EP4065769B1

EP4065769B1 - Beschichtung von faserstoffbahnen

Info

Publication number: EP4065769B1
Application number: EP20796503.9A
Authority: EP
Inventors: Franziska FERRER; Sebastian Bläsing; Benjamin Méndez-Gallon; Christoph Henninger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2025-08-13
Anticipated expiration: 2040-10-15
Also published as: CN114667377B; EP4065769A1; CN114667377A; WO2021104742A1; DE102019132446A1; FI4065769T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung einer mehrfach beschichteten Faserstoffbahn, insbesondere einer Karton- oder Verpackungsbahn, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Die wachsende Nachfrage nach recycle-fähigen Verpackungen, insbesondere von flexiblen Verpackung und Kartonverpackungen im Lebensmittelbereich, führt zu großen Herausforderungen bei den Herstellungs- und insbesondere Beschichtungsverfahren sowie den entsprechenden Streichagreggaten.
Von besonderer Bedeutung ist dabei das Erzeugen von diversen Barrierewirkungen gegen Stoffe wir Gas, Feuchtigkeit, Wasserdampf o.ä. bei der Faserstoffbahn.
Dabei kann durch das Auftragen bestimmter Medien eine Barriere Wirkung gegen spezifische Migranten erzielt werden. Jedoch existiert keine Universalbarriere, d.h. es müssen verschiedener Medien auf die Faserstoffbahn aufgetragen werden, um diese an die Bedürfnisse des Packguts und dessen Lebenszyklus anzupassen.
Auch Anforderungen weiterer Verarbeitungsschritte müssen erfüllt werden. Bei Kartonanwendungen spielt beispielsweise die Barriere gegen Mineralöl eine Rolle. Diese Produkte neigen zu einer Klebrigkeit in Weiterverarbeitungsprozessen. Um daraus resultierende Produktionsstörungen zu verhindern kann ein zweiter Film auf Pigmentbasis aufgetragen werden.
Bei Kartonanwendungen aber auch flexiblen Verpackungen liegen zusätzlich Festigkeitseigenschaften im Vordergrund. Diese sind oft widersprüchlicher Natur. Es werden hohe innere Festigkeiten gefordert, die durch tiefe Penetration von Stärke erreicht werden, also niedrige Viskosität und/oder niedrige Feststoffgehalte. Allerdings wird auch Wert auf Oberflächenfestigkeit und Steifigkeit gelegt. Hierfür muss die Stärke eher auf der Oberfläche bleiben, d.h. hohe Feststoffgehalte und/oder höhere Viskosität. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, erfolgt der Stärkeauftrag mit einer Stärkelösung, deren Feststoffgehalt und/oder Viskosität einen Kompromiss darstellt.
Die Beispiele zeigen, dass künftig bei der Herstellung von Faserstoffbahnen wie Karton- oder Verpackungsbahn zunehmend mehr und auch verschiedenartige Beschichtungen aufgetragen werden müssen, als dies heute üblich ist.
Dies stellt den Betreiber einer solchen Anlage vor das Problem, seine bestehende Anlage mit zusätzlichen Beschichtungsvorrichtungen ausstatten zu müssen. Gegenwärtige Maschinenkonfigurationen erlauben aber häufig nur wenig Flexibilität was die Erweiterung mit zusätzlichen Auftragswerken angeht. Üblicherweise müssen dazu tiefe Eingriffe in den Maschinenbau und Produktionsprozess unternommen werden, was mit hohem Aufwand und Kosten verbunden ist. Zudem führt das Vorsehen weiterer Auftragswerke meist zu einer Verlängerung der Anlage, so dass diese in der Regel in der bestehenden Werkshalle nicht mehr genügend Platz findet.
Die Schriften WO 2005/052252 A1 sowie DE 10 2004 036276 A1 zeigen Papiermaschinen mit Beschichtungseinrichtungen.
