DE19545408C2

DE19545408C2 - Verfahren zur Oberflächenveredelung einer Kartonbahn

Info

Publication number: DE19545408C2
Application number: DE1995145408
Authority: DE
Inventors: Rudolf Beiswanger; Michael Dr Trefz
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: DE19545408C5; DE19545408A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Das Glätten (Kalandrieren, Satinieren) von Papierbahnen ist seit langem bekannt.

Um beispielsweise eine sehr glatte Kartonbahn erzeugen zu können, benötigt man einen Glättzylinder von relativ großem Durchmesser, der ungefähr bis zu sechs Meter Durchmesser betragen kann. Das Glättemaß ist im wesentlichen abhängig von der Verweilzeit und dem Druck im Preßnip.

Derartige Glättzylinder haben unter anderem den Nachteil, daß sie teuer sind und wie bereits erwähnt, relativ groß sind. Daher sind sie schwer handhabbar. Außerdem treten große Fliehkräfte auf.

Außerdem ist es problematisch, bei solchen Glättzylindern die optimale Feuchte der Bahn bei deren Auflauf auf den Glättzy linder und deren Ablauf von Glättzylinder zu erreichen.

Aus der EP 0 427 887 A1 ist bekannt, daß bei einem On-line- Streichwerk vor dem Streichwerk ein Glättwerk angeordnet ist. Dieses Glättwerk besteht aus zwei Stahlwalzen. Zwischen diese Stahlwalzen wird die zu glättende Bahn hindurchgeführt und dadurch die Bahn so zusammengepreßt, daß diese über die Bahn breite eine gleichmäßige Dicke (Kalibrierung) erreicht.

Nachteil dieser Lösung ist, daß unterschiedlich dickes Rohpa pier vom Glättwerk verschieden stark komprimiert und verdich tet wird. Dadurch wird auch die Aufnahmefähigkeit für die Streichfarbe ungleich und die Qualität des gestrichenen Pa pieres unzureichend.

Aus der DE-AS 15 46 319 ist ein Verfahren zur Herstellung von gußbeschichtetem Papier bekannt, bei welchem zwecks Veredelung der Papierbahn eine Auftragswalze kontinuierlich einen Überschuß eines Beschichtungsmediums auf die Bahn überträgt. Überschüssiges Medium wird abgerakelt und das Beschichtungsmedium in Poren und Vertiefungen der Bahn eingestrichen, wodurch eine gewisse Glätte der Bahn und Beschichtungsdicke erreicht wird. Anschließend erfolgt eine Gußbeschichtung.

Aus der DE-OS 17 52 403 ist eine Vorrichtung zur Beschichtung eines blatt- bzw. bandförmigen Materials, z. B. Vlies, entnehmbar. Mit dieser Vorrichtung wird wie vorstehend beschrieben, überschüssiges Medium aufgebracht und anschließend zur Vergleichmäßigung und Einstellung der Dicke der Beschichtungsschicht abgestriffen.

Nachteilig bei den vorstehend beschriebenen Lösungen ist, daß große Auftragsmengen benötigt werden, um die Vertiefungen der Bahn auszufüllen und alle Unebenheiten der Bahn zu überdecken.

Außerdem ist die Qualität der gestrichenen Bahn noch nicht zufriedenstellend.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Veredelung von Bahnen aus Papier, insbesondere Karton (Faltschachtelkarton) zu entwickeln, mit dem es möglich ist, mit nur geringem Auf wand eine bessere Qualität der gestrichenen Bahn zu erreichen.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, indem in einer On-line-Streichmaschine nacheinander die Verfahrensschritte

- Vorstreichen
- Vorglätten
- Fertigstreichen

durchgeführt werden.

Das Vorstreichen kann dabei auf der Vorder- und/oder Rückseite (also auf mindestens eine Seite) der Bahn erfolgen.

Vorteilhaft ist es, wenn das Vorstreichen nur als Konturstrich ausgeführt wird. Somit wird eine ausreichend gute Abdeckung der Täler und Erhebungen der Papier- bzw. Kartonbahn erreicht. Außerdem werden dadurch erhebliche Mengen an zu- und abzuführendem Beschichtungsmedium und die damit verbundene Pumpenenergie gespart.

Eine besonders gute Streichqualität wird dadurch erzielt, wenn das Vorstreichen bzw. der Konturstich mit pigmenthaltiger Lösung oder nur mit Stärke durchgeführt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Vorder- und/oder Rückseite mit dem gleichen oder auch unterschiedlichem Medium bei gleichem oder unterschiedlichem Strichgewicht behandelt wird. Dadurch ist eine gute Anpassbarkeit der Beschichtung auf die jeweiligen Erfordernisse möglich.

