WO2011157639A1

WO2011157639A1 - Verfahren zur herstellung einer gestrichenen faserstoffbahn

Info

Publication number: WO2011157639A1
Application number: PCT/EP2011/059656
Authority: WO
Inventors: Guido Klaunzer; Stephan Hampe; Florian Hain
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2011-12-22
Also published as: DE102010030081A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn, bei dem zunächst ein Stoffstrom (S) erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf (1, 1a), mindestens einer Siebpartie (I) zur Bildung der Faserstoffbahn (B), einer Pressenpartie (II), einer Trockenpartie (III) mit Trockengruppen (7) und anschließend einer Aufrollung (18) zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die ein- oder mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn (B) an ihrer Oberfläche mit einem solchen Auftragsmedium beschichtet wird, welches eine Barriereschicht bildet und dieses Auftragsmedium mit Hilfe eines Vorhang-Auftragswerkes (12.1) aufgebracht und danach getrocknet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen Faserstoff bahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn, bei dem zunächst ein Stoffstrom erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf, mindestens einer Siebpartie zur Bildung der Faserstoffbahn, einer Pressenpartie, einer Trockenpartie mit Trockengruppen und anschließend einer Aufrollung zugeführt wird.

Karton wird bei seiner Herstellung in den Herstellungsmaschinen 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 Maschinengeschwindigkeiten, müssen die Trocken- zonen länger bezogen auf die Gesamtmaschinenlänge ausgebildet werden.

Die Glätte des herzustellenden Kartons wird üblicherweise bei der Produktion 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 Breitnipkalandrieren oder das Schuhglätten, verwenden weiche Bezüge der unbe- heizten Walze. Als Nachteil ist hier ebenfalls eine nur geringe Glättesteigerung bei gleichzeitigem Volumenverlust anzusehen. Für die Erreichung von hohen Volumina ist der Einsatz von hochwertigen, teuren Rohstoffen notwendig.

Oberflächenfehler, die zu einer schlechten Bedruckbarkeit führen, wie z.B. Mottling sind ebenfalls nachteilig für die derzeitige Kalandertechnik.

Zumeist wird die Faserstoffbahn bzw. Kartonbahn an ihrer Deckseite mindestens einmal gestrichen. Die Rückseite kann ungestrichen bleiben, oder wird ebenfalls mindestens einmal gestrichen. Es werden Strichmengen pro Seite von bis zu 60g/m² aufgetragen. Das Auftragen erfolgte bisher mit konventionellen Streichaggregaten, wie Filmpressen, Coater mit Walzenauftrag (LDTA Applikatoren mit langer Einwirkzeit des Streichmediums), Coater mit Freistrahldüsen, oder mit Auftragswerken mit kurzer Verweilzeit des Mediums auf der Bahn (so genannte Short Dwell Time- Applikatoren 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. Das Auftragen muss also in mehreren Schritten durchgeführt werden, wozu ein größerer Platzbedarf und eine komplizierte Bahnführung notwendig ist. Vor allem im Hinblick auf höhere Maschinengeschwindigkeiten wirkt sich das nachteilig auf die Effizienz der Herstellungsmaschine und die Maschinenlänge aus. Bei den genannten Streicharten tritt außerdem ein Druckimpuls auf, der dafür sorgt, dass ein Teil des aufgebrachten Mediums in das Innere der Faserstoffbahn gedrückt wird.

Bei so genanntem Flüssigkeitskarton wurde die eine Bahnseite zur Versteifung, aber vor allem um Dichtheit und hygienische Anforderungen zu erfüllen, mit Aluminiumfolie versehen. Dies ist aufwändig und teuer. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, Faserstoffbahn, insbesondere 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 ein- oder mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn an ihrer Oberfläche mit einem solchen Auftragsmedium beschichtet wird, welches eine Barriereschicht bildet und dieses Auftragsmedium mit Hilfe eines Vor- hang-Auftragswerkes aufgebracht und danach getrocknet wird.