Aus dem Stand der Technik wie beispielsweise der DE 10 2006 057 870 ist weiterhin bekannt, in einem Beschichtungsaggregat mehrere verschiedene Medien auf eine Papierbahn aufzutragen. Über einen solchen Mehrschichtauftrag ließe sich prinzipiell mit geringem Aufwand eine bestehende Anlage um zusätzliche Beschichtungsmöglichkeiten erweitern. Allerdings hat sich gezeigt, dass sich die hohen Anforderungen an Barrierebeschichtungen nicht ohne weiteres über derartige Mehrschichtaufträge herstellen lassen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die bekannten Mehrschichtauftragswerke so weiter zu entwickeln, dass sie für die Herstellung von Faserstoffbahnen mit Barriereeigenschaften eingesetzt werden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, bei bestehenden Anlagen mit geringem Aufwand die Möglichkeiten der Beschichtung zu erweitern.
Die Aufgabe wird vollständig gelöst durch eine Anlage gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 8.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Hinsichtlich der Anlage wird die Aufgabe gelöst durch eine Anlage zur Herstellung einer mehrfach beschichteten Faserstoffbahn, insbesondere einer Karton- oder Verpackungsbahn, wobei die Anlage eine Auftragsvorrichtung zum mehrschichtigen Auftragen von zumindest einem ersten Auftragsmedium und einem zweiten Auftragsmedium in einem gemeinsamen Behandlungsnip auf eine erste Seite der Faserstoffbahn umfasst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Laufrichtung der Faserstoffbahn vor der Auftragsvorrichtung eine Nassglätteinrichtung zur Vorglättung der Faserstoffbahn angeordnet ist.
Nassglätteinrichtungen per se sind bereits bekannt. Sie können in verschiedenen Formen ausgeführt sein, beispielsweise als Yankee- bzw. Glättzylinder, als Offset-Presse oder ähnlichen. Bei höheren Maschinengeschwindigkeiten kann die Nassglätteinrichtung auch mit einem einzelnen Filz versehen (einfach befilzte Glättpresse) sein. In solchen Nassglätteinrichtungen kann eine relativ feuchte Faserstoffbahn - vorteilhafterweise mit einem Trockengehalt bis 65%, bevorzugt zwischen 35% oder 40% und 60% Trockengehalt- geglättet und/oder verdichtet werden.
Ein Vorteil dieser Nassglättung das sehr günstige Verhältnis von Glättegewinn zu Dicke- bzw. Festigkeitsverlust der Faserstoffbahn. Es wird ein hoher Glättezuwachs auf volumenschonende Weise erzeugt, und damit die Biegesteifigkeit der Bahn großteils erhalten.
Die Erfinder haben erkannt, dass die hohe Glätte in Verbindung mit der Verdichtung der Faserstoffbahn bzw. deren Oberfläche sehr vorteilhaft für den Auftrag von mehrschichtigen Beschichtungen, insbesondere von Barrierebeschichtungen ist.
Zum kann - wenn gewünscht- durch die Verdichtung der Bahn einem verbesserter Holdout des Beschichtungsmediums erzielt werden. Das feuchte Beschichtungsmedium dringt in diesem Fall nicht so tief in die Faserstoffbahn ein.
Weiterhin ist durch die verbesserte Glätte der Bahn eine vollständige Abdeckung der Oberfläche mit geringeren Mengen an Beschichtungsmedium möglich. Die vollständige Abdeckung der Oberfläche ist insbesondere bei Barriereanwendungen ein essentielles Kriterium. Da nur eine geringere Menge an Beschichtungsmedium aufgetragen werden muss, reduziert sich auch die Menge an Feuchtigkeit, die darüber auf die Bahn aufgetragen wird. Dies ist insbesondere bei den sehr stark verdünnten Barrieremedien ein wichtiger Vorteil.
Durch diese vorteilhaften Eigenschaften der Faserstoffbahn ist es nun überraschenderweise möglich, auch sehr stark verdünnte Auftragsmedien auf die Faserstoffbahn aufzutragen, ohne dass hierzu eine zwischengeschaltete Trocknung der Bahn zwingend erforderlich ist.
Somit kann nun über eine Auftragsvorrichtung auch ein mehrschichtiger Auftrag von Barrieremedium erfolgen.
Dies ist unter anderem auch für Umbauten vorteilhaft. Umfasst beispielsweise eine Anlage bereits eine Nassglätteinrichtung, so kann diese Anlage sehr platz- und kostensparend um die Möglichkeit zum Auftragen mehrerer Beschichtungen erweitert werden.
