably mixed into the machine chest of the Middle Ply. It is also conceivable that the committee in the ComMix of Top Ply or Back Ply is led.
  • the suspension is mixed with white water in a further mixer 31, a so-called Hydromix.
  • the concentration of the stock suspension after the Hydromix is higher than the concentration of the headbox, with the advantage that a smaller number of assemblies can be selected for the subsequent cleaner 32 (Cleaner or EcoMizer). Small impurities, eg fine sand, are removed in this cleaning device 32.
  • a further dilution with white water to the desired headbox concentration and optionally a mixture with additives Through a headbox 34, the suspension for the destruction of fiber flakes and for final cleaning through a cleaning screen 35 (HB Screen, MSA, MST, MSS) out.
  • a cleaning screen 35 HB Screen, MSA, MST, MSS
  • a reduction of Stoffpulsa- tions whereby substance fluctuations in the headbox 36 are avoided in the machine direction.
  • the necessary amount of retention agent 37 can be added before the headbox 36 of the stock suspension.
  • the water required for the dilution water control at the headbox 36a of the middle layer is taken from a white water channel and after being processed in a device 38 in FIG a sifter led to the headbox.

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Abstract

Die Verbindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder Kartonbahn, bei dem zunächst ein Stoffstrom (S) erzeugt wird, der danach nacheinander mindes- tens einem Stoffauflauf (1), mindestens einer Siebpartie (I) zur Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (B), einer Pressenpartie (II), einer Trockenpartie (III) mit Trockengruppen (8a, 8b) und anschließend einer Aufrollung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn (B) mit einem Bandkalander (13) vorgeglättet wird und danach die Decklage der Faser-Stoffbahn (B) mit Hilfe eines Vorhang-Auftragswerkes (14.1) mit einer weißen pigmenthaltigen Strichschicht beschichtet und danach getrocknet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoff bahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder Kartonbahn, bei dem zunächst ein Stoffstrom erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf, mindestens einer Siebpartie zur Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, einer Pressenpartie, einer Trockenpartie mit Trockengruppen und anschließend einer Aufrollung zugeführt wird.
Karton und Verpackungspapiere werden bei ihrer Herstellung in den Papierma- schinen üblicherweise mit Trockenzylindern einer einreihigen und/oder zweireihigen Trockenpartie getrocknet. Hierbei sind optional auch Saugelemente, vornehmlich zur Bahnstabilisierung vorhanden. Als Nachteil ist der hohe Platzbedarf für derartige Trockenpartien und auch die beschränkte Trocknungskapazität anzusehen. Vor allem im Hinblick auf die geforderten, immer höher werdenden Ma- schinengeschwindigkeiten, müssen die Trockenzonen länger bezogen auf die Ge- samtmaschinenlänge ausgebildet werden.
Die Glätte des herzustellenden Kartons oder des Verpackungspapiers wird üblicherweise bei der Produktion von Karton mit Hilfe konventioneller Kalander, wie Hard-Nip-Kalander bei hohem Maximaldrücken und kurzen Verweilzeiten der Faserstoffbahn im Nip erzeugt. Nachteilig bei dieser Technologie wirkt sich der Dickenverlust der Bahn aus. Bei anderen konventionellen Glättverfahren mit Soft- Nip-Kalandern werden weiche Walzenbezüge zur Vergrößerung der Verweilzeit im Nip verwendet. Hierbei ist nachteilig die geringe Glättesteigerung als auch der Volumenverlust. Weitere konventionelle Glättverfahren, wie das Breitnipkalandrie- ren oder das Schuhglätten, verwenden weiche Bezüge der unbeheizten Walze. Als Nachteil ist hier ebenfalls eine nur geringe Glättesteigerung bei gleichzeitigem Volumenverlust anzusehen. Zumeist wird die Faserstoffbahn bzw. Verpackungspapier- oder Kartonbahn auch mit einem Pigmentstrich gestrichen. Dadurch erreicht man Weiße, Glätte, Glanz und Opazität der Bahn. Auch wird dadurch die Bedruckbarkeit des Bahnmaterials erhöht wird, wodurch es als Informations- und Werbeträger dienen kann.
Das Bedrucken erfolgt neben Digitaldruck vor allem in Form des Offsetdrucks und des Tiefdrucks.
Die Faserstoffbahn wird an der Deckseite mindestens einmal gestrichen. Die Rückseite kann ungestrichen bleiben, oder wird ebenfalls mindestens einmal gestrichen. Dabei werden Strichmengen pro Seite von bis zu 80g/m2 aufgetragen. Das Auftragen erfolgte bisher mit konventionellen Streichaggregaten, wie Filmpressen, Coater mit Walzenauftrag (LDTA Applicatoren mit langer Einwirkzeit des Streichmediums), Coater mit Freistrahldüsen, oder mit Auftragswerken mit kurzer Verweilzeit des Mediums auf der Bahn (so genannte Short Dwell Time- Applicatoren bzw. SDTA).
Nachteilig ist, dass mit diesen genannten konventionellen Auftragsarten nur eine beschränkte Auftragskapazität und damit eine schlechte Abdeckung und Opazität der hergestellten Faserstoffbahn bzw. Verpackungspapier- und Kartonbahn erreichbar sind. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder Kartonbahn anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn mit einem Bandkalander vorgeglättet wird und danach die Decklage der Faserstoffbahn mit Hilfe eines Vorhang-Auftragswerkes mit einer weißen pigmenthaltigen Strichschicht beschichtet und danach getrocknet wird
Die Erfinder haben herausgefunden, dass mit dem angegeben Vorglättverfahren, d.h. mit einem Bandkalander ein glätteres Papier erzeugt wird als bisher, also was bisher entweder ohne Vorglätten oder mit anderen Glättwerken erfolgte.
