Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn mit den folgenden Schritten: Bahnbildung aus einem Faserstoftgemisch, mit einem Stoffauffauf und einer Siebpartie, Entwässerung in einer Pressenpartie, Trocknung in einer aus Trockenzylindern bestehenden Trockenpartie, um die gebildete Faserstoffbahn zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen, Aufbringen eines simultanen Vorstriches auf beide Bahnseiten mit einer Leim- oder Filmpresse, zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium, Nachtrocknung mit kontaktlosen Trocknern und einer aus Trockenzylindern bestehenden Nachtrockenpartie, sowie Vorglättung mit einem Softnipp- oder Hartnipp- Kalander.
Derartige Verfahren sind aus der Praxis bereits bekannt. Zur Erzielung einer hohen Qualität wird die Faserstoffbahn zumeist noch mit mindestens einem Deckstrich versehenen. Dazu werden oftmals mehrere Beschichtungseinrichtungen verwendet. Beispielsweise kommen externe Filmcoater und Bladecoater und eine abschließende externe Glättung, also im offline- Verfahren zum Einsatz.
Die Beschichtung mit unterschiedlichen Beschichtungsaggregaten bzw. Coaterarten ist derzeit nur offline und unter Ausbildung von unterschiedlichen, komplizierten und langen Bahhlaufwegen möglich. Außerdem ist nach jedem Auftragsvorgang eine gesonderte Trocknung oder mit verlagerten Trocknern notwendig Außerdem ist das Überführen der Faserstoffbahn in diesen Bereichen kompliziert.
Aus der
Die letztgenannten Beschichtungen erfolgen mit Rakelelementen, Strahl- oder Sprühaufträgen. Erst danach erfolgt eine kontaktfreie Trocknung. Eine Änderung der herzustellenden Papiersorte erfolgt durch eine spezielle Gestaltung des Stoffauflaufes und der Komponenten für den Papierstoff.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein online-Verfahren anzugeben, welches die genannten Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Anschluss an die Vorglättung in einem online-Prozess ein pigmenthaltiges Auftragsmedium auf nur eine Bahnseite der Faserstoffbahn aufgebracht wird, wozu eine erste Beschichtungseinrichtung, beispielsweise ein Filmcoater zur Aufbringung des Auftragsmediums in indirekter Weise mittels einer Auftragswalze und/oder eine zweite Beschichtungseinrichtung, beispielsweise ein Bladecoater zur Aufbringung des Auftragsmediums in direkter Weise verwendet wird und wobei beide genannten Beschichtungseinrichtungen bzw. Coater wahlweise betreibbar sind und dabei die Faserstoffbahn einen vorbestimmten, bis über eine nachfolgende ortsfeste kontaktlose Trocknung reichenden Bahnlaufweg beibehält.
Mit der Erfindung werden gleichzeitig "mehrere Fliegen mit einer Klappe geschlagen". Zum Einen wird die Faserstoffbahn durch den nur einseitigen Auftrag nicht zu sehr belastet und neigt daher weit weniger zum Abreißen. Zum Anderen wird aufgrund des kurzen und zwischen beiden Coaterarten (Filmcoater und Bladecoater) beibehaltenen Bahnlaufweges eine gute Runability (Bahnlaufverhalten) und dadurch ein wesentlich kostengünstigerer Herstellungsprozess möglich. Außerdem spart man sich mindestens ein zusätzliches kontaktloses Trocknungsaggregat, welches bei einer bisher durchgeführten Bypass- Bahnführung für eine alternierende Beschichtungsmöglichkeit, beispielsweise um von einem Coater zu einem anderen Coater zu gelangen, notwendig wäre.
Sehr vorteilhaft ist nun die Möglichkeit, den gesamten Herstellungsprozess online durchführen zu können, wodurch man sich eine zusätzliche Aufrollung und eine Abrollung spart.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass man die Möglichkeit hat, wahlweise jeweils nur eine der genannten Beschichtungseinrichtungen, bzw. Coater zu benutzen, die das gewünschte Auftragsmedium auf eine Bahnseite aufträgt oder beide genannten Coaterarten, also beispielsweise Film- und danach ein Bladecoater nacheinander zu nutzen. Bei der letztgenannten Möglichkeit ist von besonderem Vorteil, dass man hier ohne Vorsehung einer Zwischentrocknung auskommt, wodurch weitere Kosten und Aufwand gespart werden. Durch diese variable Möglichkeit der Beschichtungsart erhöht sich die Flexibilität des Verfahrens. Mit einem einzigen Beschichtungskonzept sind so beispielsweise unterschiedliche Papiersorten behandelbar.
Es soll in diesem Zusammenhang erwähnt sein, dass die Reihenfolge der Beschichtungseinrichtungen variabel ist. Bevorzugt ist allerdings zuerst die Anordnung eines Film- und danach eines Bladecoaters, weil dadurch eine gleichmäßigere Strichschicht erwartet wird.