Andererseits lässt sich häufig eine Nassglätteinrichtung - beispielsweise eine Offset-Presse- relativ einfach in eine bestehende Anlage einbauen, die zum Beispiel bereits eine klassische Filmpresse aufweist. Diese Filmpresse kann dann ebenfalls recht einfach zu einem mehrschichtigen Auftragswerk umgerüstet werden. Die bestehenden Trocknungseinrichtungen können dann weiter verwendet werden.
Die Auftragsvorrichtung kann im Übrigen auch dazu eingerichtet sein, neben dem ersten Auftragsmedium und dem zweiten Auftragsmedium auch noch weitere Auftragsmedien in dem gemeinsamen Behandlungsnip zu übertragen. Neben dem zweischichtigen Auftrag kann insbesondere auch ein dreischichtiger Auftrag vorteilhaft sein.
Als Auftragsmedien im Rahmen der vorliegenden Anmeldung können alle bekannten Auftragsmedien in Frage kommen. Insbesondere können Stärkelösungen, Pigmentfarben und Barrieremedien wie PVA, EVAC etc. verwendet werden. Wie beschrieben ist die üblicherweise hierfür benötigte hohe Verdünnung kein Hinderungsgrund für den Einsatz in einer Ausführung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Idee.
Vorteilhaft ist es, wenn die Auftragsmedien in einer geeigneten Viskosität aufgetragen werden können.

Beispiels sind:

5 mPas - 100 mPas (T: 60°, 100 UpM-Brookfield) für Stärkelösungen
10 mPas - 1500 mPas (T: 40°C, 100 UpM-Brookfield) für Barrieremedien
100 mPas - 1500 mPas (T: 30°, 100 UpM-Brookfield) für Pigmentfarben.

Die vorliegend Erfindung ist jedoch nicht auf diese Viskositätsbereiche beschränke Es ist vorgesehen, dass die Auftragsvorrichtung als Filmpresse ausgeführt ist, wobei der Behandlungsnip durch eine Auftragswalze und ein Gegenelement, insbesondere eine Gegenwalze, gebildet wird, und wobei Auftragswerke vorgesehen sind um das erste Auftragsmedium und das zweite Auftragsmedium übereinander auf der Auftragswalze abzulegen, welche gemeinsam im Behandlungsnip auf die Faserstoffbahn übertragen werden können.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich zu dem mehrschichtigen Auftrag auf die erste Seite der Faserstoffbahn in demselben Auftragswerk auch noch ein Auftrag eines Auftragsmediums auf die zweite Seite der Faserstoffbahn erfolgt.
Dabei kann es sich bei dem Auftrag auf die zweite Seite um einen einschichtigen Auftrag oder auch um einen mehrschichtigen Auftrag handeln.
In einer vorteilhaften Ausführung kann zumindest eine, insbesondere alle Walzen einer solchen Filmpresse eine Walzenhärte zwischen 0 Pusey& Jones (P&J) und 80 P&J, speziell zwischen 5 P&J und 50 P&J aufweisen. Haben beide Walzen einer solchen Filmpresse eine Walzenhärte im Bereich zwischen 0 P&J und 5 P&J (oder sogar zwischen 0 P&J und 1 P&J) spricht man häufig von einem "Hard-Nip-Auftrag"
In vorteilhaften Ausführungen direkt nach der Auftragsvorrichtung, insbesondere direkt nach der Filmpresse ein berührungsloses Umlenkelement vorgesehen sein. Dadurch dass das mehrlagig aufgetragene Auftragsmedium üblicherweise eher langsam trocknet, ist die Bahn oft noch nicht ausreichend trocken, wenn aus baulichen oder technologischen Gründen einen Umlenkung dieser Bahn erfolgen muss. Mittels einer berührungslosen Umlenkeinrichtung - zum Beispiel einem sogenannten "Air Turn" - ist eine solche Umlenkung jedoch auch bei noch feuchten Bahnen möglich.
Die Nassglätteinrichtung kann insbesondere eine Glättstrecke - also die Strecke, in der die Faserstoffbahn in Kontakt mit der Nassglätteinrichtung steht- aufweisen, welche eine Länge von mindestens 10mm, insbesondere mehr als 20mm, bevorzugt mehr als 500 mm aufweist. Je nach Ausführung der Nassglätteinrichtung kann diese Strecke noch deutlich größer sein, und beispielsweise 6m oder mehr betragen.
