[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Behandeln einer Papier- oder Kartonbahn
mit einem Bahnlaufpfad, der durch mindestens einen Breitnip, der zwischen einer Gegendruckfläche
und einem umlaufenden Mantel, der in Richtung auf die Gegendruckfläche belastet ist,
gebildet ist, und einer Strichauftragseinrichtung geführt ist.
[0002] Eine derartige Anordnung ist aus WO 02/00998 A2 bekannt.
[0003] Die Behandlung einer Papier- oder Kartonbahn in einem Breitnip mit nachfolgendem
Strichauftrag hat zum Ziel, die Bedruckbarkeit der Bahn zu verbessern. Die Behandlung
in dem Breitnip hat dabei den Vorteil, daß die Bahn relativ volumenschonend häufig
bei hohen Temperaturen oberhalb des T
G (Glasübergangstemperatur) geglättet wird und eine Konturglättung erfolgt, d.h. es
wird bevorzugt die Mikrorauhigkeit verbessert. Die Mikrorauhigkeit wird in der Regel
mit dem sogenannten PPS-Verfahren gemäß ISO 8791/4 ermittelt. Man kann nun beobachten,
daß beim Drucken derart behandelter Bahnen, vor allem beim Offset-Druck, ein Druck-Mottling
auftritt, d.h. die Bahn nimmt die Druckfarbe nicht gleichmäßig an, so daß sich ein
sehr unruhiges Erscheinungsbild ergibt. Man nimmt an, daß bei so geglättetem Papier
oder Karton nach dem Streichen ein ungleichmäßiges Rückrauhen der Oberfläche auftritt
und/oder die Penetration der Streichfarbe sehr ungleichmäßig ist.
[0004] Man kann zwar durch Nachglätten diese Effekte vermeiden. Wenn man einen harten Nip
zum Nachglätten verwendet, also einen Nip, der zwischen zwei harten Walzen ausgebildet
ist, dann kann man die Bahn zwar profilieren. Dies führt aber zu deutlichen Volumenverlusten,
was insbesondere bei der Behandlung von Kartonbahnen unerwünscht ist. Darüber hinaus
führt die Glättung im harten Nip zu einem ungleichmäßigen Oberflächenbild, was möglicherweise
auf eine ungleichförmige Faserverdichtung zurückzuführen ist.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedruckbarkeit der Bahn zu verbessern.
[0006] Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß zwischen dem Breitnip und der Strichauftragseinrichtung ein weicher Nip angeordnet
ist, der zwischen einer ersten Walze mit einer elastischen Oberfläche und einer zweiten
Walze gebildet ist.
[0007] Mit dieser Ausgestaltung bleibt der Vorteil der verbesserten Oberflächenqualität
erhalten, vor allem wird aber die Makrorauhigkeit, die in der Regel nach Bendtsen
ermittelt wird, verbessert. Einbußen im Volumen sind sehr gering oder können sogar
vollständig vermieden werden. Man verwendet also eine Abfolge von Breitnip, weichem
Nip und Streicheinrichtung, an deren Ende die Bahn einen gleichmäßigen Strich trägt,
so daß ihre Oberfläche gut bedruckbar ist.
[0008] Vorzugsweise ist die zweite Walze als harte Walze mit einer Oberfläche, die härter
als die elastische Oberfläche ist, ausgebildet. Die zweite Walze ist also deutlich
härter und weniger nachgiebig als die erste Walze. Dadurch ist es möglich, die Oberfläche
der Bahn im gewünschten Maße zu glätten, d.h. der Breitnip übernimmt die Aufgabe der
Glättung im Mikrobereich, während der weiche Nip hauptsächlich die Makrorauhigkeit
vermindert. Man kann sich dann eine Nachglättung hinter der Strichauftragseinrichtung
sparen, was erhebliche Vorteile hat. Bei einer derartigen Nachglättung müßte die Bahn
durch einen weiteren Nip geführt werden, der wiederum zu Volumenverlusten führen könnte
und im Extremfall sogar den Strichauftrag beschädigen könnte.
[0009] Vorzugsweise weist die erste Walze einen Bezug mit einem Elastizitätsmodul von maximal
50.000 MPa, insbesondere maximal 10.000 MPa, auf. Damit ist der Bezug oder Belag der
ersten, weichen Walze wesentlich elastischer als eine Oberfläche aus Stahl. Die zweite
Walze, die als Gegenwalze fungiert, kann sich dann elastisch in den Bezug eindrücken.
