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Title:
METHOD FOR PRODUCING A COATED MULTILAYER FIBROUS WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/151238
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a coated multilayer fibrous web, in particular a packaging paper or cardboard web. First, a material flow is produced which is then successively fed to at least one headbox, at least one wire section for forming a multilayer fibrous web, a pressing section, a drying section, and subsequently a roll-up device. At least one white coating layer is applied onto the fibrous web that is produced in a multilayer manner using at least one curtain application unit (12.1), which is known per se, and the web undergoes a condensation press drying (9), which is known per se, prior to said coating.

Inventors:
KLAUNZER GUIDO (AT)
HAMPE STEPHAN (AT)
Application Number:
PCT/EP2011/058555
Publication Date:
December 08, 2011
Filing Date:
May 25, 2011
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
KLAUNZER GUIDO (AT)
HAMPE STEPHAN (AT)
International Classes:
D21H25/06
Domestic Patent References:
WO2010069803A12010-06-24
WO2004001132A22003-12-31
WO2005052252A12005-06-09
WO2000000693A12000-01-06
WO1998055687A11998-12-10
WO2006073676A12006-07-13
Foreign References:
EP1964971A22008-09-03
DE19723163A11998-12-10
DE19540003A11997-05-15
EP1908878A12008-04-09
EP2157238A12010-02-24
EP0988417A12000-03-29
EP1586698A12005-10-19
EP1785524A12007-05-16
EP1255615A12002-11-13
DE102008044369A12010-06-10
DE10032500A12002-01-17
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder Kartonbahn bei dem zunächst ein Stoffstrom erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf, mindestens einer Siebpartie zur Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, einer Pressenpartie, einer Trockenpartie und anschließend einer Aufrollung zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass auf die mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn mindestens eine weiße Strichschicht m it H ilfe wen igstens eines an sich bekannten Vorhang- Auftragswerkes (12.1 ) aufgebracht wird und die Bahn vor dieser Beschichtung einer an sich bekannten Kondensations- Presstrocknung (9) unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn in mindestens zwei Lagen und zwar Rückenlage und Decklage hergestellt wird, wobei die Decklage weiße bzw. gebleichte und/oder deinkte und/oder holzfreie Fasern enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kondensations- Presstrocknung (9) im Anschluss an die Trocknung in der Trockenpartie (8, III) oder zwischen den einzelnen Trocknern (8) oder im Anschluss an die Entwässerung in der Pressenpartie (7, II) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass für die Bildung der Decklage der mehrlagigen Faserstoffbahn ein Feinstoff in den Stoffauflauf zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine an sich bekannte Impingement- Trocknung direkt im Anschluss an die Entwässerung in der Pressenpartie (7, II) und noch vor dem ersten Trockenzylinder der Trockenpartie (8, III) durchgeführt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weiße Strichschicht mit einem Vorhang- Auftragswerk (12.1 ), welches in Form einer Schlitzdüse (slot die) oder Gleitschichtdüse (slide die) ausgebildet ist, aufgebracht wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn nach der Trocknung in der Trockenpartie (8, III), aber noch vor ihrer Beschichtung (12) mit der weißen Strichschicht mit einer an sich bekannten, konventionellen Streichaggregaten (1 1 ), beispielsweise Kl ingenstreicheinrichtung, Freistrahldüseneinrichtung, Filmpresse ein- oder beidseitig vorgestrichen oder mit Stärke behandelt wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn noch vor der Beschichtung mit der weißen Strichschicht (1 2) mit einem Glättwerk bzw. Kalander geglättet (10) wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das verwendete Glättwerk sich einer Kondensations- Press-Glättung (1 0) bedient oder das Glättwerk als Schuhkalander oder Bandkalander ausgebildet ist.

10. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn nach der Beschichtung

(12) und Trocknung (12.3; 8) geglättet (16) wird, wobei das dazu verwendete Glättwerk eine beheizte Walze mit einem Kunststoffmantel, der mit einer metallischen Schicht auf ihrer Oberfläche versehen ist, aufweist. 1 1 . Verfahren nach nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenpartie (7, II) wenigstens eine glatte Walze verwendet wird, die zumindest auf die Oberfläche der Faserstoff- Decklage einwirkt. 12. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass damit ein gestrichener Karton, insbesondere Chromo- oder Chromoersatzkarton oder Flüssigkeitskarton mit mindestens zwei Lagen hergestellt wird. 13. Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass der Karton drei Lagen aufweist, die aus einer Faserdecklage aus gebleichtem Zellstoff, aus einer Mittellage aus holzhaltigem Rohstoff und/oder Altpapierstoff und aus einer Rückenlage aus gebleichtem Zellstoff oder aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff mit Anteilen an holzhaltigem Rohstoff, dem auch Anteile an Altpapierstoff beigemengt werden, bestehen.