In einer vorteilhaften Ausführung kann die Nassglätteinrichtung einen Yankeezylinder umfassen, oder daraus bestehen. Diese können insbesondere bei Anlagen zur Herstellung von einseitig glatten Papier (MG-Paper) zum Einsatz gelangen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann die Nassglätteinrichtung eine Offset-Presse umfassen oder daraus bestehen. Eine Offset-Presse weist dabei einen glatten Pressnip auf. Sie ist insbesondere unbefilzt. Häufig wird eine Offset-Presse als unbefilzter Walzennip ausgeführt. Eine Offsetpresse ist üblicherweise vor dem Einlauf der Faserstoffbahn in die Trockenpartie angeordnet.
Insbesondere -aber nicht ausschließlich- bei einer solchen Ausführung kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen der Nassglätteinrichtung und dem Auftragswerk Mittel zur weiteren Trocknung der Faserstoffbahn, insbesondere Trockenzylinder zur thermischen Trocknung der Faserstoffbahn angeordnet sind.
Somit kann die Nassglättung bei dem geeignetsten Trockengehalt der Faserstoffbahn durchgeführt werden, unabhängig davon, welcher Trockengehalt der Bahn für die Beschichtung benötigt wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Anlage einen Kalander aufweist, welcher nach der Nassglätteinrichtung und vor oder nach der Auftragsvorrichtung angeordnet ist. Ein solcher Kalander kann zur Dickenkalibrierung der Faserstoffbahn verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Kalander auch zur weiteren Optimierung der Oberflächenrauhigkeit und/oder der Oberflächenporosität eingesetzt werden.
Es können auch mehrere Kalander vorgesehen sein, beispielsweise ein Hardnip-Kalander zur Dickenkalibrierung, sowie ein Softnip-Kalander oder ein Bandkalander zur Verbesserung der Oberflächenqualität.
Die Kombination der Nassglättung mit einem Kalander - den man im Gegensatz dazu als Trockenglättung bezeichnen kann-, insbesondere mit einem Softnip-Kalander, und deren Positionierung vor der mehrschichtigen Auftragsvorrichtung verbessert die positiven Eigenschaften der Faserstoffbahn für den Einsatz des Mehrschichtauftrags noch weiter, so dass dies eine sehr vorteilhafte Ausführung der Erfindung darstellt.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Anlage zumindest eine Entgasungsvorrichtung zur Entgasung des ersten Auftragsmediums und/oder des zweiten Auftragsmediums umfasst, wobei die Entgasungsvorrichtung insbesondere als pumpenartiger Entgaser ausgeführt sein kann.
Aus dem Stand der Technik, z.B. US 7,597,732 sind pumpenartige Entlüfter per se bekannt. Sie arbeiten üblicherweise über ein Stator/Rotor System und werden beispielsweise in der Lebensmittelindustrie zur Entlüftung pastöser Medien wie Ketchup zum Einsatz. Der Prozess der Gas-Flüssigkeits-Trennung basiert hier auf der starken Zentrifugalkraft, die von einem Trennlaufrad erzeugt wird. Ein Einsatz von Vakuum erfolgt hier lediglich für die Absaugung der separierten Luft, jedoch nicht für die eigentliche Gas- Flüssigkeits-Trennung. Im Vergleich mit den üblicherweise in der Papierindustrie eingesetzten Vakuumentlüftern weisen Pumpenentlüfter eine größere Kapazität auf, und können auch zum Entlüften großer Mengen an Auftragsmedium verwendet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn z.B. das erste Auftragsmedium im Überschuss aufgetragen, und dann abgerakelt wird. In diesem Fall wird meist über 90% des Auftragsmediums-z.B. der Stärke- wieder zurückgeführt. In dem Fall muss zehnmal mehr Auftragsmedium entgast werden, als auf die Bahn aufgebracht wird. Hier ist der Einsatz der pumpenartigen Entlüfter sehr vorteilhaft.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer mehrfach beschichteten Faserstoffbahn, insbesondere einer Karton- oder Verpackungsbahn, wobei zumindest ein erstes Auftragsmedium und ein zweites Auftragsmedium in einem gemeinsamen Behandlungsnip auf eine erste Seite der Faserstoffbahn aufgetragen werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Faserstoffbahn vor dem gemeinsamen Behandlungsnip eine Nassglätteinrichtung durchläuft.