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Anschluß an eine weitere Nachtrocknung ein pigmenthaltiges Auftragsmedium in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben, auch auf die zweite Bahnseite aufgebracht wird. Man erreicht damit eine qualitativ hochwertig beidseitig beschichtete Faserstoffbahn, insbesondere ein beidseitig beschichtetes Papier, welches sich anschließend beispielsweise besonders gut bedrucken lässt.
Eine weitere sehr zweckmäßige Lösung der Erfindung besteht darin, dass die beschichtete Faserstoffbahn abschließend geglättet wird, dergestalt, dass entweder jede Bahnseite einzeln und nacheinander mit mindestens einem Ein-Nipp-Kalander behandelt wird oder beide Bahnseiten mit mindestens einem Multinipp-Kalander oder auch eine kombinierte, aus Ein- Nipp und Multinipps bestehenden Kalandern durchgeführt wird.
Bei Vorsehung der besagten Kombination an Kalandern hat man die Möglichkeit in derselben Maschine bzw. demselben Konzept sowohl mattes als auch Glanzpapier herzustellen.
Es ist noch nachzutragen, dass der besagte Filmcoater ausgerüstet ist mit einer der zu beschichtenden Bahnseite zugeordneten Auftragswalze. Dieser Auftragswalze ist wiederum ein Auftragsaggregat, beispielsweise ein Düsenaggregat zugeordnet, das das Auftragsmedium an die Auftragswalze abgibt und von der aus das Auftragsmedium auf die zu beschichtende Bahnseite der Faserstoffbahn übertragen wird. Dieses Beschichtungsverfahren wird als indirektes Auftragen bezeichnet.
Der im Laufweg der Faserstoffbahn nachgeordnete besagte Bladecoater bringt dagegen mit einem der zu beschichtenden Bahnseite zugeordneten Düsenauftragsaggregat und einem nachgeschalteten Rakelelement oder einem Düsenauftragaggregat mit kurzer Einwirkdauer (SDTA, d.h. Short Dwell Time Applicator) das Auftragsmedium beim erfindungsgemäßen Verfahren auf dieselbe Bahnseite auf. Als Düsenauftragsaggregat kann beispielsweise auch ein so genanntes Freistrahldüsenaggregat eingesetzt werden, welches vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen "Jetflow" vertrieben wird. Diese Art des Auftrages bezeichnet man als direkten Auftrag, weil eben das Auftragsmedium direkt, also ohne Übertragselement, wie die Auftragswalze, auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass anstelle beide Coaterarten nacheinander am Bahnlaufweg der Faserstoffbahn anzuordnen und wechselseitig durch Anschwenken des gewünschten Coaters einzusetzen, es auch möglich ist, nur ein Modul einer Coaterart zu benutzen. Zum wahlweisen Betreiben eines der genannten Beschichtungseinrichtungen bzw. Coater wird auf einfache Weise ein bereitgestelltes Modul einer Coaterart, beispielsweise der Filmcoater, gegen das andere vorhandene Modul der anderen Coaterart, beispielsweise den Bladecoater - oder umgekehrt - ausgetauscht.
Nachzutragen ist, dass es sich bei der angesprochenen Vortrocknung um eine vom Unternehmen der Anmelderin entwickelte und vertriebene Impingement-Trocknung handeln kann.
Nachzutragen ist auch noch, dass es in bestimmten Fällen Sinn macht, vor dem ersten Strich, dass heißt vor dem ersten Aufbringen des Auftragsmediums - insbesondere mit einem Filmcoater - die Faserstoffbahn vorzuglätten. Die Auftragsqualität kann dadurch gesteigert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von LWC (Light Weight Coated) oder MWC (Middle Weight Coated)- Papieren, die sowohl holzfrei als auch holzhaltig sein können.
Das Verfahren erlaubt hohe Maschinengeschwindigkeiten von größer 1300m/min, insbesondere mehr als 1500 m/min.
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
In den einzelnen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichem Bezugszeichen versehen.
In der
Bahnbildung aus einem Faserstoffgemisch, mit einem Stoffauflauf 2 und einer Siebpartie 3, Entwässerung in einer Pressenpartie 4, Trocknung in einer aus Trockenzylindern 5 bestehenden Trockenpartie 6, um die gebildete Faserstoffbahn 7 zumindest bis auf einen Restfeuchtegehalt zu trocknen. Danach erfolgt das Aufbringen eines simultanen Vorstriches auf beide Bahnseiten 7a und 7b mit einer Leim- oder Filmpresse 8 zum Auftragen von Stärke oder pigmenthaltigem Auftragsmedium. Es schließt sich an eine Nachtrocknung mit kontaktlosen Trocknern 9 und einer aus Trockenzylindern 10 bestehenden Nachtrockenpartie 11, sowie Vorglättung mit einem Softnipp- oder einem Hardnipp- Kalander 12.
