[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Kartonbahn, die durch einen
Breitnip geführt und danach mit mindestens einem Strichauftrag versehen wird.
[0002] Ein Verfahren, bei dem eine Kartonbahn durch einen Breitnip geführt und danach mit
Streichfarbe versehen wird, ist aus WO 02/00998 A2 bekannt.
[0003] Die Behandlung einer Kartonbahn in einem Breitnip vor dem Auftragen eines Strichs
soll die Bedruckbarkeit der Bahn verbessern. Im Breitnip wird die Kartonbahn relativ
volumenschonend häufig bei hohen Temperaturen oberhalb des T
G (Glasübergangstemperatur) geglättet. Dabei erfolgt eine Konturglättung, d.h. es wird
bevorzugt die Mikrorauhigkeit verbessert, die in der Regel mit dem sogenannten PPS-Verfahren
gemäß ISO 8791/4 ermittelt wird.
[0004] Man kann nun beobachten, daß trotz einer an und für sich zufriedenstellenden Mikrorauhigkeit
beim Drucken einer derart behandelten Kartonbahn, vor allem beim Offset-Druck, ein
Druck-Mottling auftritt, d.h. die Bahn nimmt die Druckfarbe nicht gleichmäßig genug
an, so daß sich ein unruhiges Erscheinungsbild ergibt. Man nimmt an, daß bei so geglätteten
Kartonbahnen ein ungleichmäßiges Rückrauhen der Oberfläche nach dem Streichen auftritt
und/oder die Penetration der Streichfarbe nicht gleichmäßig genug ist.
[0005] Man hat daher vereinzelt hinter der Strich-Auftragseinrichtung eine Nachglättung
vorgenommen. Auch diese Vorgehensweise ist jedoch nicht immer befriedigend. Zum einen
muß man abwarten, bis der Strich getrocknet ist. Zum anderen führt die Verwendung
eines harten Nips zum Nachglätten zu einem Volumenverlust, 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.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedruckbarkeit der Bahn zu verbessern.
[0007] Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
die Bahn im Breitnip auf eine Mikrorauhigkeit von maximal 6 µm (PPS-S10) vorkalandriert
und zwischen dem Breitnip und dem ersten Strichauftrag in mindestens einem Nip nachkalandriert
wird.
[0008] Durch diese Behandlung erhält man eine Oberflächenqualität der Kartonbahn, die beim
Strichauftrag die Rückrauhigkeit vergleichmäßigt, so daß sie auch bei einem späteren
Druckvorgang die Druckfarbe gleichmäßiger annimmt. Erreicht wird dies mit einer relativ
einfachen Maßnahme, nämlich dadurch, daß die Bahn zwischen dem Breitnip und der Auftragseinrichtung
für die Streichfarbe sozusagen zwischensatiniert wird. Man geht davon aus, daß der
Breitnip hauptsächlich für die Mikrorauhigkeit zuständig ist und diese verbessert,
der weitere Nip hinter dem Breitnip aber für die Makrorauhigkeit, die in der Regel
nach Bendtsen ermittelt wird. Möglicherweise ist die Makrorauhigkeit sowohl für die
Aufnahmefähigkeit der Streichfarbe als auch für die Aufnahmefähigkeit der Druckfarbe
wichtiger als die Mikrorauhigkeit. Wenn man die Makrorauhigkeit vor dem Strichauftrag
vermindert, erhält man eine bessere Bedruckbarkeit.
[0009] Vorzugsweise wird die Kartonbahn vor dem Breitnip befeuchtet. Damit erhält man im
Breitnip eine bessere Glättebildung, d.h. eine Verringerung der Rauhigkeit. Die Befeuchtung
kann dabei mit an sich bekannten Mitteln erfolgen, beispielsweise einem Dampffeuchter,
einem Düsenfeuchter oder ähnlichem. Die Befeuchtung soll dabei möglichst dicht am
Breitnip erfolgen.
[0010] Bevorzugterweise wird die Kartonbahn im Breitnip auf eine Temperatur von mindestens
100°C erhitzt. Dies gilt zumindest für die Seite, die später bedruckt werden soll.