Die Vorteile dieses Verfahrens wurden bereits bei der Diskussion der Anlage erläutert.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens.
Bevorzugt kann der Trockengehalt der Faserstoffbahn bei Einlauf in die Nassglätteinrichtung zwischen 35% und 65%, insbesondere zwischen 40% und 60% betragen.
Weiterhin kann die Temperatur der Faserstoffbahn in der Nassglätteinrichtung zumindest zeitweise zwischen 40°C und 120°C, insbesondere zwischen 40°C und 60°C oder zwischen 80°C und 120°C betragen.
Innerhalb dieses Rahmens können sich die verschiedenen Nassglätteinrichtungen stark unterscheiden.
Erfolgt die Nassglättung im Bereich der Pressenpartie, z.B. in Form einer Offset-Presse und/oder eine anderen, glatten Nips, werden sowohl Trockengehalt als auch Temperatur der Faserstoffbahn eher im unteren Bereich liegen. Häufig werden Temperaturen zwischen 40°C und 60°C kombiniert mit einem Trockengehalt zwischen 35% und 50% eingesetzt.
Erfolgt eine Nassglättung beispielsweise mittels eines Yankeezylinders, so wird alleine schon durch die Beheizung dieses Zylinders die Bahntemperatur eher höher liegen. Zudem werden Yankeezylinder vorteilhafterweise erst bei höherem Trockengehalt der Bahn eingesetzt. Somit sind hier Kombinationen üblich bei denen die Bahntemperatur zumindest stellenweise zwischen 80°C und 120°C betragen, und der Trockengehalt der Faserstoffbahn bei Einlauf in die Nassglätteinrichtung größer als 45%, oft zwischen 50% und 60% beträgt.
Die jeweils bevorzugte Wahl der Nassglätteinrichtung, sowie der Bahntemperatur und des Trockengehalts können sich je nach auf der Anlage produzierter Art der Faserstoffbahn unterscheiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Faserstoffbahn vor dem Einlauf in den Behandlungsnip einen Trockengehalt von mehr als 85%, insbesondere zwischen 88% und 98% aufweist.
Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Faserstoffbahn zusätzlich noch durch zumindest einen Kalandernip kalandriert wird, wobei die Bahn vor dem Kalandrieren auf einen Trockengehalt von mehr als 65% getrocknet wird.
Insbesondere kann es hierbei vorteilhaft sein, wenn die Faserstoffbahn nach dem Erreichen von mindestens 65% Trockengehalt jedoch vor dem Passieren eines Kalandernips befeuchtet wird, wobei insbesondere weniger als 15 g/m² Wasser, bevorzugt zwischen 5 g/m² und 10 g/m² an Wasser auf die Faserstoffbahn aufgebracht werden.
Um die Effizienz des Kalanders zu erhöhen bzw. die Faserstoffbahn geeignet zu konditionieren, kann vorgesehen sein, die Bahn vor dem Einlauf in den Kalandernip zu temperieren. Dabei kann es bei manchen nach Anwendung vorteilhaft sein, die Bahn zu erwärmen. Bei anderen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, die Bahn zu kühlen.
Das Temperieren der Faserstoffbahn, und dabei insbesondere das Temperieren der ersten Seite der Faserstoffbahn, kann dabei durch das Aufbringen eines geeigneten Fluides, beispielsweise Wasser, Dampf oder Luft auf die Bahn, und insbesondere auf die erste Seite der Faserstoffbahn realisiert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen Darstellungen weiter erläutert. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß einem Aspekt der Erfindung
Figuren 2a und 2b zeigen jeweils eine Auftragsvorrichtung, die für den Einsatz in einer Anlage gemäß einem Aspekt der Erfindung geeignet ist.
Figur 3 zeigt eine weitere Auftragsvorrichtung, die für den Einsatz in einer Anlage gemäß einem Aspekt der Erfindung geeignet ist.

Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn 1gemäß einem Aspekt der Erfindung. Die Faserstoffbahn 1 wurde hierbei auf einer in der Figur nicht gezeigten Blattbildungssektion der Anlage formiert. Sie wird danach in noch relativ feuchten Zustand -üblicherweise mit einem Trockengehalt zwischen 10% und 20%- in eine Pressenpartie überführt. Die Pressenpartie in Figur 1 umfasst dabei beispielhaft eine Schuhpresse 10. Die Faserstoffbahn 1 läuft dabei in der Regel zwischen zwei Bespannungen, die nicht explizit in der Figur 1 gezeigt sind, durch den Pressnip.