14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13,

dadurch gekennzeichnet, dass der Karton vier Lagen aufweist, die zusätzlich zu den drei Lagen noch eine Schonschicht zwischen der Deck- und Mittellage aufweist, wobei diese Schonschicht entweder aus Altpapierstoff oder einer Mischung von Altpapierstoff und holzhaltigem Rohstoff besteht.

Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass damit gestrichenes Verpackungspapier, insbesondere gestrichener Liner mit weißer Decklage (CWTTL = coated white top test liner) oder gestrichener Kraftliner mit weißer Decklage (CWTKL =coated white top kraft liner) oder ein gestrichener Karton, Insbesondere WLC (white-lined-chipboard), mit mindestens drei Lagen hergestellt wird.

Description:
Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoff bahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder Kartonbahn bei dem zu- nächst ein Stoffstrom erzeugt wird, der danach nacheinander mindestens einem Stoffauflauf, mindestens einer Siebpartie zur Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, einer Pressenpartie, einer Trockenpartie und anschließend einer Aufrollung zugeführt wird. Karton und Verpackungspapiere werden bei ihrer Herstellung in den Papiermaschinen 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 Trockenzonen länger bezogen auf die Gesamtmaschinenlänge ausgebildet werden. Die Glätte des herzustellenden Kartons oder des Verpackungspapiers 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 Wal- zenbezüge zur Vergrößerung der Verweilzeit im Nip verwendet.

Hierbei ist nachteilig die geringe Glättesteigerung als auch der Volumenverlust. Weitere konventionelle Glättverfahren, wie das des Breitnipkalandrierens oder das Schuhglättwerk verwenden weiche Bezüge der unbeheizten Walze.

Als Nachteil ist hier ebenfalls eine nur geringe Glättesteigerung bei gleichzeitigem Volumenverlust anzusehen.

Zumeist wird die Faserstoffbahn bzw. Verpackungspapier- oder Kartonbahn auch mit einem Pigmentstrich gestrichen. Dadurch erreicht man Weiße, Glätte, Glanz und Opazität der Bahn. Auch wird dadurch die Bedruckbarkeit des Bahnmaterials erhöht wird, wodurch es als Informations- und Werbeträger dienen kann.

Das Bedrucken erfolgt neben Digitaldruck vor allem in Form des Offsetdrucks und des Tiefdrucks.

Die Faserstoffbahn wird an der Deckseite mindestens einmal gestrichen. Die Rückseite kann ungestrichen bleiben, oder wird ebenfalls mindestens einmal gestrichen. Dabei werden Strichmengen pro Seite von bis zu 80g/m 2 aufgetragen. Das Auftragen erfolgte bisher mit konventionellen Streichaggregaten, wie Filmpressen, Coater mit Walzenauftrag (LDTA Applicatoren mit langer Einwirkzeit des Streichmediums), Co- ater mit Freistrahldüsen, oder mit Auftragswerken mit kurzer Verweilzeit des Mediums auf der Bahn (so genannte Short Dwell Time- Applicatoren 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.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer gestrichenen, mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Verpackungspapier- oder 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 auf die mehrlagig hergestellte Faserstoffbahn mindestens eine weiße Strichschicht mit Hilfe wenigstens eines an sich bekannten Vorhang- Auftragswerkes aufgebracht wird und die Bahn vor die- ser Beschichtung einer an sich bekannten Kondensations- Presstrocknung unterzogen wird

Der Vorteil des Verfahrens besteht in der Kombination der an sich bekannten Verfahrensschritte bzw. Aggregate. Damit lässt sich erstmalig eine hohe Auftragskapazität, einer hervorragende Abdeckung der Bahnoberfläche und auch eine hohe Opazität erreichen.

Diese Kondensations- Presstrocknung wird erfindungsgemäß im Anschluss an die Trocknung in der Trockenpartie und/oder schon im Anschluss an die Entwässerung in der Pressenpartie durchgeführt. Das bietet den Vorteil einer erhöhten Verdampfungsrate (>40 kg/m 2 h) und der Glättung der Faserstoffbahn, insbesondere dem Verdichten der glatten Bahnseite. 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% auf- weist. Ein oder mehrere solcher Trocknungen sollten also bevorzugt innerhalb der Vortrockenpartie durchgeführt werden, wobei es aber auch denkbar ist, diese Kondensations- Presstrocknung zusätzlich in der Nachtrockenpartie vorzusehen.