Die Maßnahmen für die bisher aufwändig aufzubringende Aluminiumschicht können daher entfallen. Das vorgesehene Vorhang- Auftragswerk (Curtain Coater) trägt das Auftragsmedium im Verhältnisl :1 , das heißt ohne Überschuss auf die laufende Faserstoffbahn bei ihrem Herstellungsprozess auf. Auf der Bahn wird also nur die Menge an Beschich- tungsmaterial für die Barriereschicht aufgetragen, die auch dort verbleiben soll. Man spart dadurch das Abrakeln und die entsprechenden Rakeleinrichtungen.

Außerdem wird mit dem Vorhangstrich eine sehr gute Abdeckung der Oberfläche erreicht.

Die mindestens eine Strichschicht kann in voller Strichmenge, also bis zu 60 g/m² auf einmal aufgebracht werden und es sind nicht so viele Einzelaufträge nötig, wie das mit konventionellen Streichaggregaten der Fall wäre und ist daher sehr wirtschaftlich. Der Auftrag kann mit einem ein- oder mehrschichtig auftragenden Vorhang- Auftragswerk in Form einer Schlitzdüse (slot die) oder einer so genannten Gleitschichtdüse (slide die) erfolgen werden. Als für die Barriereschicht zu verwendendes Auftragsmedium wird gemäß einer ersten Variante vorgeschlagen, höhermolekularen, langkettigen Polyvinylalkohol (PVA) oder Polyvinylalkohol vermischt mit Pigmenten zu verwenden wird. Wichtig dabei ist, dass keine zusätzlichen Produkte und Additive, wie Tenside (z.B. Lumiten- Typen) und/oder CMC (Carboxymethylcellulose) und/oder Verdicker (z.B. Sterocoll- Typen) zugemischt werden. Diese bekannten Zusatzprodukte, die zwar für eine gute Streckung und Stabilität des Curtains (Vorhangs) sorgen, brauchen daher nicht mehr verwendet werden.

Diese Produkte, d.h. Lumiten-Typen und Sterocoll-Typen,

sind zudem für Flüssigkarton, der insbesondere die für Getränke, Nahrungs- und Arzneimittelmittel vorgesehen ist, gar nicht geeignet.

Es wurde überraschend herausgefunden, dass höhermolekularer, langkettiger Polyvinylalkohol (PVA) den Vorhang sehr gut stabilisiert und am Auftreffpunkt auf der Faserstoffbahnoberfläche für genügend Streckbarkeit sorgt. Es können hierzu alle bekannten Polyvinylalkohole verwendet werden.

Beispielsweise kommen die unter dem Herstellernamen„Mowiol" - in verschiedenen Typen und Mischungen bekannten Produkte in betracht. Als Standardtypen sind beispielsweise Mowiol 15-79; 3-83, 4-88, usw. bekannt.

Selbstverständlich sind auch Polyvinylalkohole und Mischungen anderer Hersteller verwendbar.

Die nötigen Verarbeitungseigenschaften, wie Streckung und Stabilität des Auftrags- mediums Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkohol vermischt mit Pigmenten, können aber auch durch eine anteilige Zugabe eines höhermolekularen, langkettigeren Polyvinylalkohol zu einem kurzkettigerem Polyvinylalkohol erreicht werden.

Deshalb brauchen keine Zusatzprodukte mehr verwendet werden.

Insgesamt sollte die Viskosität des Auftragsmediums zwischen 20 und 1500mPas liegen, bevorzugt in einem Bereich von 200 bis 800mPas. ln einer zweiten Variante wird vorgeschlagen als Auftragsmedium Wachs (WAM) zu verwenden.

Beide vorgeschlagenen Varianten des Auftragsmediunns eignen sich gut als Barriere- schicht, weil sie weitestgehend an der Oberfläche der Bahn bleiben und diese versiegeln. Hierfür ist, wie schon beschrieben, das verwendete Vorhang- Auftragen im besonderen Maße geeignet, weil es ohne Druckimpuls arbeitet und auch daher das Auftragsmedium an der Oberfläche bleibt und nicht- wie bei manchen Streichverfahren gewünscht, in die Bahn hineinpenetriert.

Die Erfinder haben auch herausgefunden, dass mit dem angegeben Vorglättverfah- ren, d.h. mit einem Bandkalander ein glätteres Papier erzeugt wird als bei bisher üblichen Verfahren ohne Vorglätten oder mit anderen Glättwerken.