Diese Seite kann auch stärker erhitzt werden, beispielsweise auf mindestens 200°C.
Dies hat zwei Vorteile. Zum einen wird die Glätte verbessert, also die Mikrorauhigkeit
vermindert. Zum anderen erhält man bei einer Temperatur, die mindestens der Verdampfungstemperatur
der Feuchtigkeit entspricht, das vorteilhafte Ergebnis, daß sich die Feuchtigkeit
in Dampfform aufgrund des Breitnips als geschlossenen Systems in der Bahn gleichmäßig
ausbreiten kann. Der Dampf wird sich gleichmäßig so verteilen, daß überall der gleiche
Druck herrscht. Wenn die Bahn dann den Breitnip verläßt und die Feuchtigkeit wieder
kondensieren kann, ist die Feuchtigkeitsverteilung vergleichmäßigt worden.
[0011] Vorzugsweise stellt man die Decke der Kartonbahn vor dem Breitnip durch Masseleimung
so ein, daß sie eine Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit nach COBB von maximal 50 g Wasser/m
2 in einer Zeit von 60 s auf einer Fläche von 100 cm
2 aufweist. Die Fläche von 100 cm
2 hat bei der Messung nach COBB gemäß EN 20535 in der Regel eine Kreisform. Wenn man
die Decke der Kartonbahn so beleimt, daß sie die genannte Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit
hat, dann schafft man günstige Bedingungen bei dem Auftrag des Strichs. Der Strich
bleibt an der Oberfläche und kann sich dort sehr gleichmäßig ausbilden.
[0012] Hierbei ist bevorzugt, daß man die Leimung im Konstantteil der Kartonmaschine vornimmt.
Der Leim wird vor dem Stoffauflauf, also relativ frühzeitig, als sogenannte Masseleimung
im Flüssigzustand der Fasersuspension zugegeben. Aufgrund der langen Verweilzeit kann
der Leim auf das Fasermaterial aufziehen und sich in der Kartonlage in ausreichendem
Maße verteilen.
Bevorzugterweise trägt man eine Streichfarbe mit einer Gesamtmasse von mindestens
15 g/m
2 auf. Dies verbessert später die Bedruckbarkeit. Bei einem Mehrfachstrich gilt diese
Angabe für die Summe aller Schichten, also den Gesamtstrich.
[0013] Vorzugsweise verwendet man eine Streichfarbe mit einem Wasserrückhaltevermögen von
mindestens 50 s, insbesondere im Bereich von 50 bis 80 s. Gemessen wird dieses Wasserrückhaltevermögen
nach dem Abo-Test-Verfahren, definiert z.B. in Sandas, Salminen, Eklund: Measurement
of water retention coating colours, 1989 TAPPI Coating Conference, Proceedings 37-41.
Eine derartige Streichfarbe enthält Binder und Pigmente. Sie ist insbesondere für
Faltschachtelkarton gut geeignet, der vollflächig bedruckt werden soll.
[0014] Vorzugsweise ist der Nip als weicher Nip zwischen einer harten Walze und einer einen
elastischen Belag aufweisenden weichen Walze ausgebildet. In diesem Fall wird in dem
weichen Nip praktisch nur die Makrorauhigkeit verbessert. Hier erfolgt zwar nur eine
einseitige Glättung. Dies reicht aber in vielen Fällen aus, vor allem bei Faltschachtelkarton,
der ohnehin nur einseitig bedruckt werden soll. Die Rückseite kann relativ rauh bleiben.
[0015] In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Nip als harter
Nip zwischen zwei harten Walzen ausgebildet ist. In diesem Fall wird die Glätte auf
beiden Seiten der Bahn verbessert. Der harte Nip kann als Kalibriernip verwendet werden,
so daß die Bahn über ihre Breite eine relativ gleichmäßige Dicke aufweist.
[0016] Auch ist von Vorteil, wenn das Nachkalandrieren mit einer Streckenlast im Bereich
von 10 bis 30 N/mm vorgenommen wird. Die Streckenlast ist damit dahingehend optimiert,
daß der Volumenverlust klein bleibt, aber die gewünschte Glätte erzielt werden kann.