Die besagte hohe Verdampfungsrate und Glätte kommt dadurch zustande, weil die Faserstoffbahn mit ihrer einen Seite über einen beheizten (vorzugsweise dampfbe- heizten) 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. Die Erfinder haben nämlich herausgefunden, dass mit dem angegeben Kondensati- ons- Presstrocknungsverfahren ein glätteres Rohpapier erzeugt wird, als bisher. Dies führt zu einer noch besseren Abdeckung der mit dem Vorhang- Auftragswerk aufgebrachten weißen Strichschicht. Aufgrund der hohen Glätte der Bahn besteht eine weit geringere Abrissgefahr des Vorhangs beim Beschichten, selbst bei geringen Strich- gewichten oder geringer Viskosität des beim Vorhangstreichen benutzten Auftragsmediums und hohen Bahngeschwindigkeiten, was als ein besonderer Vorteil der Erfindung angesehen wird.

Im Übrigen braucht die Glätte vor der Beschichtung nur einseitig vorhanden sein, weil in der Regel das aus der hergestellten Faserstoffbahn entstehende Produkt nur einseitig bedruckt wird.

Im Rahmen der Erfindung wird auch vorgeschlagen, die Faserstoffbahn in mindestens zwei Lagen herzustellen und zwar mit einer Rückenlage und einer Decklage, wobei die Decklage weiße bzw. gebleichte und/oder deinkte und/oder holzfreie Fasern enthält.

Da aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie schon beschrieben, eine hervorragende Abdeckung mit der aufgebrachten Strichschicht erreicht wird, braucht das Flächengewicht der weißen Faserdecklage nur gering zu sein. In überraschender Weise hat sich nämlich herausgestellt, dass bei Anwendung des Verfahrens die untere Lage bzw. auch mehrere untere Lagen nicht durchscheint/ durchscheinen und sich auch die Druckqualität des Produktes nicht verschlechtert. Das Verfahren lässt sich zweckmäßig ausbilden, wenn die Kondensations- Presstrocknung im Anschluss an die Trocknung in der Trockenpartie oder im Anschluss an die Entwässerung in der Pressenpartie durchgeführt wird.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Rohpapier mit einem an sich bekannten ein- oder mehrschichtig auftragenden Vorhang- Auftragswerk beschichtet wird. Ein solches Vorhang- Auftragswerk trägt das Auftragsmedium im Verhältnis 1 :1 auf. Das heißt der Auftrag erfolgt ohne Überschuss an Auftragsmediunn. Auf der Bahn wird also nur die Menge an Beschichtungsmaterial bzw. pigmenthaltigem Auftragsmedium aufgetragen, die auch dort verbleiben soll. Man spart dadurch das Abrakeln und die entsprechenden Rakeleinrichtungen. Die mindestens eine Strichschicht kann mit einem ein- oder mehrschichtig auftragenden Vorhang- Auftragswerk in Form einer Schlitzdüse (slot die) oder einer so genannten Gleitschichtdüse (slide die) aufgebracht werden.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren lässt sich vorteilhaft ausbilden, indem zu Beginn des Herstellungsprozesses für die Bildung der Decklage der mehrlagigen Faserstoffbahn ein Feinstoff in den Stoffauflauf zugeführt wird. Dadurch erreicht man eine sehr glatte Decklage.

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, dass eine Flächenge- wichtsprofil ierung ohne Verstellung einer der vorhandenen Lippen möglich ist. Außerdem wird eine gewünschte Faserorientierung erreicht.

Zweckmäßig ist es, wenn zur Herstellung einer Mittellage eine Verdünnungswasserregelung vorgesehen ist. Als Vorteil ist dabei anzusehen, dass das Flächengewicht- querprofil der gesamten Kartonbahn durch die Lage mit dem größten Anteil am Gesamtflächengewicht - das wäre die Mittellage- am stärksten beeinflusst werden kann. Denkbar ist allerdings auch ein Mehrschichtstoffauflauf, der mit unterschiedlichen Stoffströmen gespeist wird. Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in der Pressenpartie wenigstens eine glatte Walze verwendet wird, die zumindest auf die 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 ausgeführt 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 Pressenpartie, also im Anschluss an die Entwässerung und noch vor dem ersten beheiz- ten 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 ist es vorteilhaft, wenn die Faserstoffbahn nach der Trocknung, aber noch vor der Beschichtung mit der weißen Strichschicht bzw. vor dem Vorhang- Auftrag mit einer an sich bekannten Filmpresse vorbeschichtet wird. Das kann sowohl ein Leim- bzw. ein Stärkeauftrag, aber auch Streichfarbenauftrag sein . Der Auftrag kann nur einseitig, aber auch simultan gleichzeitig in indirekter Weise erfolgt.

Die Filmpresse besteht übrigens aus zwei miteinander einen Nip bildenden Walzen oder anderweitigen Stützelementen, auf deren Außenfläche mit einem Auftragsaggregat das Medium aufgebracht und im Nip an die Faserstoffbahn übertragen wird. Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Faserstoffbahn vor der Beschichtung mit der mindestens einen weißen Strichschicht einer Glättung unterzogen wird. Als Glättung kommt bevorzugt eine Kondensations-Pressglättung in Betracht. Diese 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. Bespannung ist hierbei nicht vorhanden. Alternierend kann aber auch eine Glättung mittels Band- bzw. Beltkalander oder Schuhkalander erfolgen.