Das erfindungsgemäße Bandglätten führt zu einer besseren Abdeckung der anschließend mit dem Vorhang- Auftragswerk aufgebrachten weißen Strichschicht. Aufgrund der hohen Glätte der Bahn besteht eine weit geringere Abrissgefahr des Vorhangs beim Beschichten, selbst bei geringen Strichgewichten oder geringer Viskosität des beim Vorhangstreichen benutzten Auftragsmediums und hohen Bahngeschwindigkeiten. Dies wird als besonderer Vorteil der Erfindung angesehen. Im Übrigen braucht die Glätte der Bahn vor der Beschichtung nur einseitig vorhanden sein, weil das aus der hergestellten Faserstoffbahn entstehende Produkt vorzugsweise nur einseitig bedruckt wird.
Das bei der Vorglättung der Faserstoffbahn verwendete Band besteht zu mehr als 70% aus Kunststoff. An der mit der Faserstoffbahn in Kontakt stehenden Band- Oberfläche besteht eine Temperatur von mehr als 80°C.
Weiter ist von Vorteil, dass aufgrund des weißen pigmenthaltigen Vorhangstrichs, der ja sehr gleichmäßig und gut abdeckend ist, ein nur geringes Flächengewicht der weißen und teuren Faserstofflage (Decklage) benötigt wird, damit spart man teure Rohstoffe, ohne dass die unteren Faserlagen durchscheinen und ohne dass die Druckqualität sich verschlechtert.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, die Faserstoffbahn in mindestens zwei Lagen, vorzugsweise mindestens drei Lagen und zwar Rücken- läge, Mittellage, Decklage - je nach gewünschtem Anwendungsfall- herzustellen. Für die Decklage sind weiße bzw. gebleichte und/oder deinkte und/oder holzfreie Fasern vorgesehen, die teuer sind. Umso vorteilhafter ist es, dass man diese Stoffe zum großen Teil einsparen kann, weil eben die beschriebene weiße Strichschicht auf die Decklage mit Hilfe eines Vorhangstrichs aufgebracht wird. In be- stimmten Fällen (z.B. bei weißem Mehrfachstrich) lässt sich sogar die weiße Decklage völlig mit der weißen Strichschicht ersetzen. Ein Vorhang- Auftragswerk (Curtain Coater) trägt das Auftragsmedium im Verhält- nis1 :1 , das heißt ohne Überschuss auf die laufende Faserstoffbahn bei ihrem Her- stellungsprozess auf. Auf der Bahn wird also nur die Menge an Beschichtungs- material bzw. pigmenthaltigem Auftragsmedium aufgetragen, die auch dort verbleiben soll. Man spart dadurch das Abrakeln und die entsprechenden Rakeleinrichtungen. Die mindestens eine Strichschicht kann mit einem ein- oder mehrschichtig auftragenden Vorhang- Auftragswerk in Form einer Schlitzdüse (slot die) oder einer so genannten Gleitschichtdüse (slide die) aufgebracht werden. Zweckmäßig ist es, wenn innerhalb der Vortrockenpartie eine Kondensations- Presstrocknung vorgesehen wird. Diese könnte auch schon im Anschluss an die Entwässerung in der Pressenpartie und/oder in einer Nachtrockenpartie durchgeführt werden. Das bietet den Vorteil einer erhöhten Verdampfungsrate von größer als 40 kg/m2h und der Glättung der Faserstoffbahn. Diese Art Trocknung, mit der herkömmliche Trockenzylinder zum Teil eingespart werden können, sollte in einem Bereich erfolgen, bei dem die Bahn einen Trockengehalt von über 50 % bis ca. 90%, vorzugsweise über 55% aufweist. Zumindest eine solche Trocknung sollte also wie gesagt bevorzugt innerhalb der Vortrockenpartie durchgeführt werden, wobei es auch denkbar ist, diese auch in der Nachtrockenpartie vorzusehen. Die angesprochene hohe Verdampfungsrate und Glätte kommt dadurch zustande, weil die Faserstoffbahn mit ihrer einen Seite über einen vorzugsweise dampfbeheizten Zylinder und mit ihrer anderen Seite über ein Sieb und eine darüberlie- gende undurchlässige Bespannung geführt wird. Dabei wird in diesem Abschnitt ein Anpressdruck gegenüber dem Zylinder mit einer, einen Teil des äußeren Um- fangs des Zylinders überdeckenden Druckhaube ausgeübt. Als besonderer Vorteil ist ein verbesserter Wärmedurchgang vom Dampfinnenraum des Trockenzylinders bis zur Faserstoffbahn anzusehen. Außerdem erreicht man eine Erhöhung der Trocknungsgeschwindigkeit, ohne dass Maschinenverlängerungen notwendig sind. Die Papierfestigkeit und die Oberflächeneigenschaften werden trotz der möglichen Einsparung von Rohfasern gesteigert. Auch der Auftrag von Stärke kann reduziert werden, in bestimmten Fällen sogar ganz eingespart werden. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren lässt sich noch vorteilhafter ausbilden, indem zu Beginn des Herstellungsprozesses für die Bildung der Decklage der mehrlagigen Faserstoffbahn ein Feinstoff in den Stoffauflauf zugeführt wird . Dadurch erreicht man eine sehr glatte Decklage, die eine besonders gute Grund- läge für spätere Strichschicht bildet und wodurch man eine sehr gleichmäßige Abdeckung der Faserstoffbahn erreicht.
Der Stoffauflauf kann im Übrigen als Lochwalzenstoffauflauf oder als hydraulischer Stoffauflauf ausgeführt sein. Optional ist mindestens ein Stoffauflauf mit Verdün- nungswasserregelung ausgestattet. Der Vorteil daraus ist das eine Flächenge- wichtsprofilierung ohne Verstellung der Lippe und damit der Faserorientierung erreicht wird. Vorzugsweise ist die Mittellage mit einer Verdünnungswasserregelung ausgestattet mit dem Vorteil, dass das Flächengewichtquerprofil der gesamten Kartonbahn durch die Lage mit dem größten Anteil am Gesamtflächengewicht (Mittellage) am stärksten beeinflusst werden kann. Denkbar ist auch ein Mehr- schichtstoffauflauf der mit unterschiedlichen Stoffströmen gespeist wird.