Das Bandglätten führt nämlich zu einer besseren Abdeckung der anschließend mit dem Vorhang- Auftragswerk aufgebrachten Barriereschicht. 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 großer Vorteil der Erfindung angesehen.

Das bei der Vorglättung der Faserstoffbahn verwendete Band besteht zu mehr als 70% aus Kunststoff. An der mit der Faserstoffbahn in Kontakt stehenden Bandoberfläche besteht eine Temperatur von mehr als 80°C. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, die Faserstoffbahn in mindestens einer Lage herzustellen. Bei Einlagenkonzepten besteht diese aus gebleichter und/oder ungebleichter Primärfaser. Es sind aber auch Mehrlagenkonzepte möglich. Beim Flüssigkeitskarton werden dem Faserstoff Chemikalien beigemengt, die den Karton gegen Flüssigkeitspenetration schützen.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren lässt sich zweckmäßig ausbilden, wenn innerhalb der Vortrockenpartie eine Kondensations- Presstrocknung vorgese- hen 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 Vor- trockenpartie 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 darüberliegende undurchlässige Bespannung geführt wird. Dabei wird in diesem Abschnitt ein Anpressdruck gegenüber dem Zylinder mit einer, einen Teil des äußeren Umfangs 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 einer gewünschten Decklage bei einer mehrlagigen Faserstoffbahn ein Feinstoff in den Stoffauflauf zugeführt wird. Dadurch erreicht man eine sehr glatte Decklage, die eine besonders gute Grundlage 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 Verdünnungswasserregelung ausgestattet. Der Vorteil daraus ist das eine Flächengewichts- profilierung 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 Mehrschichtstoffauflauf der mit unter- schiedlichen Stoffströmen gespeist wird.

In der Siebpartie können alle bekannten Formerkombinationen Einsatz finden. Bevorzugt ist an den Einsatz von Langsieben, aber auch Kombinationen aus Langsieben und Hybridformern, beispielsweise den vom Unternehmen der Anmelderin vertriebe- nen 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 Lagenflächengewicht, 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 Off- setpresse 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 ausgeführt sein. Es ist auch möglich, genahte oder auch nahtlose Filze in der Pressenpartie 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 Oberseite oder auf eine vor- handene 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 aus- geführt 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 Pres- senpartie 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 Trockenpartie 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 dem Vorhang- Auftragswerk einer Kondensations- Pressglättung unterzogen wird. Dieses Glättverfahren führt zu noch höheren Glättewerten. 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- Pressglättung 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 Streichaggregat, wie einem Freistrahldüsenauftragswerk und nachgeschalteter Rakeleinrichtung beschichtet und getrocknet wird. Hinsichtlich der Qualität der hergestellten Faserstoffbahn ist es vorteilhaft, wenn Die Faserstoffbahn nach der Trocknung, aber noch vor der Vorhangbeschichtung mit der Barriereschicht mit einer an sich bekannten Filmpresse vorbeschichtet wird. Das kann sowohl ein Leim- als auch ein Stärke- oder auch ein Pigmentauftrag sein. Der Auftrag kann ein- als auch simultan beidseitig realisiert werden.

Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die Faserstoffbahn 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 <20Όμηη 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 soll insbesondere ein gestrichener Karton, insbesondere LPB (Liquid packaging board / Flüssigkeitskarton) hergestellt werden.

Folgende Rohstoffkombinationen sind möglich. Anteilmäßig sind alle Mischungen möglich.

Dabei bedeuten:

UKP unbleached kraft pulp / ungebleichter Kraftzellstoff

BKP bleached kraft pulp / gebleichter Kraftzellstoff

CTMP chemical thermo mechanical pulp/ chemisch vorbehandelter thermo-mecha- - io nischer Holzstoff

BCTMP bleached chemical thermo mechanical pulp/ gebleichter chemisch vorbehandelter thermo- mechanischer Holzstoff Der Flüssigkeitskarton hat eine flächenbezogene Masse im Bereich von 150 - 500 g/m² mit folgender Charakteristik

Mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren kann erstmalig ein Flüssigkarton von besonders hoher Qualität hergestellt werden.

Die Vorteile des Verfahrens bestehen außerdem in Energie- und Rohstoff und In- vestkosteneinsparungen.