Beim Beltkalander besteht das Band überwiegend, und zwar mehr als 70% aus Kunststoff. Dieses Band kann mehrlagig ausgebildet oder mit einer Beschichtung, die an der Bahnseite (Papierseite) anliegt, versehen sein. Dabei herrschen Temperaturen von mehr als 80°C.

Bei der Kondensations- Presstrocknung und auch bei der Kondensations- Pressglät- tung wird vorzugsweise der Zylinder (Trockenzylinder bzw. Glättzylinder) jeweils mit Dampf beheizt, wobei die Zylinderoberfläche eine Temperatur zwischen 60 und 250 °C, vorzugsweise 130 bis 190"C erreicht.

Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass die Faserstoffbahn nach der Vorhangbeschichtung und der sich möglichen Be- Schichtung der anderen Bahnseite und der entsprechenden Trocknungsverfahren eine Glättung (Kalandrieren) in der Schlussgruppe der Herstellungsmaschine durchgeführt wird. Der hier zu verwendende Kalander weist eine Heizwalze und eine Gegenwalze mit Kunststoffmantel auf. Der Kunststoffmantel weist wiederum eine metall ische Beschichtung mit einer Dicke von mehr als 200 μιτι auf. Dieser Belag kann beispielsweise aufgedampft werden.

Mit der beschriebenen Ausbildung des Belts bzw. Bandes erreicht man eine Steigerung der Glätteeigenschaften und auch Glanz, was mit den bisherigen„normalen", weichen Kalanderwalzenmänteln nicht möglich war. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es mögl ich einen gestrichenen Karton, insbesondere FBB bzw. folded box board bzw. Chromo- oder Chromoersatzkarton mit mindestens drei Lagen herzustellen.

Gemäß einer ersten Variante ist es möglich, dass der Karton drei Lagen aufweist, die aus einer Faserdecklage aus 100% gebleichtem Zellstoff, aus einer Mittellage aus holzhaltigem Rohstoff und/oder Altpapierstoff und aus einer Rückenlage (Rückseite) aus gebleichtem Zellstoff oder aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff mit Anteilen an holzhaltigem Rohstoff, dem auch Anteile an Altpapierstoff beigemengt sein können, bestehen. Die Rückseite kann optional - wie ebenfalls schon erwähnt- mit mindestens einem Strich gestrichen werden . Wird Altpapierstoff eingesetzt so kann die ld ib V ii F ce r e rg n y ser optional in der Stoffaufbereitung deinkt werden.

Gemäß einer zweiten Variante ist es möglich, dass der Karton vier Lagen aufweist. Hierbei ist zusätzlich eine Schonschicht zwischen der Deck- und Mittellage vorhan- den. Diese Schonschicht besteht entweder aus Altpapierstoff oder aus einer Mischung von Altpapierstoff und holzhaltigem Rohstoff.

Folgende Qualitätssorten sind herstellbar: Je nach verwendeter Rohstoffqualität und der Strichauftragsmenge unterscheidet man Qualitäten mit folgender Kurzbezeichnung, wobei mit der Zahl 1 die Sorte mit der höchsten Qualität bezeichnet ist.

Bei den Sorten GG ist die Streichmasse mit Kunststoffen angereichert.

Die nachfolgende Tabelle gibt beispielhaft einen Überblick welche Rohstoffkombinati- onen möglich sind. Anteilmäßig sind alle Mischungen möglich.

Rohstoff Top Ply Undertop Ply Middle Ply Back Ply

OCC X

Deinked ONP/OMG X X X u

Qi White Shavings X X X

GW, TMP, CTMP, X X X BTCMP

LUKP, NUBK X X X

LBKP, NBKP X X X Dabei bedeuten:

LUKP unbleached hardwood kraft pulp / ungebleichter Kurzfaser-Kraftzellstoff NUKP unbleached softwood kraft pulp / ungebleichter Langfaser-Kraftzellstoff LBKP bleached hardwood kraft pulp / gebleichter Kurzfaser-Kraftzellstoff NBKP bleached softwood kraft pulp / gebleichter Langfaser-Kraftzellstoff OCC old corrungated Container / alte Wellpapier-Verpackungen

GW ground wood / Holzschliff

TMP thermo mechanical pulp / thermo-mechanischer Holzstoff

CTMP chemical thermo mechanical pulp / chemisch vorbehandelter

thermo-mechanischer Holzstoff BCTMP bleached chemical thermo mechanical pulp / gebleichter chemisch vorbehandelter thermo-mechanischer Holzstoff ONP old news print / alte Zeitungen