In der Siebpartie können alle bekannten Formerkombinationen Einsatz finden. Bevorzugt ist an den Einsatz von Langsieben, aber auch Kombinationen aus Lang- sieben und Hybridformern, beispielsweise den vom Unternehmen der Anmelderin vertriebenen Duo D oder Duo DK auch als Kombinationen aus mindestens einem Gapformern und mindestens einem Langsieb Einsatz finden. Vorteilhaft ist, wenn der besagte Former mit einer Siebschütteleinrichtung, beispielsweise mit dem vom Unternehmen der Anmelderin vertriebenen Duo Shake ausgestattet wird. Bei Mehrlagenkonzepten sollte dies vorzugsweise bei der Lage mit dem höchsten La- genflächengewicht, wie der Mittellage (Middle Ply) vorgesehen sein.
In der Pressenpartie können alle bekannten Pressenkombinationen Einsatz finden Beispielsweise kann eine Tandem NipcoFlex-Presse (TNFP) mit Offset-Presse, die vierfach befilzt ist und/oder eine Presseneinheit, bestehend beispielsweise aus einer Saugpresswalze im ersten Nip, einer NipcoFlex Presse im zweiten Nip und einer Offsetpresse im dritten Nip Verwendung finden. Die Pressen konzepte können mit geschlossener oder offener Bahnführung ausgeführt sein. Die Stuhlung, d.h. die Traggerüste für die Pressen können als so genannte Cantilever augeführt sein. Es ist auch möglich, genahte oder auch nahtlose Filze in der Pres- senpartie einzusetzen. Mit den genannten Pressenkonzepten lassen sich Trockengehalte bis zu 57% erzielen.
Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in der Pressenpartie wenigstens eine glatte Walze verwendet wird, die zumindest auf die Decklage einwirkt, das kann mit Hilfe einer an sich bekannten Tandem Presse mit drei Filzen und einer glatten Walze, die meist unten angeordnet ist oder mit einer so genannten Offset- Presse, bei der ein Nip ganz ohne Bespannung ausgeführt ist, erfolgen. Auch diese Maßnahme trägt zu einer glätteren Decklage bei, die sich wiederum gleichmäßiger beschichten lässt.
Zur Steigerung der Effizienz des Verfahrens ist es zweckmäßig, direkt nach der Pressenpartie und noch vor dem ersten beheizten Trockenzylinder der Trockenpartie eine an sich bekannte Impingement-Trocknung vorzunehmen. Dadurch lässt sich der Trockengehalt der Bahn steigern und die Abrissgefahr in der Tro- ckenpartie senken. Damit ist eine Geschwindigkeit von größer als 1000m/min, insbesondere größer als 1200m/min möglich.
Hinsichtlich der Qualität der Verpackungspapier- oder Kartonbahn kann es auch vorteilhaft sein, wenn anstelle der eingangs beschriebenen Bandglättung - aber auch noch zusätzlich zur Bandglättung -, die Bahn nach der Vortrocknung und noch vor einer späteren Beschichtung mit der mindestens einen weißen Strichschicht einer Kondensations-Pressglättung unterzogen wird. Dieses Glättverfahren führt zu noch höheren Glättewerten. Stimmt das ?? Die Kondensations-Pressglättung funktioniert ähnlich wie die Kondensations- Presstrocknung, wobei die Faserstoffbahn über einen beheizten Zylinder geführt und dabei direkt mit einem über den Zylinder laufenden Metallband in Kontakt gebracht wird, über dem sich eine Druckhaube befindet. Ein Sieb bzw. eine Bespannung ist hierbei aber nicht vorhanden.
Bei der Kondensations- Presstrocknung und auch bei der Kondensations- Press- glättung wird vorzugsweise der Zylinder (Trockenzylinder bzw. Glättzylinder) jeweils vorzugsweise mit Dampf beheizt, wobei die Zylinderoberfläche eine Temperatur zwischen 60 und 250 °C, vorzugsweise 130 bis 190"C erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter zweckmäßig ausgebildet sein, wenn im Anschluss an die Vorhangbeschichtung dieselbe Bahnseite ein zweites Mal mit einem konventionellen Streichaggregat, wie beispielsweise einem direkt auftragenden Klingenstreichaggregat beschichtet, getrocknet und danach die andere Bahnseite ebenfalls mit einem konventionellen Streichaggregat beschichtet und anschließend mit Trocknern getrocknet wird.
Hinsichtlich der Qualität der hergestellten Faserstoffbahn ist es, wenn sie vor der Aufrollung , also innerhalb einer Schlussgruppe der Herstellungsmaschine, geglättet wird.
Dieses Glättwerk weist eine Heizwalze auf, welche mit einem Kunststoffmantel der eine metallische Beschichtung mit einer Dicke von <200μηη aufweist, versehen ist. Damit erreicht man eine enorme Glättesteigerung und einen noch besseren Glanz.
Anschließend kann die Faserstoffbahn einer Kühlgruppe und anschließend der Aufrollung zugeführt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich einen gestrichenen Karton, insbesondere (FBB bzw. folded box board bzw. Chromo- oder Chromoersatzkarton) oder LPB (Liquid packaging board bzw. Flüssigkeitskarton) oder gestrichenes Verpackungspapier, insbesondere CWTTL (coated white top testliner) oder CWTKL (coated white top kraft liner) mit mindestens zwei Lagen herzustellen.