Das im Anschluß an das Vorstreichen durchgeführte Vorglätten kann in Abhängigkeit der Papierart mit mindestens einem an sich bekannten Walzenpaar von unterschiedlicher Härte, wie einem Softnip-Glättwerk, oder mit einem Walzenpaar von gleicher Härte, einen Hardnip-Glättwerk, durchgeführt werden. Es ist alternativ auch möglich, die Vorglättung jeweils nur mit einem einzigen Hardnip-Glättwerk oder einem Softnip-Glättwerk durchzuführen.

Das Hardnip-Glättwerk kann dabei eine Belastung von 5-25 kN/m aufweisen, wogegen das Softnip-Glättwerk mit ca. 10-50 kN/m beaufschlagbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das im Anschluß an das Vorstreichen und Vorglätten der Bahn durchgeführte Fertigstreichen mit einem Vorstrich und einem Deckstrich erfolgt.

Vor allem bei Karton, der in aller Regel Altpapieranteile erhält, erreicht man dadurch eine besonders zuverlässige Abdeckung. Dazu ist es zweckmäßig, den Vorstrich mit einem Strichgewicht von 10-14 g/m² und den Deckstrich mit einen Strichgewicht von 8-12 g/m² aufzutragen.

Je nach gewünschter Glätte der Bahn, kann im Anschluß an das Fertigstreichen noch ein Nachglätten erfolgen, welches vorteilhaft mit einem Softnip-Glättwerk durchgeführt wird. Als zweckmäßig wird dabei eine Belastung der Glättwalzen von 30-150 kN/m und eine Temperatur von < 100°C angesehen.

Es versteht sich, daß das Nachglätten auch mit einem an sich bekannten Superkalander durchführbar ist.

Bei Anwendung des erfindungs gemäßen Verfahren wird die Oberfläche der Kartonbahn nur so geglättet, daß herausstehende Fasern "glattgebügelt" werden.

Bisher nahm man an, daß beim Fertigstreichen die vorher ge glätteten Fasern aufgrund der Feuchte des Streichmediums sich wieder aufrichten und demzufolge der Ausgangszustand (Rauhig keit) ungewollt wieder einstellt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise vorgeglättete Oberfläche der Kartonbahn auch eine bessere Glätte nach dem Fertigstreichen aufweist.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Bahn keine oder kaum eine Volumenänderung (Komprimierung und damit verbundene Volumenreduzierung) erfährt. Außerdem wird bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung der beim Stand der Technik übliche "große" Glättzylinder eingespart.

In einem nachfolgenden Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfah rens.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Streichstation für das Vorstreichen bezeichnet, mit welchem die Vorder- und/ oder die Rückseite der Papierbahn bestrichen wird. Als Streichmedium wird pig menthaltige Lösung oder nur Stärke verwendet. Der Auftrag erfolgt in Form eines Konturstriches, welcher mit gleich mäßiger Dicke den Konturen (Täler und Erhebungen) der Papierbahn folgt. Beide Seiten der Papierbahn können mit gleichem oder unterschiedlichem Streichmedium behandelt wer den.

Als Streichstation 1 für eine solche Beschichtung kann der sogenannte "Speedsizer" Verwendung finden. Beim Speedsizer bilden zwei Walzen zwischen sich einen Walzenspalt. Die beiden Walzen rotieren zueinander gegensinnig so, daß die Papierbahn durch den Walzenspalt hindurchgefördert wird. Beiden Walzen sind spiegelsymmetrisch Auftragswerke zugeordnet, mit denen das flüssige Medium auf die Mantelfläche jeder Walze aufge tragen wird, um dann von jeder Walze im Walzenspalt auf die Papierbahn übertragen zu werden. Damit wird ein gleichzeitig, beidseitiger Auftrag erzielt. Der Auftrag kann auch mit einem sogenannten "halben Speedsizer" - je nach den Erfordernissen - nur auf eine Papierbahnseite aufgetragen werden.

Für das ein- oder beidseitige Beschichten der Papierbahn sind auch andere geeignete, bekannte Auftragswerke einsetzbar.

Anschließend wird die im vorliegenden Fall beidseitig vor gestrichene Bahn vorgeglättet, so daß die von der Farbe aufgerichteten Fasern eingeebnet werden und sich eine relativ gute Glätte der Bahn ergibt.

Das Vor-Glätten erfolgt mit mindestens einem Walzenpaar von unterschiedlicher Härte und mindestens einem Walzenpaar gleicher Härte.

Beste Ergebnisse werden erzielt, wenn dieses Glätten mit einem sogenannten harten Glättwerk 2 und einem sich anschließenden Softnip-Glättwerk 3 vorgenommen wird. Dabei besteht das harte Glättwerk aus dem Walzenpaar von gleicher Härte, die mit ca. 5 bis 25 kN/m belastet sind.

Das Softnip-Glättwerk 3 ist ein Walzenpaar von unterschiedli cher Härte und besteht aus einer Walzenkombination Kunststoff/ Stahl. Diese Walzen werden mit ca. 10 bis 50 kN/m (auch höher) belastet und weisen einen heißen Softnip auf.