OMG old magazines / alte Zeitschriften

Deinked / so aufbereitet, dass Druckfarben und andere Störstoffe entfernt sind White shavings / weiße Späne, d.h. unbedruckte Papierabfälle zum Beispiel

Randbeschnitt aus Druckereien

MW mixed waste paper / gemischtes Altpapier

Virgin Fibre / Frischfaser

Recycled / Altpapier

Top Ply / Decklage oder Decke

Undertop Ply / Schonschicht

Middle Ply / Mittellage oder Einlage

Back Ply / Rückenlage oder Rücken Als Standard für Altpapierstoff kommen folgende infrage:

Chromokarton oder Chromoersatzkarton (Folding boxboard) ist Karton mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 160 - 500 g/m 2 mit folgender Charakteristik

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es außerdem möglich, einen gestrichenen Karton (WLC d.h. White- lined-chipboard) mit mindestens zwei Lagen oder Flüssigkeitskarton (LPB d .h . Liquid packaging board) mit mindestens zwei Lagen oder gestrichenes Verpackungspapier (CWTTL, d .h . coated wh ite top testl iner oder CWTKL d.h. coated white top kraftliner herzustellen. Beim besagten WLC, d.h. coated white-lined chipboard (gestrichener Faltschachtelkarton,) handelt es sich um einen mehrlagigen Karton mit mindestens zwei Lagen.

Nachzutragen ist, dass auch Konzepte mit fünf Lagen in frage kommen . Dabei besteht jeweils eine Schonschicht (also insgesamt zwei Schonschichten) zwischen der Einlage (Mittellage) und den Außenlagen. Die Schonschicht kann aus 100% Alt- papier oder optional mit Anteilen an Holzstoff bestehen. Dabei ist jedes Mischungsverhältnis denkbar.

Die Decke besteht abhängig von der Qualität des Kartons aus 1 00% gebleichtem Zellstoff oder aus 100% Altpapierstoff. Es gibt auch Sorten, bei denen die Decke aus einer Mischung aus gebleichtem Zellstoff und Altpapierstoff besteht.

Die Decke ist immer gestrichen und besteht entweder aus gebleichtem Zellstoff oder ist leicht holzhaltig, wobei auch der Holzstoff gebleicht sein kann.

Die Einlage besteht dabei stets aus gemischtem Altpapierstoff oder optional mit Anteilen an mechanischen Holzstoff. Dabei ist jedes Mischungsverhältnis denkbar.

Die Rückseite besteht aus Altpapierstoff und kann Anteile an gebleichtem und/oder ungebleichtem Zellstoff enthalten. Die Rückseite kann entweder gestrichen oder ungestrichen sein.

Je nach verwendetem Rohstoff unterscheidet man Qualitäten mit folgender Kurzbezeichnung, wobei mit der Zahl 1 die Sorte mit der höchsten Qualität angegeben ist. Den Gesamtanteil an gemischtem Altpapierstoff findet man in folgender Tabelle

Beispielhaft sind darin übliche Altpapierstoffanteile bezogen auf das Gesamtprodukt angegeben.

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 : eine Darstellung eines Verfahrensschemas zur Herstellung einer mehrlagigen, gestrichenen Faserstoffbahn,

Figur 2 : eine schematische Darstellung des Konstantteiles zur Herstellung eines Stoffgemischs für die Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß Figur 1 . In der Figur 1 ist ein Verfahrensschema der Herstellung einer mehrlagigen, gestrichenen Papier- bzw. Kartonbahn dargestellt. Das aus einer Stoffaufbereitung S stammende Stoffgemisch wird einer Siebpartie I zugeführt. Die Siebpartie besteht aus drei Langsieben 2, 5 und 6 zur Bildung einer mehrlagigen Bahn B. Das Langsieb 2 dient der Bildung einer Mittellage, das Langsieb 5 der Decklage und mit dem Langsieb 6 wird der Rücken formiert. Das Langsieb 2 der Mittellage ist mit einem Stoffauflauf mit einer Verdünnungswasserregelung 1 , einem Former 3 (vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen DuoFormer D gehandelt) und mit einer Siebschüt- teleinrichtung 4 (vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen Duo Shake gehandelt) ausgestattet.

Der Stoff der einzelnen Lagen wird aus den entsprechenden Stoffaufläufen 1 , 1 a auf die jeweiligen Langsiebe 2, 5, 6 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, Mittelage, 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.

Zur Herstellung der Papier- bzw. Kartonsorte sind alle bekannten Formerkombinatio- nen denkbar,

Im Beispiel ist allerdings der Einsatz von Langsieben aber auch Kombinationen aus Langsieben und Hybridformern (z.B.: Duo D, Duo DK) als auch Kombinationen aus Gapformer(n) und Langsiebe(n).vorgesehen. Optional ist mindestens ein Former mit einer Siebschütteleinrichtung (z.B.: Voith: Duo Shake) ausgestattet. Bei Mehrlagen- konzepten ist dies vorzugsweise die Lage mit dem höchsten Lagenflächengewicht (Middle Ply).