Gemäß einer ersten Variante ist es möglich , dass der Karton bzw. das Papier drei Lagen aufweist, die aus einer Faserdecklage aus gebleichtem Zellstoff, aus einer Mittellage aus holzhaltigem Rohstoff und/oder Altpapierstoff und aus einer Rückenlage aus gebleichtem Zellstoff oder aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff mit Anteilen an holzhaltigem Rohstoff, dem auch Anteile an Altpapierstoff beigemengt werden, bestehen.
Gemäß einer zweiten Variante ist es möglich, dass der Karton bzw. das Papier vier Lagen aufweist. Hierbei ist zusätzlich eine Schonschicht zwischen der Deck- und Mittellage vorhanden. Diese Schonschicht besteht entweder aus Altpapierstoff oder einer Mischung von Altpapierstoff und holzhaltigem Rohstoff.
Die Decke besteht abhängig von der Qualität des Kartons aus 100% gebleichtem Zellstoff und wird mindestens einmal gestrichen. Die Einlage, d.h. die Mitteltage ist hell und besteht entweder aus 100% holzhaltigen Rohstoff oder es werden Anteile an Altpapierstoff beigemengt.
Die Rückseite ist hell und besteht entweder aus 100% gebleichtem Zellstoff oder aus einer Mischung von gebleichtem Zellstoff mit Anteilen an holzhaltigen Rohstoff. Es können auch dem Rücken Anteile an Altpapierstoff beigemengt werden. Die Rückseite kann dabei optional mit mindestens einem Strich gestrichen wer- den. Wird Altpapierstoff eingesetzt so kann dieser optional in der Stoffaufbereitung deinked werden. Es sind aber auch Maschinen mit vier -Lagen Konzepten möglich. Hier besteht zusätzlich zu den drei beschriebenen Lagen noch eine Schonschicht zwischen der Ein- bzw. der Mittellage und der Decke. Diese Schonschicht besteht entweder aus Altpapierstoff oder aus einer Mischung von Altpapierstoff und holzhaltigen Rohstoff.
Je nach verwendetem Rohstoffqualität und der Strichauftragsmenge unterscheidet man Qualitäten mit folgender Kurzbezeichnung, wobei mit der Zahl 1 die Sorte mit der höchsten Qualität bezeichnet ist. Bei den Sorten GG ist die Streichmasse mit Kunststoffen angereichert. Sorte Strichgewicht
GC1 Gestrichen >18 g/m2 Besserer Rohstoff als
GC2 und GC3
GC2 Gestrichen >12 g/m2
GG1 Gussgestrichen Rücken holzfrei
GG2 Gussgestrichen Rücken hell
Die nachfolgende Tabelle gibt beispielhaft einen Überblick welche Rohstoffkombi- nationen möglich sind. Anteilmäßig sind alle Mischungen möglich.
Dabei bedeuten:
LUKP unbleached hardwood kraft pulp / ungebleichter Kurzfaser-Kraftzellstoff
NUKP unbleached softwood kraft pulp / ungebleichter Langfaser-Kraftzellstoff
LBKP bleached hardwood kraft pulp / gebleichter Kurzfaser-Kraftzellstoff
NBKP bleached softwood kraft pulp / gebleichter Langfaser-Kraftzellstoff
OCC old corrungated Container / alte Wellpapier-Verpackungen
GW g round wood / Holzschliff
TMP thermo mechanical pulp / thermo-mechanischer Holzstoff
CTMP chemical thermo mechanical pulp / chemisch vorbehandelter
thermo-mechanischer Holzstoff
BCTMP bleached chemical thermo mechanical pulp / gebleichter chemisch vorbehandelter thermo-mechanischer Holzstoff ONP old news print / alte Zeitungen
OMG old magazines / alte Zeitschriften
Deinked / so aufbereitet, dass Druckfarben und andere Störstoffe entfernt sind White shavings / weiße Späne, d.h. unbedruckte Papierabfälle zum Beispiel
Randbeschnitt aus Druckereien
MW mixed waste paper / gemischtes Altpapier
Virgin Fibre / Frischfaser
Recycled / Altpapier
Top Ply / Decklage oder Decke
Undertop Ply / Schonschicht
Middle Ply / Mittellage oder Einlage
Back Ply / Rückenlage oder Rücken
Als Standard für Altpapierstoff kommen folgende infrage:
Folding boxboard ist Karton mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 160 - 500 g/m2 mit folgender Charakteristik
Nachzutragen ist, dass auch fünf Lagen- Konzepte infrage kommen, mit jeweils einer Schonschicht zwischen der Einlage und den Außenlagen.
Die Schonschicht kann aus 100% Altpapier oder optional mit Anteilen an Holzstoff bestehen. Dabei ist prinzipiell jedes Mischungsverhältnis denkbar.
Die Decklage kann abhängig von der Qualität des Kartons aus 100% gebleichtem Zellstoff oder aus 100% Altpapierstoff bestehen. Es ist aber auch möglich die Decklage aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff und Altpapierstoff herzustellen. Die Decklage kann aber auch nur leicht holzhaltig sein, wobei auch der Holzstoff gebleicht sein kann oder auch holzfrei sein kann. Die Decke soll aber immer gestrichen werden.
Die Einlage besteht zumeist aus gemischtem Altpapierstoff oder optional mit Anteilen an mechanischen Holzstoff. Dabei ist jedes Mischungsverhältnis denkbar.
Die Rückseite besteht aus Altpapierstoff und kann Anteile an gebleichtem und/oder ungebleichtem Zellstoff enthalten. Die Rückseite kann entweder gestrichen oder ungestrichen sein. Je nach verwendetem Rohstoff unterscheidet man Qualitäten mit folgender Kurzbezeichnung, wobei mit der Zahl 1 die Sorte mit der höchsten Qualität angegeben ist. Den Gesamtanteil an gemischtem Altpapierstoff findet man in folgender Tabelle
Beispielhaft sind darin übliche Altpapierstoffanteile bezogen auf das Gesamtprodukt angegeben.