[0010] Bevorzugterweise weist die erste Walze eine Härte an ihrer Oberfläche von maximal
100 Sh(D) auf. Eine derartige Shore-D-Härte reicht aus, um die gewünschte Glättung
zu bewirken. Ein Zerquetschen der Fasern der Papier- oder Kartonbahn wird vermieden.
[0011] Vorzugsweise herrscht im weichen Nip eine Streckenlast von maximal 60 N/mm, insbesondere
maximal 30 N/mm. Die ist eine vergleichsweise kleine Streckenlast, die jedoch ausreicht,
um die gewünschte Glättung vor der Streicheinrichtung zu bewirken.
[0012] Vorzugsweise herrscht im Breitnip eine Druckspannung von maximal 3 N/mm
2. Auch hier kann die Glättung mit einer relativ geringen Druckspannung vorgenommen
werden. Die Glättung ist dennoch ausreichend, weil sie über eine relativ lange Zeit
vorgenommen werden kann. Die Länge des Breitnips in Bahnlaufrichtung beträgt vorzugsweise
zwischen 40 und 250 mm.
[0013] Bevorzugterweise weist der Breitnip eine Heizeinrichtung auf, die die Bahn auf mindestens
100°C beheizt. Durch die Beheizung wird die Glättebildung im Breitnip verbessert.
Gleichzeitig wird die Feuchte vergleichmäßigt.
[0014] Bevorzugterweise sind der Mantel und die weiche Walze auf der gleichen Seite des
Bahnlaufpfades angeordnet. Sowohl der Mantel als auch die weiche Walze wirken also
auf die gleiche Seite der Papier- oder Kartonbahn, die entlang des Bahnlaufpfades
geführt wird. Damit erreicht man eine einseitige Glättung der Bahn, weil die andere
Seite an der in der Regel glatteren Gegendruckfläche und an der glatteren Seitenwalze
anliegt. In diesem Fall wird nur diese andere Seite geglättet. In vielen Bereichen
reicht dies aber aus, beispielsweise bei Faltschachtelkarton, der ohnehin nur auf
einer Seite bedruckt werden soll.
[0015] Hierbei ist bevorzugt, daß die zweite Walze die Gegendruckfläche bildet. Mit anderen
Worten liegt sowohl der Mantel des Breitnips als auch die weiche Walze, die den weichen
Nip bildet, an der gleichen Walze an. Die Papier- oder Kartonbahn muß dann zwischen
dem Durchlaufen des Breitnips und dem Durchlaufen des weichen Nips nicht von der harten,
glatten Walze abgehoben werden. Dies verbessert die Glättebildung an der an der glatten
Walze anliegenden Oberfläche.
[0016] In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Gegendruckfläche
und die zweite Walze auf unterschiedlichen Seiten des Bahnlaufpfades angeordnet sind.
In diesem Fall erreicht man eine zweiseitige Glätte, weil jede Seite der Bahn einmal
an einer harten und glatten Oberfläche anliegt und zwar die eine Seite im Breitnip
an der Gegendruckfläche und die andere Seite im weichen Nip an der zweiten Walze.
[0017] Hierbei ist bevorzugt, daß die Seite des Bahnlaufpfades, auf der eine größere Mikrorauhigkeit
vorhanden ist, im Breitnip an der Gegendruckfläche anliegt. Die Mikrorauhigkeit, die
beispielsweise nach PPS ermittelt werden kann, wird im Breitnip besonders gut vermindert.
Man läßt daher den Breitnip auf die Seite der Papieroder Kartonbahn wirken, bei der
die Mikrorauhigkeit am größten ist. Dadurch wird eine Zweiseitigkeit vermindert und
beide Seiten der Bahn werden gleichmäßig mit Streichfarbe versehen und sind dementsprechend
nach Durchlaufen der Streicheinrichtung gut bedruckbar.
[0018] Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- eine Anordnung zum Behandeln einer Papier- oder Kartonbahn,
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform einer derartigen Anordnung und
- Fig. 3
- eine dritte Ausführungsform einer derartigen Anordnung.
[0019] Fig. 1 zeigt eine Anordnung 1 zum Behandeln einer Papier- oder Kartonbahn 2 (im folgenden
kurz auch als "Bahn" bezeichnet). Die Bahn 2 durchläuft einen Bahnlaufpfad, der durch
einen Breitnip 3 geführt ist. Der Breitnip ist gebildet durch eine Walze 4 mit einer
harten, glatten Oberfläche 5 und einen umlaufenden Mantel 6, der unter der Wirkung
einer Stützschuhanordnung 7 gegen die Walze 4 gedrückt wird. Die Stützschuhanordnung
7 weist hierzu eine Andruckfläche 8 auf, die in nicht näher dargestellter, aber an
sich bekannter Weise mit einer Einrichtung zum Vermindern der Reibung zwischen Mantel
6 und Stützschuhanordnung 7 versehen ist.