Von der Siebpartie I aus wird die Bahn B über diverse Abnahmeelemente Pressen 7 in die Pressenpartie II überführt. Die Pressenpartie II mit Pressen 7 besteht aus einer doppelt befilzten Walzenpresse 7.1 im ersten Nip, einer einfach befilzten NipcoFlex Presse 7.2 im zweiten Nip und einer unbefilzten Offsetpresse 7.3 im dritten Nip. Nach der Pressenpartie 7 erreicht die Kartonbahn Trockengehalte bis zu 57%.

Dieses Pressen konzept kann mit geschlossener oder offener Bahnführung ausgeführt sein. Die Stuhlung kann auch als cantilever ausgeführt sein . Es ist mögl ich in der Pressenpartie II genahtete oder nahtlose Filze einzusetzen.

Nach Verlassen der Pressenpartie I I, bzw. der Pressen 7, erfolgt die weitere Trocknung der Papierbahn B mittels konventioneller Trockengruppen 8 innerhalb einer Vortrockenpartie III, die hier zweireihige Trockenzylinderanordnungen aufweisen . An- schließend an die Trockengruppen 8 ist beispielsweise ein Trockenaggregat mit Kondensations- Presstrocknung 9 installiert. Hier erfolgt eine wesentlich intensivere Trocknung der Papierbahn und eine deutliche Glättesteigerung der zylinderberührten Bahnseite. Ein derartiges Konzept und ein derartiges Trockenaggregat ist beispielsweise in der EP 0988 41 7 A1 , in der EP 1 586 698 A1 und in der WO 98/55687 beschrieben.

Diese Technologie ist besonders energieeffizient, da neben der hohen spezifischen Verdampfung (>40 kg/m2h) auch eine deutliche Glättesteigerung des Kartons innerhalb der Trockenpartiehaube stattfindet. Bevorzugte Einbaulage dieses Kondensati- ons- Presstrockner liegt in einem Bereich über 50% bis ca. 90% Trockengehalt, vornehmlich jedoch über 55% Trockengehalt. Die Integration einer oder mehererer solcher Trocknungsaggregate erfolgt bevorzugt in der Vortrockenpartie, es ist jedoch auch denkbar solche Aggregate in der Nachtrockenpartie Diese Technologie ist besonders Energieeffizient, da neben der hohen spezifischen Verdampfung (>40 kg/m2h) auch eine deutliche Glättesteigerung des Kartons innerhalb der Trockenpartiehaube stattfindet. Bevorzugte Einbaulage des Trocknungsaggregates 9 liegt in einem Bereich über 50% bis ca. 90% Trockengehalt, vornehmlich jedoch über 55% Trockengehalt. Die Integration einer oder mehrerer solcher Trocknungsaggregate erfolgt bevorzugt in der Vortrockenpartie III, es ist jedoch auch denkbar solche Aggregate in einer Nachtrockenpartie V vorzusehen. Auch hier bietet die Kondensati- ons- Presstrocknung 9 den Vorteil erhöhter Verdampfungsraten und Papierglättung. Die entsprechenden Trocknungsaggregate können dabei in„Linie" auf Höhe der konventionellen Trockenpartie als auch im Maschinenkeller installiert sein. Vorteil der Installation im Maschinenkeller ist dass der/die Trocknungsaggregate aus der Linie genommen werden können und der Trocknungsprozess mit nur konventioneller Trockenpartie dargestellt werden kann.

Außerdem ist es möglich bei bestehenden Maschinen die trocknungslimitiert sind, eine Produktionssteigerung durch die Installation eines oder mehrerer Trocknungs- aggregate zu erreichen, indem dieser/diese durch konventionelle Trockenzylinder ersetzt werden.

Nach diesem Trocknungsaggregat 9 sind im gezeigten Beispiel weitere konventionelle Zylindertrockner 8 sowie derartige Trockner 8 einer Nachtrockenpartie V vor- handen.

Im Anschluss daran erfolgt eine Glättung der Rohkarton- bzw. Papierbahn B mit einem Glättwerk 10. Im Beispiel wird ein Kondensations- Presskalander für eine besonders volumenschonende und ausgezeichnete Glättesteigerung verwendet. Ein solches Glättwerk ist beispielsweise in der EP 1 785 524 A1 beschrieben.