Sorte Altpapier
GT1 80% - 100%
GT2 80% - 100%
GD1 15% - 65%
GD2 70% - 90%
GD3 80% - 100%
Nachfolgende Tabelle gibt beispielhaft einen Überblick sind. Anteilmäßig sind alle Mischungen möglich.
Diese vorstehend beschriebene mehrlagige Faserstoffbahn bzw. Verpackungspapier- oder Kartonbahn weist in jedem Fall eine "weiße" Faserdecklage auf, die anschließend mit der weißen Strichschicht versehen wird.
Mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren kann erstmal ig Verpa- ckungspapier und Karton von besonders hoher Qualität und Druckeigenschaften hergestellt werden.
Die Vorteile des Verfahrens bestehen außerdem in Energie- und Rohstoffeinsparungen. Das Verfahren selbst zeichnet sich durch eine Verbesserung der Runna- bility (Laufeigenschaften) aus.
Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigen
Figur 1 : eine Darstellung eines Verfahrensschemas zur Herstellung einer mehrlagigen, gestrichenen Faserstoffbahn
Figur 2 : eine schematische Darstellung des Konstantteiles zur Herstellung eines
Stoffgemischs für die Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß Figur 1 .
In der Figur 1 ist ein Verfahrensschema der Herstellung einer mehrlagigen, gestrichenen Papier- bzw. Kartonbahn dargestellt.
Der aus einer Stoffaufbereitung stammende Stoffstrom S wird von einem Stoffauflauf 1 mit einer Verdünnungswasserregelung einer Siebpartie I zugeführt. Die Siebpartie besteht aus drei Langsieben 2, 5 und 6 zur Bildung einer mehrlagigen Bahn B. Das Langsieb 2 dient der Bildung einer Mittellage, das Langsieb 5 der Decklage und mit dem Langsieb 6 wird der Rücken formiert. Das Langsieb 2 der Mittellage ist mit einem Former 3 (vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen DuoFormer D gehandelt) und mit einer Siebschütteleinrichtung 4 (vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen Duo Shake gehandelt) ausgestattet.
Der Stoff der einzelnen Lagen wird aus den entsprechenden Stoffaufläufen 1 , 1 a auf die jeweiligen Langsiebe 2, 5, 6 gespritzt und auf diesen entwässert. An den Berührungspunkten der Langsiebe werden die Lagen miteinander vergautscht. Der Lagenaufbau ist dabei von unten nach oben wie folgt:
Rückenlage, Mittelage, Decklage.
Die Bahn B wird danach sukzessive durch Entwässerungselemente in der Siebpartie entwässert bis sie am Ende der Siebpartie I einen Trockengehalt von >16% hat.
Von der Siebpartie I aus wird die Bahn B über diverse Abnahmeelemente Pressen 7 in die Pressenpartie II überführt. Die Pressenpartie II mit Pressen 7 besteht aus einer doppelt befilzten Saugpresswalze 7.1 im ersten Nip und einer doppelt befil- zeten Nipco Flex Presse 7.2 im zweiten Nip und einer Offsetpresse 7.3 im dritten Nip. Nach der Pressenpartie II erreicht die Bahn B Trockengehalte bis zu 57%. Dieses Pressen konzept kann mit geschlossener oder offener Bahnführung ausgeführt sein. Die Stuhlung kann auch als cantilever ausgeführt sein. Es ist möglich in der Pressenpartie II genahtete oder nahtlose Filze einzusetzen
Nach Verlassen der Pressenpartie II, bzw. der Pressen 7, erfolgt die weitere Trocknung der Bahn B mittels konventioneller Trockenzylindergruppen 8a innerhalb einer Vortrockenpartie III, die hier zweireihige Trockenzylinderanordnungen aufweisen. Anschließend an die Trockengruppen 8a ist beispielsweise ein Trocknungsaggregat 9 mit Kondensations- Presstrocknung installiert. Hier erfolgt eine wesentlich intensivere Trocknung der Papierbahn und eine deutliche Glättesteigerung der zylinderberührten Bahnseite. Eine derartige Trocknungsanordnung ist beispielsweise aus der EP 1586 698 A1 und der EP 0988 417 B1 bekannt.
Diese hierbei angewandte Technologie ist besonders energieeffizient, da neben der hohen spezifischen Verdampfung von mehr als 40 kg/m2h auch eine deutliche Glättesteigerung des Verpackungspapiers bzw. Kartons innerhalb der Trockenpartiehaube stattfindet. Bevorzugte Einbaulage dieses Kondensations- Presstrockner liegt in einem Bereich über 50% bis ca. 90% Trockengehalt, vornehmlich jedoch über 55% Trockengehalt. Die Integration einer oder mehrerer solcher Trockenaggregate erfolgt bevorzugt in der Vortrockenpartie III, es ist jedoch auch denkbar solche Aggregate in einer nachfolgenden Nachtrockenpartie vorzusehen. Auch hier bietet der Kondensations- Presstrockner 9 den Vorteil erhöhter Verdampfungsraten und Papierglättung.
Diese Trocknungsaggregate 9 können dabei in„Linie", d.h. auf Höhe der konventionellen Trockenpartie als auch im Maschinenkeller installiert sein. Vorteil der Installation im Maschinenkeller ist dass das bzw.die Trocknungsaggregate 9 aus der Linie genommen werden können und der Trocknungsprozess nur mit einer konventionellen Trockenpartie durchgeführt werden kann. Außerdem ist es möglich bei bestehenden Maschinen die trocknungslimitiert sind, eine Produktionssteigerung durch die Installation eines oder mehrerer Trocknungsaggregate 9 zu errei- chen, indem konventionelle Trockenzylinder ersetzt werden.
Nach diesem Trocknungsaggregat 9 sind im gezeigten Beispiel eine weitere konventionelle Trockenzylindergruppe 8b vorhanden.