Erfindungsgemäß wird im Anschluss an die Vorglättung 12 in einem online-Prozess ein pigmenthaltiges Auftragsmedium 13 (Streichfarbe) auf nur eine Bahnseite 7a der Faserstoffbahn 7 aufgebracht.
Man erkennt in der
Wichtig bei der Verfahrensführung ist, dass dabei die Faserstoffbahn 7 einen vorbestimmten, bis über eine nachfolgende kontaktlose Trocknung 17, bestehend aus Infrarot- und Lufttrocknern 17a, 17b und 17c, reichenden, kurzen Bahnlaufweg beibehält.
Zu erwähnen ist noch, dass der Filmcoater aus einer gegen die Bahnseite 7a angestellten Auftragswalze 14a, der ein Düsenauftragsaggregat 14b zugeordnet ist sowie einer Gegenwalze 14c auf der anderen Bahnseite 7b besteht. Beim Beschichtungsprozess wird die Auftragswalze 14a gegen die Gegenwalze 14c gedrückt, so dass zwischen beiden Walzen 14a und 14c ein Auftragsnipp entsteht, in dem die Faserstoffbahnseite 7a das Auftragsmedium 13 empfängt.
Der Bladecoater 15 besteht aus einem Auftragsaggregat 15a und einem nachfolgenden Rakelelement 15b zum Dosieren und/oder Vergleichmäßigen der Auftragsschicht. Beide Aggregate 15a und 15b sind während des Beschichtungsprozesses ebenfalls gegen eine Gegenwalze 15c an der anderen Bahnseite 7b angestellt.
Im Anschluss an die Beschichtung der Bahnseite 7a und der nachfolgenden kontaktlosen Trocknung 17a bis 17c und einer Kontakttrocknung mit Trockenzylindern 18a einer Nachtrockenpartie 18, erfolgt im gewählten Beispiel noch eine Behandlung der anderen Bahnseite 7b, die aber nicht zwingend notwendig ist. Hierfür wird dieselbe Maschinenkonfiguration, wie für die Bahnseite 7a - gegengleich- benutzt.
Abschließend erfolgt ein Kalandrieren der Faserstoffbahn mit einer Kombination bestehend aus mindestens einem Einzelnipp- Kalander und/oder mindestens einem Multinipp- Kalander, beispielsweise einem an sich bekannten Janus-Kalander. Das Kalandrieren bzw. Glätten erfolgt derart, dass entweder jede Bahnseite 7a oder 7b einzeln und nacheinander mit mindestens einem Einzel-Nipp-Kalander (Single-Nipp) 19 behandelt wird oder beide Bahnseiten 7a und 7b mit mindestens einem Multinipp-Kalander 20 oder auch eine kombinierte, aus Einzel-Nipp- und Multinipps bestehenden Kalandern durchgeführt wird. Die Einzel-Nipp-Kalander 19 bestehen bevorzugt aus einer Kombination von beheizten Metallwalzen und weich ummantelten, elastischen Walzen. Mit diesen so genannten Softnipp-Kalandern 19 erzeugt man mattes, glänzendes Papier, während mit dem Multinipp-Kalander 20 Hochglanz erzeugt wird.
Da im vorliegenden Beispiel eine Kombination bestehend aus Einzel-Nipp 19- und Multi-Nipp 20 - Kalandern vorgesehen ist, hat man die Möglichkeit in derselben Maschine bzw. demselben Konzept sowohl mattes als auch Glanzpapier herzustellen, je nachdem welche online- Kalander zum Einsatz kommen. Das ist ein weiterer Vorteil des Verfahrens.
Anschließend wird die fertig behandelte Faserstoffbahn an einer Aufrollung 25 aufgerollt.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll erläutert werden, wie beide beschriebenen Coater 14 und 15 wahlweise eingesetzt werden können. Dies zeigen verschiedene Varianten in den
In
Diese Bahnführung zeichnet sich durch kurze Bahnzüge und durch einfache Überführmöglichkeiten aus.
In
In
Die Variante gemäß
In
Bei der Variante gern.
Bei der Variante gemäß
Die Varianten gemäß
Im Gegensatz zur Variante gemäß der
Wie in
Schließlich zeigen die Figuren 19 und 11 Modullösungen. Mit diesen Lösungen sind ebenfalls sehr kurze Bahnzüge und eine sehr kompakte Bauweise möglich. Soll nur eine Auftragsschicht aufgebracht werden , braucht gemäß dieser Varianten nur eine Gegenwalze 14c mit Reinigungsschaber 14d ostsfest installiert zu werden. Als Wechselmodule für den wahlweisen Einsatz eines Filmcoaters 14 oder eines Bladecoaters 15 dienen entweder Elemente zum Filmstreichen, die als M1 in
Je nachdem, welche Auftragsart (Film- oder Bladestreichen) gewünscht ist, lassen sich diese Module gegeneinander austauschen. In den Figuren sind die einzelnen Module M1 und M2 mit strichpunktierter Linie verdeutlicht.
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