Im Gegensatz zu konventionellen Glättwerken, wie Hardnip- Kalander (HNC), Softnip- Kalander (SNC), Breitnip- Kalander oder Schuhkalander ist auch eine Ausführung mittels mit einer so genannten CeraSoft Kalander- Technologie und/oder Valzone- Technologie denkbar. Alle oben beschriebenen Glättwerk- Technologien bieten im Gegensatz zu konventionellen Glättwerken (HNC, SNC, Breitnip- oder Schuhkalander) den Vorteil besonders hoher Glättesteigerungen bei besonders geringem Volumenverlust. Außerdem können durch den Einsatz dieser Technologien minderwertigerer, billigerer Rohstoff bei gleichzeitig besonders geringem Volumenverlust und exzellenter Glättesteigerung ohne Festigkeitsverlust der ungestrichenen Kartonbahn eingesetzt werden. Besonders im Hinblick auf Kalandrierfehler, z.B. mottling, können mit dieser Technologie optimale Ergebnisse ohne Risiko erzielt werden.

Vorzugsweise wird das Glättwerk zum Vorglätten eingesetzt. Bevorzugte Einbaulage eines Glättwerks zum Vorglätten liegt in einem Bereich über 55% bis ca. 90% Trockengehalt, vornehmlich jedoch über 60% Trockengehalt der Bahn.

Möglich wäre aber auch dieses Glättwerk 10 zum Nachgätten zu verwenden.

Innerhalb der der Vorglättung nachfolgenden Streichpartie IV wird als Erstes die De- cke m it einem konventionellen Streichaggregat 1 1 , z.B. einem Freistrahldüsenaggregat, der ein Rakelelement nachgeordnet ist und insgesamt mit 1 1 .1 bezeichnet ist, gestrichen. Es schließen sich kontaktlose Trockner 1 1 .2 an. Anschließend wird dieselbe Bahnseite mit einem kontaktlos arbeitenden Streichaggregat 1 2, einem Vorhang-Auftragswerk 12.1 (curtain coater), welches eine Schlitzdüse (slot die) oder Gleitschichtdüse (slide die) aufweisen kann, beschichtet. Hierbei wird besonders viel Farbe auch bei erhöhten Geschwindigkeiten aufgetragen und eine besonders gute Abdeckung bzw. Oberflächenqualität erreicht.

Eine Ausführung eines solchen Vorhang- Auftragswerkes mit einer sich über die Fa- serstoffbahnbreite 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/m 2 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.

Es schließen sich eine Bahnumlenkeinrichtung (airturn) 12.2 und kontaktlose Trock- ner 12.3 an. Anschließend wird der Rücken mit einem konventionellen Streichaggregat 13, welches ebenfalls wie 1 1 .1 ausgebildet sein kann und mit 13.1 bezeichnet ist, gestrichen. Es schließen sich wieder eine Bahnumlenkeinrichtung (airturn) 1 3.2 und kontaktlose Trockner 13.3 an. In dem Beispiel wird die Decklage (Top Ply) ein drittes Mal mit einem konventionellen Streichaggregat 14, welches ebenso wie das Aggregat 1 1 ausgebildet ist und hier mit 14.1 bezeichnet ist, gestrichen. Es schließen sich wieder kontaktlose Trockner 14.2 an.

In einer nachfolgenden Korrekturgruppe 15 wird die Oberseite und die Unterseite der Bahn B unterschiedlich stark beheizt, wodurch die Rollneigung der Bahn (Curl) ver- ringert wird. Diese Korrekturgruppe 15 besteht aus einer konventionellen einreihigen und/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 2 Trockensieben eines für die obere und eines für die untere Trockenzylinderreihe ausgestattet. 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 nachkalandriert. Im Beispiel wird die Decklage (Top Ply) mit einer Glättwalze nachgeglättet. Die Walze weist einen Kunststoff bei ag mit einer Dicke zwischen 5 und 50mm auf, die eine metallische Schicht auf der Oberfläche hat. Diese Schicht ist bis zu ca. 200 μιτι, vorzugsweise 5 bis 1 00 μιτι dick. Ein derartiger Kalander ist in der DE 102008044369 A1 beschrieben. Anstelle dieses beschriebenen Kalanders bzw. der Glättwalze ist auch ein Schuhglättwerk einsetzbar. Mit dieser Glättung wird ein besonders hoher Glanzeffekt des fertigen Papiers bzw. Kartons erreicht und Mikrorauhigkeit verringert. Vor der Aufrollung 18 an einem Roller ohne Zentrumsantrieb wird die Bahn B noch mit Kühlhauben 17 auf Temperaturen von unter 70°C abgekühlt.

Die Kühlhauben können zusätzlich oder alternierend auch vor Glättwerken, innerhalb der Streichpartie angeordnet sein. Die Kühlung der Bahn kann durch konventionelle Kühlzylinder oder durch kontaktlose Luftkühlung (Aircooler) erfolgen. Die Anordnung vor Glättwerken hat den Vorteil, dass ein besonders geringer Volumenverlust beim nachfolgenden Kalandrieren entsteht.