Nach dem Ende der Vortrockenpartie III folgt ein Auftragen von Stärke. Dies wird mit einer Filmpresse 10 vorgenommen. Mit Hilfe dieser Filmpresse wird im Beispiel die Stärke simultan auf beide Bahnseiten in indiekter Weise aufgetragen. Das heißt, die Stärke wird jeweils auf den Umfang einer Auftragswalze aufge- bracht und im zwischen beiden Walzen bestehenden Nip an die Oberfläche der beiden Bahnseiten abgegeben. Vorteil dieses Stärkeauftrags ist, dass ein minderwertiger Rohstoff für die Mittellage (Middle Ply) verwendet werden kann und dennoch eine hohe Festigkeit des Papiers bzw. Karton erreicht wird. Es ist auch denkbar, anstelle der besagten Filmpresse eine so genannte Leimpresse zu ver- wenden, die wie in der EP 1 198643 A1 beschrieben, ausgestattet ist Hier ragen speziell gestaltete Zuführdüsen zur Bildung eines Auftragsmediumsumpfes in den zwischen zwei einen Zwickel und Nip bildenden Auftragswalzen in den Zwickel hinein. Diese Anordnung wird von Fachleuten als „SizeWings" bezeichnet und bietet den Vorteil, dass sich eine höhere Einwirkzeit des Auftragsmediums (Lei- mungsmittels) auf die Faserstoffbahn ergibt und gleichzeitig die Bildung von Turbulenzen im Sumpf vermieden wird. Dadurch wird auch die Gefahr der Bildung von Schäumen, welches sich negativ auf die Bahneigenschaften auswirken würden, vermieden. Es schließt sich eine Nachtrockenpartie IV mit einer konventionellen Trockenzylindergruppe 1 1 , die im Beispiel zweireihig ausgebildet ist, an. Am Ende der Nachtrockenpartie IV befindet sich eine Kühlgruppe 12, die aus zwei Kühlzylindern besteht, wobei der obere Zylinder befilzt ist. Mit Hilfe dieser Kühlzylinder wird die Faserstoffbahn B auf unter 70°C gesenkt.
Im Anschluss daran erfolgt eine Vorglättung der Rohkarton- bzw. Faserstoffbahn B mit einem Glättwerk 13. Dieses kann auch innerhalb der Nachtrockenpartie IV angeordnet sein, wie bereits bei der Erläuterung der Kondensation- Presstrocknung schon beschrieben wurde. In diesem Fall ist aber keine Kühlgruppe vor dem Aggregat 13 vorgesehen.
Im Beispiel wird als Glättwerk 13 ein Bandkalander eingesetzt. Dieser Bandkalander weist ein ein- oder mehrlagiges Band bzw. Belt mit Beschichtung an der zugewandten Faserstoffbahnseite auf. Das Band besteht überwiegend, d.h. zu mehr als 70% aus Kunststoff. Die Temperatur des Kalanders beträgt mehr als 80°C an der Bandoberfläche, wenn das Band mit der Faserstoffbahn in Kontakt steht. Hiermit wird eine sehr volumenschonende und ausgezeichnete Glätte erreicht.
Im Gegensatz zu konventionellen Glättwerken (Hardnip-Kalander, bzw. H NC, Softnip-Kalander bzw. SNC, Breitnip- Kalander, Schuhglättwerk) ist auch eine Ausführung mittels mit einer so genannten CeraSoft Kalander- Technologie und/oder Valzone- Technologie denkbar. Alle oben beschriebenen Glättwerk- Technologien bieten im Gegensatz zu konventionellen Glättwerken (HNC, SNC, Breitnip, Schuhglättwerk) den Vorteil besonders hoher Glättesteigerungen bei besonders geringem Volumenverlust. Außerdem kann durch den Einsatz dieser Technologien minderwertigerer, billigerer Rohstoff, bei gleichzeitig besonders geringem Volumenverlust und exzellenter Glättesteigerung ohne Festigkeitsverlust der ungestrichenen Kartonbahn eingesetzt werden. Besonders im Hinblick auf Kalandrierfehler, z.B. mottling, können mit dieser Technologie optimale Ergebnisse ohne Risiko erzielt werden. Es ist auch denkbar das Glättwerk 13 zum Nachglätten der gestrichenen Bahn B zu verwenden. Bevorzugte Einbaulage eines Glättwerks zum Vorglätten liegt in einem Bereich über 55% bis ca. 90% Trockengehalt, vornehmlich jedoch über 60% Trockengehalt der Bahn.
In einer Streichpartie V, die der Vorglättung folgt, wird als Erstes ein weißer Strich auf die weiße Decklage der Faserstoffbahn B aufgebracht. Das erfolgt mit einem kontaktlos arbeitenden Streichaggregat 14 in Form eines Vorhang-Auftragswerks 14.1 (curtain coater), welches eine Schlitzdüse (slot die) oder Gleitschichtdüse (slide die) aufweist. Mit dem Vorhangstrich wird besonders viel und auch sehr gleichmäßig weiße Pigmente enthaltende Streichfarbe auch bei erhöhten Geschwindigkeiten aufgetragen und eine besonders gute Abdeckung und damit Oberflächenqualität erreicht. Eine Ausführung eines solchen Vorhang- Auftrags- werkes mit einer sich über die Faserstoffbahnbreite erstreckenden Schlitzdüse(slot die), aus der der Vorhang nach unten im Wesentlichen der Schwerkraft folgend abgegeben wird, ist in der WO A1 -06/0973676 beschrieben. Eine weitere mögliche Ausführung eines Vorhang- Auftragswerkes geht aus der EP A1 - 1 255 615 hervor und wird in Fachkreisen als "slide die", d.h. Gleitschichtdüse bezeichnet.