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigen Figur 1 : eine Darstellung eines Verfahrensschemas zur Herstel l ung einer gestrichenen Faserstoffbahn;

Figur 2: ein Vorhang- Auftragswerk in schematischer Seitenansicht für einen einschichtigen Auftrag auf eine laufende Faserstoffbahn;

Figur 3: ein Diagramm, in dem die zur Anwendung für den Vorhangauftrag gemäß

Figur 2 geeigneten Standardtypen für Mowiol aufgeführt sind;

In der Figur 1 ist ein Verfahrensschema der Herstellung einer mehrlagigen, gestrichenen Papier- bzw. Kartonbahn dargestellt. Der aus einer Stoffaufbereitung stammende Stoffstrom S wird einer Siebpartie I zugeführt. Die Siebpartie besteht aus drei Langsieben 3, 4, 5 zur Bildung einer mehrlagigen Bahn B. Für die Mittellage ist ein Stoffauflauf mit Verdünnungswasserregelung 1 und eine Siebschütteleinrichtung 2 (vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen Duo Shake gehandelt) vorgesehen. Das Langsieb 3 dient der Bildung einer Decklage und mit dem Langsieb 4 wird der Rücken formiert. Der Stoff der einzelnen Lagen wird aus den entsprechenden Stoffaufläufen 1 und 1 a auf die jeweiligen Langsiebe 3, 4, 5 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, Mittellage, 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 in die Pres- senpartie II überführt. Die Pressenpartie II mit Pressen 6 besteht aus einer Einheit Tandem- NipcoFlex Presse plus Offsetpresse, bestehend aus doppelt befilzter Nip- coFlex Presse 6.1 im ersten Nip, einfach unten befilzter NipcoFlex Presse 6.2 im zweiten Nip und einer Offsetpresse 6.3 im dritten Nip. Nach der Pressenpartie II erreicht die Bahn B Trockengehalte bis zu 57%.

Nach Verlassen der Pressenpartie II, bzw. der Pressen 6, erfolgt die weitere Trocknung der Bahn B mittels konventioneller Trockenzylindergruppen 7a innerhalb einer Vortrockenpartie III, die hier zweireihige Trockenzylinderanordnungen aufweisen. Anschließend an die Trockengruppen 7a ist beispielsweise ein Trocknungsaggregat 8 mit Kondensations- Presstrocknung installiert. Hier erfolgen 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 Kondensati- ons- Presstrockner 8 den Vorteil erhöhter Verdampfungsraten und Papierglättung. Diese Trocknungsaggregate 8 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 8 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 8 zu erreichen, indem konventionelle Trockenzylinder ersetzt werden. Nach diesem Trocknungsaggregat 8 sind im gezeigten Beispiel eine weitere konventionelle Trockenzylindergruppe 7b vorhanden. Nach dem Ende der Vortrockenpartie III folgt ein Auftragen von Streichmedium. Dies wird mit einer Filmpresse 9 (die vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Begriff Speedsizer vertrieben) vorgenommen. Mit Hilfe dieser Filmpresse wird im Beispiel die Decke mit einem Streichmedium und der Rücken mit Stärke simultan in indirekter Weise aufgetragen. Das heißt, die besagten Medien werden jeweils auf den Umfang einer Auftragswalze aufgebracht und im zwischen beiden Walzen bestehenden Nip an die Oberfläche der beiden Bahnseiten abgegeben. Da der Rücken bei der dargestellten Herstellungsmaschine nicht gestrichen wird hat der Stärkeauftrag auf den Rücken den Vorteil, dass Stauben auf einem nachfolgenden Wickler oder bei der Weiterverarbeitung vermieden wird. Eine solche Filmpresse ist beispielsweise in der DE 10 2004 052 346 A1 beschrieben.

Es sch l ie ßt s i ch e i n e weitere Trockenpartie IV mit einer konventionellen Trockenzylindergruppe 7c und ebenfalls wieder mit einen Kondensationspress-Trock- ner 8 an.

Am Ende der Nachtrockenpartie IV befindet sich eine Kühlgruppe 10, die aus Kühlzylindern besteht, wobei der obere Zylinder befilzt ist. Mit Hilfe dieser Kühlzylinder wird die Faserstoffbahn B auf unter 70°C gesenkt.