In diesem Beispiel ist in der Anlage eine Nassglätteinrichtung 4 in Form eines Yankeezylinders 4 vorgesehen. Vorteilhafterweise ist dabei die erste Seite 1a der Faserstoffbahn 1 mit der Oberfläche des Yankeezylinders 44 in Kontakt. So wird der Effekt der Nassglättung direkt auf der Seite 1a erzielt, die im Folgenden beschichtet werden soll. Beim Einlauf in die Nassglätteinrichtung 4, in diesem Fall bei der Übergabe auf den Yankeezylinder 44 hat die Faserstoffbahn in der Regel einen Trockengehalt von weniger als 60%, üblicherweise von weniger als 50%. Die Glättstrecke, also die Strecke, auf der die erste Seite 1a der Faserstoffbahn 1 mit den Yankeezylinder 44 in Kontakt steht, ist üblicherweise sehr lang. Moderne Yankeezylinder können Durchmesser von über 6m, sogar über 7m aufweisen. Doch selbst bei einem Durchmesser von 4m und einer Umschlingung von nur 180° ergibt sich eine Glättstrecke von über 6m.
Dieser Yankeezylinder 44 von innen beispielsweise mit Dampf beheizt. Zudem ist noch eine Haube 41 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die zweite Seite 1b der Faserstoffbahn 1 mit heißem Gas zu beaufschlagen und dadurch die Trocknungswirkung zu steigern. Durch die heiße Oberfläche des Yankeezylinders 44 sowie durch die Beaufschlagung der Bahn mit heißem Gas aus der Haube erwärmt sich die Faserstoffbahn 1 beim Durchlaufen dieser Nassglätteinrichtung. Dabei kann sich die Bahn 1 stark erwärmen und zumindest zeitweise Temperaturen zwischen 80°C und 120°C erreichen.
Nachdem die Faserstoffbahn den Yankeezylinder 44 verlassen hat, ist in der Anlage der Figur 1 ein Kalander 9 vorgesehen. Bei diesem Kalander 9 kann es sich vorteilhafterweise um einen Softnip-Kalander 9 handeln, der insbesondere die erste Seite 1a der Faserstoffbahn 1 weiter zu glätten bzw. verdichten. Vor dem Einlauf in den Kalandernip ist in Figur 1 noch eine Konditioniereinrichtung 11 angeordnet. Diese ist nicht zwingend notwendig, jedoch kann eine Konditionierung der Bahn 1 -und hier speziell der ersten Seite -durch Befeuchten und/oder temperieren vorteilhaft sein.
Nach dem Kalander 9 ist dann zumindest eine Auftragsvorrichtung 2 zum mehrschichtigen Auftrag vorgesehen. Die hier gezeigte Auftragsvorrichtung umfasst eine Auftragswalze 5 und eine Gegenwalze 6 die zusammen einen gemeinsamen Behandlungsnip 3 ausbilden, den die Faserstoffbahn 1 durchläuft.
Jeder der beiden Walzen 5,6 kann dabei eine Walzenhärte zwischen 0P&J und 80 P&J aufweisen. Die Härte der beiden Walzen 5,6, kann dabei gleich sein oder unterschiedlich sein.
Zu der Auftragswalze sind zwei Auftragswerke 7,8 vorgesehen. Das erste Auftragswerk 7 - beispielsweise ein Filmauftragswerk 7, trägt dabei ein erstes Auftragsmedium auf die Auftragswalze auf. Ein zweites Auftragswerk 8 - beispielsweise ein Sprüh- oder Vorhangauftragswerk 8- legt dann ein zweites Auftragsmedium auf das bereits aufgetragene erste Auftragsmedium ab. Die beiden Filme aus erstem und zweitem Auftragsmedium werden dann zusammen im gemeinsamen Behandlungsnip 3 auf die erste Seite 1 der Faserstoffbahn übertragen.
In den Figuren 2a und 2b sind Auftragsvorrichtungen 2 zum mehrschichtigen Auftrag gezeigt, die für eine Anlage gemäß einem Aspekt der Erfindung geeignet sind.