Dabei können mit einem Auftragsaggregat Strichmengen bis zu 60g/m2 aufgetragen werden, die sonst nur mit mehreren konventionellen Streichaggregaten erreicht werden könnten . Es kommen einschichtig auftragende als auch mehrschichtig auftragende Vorhangauftragswerke in Betracht, wodurch sich der Platz- bedarf in der Maschine reduziert. Im gezeigten Beispiel der Figur 1 ist ein einschichtig auftragendes Auftragswerk vorgesehen.
Im in Figur 1 gezeigten Beispiel wird die Decklage ein zweites Mal mit einem konventionellen Streichaggregat 15 gestrichen. Anschließend wird der Rücken der Faserstoffbahn ebenfalls mit einem konventionellen Streichaggregat 16 gestrichen. Als konventionelle Streichaggregate 15 und 16 kommen z.B. ein Freistrahldüsenaggregat, dem ein Rakelelement nachgeordnet ist oder ein Auftragsaggregat mit kurzer Verweilzeit (SDTA) oder anderweitig bekanntes Rakelstreicheinrichtung in Frage. An jeweils ein Streichaggregat schließen sich hier nicht näher bezeichnete kontaktlose Trockner, d.h. Lufttrockner und Infrarottrockner an.
In einer nachfolgenden Korrekturgruppe 17 wird die Oberseite und die Unterseite der Bahn B - also Deckschicht und Rücken - unterschiedlich stark beheizt, wodurch die Rollneigung der Bahn (Curl) verringert wird. Diese Korrekturgruppe 17 besteht aus einer konventionellen ein- oder zweireihigen Trockengruppe (im Bei- spiel sind die Trockenzylinder zweireihig angeordnet), welche oben und unten mit oder ohne Trockensiebe bestückt sind. Vorzugsweise ist die Korrekturgruppe 17 jedoch mit 2 Trockensieben eines für die obere und eines für die untere Trockenzylinderreihe ausgestattet. Die oberen und unteren Trockenzylinder innerhalb der Korrekturgruppe werden derart beheizt, so dass die Zylinderoberflächentemperatur sich um mindestens 10°C voneinander unterscheiden.
Anschließend wird die Bahn in einem Glättwerk 18 nachkalandriert. Im Beispiel wird dazu ein Softnipkalander verwendet, wodurch ein besonders hoher Glanzeffekt des fertigen Papiers bzw. Kartons entsteht und die Mikrorauhigkeit verringert wird.
Anstelle dieses Softnipkalanders könnte auch ein vom Unternehmen der Anmelderin vertriebener so genannter Terra X- Kalander Verwendung finden. Ein solcher Kalander weist eine beheizte Walze mit einem Kunststoffmantel, welcher mit einer metallischen Schicht versehen ist, auf. Die Dicke des Kunststoffmantels beträgt ca. 5 bis 50mm und die metallische Schicht ist ca. 5 bis 100 μιτι dick.
Eine Deckschicht auf einer elastischen Walze ist beispielsweise in der DE 10 2008 037 999 A1 offenbart.
Vor der Aufrollung 20 an einem Roller ohne Zentrumsantrieb wird die Bahn B noch mit einer Kühlgruppe 19 auf Temperaturen von unter 70°C abgekühlt.
Die Kühlgruppe 19 ist im gezeigten Beispiel nur unten befilzt. Als Vorteil daraus ergibt sich, dass die im SoftnipKalander 18 geglättete Oberseite der Bahn B nicht mehr mit dem Sieb in Berührung kommt und dadurch der Glanzeffekt erhalten bleibt.
Die Anordnung der Kühlgruppe 19 vor der Aufrollung 20 - wie in Figur 1 gezeigt- hat den Vorteil, dass die thermische Längenänderung der Bahn am Roller reduziert wird, wodurch bessere Wickeleigenschaften erzielt werden. Zur Aufrollung 20 ist zu ergänzen, dass auch Konfigurationen von Rollern mit Zentrumsantrieb denkbar sind. Im Vergleich zu Rollern ohne Zentrumsantrieb können feinere Einstellungen der Wickeleigenschaften erzielt werden.
In der Figur 2 ist die Herstellung des Stoffgemischs zur Herstellung der Faserstoffbahn schematisch dargestellt.
Obige Beispielskizze bezieht sich auf einen Konstantteil einer Bahnherstellungs- maschine bzw. Anlage, bei der die Decklage (Top Ply), die Mittellage (Middle Ply) und der Rücken (Back Ply) aus 100% Frischfaser besteht. Deshalb ist im jeweiligen Stoffstrang eine Cleanerstufe vorgesehen, da diese in der Stoffaufbereitung nicht vorgesehen ist.
Der aus der Stoffaufbereitung kommenden Stoffstrom S wird in einem Mischer 30 (ComMix) gemeinsam mit dem Siebwasser ggf. auch mit Additiven, z.B. Retenti- onsmittel vorgemischt. Der Ausschuss wird vorzugsweise in die Maschinenbütte des Middle Plys gemischt. Es ist auch denkbar, dass der Ausschuss im ComMix von Top Ply oder Back Ply geführt wird. Zur weiteren Verdünnung der Stoffmengen wird die Suspension mit Siebwasser in einem weiteren Mischer 31 , einem so genannten Hydromix, vermengt. Die Konzentration der Stoffsuspension nach dem Hydromix ist höher als die Konzentration des Stoffauflaufs mit dem Vorteil, dass für die nachfolgende Reinigungseinrichtung 32 ( Cleaner bzw. EcoMizer) eine kleinere Anzahl an Baugruppen gewählt werden kann. Kleine Verunreinigungen, z.B. feiner Sand, werden im dieser Reinigungseinrichtung 32 entfernt. Anschließend erfolgt im Mischer 33 eine weitere Verdünnung mit Siebwasser auf die gewünschte Stoffauflauf- Konzentration und gegebenenfalls eine Mischung mit Additiven. Durch eine Stoffauflaufpumpe 34 wird die Suspension zur Zerstörung von Faserflocken und zur Endreinigung durch ein Reinigungssieb 35 (HB Screen, MSA, MST, MSS) geführt. Zusätzlich erfolgt hier eine Reduzierung von Stoffpulsa- tionen wodurch Stoffschwankungen im Stoffauflauf 36 in Maschinenrichtung vermieden werden. Vor dem Stoffauflauf 36 kann der Stoffsuspension die notwendige Menge Retentionsmittel 37 beigemengt werden. Das für die Verdünnungswasser- regelung am Stoffauflauf 36a der Mittellage (Midde Ply) nötige Wasser wird einer Siebwasserrinne entnommen und nach der Aufbereitung in einer Einrichtung 38 in einem Sichter zum Stoffauflauf geführt.