Es folgt eine Vorglättung der Faserstoffbahn (Rohkartonbahn) mit einem Glättwerk 1 1 . Dieses kann auch in der Trockenpartie IV angeordnet sein . Im Beispiel ein Kondensations-Press- Kalander gewählt. Im Gegensatz zu konventionellen Glättwerken (HNC, SNC, Breitnip, Schuhglättwerk) bietet die Kondensations-Press-Kalandrierung den Vorteil besonders hoher Glättesteigerungen bei besonders geringem Volumenverlust. Außerdem kann durch den Einsatz dieser Technologie minderwertigerer, billigerer Rohstoff, bei gleichzeitig besonders geringem Volumenverlust und exzellenter Glättesteigerung ohne Festig- keitsverlust 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 1 1 zum Nachglätten der gestrichenen Bahn B zu verwenden. Bevorzugte Einbaulage des Glättwerks zum Vorglätten liegt in einem Bereich über 55% bis ca. 90% Trockengehalt, vornehmlich jedoch über 60% Trockengehalt der Bahn. Es ist auch ein so genannter Bandkalander oder auch eine Ausführung mittels mit einer so genannten CeraSoft Kalander- Technologie und/oder Valzone- Technologie denkbar.

In einer Streichpartie V, die der Vorglättung folgt, wird als Erstes ein Barrierestrich auf die Faserstoffbahn B aufgebracht. Das erfolgt mit einem kontaktlos arbeitenden Streichaggregat 12 in Form eines Vorhang-Auftragswerks 12.1 (curtain coater), welches eine Schlitzdüse (slot die) oder Gleitschichtdüse (slide die) aufweist. Mit dem Vorhangstrich wird besonders viel und auch sehr gleichmäßig z. B. Wachs oder Poly- vinylalkohol- Formulierungen auch bei erhöhten Geschwindigkeiten aufgetragen und eine besonders gute Abdeckung und damit gute Versiegelung der Oberfläche erreicht. Eine Ausführung eines solchen Vorhang- Auftragswerkes 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 Platzbedarf in der Ma- schine reduziert. Im gezeigten Beispiel der Figur 1 ist ein einschichtig auftragendes Auftragswerk vorgesehen.

Im in Figur 1 gezeigten Beispiel folgt dem Vorhang- Auftrag nach entsprechender kontaktloser Trocknung mit Infrarot- oder Lufttrocknern 12.2 und berührungsloser Bahnumlenkung 12.3.

Anschließend folgt eine Zuggruppe 13, die aus mindestens einem befilzten Zylinder besteht und nach dem Beschichten mit dem Vorhang- Auftragswerk 12.1 für die notwendige Bahnspannung sorgt. Dadurch wird Bahnflattern vermieden und die Runna- bility der Maschine erhöht. Im Anschluss daran wird die Decklage ein zweites Mal mit einem konventionellen Streichaggregat 14, in Form eines Freistrahlsdüsenauftragswerks 14.1 , dem ein Rakelelement nachgeordnet ist, gestrichen. Anstelle des Freistrahldüsenauftragswerks wäre auch ein Auftragsaggregat mit kurzer Verweilzeit (SDTA) oder anderweitig bekannte Rakelstreicheinrichtung verwendbar. An jeweils ein Streichaggregat schlie- ßen sich hier nicht näher bezeichnete kontaktlose Trockner, d.h. Lufttrockner und Infrarottrockner, ähnlich wie im Anschluss an die Beschichtung 12 an.

In einer nachfolgenden Korrekturgruppe 15 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 15 besteht aus einer konventionellen ein- oder zweireihigen Trockengruppe (im Beispiel sind die Trockenzylinder zweireihig angeordnet), welche oben und unten mit oder ohne Trockensiebe bestückt sind. Vorzugsweise ist die Korrekturgruppe 15 jedoch mit zwei Trockensieben eines für die obere und eines für die untere Trockenzylinderreihe aus- gestattet. 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 16 nachkalandriert. Im Beispiel wird dazu ein Softnipkalander verwendet, wodurch ein besonders hoher Glanzeffekt des fertigen 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 metalli- sehen 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 18 an einem Roller ohne Zentrumsantrieb wird die Bahn B noch mit einer Kühlgruppe 17 auf Temperaturen von unter 70°C abgekühlt.