Optimale Ergebnisse hinsichtlich der Glätte sowie nur gering sten Volumenverluste werden beispielsweise bei einem Rohpapier von 195 g/m² (ohne Altpapieranteil - dreilagig) mit einem Softnip von < 100°C erzielt.

Das Vorglätten kann, wie in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt, auch in umgekehrter Anordnung der Glättwerke er folgen. Danach wird die Bahn zuerst mit dem Softnip-Glättwerk 3a und danach mit dem Hartnip-Glättwerk 2a vorgeglättet.

Als dritte Variante kann (wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien gezeigt) auch nur ein einziges Softnip-Glättwerk 3c Verwendung finden. In diesem Fall ist das Softnip-Glättwerk 3c mit 10-100 kN belastet. Ebenfalls weist bei dieser Variante der Softnip eine Temperatur von < 100°C auf.

In einer weiteren vierten Variante kann zum Vorglätten auch nur ein einziges Hardnip-Glättwerk (wie in Fig. 1 mit gepunk teter Linie dargestellt ist) eingesetzt werden.

Im Anschluß an diese Vorglättung mit einer der vier beschrie benen Varianten erfolgt das Fertigstreichen, welches im Fließ schema der Fig. 1 mit 4 bezeichnet ist.

Die Qualität des aufgetragenen Striches kann erhöht werden, wenn der Fertigstrich in zwei Phasen aufgetragen wird, d. h. die Gesamt-Strichmenge des Fertigstriches in einen Vor- und einen Deckstrich aufgeteilt wird.

Als Phase 1 wird ein Vorstrich mit einer bekannten starren Klinge (stiff blade) aufgetragen. Die Vorstrichmenge bzw. das Strichgewicht beträgt maximal 10 bis 14 g/m². Mit diesem Vorstrich werden gerade alle Fasern der Papierbahn abgedeckt. Das ist die Voraussetzung für einen optimal glatten Deckstrich, der als zweite Phase vorgenommen wird. In diesem Fall kann die Deck strichmenge auch etwas geringer sein als der Vorstrich, da ja schon alle Unebenheiten mit dem Vorstrich ausgeglichen sind.

Für den Deckstrich eignet sich besonders gut eine an der Spitze durchgebogene Klinge (ein sogenanntes "Bent-Blade") mit einer Auftragsmenge bzw. Strichge wicht von ca. 8 bis 12 g/m².

Selbstverständlich ist es auch möglich, andere bekannte Auf tragsverfahren für den Vorstrich sowie das Fertigstreichen zu verwenden.

Als letzter Verfahrensschritt erfolgt im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel ein abschließendes Glätten der fertiggestriche nen Papierbahn mit einem Softnip-Glättwerk 3d, welches mit 30 bis 150 kN/m belastet wird. Das Softnip-Glättwerk 3d wird ebenfalls wieder auf eine Temperatur von < 100°C aufgeheizt.

Dieses Nachglätten kann aber auch mit einem bekannten Super kalander erfolgen. Das Nachglätten kann aber auch ganz ent fallen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine deutliche Quali tätssteigerung bei der Oberflächenveredelung einer Papierbahn, insbesondere Faltschachtelkarton, möglich.

Claims

1. Verfahren zur Oberflächenveredelung einer Papierbahn, ins besondere einer Kartonbahn in On-line-Streichmaschinen, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte:

1. - Vorstreichen (1),
2. - Vorglätten (2, 3; 3a, 2a; 3c; 2c),
3. - Fertigstreichen (4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorstreichen (1) auf mindestens einer Seite der Papierbahn erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorstreichen (1) als Konturstrich ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorstreichen mit pigmenthaltiger Lösung oder nur mit Stärke durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorder- und/ oder Rückseite mit dem gleichen oder unterschiedlichem Streichmedium und gleichem oder unterschiedlichem Strichgewicht behandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorglätten mit mindestens einem Walzenpaar von unter schiedlicher Härte (Softnip-Glättwerk 3, 3a) und minde stens einem Walzenpaar gleicher Härte (Hardnip-Glättwerk 2, 2a) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorglätten mit einem Hardnip-Glättwerk (2c) durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorglätten mit einem Softnip-Glättwerk (3c) durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hardnip-Glättwerk (2, 2a) eine Belastung von 5-25 kN/m aufweist und das Softnip-Glättwerk (3, 3a) mit 10 -50 kN/m belastet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite der Papierbahn fertiggestrichen wird und das Fertigstreichen (4) der Bahn mit einem Vorstrich und einem Deckstrich erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorstrich ein Strichgewicht von 10-14 g/m² und der Deckstrich ein Strichgewicht von 8-12 g/m² aufweist.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die fertig gestrichene Bahn mit einem Soft nip-Glättwerk (3d) geglättet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Glättwerk (3d) eine Belastung von 30-150 kN/m auf weist und auf <100°C aufgeheizt wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die fertig gestrichene Bahn mit einem Superkalander geglättet wird.