Bezugszeichenliste
I Siebpartie
II Pressenpartie
III Vortrockenpartie
IV Nachtrockenpartie
V Streichpartie
1 Stoffauflauf
2 Langsieb
3 Former
4 Siebschütteleinrichtung
5 Langsieb
6 Langsieb
7 Presse
7.1 Saugpresswalze
7.2 NipcoflexPresse
7.3 Offsetpresse
8a Trockengruppe
8b Trockengruppe
9 Trocknungsaggregat mit Kondensations- Presstrocknung
10 Filmpresse
1 1 Trockenzylinder
12 Kühlgruppe
13 Glättwerk mit Kondensation- Pressglättung
14 Streichaggregat
14.1 Vorhang-Auftragswerk
15 Streichaggregat
16 Streichaggregat
17 Korrekturgruppe
18 Glättwerk 19 Kühlgruppe
20 Aufrollung
30 Mischer
31 Mischer
32 Reinigungseinrichtung
33 Stoffauflaufpumpe
34 Mischer
35 Reingigungssieb
36, 36a Stoffauflauf
37 Retentionsmittel
38 Aufbereitungeinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder Kartonbahn, bei dem zunächst ein Stoffstrom (S) erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf (1 ), mindestens einer Siebpartie (I) zur Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (B), einer Pressenpartie (II), einer Trockenpartie (III) mit Trockengruppen (8a, 8b) und anschließend einer Aufrollung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
die mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn (B) mit einem Bandkalander (13) vorgeglättet wird und danach die Decklage der Faserstoffbahn (B) mit Hilfe eines Vorhang-Auftragswerkes (14.1 ) mit einer weißen pigmenthaltigen Strichschicht beschichtet und danach getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (B) in mindestens zwei Lagen, vorzugsweise drei Lagen und zwar Rückenlage, Mittellage, Decklage hergestellt wird, wobei die Decklage weiße bzw. gebleichte und/oder deinkte und/oder holzfreie Fasern enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Kondensations- Presstrocknung (9) im Anschluss an die Trocknung in der Trockenpartie (III) oder zwischen den einzelnen Trocknern (8a) oder im Anschluss an die Entwässerung in der Pressenpartie (II) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Vorhangbeschichtung (14,1 ) dieselbe Bahnseite ein zweites Mal mit einem konventionellen Streichaggregat (15), wie beispielsweise einem direkt auftragenden Klingenstreichaggregat (15.1 ) beschichtet, getrocknet und danach die andere Bahnseite ebenfalls mit einem konventionellen Streichaggregat (16) beschichtet und anschließend mit Trocknern (17) getrocknet wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beschichtete Bahn einer Korrekturgruppe (17), einem nachfolgenden Glättwerk (18), einer Kühlgruppe (19) und anschließend der Aufrollung (20) zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Bildung der Decklage der mehrlagigen Faserstoffbahn (B) ein Feinstoff in den Stoffauflauf (1 ) geführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine weiße Strichschicht mit einem ein- oder mehrschichtig auftragenden Vorhang- Auftragswerk (14.1 ) in Form einer Schlitzdüse (slot die) oder Gleitschichtdüse (slide die) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das verwendete Glättwerk (18) in der Schlussgruppe der Herstellungsmaschine eine beheizte Walze mit einem Kunststoffmantel, welcher mit einer metallischen Schicht versehen ist, aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
d ie Dicke des Kunststoffmantels ca. 5 bis 50mm und die metallische Schicht eine Dicke zwischen 5 und 100 μιτι beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Pressenpartie (II) wenigstens eine glatte Walze verwendet wird, die zumindest auf die Decklage einwirkt.
1 1 . Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
direkt nach der Pressenpartie (II) und noch vor dem ersten beheizten Trockenzylinder der Trockenpartie (II I) eine an sich bekannte Impingement- Trocknung vorgenommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Vorglättung (13) der Faserstoffbahn (B) ein Band verwendet wird, welches zu mehr als 70% aus Kunststoff besteht und eine Temperatur von mehr als 80°C an der mit der Faserstoffbahn in Kontakt stehenden Bandoberfläche aufweist.
Verfahren nach nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
damit ein gestrichener Karton, insbesondere Chromo- oder Chromoersatzkarton oder Flüssigkeitskarton, oder gestrichenes Verpackungspapier, gestrichener Liner mit weißer Decklage (CWTTL = coated white top test liner) oder gestrichener Kraftliner mit weißer Decklage (CWTKL =coated white top kraft liner) hergestellt wird
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Karton bzw. Papier drei Lagen aufweist, die aus einer Faserdecklage aus gebleichtem Zellstoff, aus einer Mittellage aus holzhaltigem Rohstoff und/oder Altpapierstoff und aus einer Rückenlage aus gebleichtem Zellstoff oder aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff mit Anteilen an holzhaltigem Rohstoff, dem auch Anteile an Altpapierstoff beigemengt werden, bestehen.
15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Karton bzw. Papier vier Lagen aufweist, die zusätzlich zu den drei Lagen noch eine Schonschicht zwischen der Deck- und Mittellage aufweist, wobei diese Schonschicht entweder aus Altpapierstoff oder einer Mischung von Altpapierstoff und holzhaltigem Rohstoff besteht.
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