Die Kühlgruppe 17 ist im gezeigten Beispiel nur unten befilzt. Als Vorteil daraus ergibt sich, dass die im SoftnipKalander 16 geglättete Oberseite der Bahn B nicht mehr mit dem Sieb in Berührung kommt und dadurch der Glanzeffekt erhalten bleibt. Die Anordnung der Kühlgruppe 17 vor der Aufrollung 18 - 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 18 ist zu ergänzen, dass auch Konfigurationen von Rollern mit Zent- rumsantrieb denkbar sind. Im Vergleich zu Rollern ohne Zentrumsantrieb können feinere Einstellungen der Wickeleigenschaften erzielt werden.

Figur 2 zeigt ein Vorhang- Auftragswerk in schematischer Seitenansicht für einen einschichtigen Auftrag auf eine laufende Faserstoffbahn

Im Beispiel gemäß der Fig.2 ist ein Vorhang- Auftragswerk 12.1 , wie in der Figur 1 bereits beschrieben ist, zum einschichtigen Auftragen von einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium M auf eine in Laufrichtung L sich bewegende Karton- bzw. Faserstoffbahn B dargestellt. Das Vorhang- Auftragswerk 12.1 ist oberhalb der Fa- serstoffbahn B und von ihr beabstandet angeordnet.

Das Vorhang- Auftragswerk 12.1 weist einen oberhalb der Faserstoffbahn B angeordneten und an die Breite der zu beschichtenden Faserstoffbahn angepassten Auftragskopf 20 auf. Aus einer durchgängigen Auftragskammer 21 , die das Auftragsme- dium M enthält und die in eine entsprechende Abgabe- Schlitzdüse 22 übergeht, welche in ihrer Spaltweite a einstellbar ist, fällt das Auftragsmedium M direkt nach unten in Form eines sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden und eine Höhe h aufweisenden Vorhanges 23. Der Vorhang 23 trifft in einer Auftreffl in ie b (in Querrichtung der Bahn B) auf der Oberfläche der laufenden Faserstoffbahn B auf und legt sich dabei als Konturschicht 24 ab. Das Vorhang-Auftragswerk 12.1 weist folgende Daten auf:

Fließrate an der Abgabedüse 22: 6 bis 25 l/min

Spaltbreite der Abgabedüse: 0,2 bis 0,6mnn

Anfangsgeschwindigkeit des Auftragsmediums am Abgabepunkt a: 10 bis 100 m/min

Vorhanghöhe h: 50 bis 300 mm

Dehnrate des Vorhanges 6: 10² bis 10³ s^"1

Dehnung des Vorhanges: auf das 1 ,5 bis 10-fache

Fallzeit: 0,1 bis 0,2 s am Auftreffpunkt bzw. Auftrefflinie b:

Geschwindigkeit des Vorhanges 6: 50 bis 150m/min

Dehnung des Vorhanges: 5 bis 20

Dehnungszeit: 10 bis 100 s

Dehnungsrate: 10 ⁵ bis 10 ⁶ s^"1

In der Figur 3 sind zwei Diagramme A und B dargestellt, die die möglichen Standardtypen für Mowiol angeben und die zur Anwendung für den Vorhangauftrag gemäß Figur 2 geeignet sind.

Das links dargestellte Diagramm zeigt 1 1 verschiedene Medien in teilweise hydroly- siertem Grad und das rechte Diagramm zeigt 7 verschiedene Medien in hydrolysier- tem Grad. In den Diagrammen A und B ist jeweils in der Ordinate die Viskosität in mPa s bei 20°C und in der Abszisse die Konzentration in % angegeben. So weist beispielsweise der Mowiol- Typ 5- 88 bei 20% Konzentration eine Viskosität von 1000mPa s auf. Bezugszeichenliste