In beiden Fällen wird der gemeinsame Behandlungsnip 3 durch zwei Walzen 5, 6 gebildet, durch den die Faserstoffbahn1 geführt wird. Man erkennt hier, dass neben der eigentlichen Auftragswalze 5 auch die Gegenwalze 6 zum Auftrag von Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn 1 dienen kann. In beiden gezeigten Auftragsvorrichtungen 2 wird sowohl die erste Seite 1a als auch die zweite Seite 1b der Faserstoffbahn 1 im gemeinsamen Behandlungsnip 3 beschichtet.
Bei dem Beispiel in Figur 2a erfolgt sogar auf beiden Seiten 1a, 1b ein mehrschichtiger Auftrag -nämlich jeweils zweischichtig, während bei der Ausführung in Figur 2b die zweite Seite 1b lediglich einen einschichtigen Auftrag erfährt.
In Figur 2a sind an der Auftragswalze 5 zwei Auftragswerke 7, 8 angeordnet. Ebenso sind an der Gegenwalze 6 zwei Auftragswerke 7a, 8a angeordnet. Exemplarisch sind hier die Auftragswerke 7 und 7a sowie 8 und 8a als identische Auftragswerke ausgeführt. Dabei sind die Auftragswerke 7 und 7a Filmauftragswerke und die Auftragswerke 8 und 8a Vorhangauftragswerke. Es könnten aber auch andere bekannte Auftragswerke eingesetzt werden.
In Figur 2b sind an der Auftragswalze 5 sowie an der Gegenwalze 6 jeweils ein Filmauftragswerk 7, 7a angeordnet. An der Gegenwalze 6 ist dies das einzige Auftragswerk. Wenn über die Gegenwalze 6 ein Auftrag erfolgt, wird häufig ein einschichtiger Auftrag wie hier beispielhaft dargestellt vorteilhaft sein. Dennoch ist ein mehrschichtiger Auftrag auch über die Gegenwalze 6 nicht ausgeschlossen. An der Auftragswalze in Figur 2b ist noch ein weiteres Auftragswerk 8 angeordnet. Dieses ist exemplarisch als sogenannter 'multilayer-curtain' ausgeführt. Hier wir in einem einzigen Auftragswerk 8 ein zweischichtiger Film von Auftragsmedium auf die Auftragswalze 5 abgelegt. Zusammen mit der Schicht des Filmauftragswerks 7 ergibt sich in diesem Beispiel ein dreischichtiger Auftrag.
In einer alternativen Ausführung einer Auftragsvorrichtung könnte bei der Ausführung gemäß Figur 2b das Filmauftragswerk 7 der Auftragswalze 5 weggelassen werden, so dass über die Auftragswalze 5 ein zweischichtiger Auftrag erfolgt.
Figur 3 zeigt eine weitere geeignete Auftragsvorrichtung 2. Während die Auftragswalze 5und deren Auftragswerke 7, 8 wie in Figur 2a ausgeführt sind, besteht in Figur 3 das Gegenelement 6a nicht aus einer Gegenwalze 6, sondern aus einem umlaufenden Band 60. Der gemeinsame Behandlungsnip 3 wird dadurch realisiert, dass das Band 60 gegen die Auftragswalze 5 gedrückt wird. Der dadurch entstehende gemeinsame Behandlungsnip 3 ist signifikant länger als die oben gezeigten Walzennips. Das Band 60 kann als Kunststoffband oder als Metallband ausgeführt sein.
Wie in Figur 3 gezeigt, kann auch an dem umlaufenden Band 60 ein Auftragswerk 8a angeordnet sein um auch die zweite Seite 1b der Faserstoffbahn zu beschichten. In alternativen Ausführungen kann auf dieses Auftragswerk 8a aber auch verzichtet werden.
Die gezeigten Beispiele sollen die vielfältigen Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung. Diese ist aber nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt.