[0017] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die einzige Figur eine
schematische Darstellung einer Anordnung zum Behandeln einer Kartonbahn.
[0018] Die Figur zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln einer Kartonbahn 2, die im folgenden
auch kurz als "Bahn" bezeichnet wird.
[0019] In einer Kartonmaschine 3 wird eine Decke der Kartonbahn erzeugt und durch eine Leimdosierstation
4, die im Konstantteil der Kartonmaschine vor dem Stoffauflauf angeordnet ist, mit
Leim versehen. Die Leimung der Decke, z.B. mit einer Harz-Dispersion, wird so eingestellt,
daß die Decke eine Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit hat, die nach COBB ermittelt wird
und maximal 50 g Wasser/m
2 in einer Zeit von 60 s auf einer kreisförmigen Fläche von 100 cm
2 aufweist. Die so behandelte Bahn 2 wird nach der Vortrocknung durch einen Breitnip
5 geleitet, der zwischen einer harten Walze 6 mit einer glatten Oberfläche 7 und einem
umlaufenden Mantel 8 einer Schuhwalze 9 gebildet ist. Der Mantel 8 wird durch einen
Stützschuh 10 gegen die Walze 6 gedrückt. Der Stützschuh 10 weist eine Druckfläche
11 auf, die in nicht näher dargestellter Weise mit Einrichtungen zum Schmieren der
Berührungsfläche zwischen dem Mantel 8 und dem Stutzschuh 10 versehen sein kann, beispielsweise
einer hydrostatischen Schmierung.
[0020] Die Schuhwalze 9 ist mit einem relativ stabilen Mantel 8 ausgebildet, der nach Art
einer Walze umläuft. Stutzelemente, die den Mantel 8 beim Umlauf stützen, sind nicht
näher dargestellt. Der Breitnip 5 kann auch auf andere Weise ausgebildet sein. Anstelle
des dargestellten Mantels läßt sich auch einfach ein Band verwenden, das über mehrere
Umlenkrollen umläuft. Anstelle der Walze 6 läßt sich auch ein anderes Gegendruckelement
verwenden, beispielsweise ein weiteres Band, das durch einen Anpreßschuh unterstützt
wird.
[0021] Die Walze 6 kann Heizkanäle 12 aufweisen, durch die ein Wärmeträgermedium, beispielsweise
Dampf oder heißes Öl, geleitet werden kann, um die Bahn 2 im Breitnip 5 auf der später
gestrichenen und zu bedruckenden Seite auf eine Temperatur von mindestens 100°C zu
erwärmen. Anstelle der Heizkanäle können natürlich auch andere Heizeinrichtungen vorgesehen
sein, beispielsweise eine Heizeinrichtung 13, die induktiv von innen oder von außen
auf die Oberfläche 7 der Walze 6 wirkt.
[0022] Möglichst nahe vor dem Breitnip 5 ist eine Befeuchtungseinrichtung 14 angeordnet,
beispielsweise ein Dampffeuchter, ein Düsenfeuchter oder dergleichen. Hier soll nur
eine oberflächennahe Schicht vom Wasser penetriert werden, um eine volumenschonende
Glättung zu bewirken (moisture gradient calendering).
[0023] Durch die hohe Temperatur im Breitnip 5 und die Befeuchtung vor dem Breitnip 5 ist
es möglich, zumindest die Seite der Bahn 2, die im Breitnip an der Oberfläche 7 der
Walze 6 anliegt, mit einer relativ guten Mikroglätte zu versehen, d.h. einer Rauhigkeit
von maximal 6 µm. Diese Mikroglätte wird ermittelt nach PPS-S10.
[0024] Die Befeuchtungseinrichtung trägt eine Auftragsmenge von beispielsweise 1 bis 5 g/m
2 auf die Bahn 2 auf. Die aus der Vortrocknung der Kartonmaschine 3 stammende Bahn
muß noch nicht allzu trocken sein. Vor dem Feuchtigkeitsauftrag durch die Befeuchtungseinrichtung
14 kann sie beispielsweise eine Bahnfeuchte von maximal 14 % aufweisen.