I Siebpartie

II Pressenpartie

III Vortrockenpartie

IV Nachtrockenpartie

V Streichpartie

1 , 1 a Stoffauflauf

2 Siebschütteleinrichtung

3 Langsieb

4 Langsieb

5 Langsieb

6, 6.1 , 6.2, 6.3 Presse

7a, b, c Trockengruppe

8 Trocknungsaggregat mit Kondensations- Presstrocknung

9 Filmpresse

10 Kühlgruppe

1 1 Glättwerk mit Kondensation- Pressglattung

12 Streichaggregat

12.1 Vorhang-Auftragswerk

12.2 kontaktloser Trockner

12.3 Bahnumlenkeinrichtung

13 Zuggruppe

14 Streichaggregat

15 Korrekturgruppe

16 Glättwerk

17 Kühlgruppe

18 Aufrollung

20 Auftragskopf Auftragskammer Abgabedüse Vorhang

Konturschicht

Spaltweite

Auftrefflinie

Höhe des Vorhangs

Faserstoffbahn

Laufrichtung

Auftragsmedium

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn, bei dem zunächst ein Stoffstrom (S) erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf (1 , 1 a), mindestens einer Siebpartie (I) zur Bildung der Faserstoffbahn (B), einer Pressenpartie (II), einer Trockenpartie (III) mit Trockengruppen (7a, b, c) und anschließend einer Aufrollung (18) zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass die ein- oder mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn (B) an ihrer Oberfläche mit einem solchen Auftragsmedium besch ichtet wi rd , wel ch es e i n e Ba rriereschicht bildet und dieses Auftragsmedium mit Hilfe eines Vorhang-Auftragswerkes (12.1 ) aufgebracht und danach getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragsmedium Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkohol vermischt mit Pigmenten verwendet wird, ohne dass zusätzl iche Produkte und Additive, wie Tenside und/oder CMC und/oder Verdicker zugemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass eine anteilige Zugabe eines höhermolekularen, langkettigeren Polyvinylalkohols zu einem kurzkettigerem Polyvinylalkohol erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragsmedium Wachs (WAM) verwendet wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn vor ihrer Beschichtung mit dem Vorhang-Auftragswerk (12.1 ) mit einem Kalander (1 1 ) vorgeglättet wird. 6. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (B) in mindestens einer Lage, gewünschtenfalls zwei Lagen, gewünschtenfalls auch drei Lagen und zwar Rückenlage, Mittellage, Decklage hergestellt wird.

Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Vorhang- Auftragswerk (12.1 ) aufgebrachte Barriereschicht auf die Decklage der Faserstoffbahn (B) aufgebracht wird und auf die Rückenlage nur Stärke.

Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (B) nach der Trocknung in der Trockenpartie (III), aber noch vor der Beschichtung (12) der Barriereschicht mit an sich bekannten, konventionellen Streichaggregaten, beispielsweise mit einer Filmpresse (9), mit Stärke behandelt wird.

Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Vorhangbeschichtung (12) d iesel be Bah nseite ei n zwe ites Ma l m it ei nem konventionel l en Streichaggregat (14), wie beispielsweise einem direkt auftragenden Freistrahldüsenauftragswerk mit einer nachgeordneten Rakeleinrichtung (14.1 ) beschichtet und anschließend fertig getrocknet wird.

Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Barriereschicht mit dem Vorhang- Auftragswerk (12.1 ) in Form einer Schlitzdüse (slot die) oder in Form einer Gleitschichtdüse (slide die) ein- oder mehrschichtig durchgeführt wird.

1 1 . Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die beschichtete Bahn einer Korrekturgruppe (15), einem nachfolgenden Glättwerk (16), einer Kühlgruppe (17) und anschließend der Aufrollung (18) zugeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das verwendete Glättwerk (16) in der Schlussgruppe der Herstellungsmaschine eine beheizte Walze mit einem Kunststoffmantel, welcher mit einer metallischen Schicht versehen ist, aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, das

die Dicke des Kunststoffmantels ca. 5 bis 50mm und die metallische Schicht eine Dicke zwischen 5 und 100 μιτι beträgt.

14. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

damit ein gestrichener Karton, insbesondere LPB (Flüssigkarton bzw. Liquid packaging board).

15. Verfahren nach Anspruch 14,

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 ungebleichtem Zellstoff oder aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff mit Anteilen an holzhaltigem Rohstoff, dem auch Anteile an Altpapierstoff beigemengt werden, bestehen.