[0020] Die Walze 4 ist als beheizte Walze ausgebildet. Sie weist zu diesem Zweck eine Reihe
von Heizkanälen 9 auf, die durch achsparallele Bohrungen gebildet sind, die im Bereich
der Oberfläche 5 der Walze 4 angeordnet sind. Durch die Heizkanäle 9 kann ein Wärmeträgerfluid,
beispielsweise Dampf oder heißes Öl, geleitet werden, um die Walze 4 zu beheizen.
Durch die Beheizung der Walze 4 ist es möglich, die Bahn 2 im Breitnip 3 auf eine
Temperatur von mindestens 100°C zu bringen. Damit ist es möglich, die Bahn 2 so weit
zu erhitzen, daß in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit verdampft.
[0021] Der Breitnip 3 kann natürlich auch auf andere Weise beheizt werden, beispielsweise
durch eine Heizung, die von außen auf die Oberfläche der Walze 4 wirkt oder eine Heizung,
die durch den Mantel 6 hindurch wirkt.
[0022] Der Breitnip hat in Laufrichtung der Bahn 2, die durch einen Pfeil 10 dargestellt
ist, eine Länge im Bereich von 40 bis 250 mm. Im Breitnip herrschen relativ kleine
Druckspannungen im Bereich von maximal 3 N/mm
2.
[0023] Auf den Breitnip 3 folgt ein Softkalander 11 mit einer harten Walze 12 und einer
weichen Walze 13, die einen elastischen Belag 14 aus einem Kunststoff trägt. Der Elastizitätsmodul
des Belags 14 liegt bei maximal 50.000 MPa, vorzugsweise bei maximal 10.000 MPa. Die
weiche Walze 13 hat an ihrer Oberfläche eine Härte von maximal 100 Shore D.
[0024] Zwischen der harten Walze 12 und der weichen Walze 13 ist ein weicher Nip 15 gebildet,
durch den die Bahn 2 nach dem Durchlaufen des Breitnips 3 geführt wird. In dem weichen
Nip 15 herrscht eine Streckenlast von maximal 60 N/mm, insbesondere maximal 30 N/mm.
[0025] In Laufrichtung 10 hinter dem Softkalander 11 mit dem weichen Nip 15 ist eine Strichauftragseinrichtung
16 angeordnet, die einen zwischen zwei Walzen 17, 18 angeordneten Auftragsnip 19 aufweist.
Schematisch dargestellt sind Auftragseinrichtungen 20, 21, mit denen Streichfarbe
auf die Oberfläche der Walzen 17, 18 aufgetragen wird. Wenn die Bahn 2 den Auftragsnip
19 durchläuft, dann wird die Streichfarbe unter einem gewissen Druck auf die Oberfläche
der Bahn 2 aufgetragen. Selbstverständlich ist es möglich, die Streichfarbe auch nur
auf einer Seite der Bahn aufzutragen, wenn man eine nur einseitig gestrichene Bahn
wünscht, beispielsweise eine einseitig gestrichene Bahn für Faltschachtelkarton.
[0026] Selbstverständlich kann man anstelle der dargestellten Strichauftragseinrichtung
16 auch eine andere Strichauftragseinrichtung verwenden.
[0027] Wie ersichtlich ist, liegt die Bahn 2 mit einer Seite, im vorliegenden Fall der Oberseite,
sowohl im Breitnip 3 als auch im weichen Nip 15 an einer glatten, harten Oberfläche
an, nämlich der Oberfläche 5 der Walze 4 bzw. der Oberfläche der Walze 12. Dementsprechend
wird die Bahn 2 auch nur einseitig geglättet und zwar an ihrer Oberseite.