Bezugszeichenliste

1: Faserstoffbahn
1a: erste Seite
1b: zweite Seite
2: Auftragsvorrichtung
3: gemeinsamen Behandlungsnip
4: Nassglätteinrichtung
5: Auftragswalze
6: Gegenwalze
6a: Bandelement
7: Auftragswerk
7a: Auftragswerk
8: Auftragswerk
8a: Auftragswerk
9: Kalander
10: Schuhpresse
11: Konditioniereinrichtung
40: Yankeezylinder
41: Haube
60: Band

Claims

Anlage zur Herstellung einer mehrfach beschichteten Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Karton- oder Verpackungsbahn, wobei die Anlage eine Auftragsvorrichtung (2) zum mehrschichtigen Auftragen von zumindest einem ersten Auftragsmedium und einem zweiten Auftragsmedium in einem gemeinsamen Behandlungsnip (3) auf eine erste Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung der Faserstoffbahn (1) vor der Auftragsvorrichtung (2) eine Nassglätteinrichtung (4, 40) zur Vorglättung der Faserstoffbahn (1) angeordnet ist, und dass die Auftragsvorrichtung (2) als Filmpresse ausgeführt ist, wobei der gemeinsame Behandlungsnip (3) durch eine Auftragswalze (5) und ein Gegenelement (6, 6a), insbesondere eine Gegenwalze (6), gebildet wird, und wobei Auftragswerke (7, 7a, 8, 8a) vorgesehen sind um das erste Auftragsmedium und das zweite Auftragsmedium übereinander auf der Auftragswalze (5) abzulegen, welche gemeinsam im Behandlungsnip (3) auf die Faserstoffbahn (1) übertragen werden können.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass direkt nach der Auftragsvorrichtung, insbesondere direkt nach der Filmpresse ein berührungsloses Umlenkelement vorgesehen ist.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nassglätteinrichtung (4, 40) eine Glättstrecke aufweist, welche eine Länge von mindestens 10mm, insbesondere mehr als 20mm, bevorzugt mehr als 500 mm aufweist.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nassglätteinrichtung (4, 40) einen Yankeezylinder (40) umfasst, oder daraus besteht.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nassglätteinrichtung (4) eine Offset-Presse umfasst oder daraus besteht.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Kalander (9) aufweist, welcher nach der Nassglätteinrichtung (4, 40) und vor oder nach der Auftragsvorrichtung (2) angeordnet ist.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest eine Entgasungsvorrichtung zur Entgasung des ersten Auftragsmediums und/oder des zweiten Auftragsmediums umfasst, wobei die Entgasungsvorrichtung insbesondere als pumpenartiger Entgaser ausgeführt ist.
Verfahren zur Herstellung einer mehrfach beschichteten Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Karton- oder Verpackungsbahn (1), wobei zumindest ein erstes Auftragsmedium und ein zweites Auftragsmedium in einem gemeinsamen Behandlungsnip (3) auf eine erste Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) vor dem gemeinsamen Behandlungsnip (3) eine Nassglätteinrichtung (4, 40) durchläuft und dass die Auftragsvorrichtung (2) als Filmpresse ausgeführt ist, wobei der gemeinsame Behandlungsnip (3) durch eine Auftragswalze (5) und ein Gegenelement (6, 6a), insbesondere eine Gegenwalze (6), gebildet wird, und wobei Auftragswerke (7, 7a, 8, 8a) vorgesehen sind um das erste Auftragsmedium und das zweite Auftragsmedium übereinander auf der Auftragswalze (5) abzulegen, welche gemeinsam im Behandlungsnip (3) auf die Faserstoffbahn (1) übertragen werden können.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockengehalt der Faserstoffbahn (1) bei Einlauf in die Nassglätteinrichtung (4, 40) zwischen 35% und 65%, insbesondere zwischen 40% und 60% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Faserstoffbahn (1) in der Nassglätteinrichtung (4, 40) zumindest zeitweise zwischen 40°C und 120°C, insbesondere zwischen 40°C und 60°C oder zwischen 80°C und 120°C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) vor dem Einlauf in den gemeinsamen Behandlungsnip (3) einen Trockengehalt von mehr als 85%, insbesondere zwischen 88% und 98% aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) zusätzlich noch durch zumindest einen Kalandernip kalandriert wird, wobei die Bahn (1) vor dem Kalandrieren auf einen Trockengehalt von mehr als 65% getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) nach dem Erreichen von mindestens 65% Trockengehalt jedoch vor dem Passieren eines Kalandernips befeuchtet wird, wobei insbesondere weniger als 15 g/m² Wasser, bevorzugt zwischen 5 g/m² und 10 g/m² an Wasser auf die Faserstoffbahn (1) aufgebracht werden.