[0025] Nach dem Durchlaufen des Breitnips 5 wird die Bahn 2 durch einen weiteren Nip 15
geführt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als weicher Nip ausgebildet ist.
Der weiche Nip 15 ist gebildet zwischen einer harten Walze 16 und einer weichen Walze
17 mit einem elastischen Oberflächenbelag 18.
[0026] Anstelle des dargestellten weichen Nips kann auch ein harter Nip vorgesehen sein,
bei dem der Nip durch zwei harte Walzen gebildet wird.
[0027] Die Druckspannungen im Breitnip 5 und im Nip 15 sollten nach folgenden Gesichtspunkten
gewählt werden. Einerseits möchte man ein volumenschonendes Glätten erreichen. Andererseits
soll die notwendige Verdichtung bewirkt werden, die eine verbesserte Bedruckbarkeit
ergibt. Im Breitnip 5 stellt man die Druckspannungen auf maximal 3 N/mm
2 ein. Im Nip 15 sollte eine Streckenlast von maximal 60 N/mm, vorzugsweise sogar nur
maximal 20 bis 30 N/mm, herrschen.
[0028] Nach dem Durchlaufen des Nips 15 wird die Bahn 2 einer oder mehreren Strich-Auftragseinrichtungen
19 (nur eine dargestellt) zugeführt, bei der die Bahn 2 beispielsweise durch einen
Auftragsnip 20 zwischen zwei Auftragswalzen 21, 22 geführt ist. Jede Auftragswalze
21, 22 ist mit einer Auftragseinrichtung 23, 24 versehen, die eine Streichfarbe auf
die Oberfläche der Auftragswalzen 21, 22 aufträgt. Wenn dann die Bahn 2 den Auftragsnip
20 durchläuft, wird diese Streichfarbe auf die Bahn 2 übertragen. Es sind eine oder
mehrere Oberund/oder Rückseiten-Strichaufträge möglich.
[0029] Wenn nur ein einseitiger Strichauftrag erwünscht ist, dann wird man nur eine Auftragseinrichtung
23, 24 verwenden, vorzugsweise auf derjenigen Seite der Bahn 2, die im Breitnip 5
an der glatten Oberfläche 7 der Walze 6 angelegen hat. Im allgemeinen Fall werden
zwei bis drei Oberseiten-Strichaufträge und eine Rückseitenbehandlung durchgeführt.
[0030] Die Streichfarbe wird mit einer Masse von mindestens 15 g/m
2 aufgetragen. Das Wasserrückhaltevermögen der Streichfarbe sollte mindestens 75 s
betragen. Die Streichfarbe kann Binder und Pigmente enthalten.
[0031] Eine derartig behandelte Kartonbahn 2 ist insbesondere für den Offset-Druck gut geeignet.
1. Verfahren zum Behandeln einer Kartonbahn, die durch einen Breitnip geführt und danach
mit mindestens einem Strichauftrag versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn im Breitnip (5) auf eine Mikrorauhigkeit von maximal 6 µm (PPS-S10) vorkalandriert
und zwischen dem Breitnip (5) und dem ersten Strichauftrag (19) in mindestens einem
Nip (15) nachkalandriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartonbahn (2) vor dem Breitnip (5) befeuchtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartonbahn (2) im Breitnip (5) auf eine Temperatur von mindestens 100°C erhitzt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Decke der Kartonbahn (2) vor dem Breitnip (5) durch Masseleimung so einstellt,
daß sie eine Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit nach COBB von maximal 50 g Wasser/m2 in einer Zeit von 60 s auf einer Fläche von 100 cm2 aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Leimung im Konstantteil der Kartonmaschine vornimmt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Streichfarbe mit einer Gesamtmasse von mindestens 15 g/m2 aufträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Streichfarbe mit einem Wasserrückhaltevermögen von mindestens 50 s, insbesondere
im Bereich von 50 bis 80 s, verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nip (15) als weicher Nip zwischen einer harten Walze und einer einen elastischen
Belag aufweisenden weichen Walze ausgebildet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nip als harter Nip zwischen zwei harten Walzen ausgebildet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachkalandrieren mit einer Streckenlast im Bereich von 10 bis 30 N/mm vorgenommen
wird.