[0028] Fig. 2 zeigt nun die Möglichkeit, die Bahn 2 beidseitig zu glätten. Gleiche Teile
wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
[0029] Geändert hat sich die Anordnung der Walzen im Softkalander 11. Hier liegt nun die
harte Walze 12 an der Seite der Bahn 2 an, die im Breitnip 3 mit dem Mantel 6 behandelt
worden ist, während die weiche Walze 13 an der Seite der Bahn 2 anliegt, die im Breitnip
3 an der Oberfläche 5 der Walze 4 angelegen hat. In diesem Fall erhält man eine beidseitige
Glättung. Die Güte der im Breitnip 3 an der Oberfläche 5 der Walze 4 anliegenden Oberfläche
wird zwar im Softkalander 11 nicht weiter verbessert. Dafür wird die Oberfläche der
Unterseite im Softkalander 11 verbessert. Dies kann vor allem von Interesse sein,
wenn auch die Unterseite gestrichen werden soll. Auch wenn dies nicht der Fall ist,
kann es vorteilhaft sein, auch die Unterseite zu glätten, um zu verhindern, daß beim
Aufwickeln die glatte Oberseite durch eine zu rauhe Unterseite wieder aufgerauht wird.
[0030] In Fig. 1 waren der Breitnip 3 und der weiche Nip 15 in getrennten Aggregaten angeordnet.
Fig. 3 zeigt nun eine Ausgestaltung, bei der lediglich eine Walze 4, 12 mit glatter
Oberfläche 5 sowohl für die Ausbildung des Breitnips 3 als auch für die Ausbildung
des weichen Nips 15 verwendet wird. Gleiche Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
[0031] Der Vorteil einer Anordnung mit einem weichen Nip 15 zwischen dem Breitnip 3 und
der Strichauftragseinrichtung 16 liegt darin, daß die nach Bendtsen gemessene Makrorauhigkeit
gegenüber der Glättung nur mit dem Breitnip 3 deutlich verbessert wird. Die nach PPS
gemessene Mikrorauhigkeit liegt bei Nachglättung mit dem weichen Nip 15 zwischen den
Werten einer Nachglättung mit Hartnip und ohne Nachglättung. Der bei der Glättung
entstehende Volumenverlust ist mit Nachglättung größer als ohne, bei Nachglättung
mit Softnip aber wiederum geringer als bei Nachglättung im Hartnip. Der Volumenverlust
kann weiter reduziert werden, indem man bei Nachglättung die Streckenlast im Breitnip
3 weiter reduziert.
[0032] Der Breitnip 3 ist im vorliegenden Fall mit einer Walze 4 als Gegendruckelement dargestellt.
Es ist selbstverständlich auch möglich, das Gegendruckelement als Band auszubilden,
das von einem Druckschuh unterstützt wird. Auch in diesem Fall ist es möglich, sowohl
den Mantel 6 der Schuhwalze als auch die weiche Walze 13 am Gegendruckelement anliegen
zu lassen.
[0033] Der Mantel 6 ist im vorliegenden Fall als relativ massiv ausgebildeter Mantel dargestellt,
der nach Art einer Walze umläuft. Auch hier ist es möglich, den Mantel 6 durch ein
umlaufendes Band zu ersetzen.
1. Anordnung zum Behandeln einer Papier- oder Kartonbahn mit einem Bahnlaufpfad, der
durch mindestens einen Breitnip, der zwischen einer Gegendruckfläche und einem umlaufenden
Mantel, der in Richtung auf die Gegendruckfläche belastet ist, gebildet ist, und einer
Strichauftragseinrichtung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Breitnip (3) und der Strichauftragseinrichtung (16) ein weicher Nip
angeordnet ist, der zwischen einer ersten Walze (13) mit einer elastischen Oberfläche
und einer zweiten Walze (12) gebildet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (12) als harte Walze mit einer Oberfläche, die härter als die elastische
Oberfläche ist, ausgebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (13) einen Bezug (14) mit einem Elastizitätsmodul von maximal 50.000
MPa, insbesondere maximal 10.000 MPa, aufweist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (13) eine Härte an ihrer Oberfläche von maximal 100 Sh(D) aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im weichen Nip (15) eine Streckenlast von maximal 60 N/mm, insbesondere maximal 30
N/mm, herrscht.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Breitnip (3) eine Zugspannung von maximal 3 N/mm2 herrscht.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitnip (3) eine Heizeinrichtung (9) aufweist, die die Bahn (2) auf mindestens
100°C beheizt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (6) und die weiche Walze (13) auf der gleichen Seite des Bahnlaufpfads
angeordnet sind.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (12) die Gegendruckfläche bildet.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche (5) und die zweite Walze (12) auf unterschiedlichen Seiten des
Bahnlaufpfades angeordnet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite des Bahnlaufpfades, auf der eine größere Mikrorauhigkeit vorhanden ist,
im Breitnip an der Gegendruckfläche (5) anliegt.