Die Anordnung vor der Aufrollung - wie in Figur 1 gezeigt- hat den Vorteil, dass die thermische Längenänderung der Bahn am Roller reduziert wird, wodurch bessere Wickeleigenschaften erzielt werden. Befindet sich vor der Kühlgruppe 17 ein Glättwerk, wie hier das Glättwerk 16 zur Nachkalandrierung, so wird innerhalb der Kühlgruppe 17 nur jene Zylinderreihe (oben oder unten) mit einem Trockensieb bestückt, bei der die geglättete Seite in Kontakt mit der Kühlzylinderoberfläche ist, um ein „Rückmarkieren" der geglätteten Seite durch das Trockensieb zu vermeiden. Sind beide Seiten geglättet kann die Kühlgruppe17 mit oder ohne Trockensiebe ausgeführt werden, vorzugsweise ohne Trockensiebe. Innerhalb der Streichpartie hat eine Kühlgruppe den Vorteil, dass die Aufnahme und die Haftung des Striches auf der Kartonbahn verbessert werden. Innerhalb einer Streichpartie hat eine Kühlgruppe mit Tro- ckensieb auch die Funktion einer Zuggruppe. Die Kühlgruppe besteht aus mindestens einem Kühlzylinder.

Zum Roller 18 ist zu ergänzen, dass auch Konfigurationen von Rollern mit Zentrums antrieb denkbar sind. Im Vergleich zu Rollern 18 ohne Zentrumsantrieb können fei nere Einstellungen der Wickeleigenschaften erzielt werden. Nachzutragen ist, dass die Bahn B in der Streicheinrichtung 1 1 auch mit einem Auftragswerk zum Leimen ausgestattet sein könnte, welches vornehmlich als Filmpresse ausgeführt wird . Es ist auch denkbar eine so genannte Leimpresse mit SizeWings, wie in der DE 10032500 A1 zu verwenden. Eine Anwendung mit SizeWings hat den Vorteil, dass sich dadurch eine höhere Einwirkzeit des Leimungsmittels auf die Kartonbahn ergibt und gleichzeitig die Bildung von Turbulenzen im Leimsumpf vermieden wird. Dadurch wird auch die Gefahr von Schäumen, welches sich negativ auf die Kartonbahneigenschaften auswirkt, vermieden. Die Auftragsaggregate können für einseitigen oder beidseitigen Strichauftrag ausgeführt sein.

Filmpressen können zum Auftrag von Leim oder Stärke, zum Pigmentieren oder zum Streichen verwendet werden kann. Beim Leimen können hohe Feststoffgehalte bis zu 18% bei Auftragsmengen bis zu 1 gsm (lutro = lufttrocken) je Seite realisiert werden.

In der Figur 2 ist die Herstellung des Stoffgemischs zur Herstellung der Faserstoff- bahn schematisch dargestellt.

Obige Beispielskizze bezieht sich auf einen Konstantteil einer Bahnherstellungsmaschine bzw. Anlage, bei der die Decklage (Top Ply), die Mittellage (Middle Ply) und der Rücken (Back Ply) aus 100% Frischfaser besteht. Deshalb ist im jeweiligen Stoffstrang eine Cleanerstufe vorgesehen, da diese in der Stoffaufbereitung nicht vorge- sehen ist.

Die aus der Stoffaufbereitung S kommenden Stoffmengen werden in einem Mischer 20 (ComMix) gemeinsam mit dem Siebwasser ggf. auch mit Additiven, z.B. Retenti- onsmittel vorgemischt. Der Ausschuss wird vorzugsweise in die Maschinenbütte des Middle Plys gemischt. Es ist auch denkbar, dass der Ausschuss im ComMix von Top Ply oder Back Ply geführt wird. Zur weiteren Verdünnung der Stoffmengen wird die Suspension mit Siebwasser im Hydromix 21 vermengt. Die Konzentration der Stoffsuspension nach dem Hydromix ist höher als die Konzentration des Stoffauflaufs mit dem Vorteil, dass für die nachfolgenden Cleaner 22 (EcoMizer) eine kleinere Anzahl an Baugruppen gewählt werden kann . Kleine Verunreinigungen, z. B . feiner Sand, werden im EcoMizer 22 entfernt. Anschließend erfolgen im Hydromix 21 die weitere Verdünnung mit Siebwasser 1 auf die gewünschte Stoffauflauf- Konzentration und gegebenenfalls eine Mischung mit Additiven. Durch eine Stoffauflauf pumpe 23 wird die Suspension zur Zerstörung von Faserflocken und zur Endreinigung durch den HB Screen 23 (MSA, MST, MSS) geführt. Zu sätzl ich erfolgt im H B-Screen 23 (HB=headbox) eine Reduzierung von Stoffpulsationen wodurch Stoffschwankungen im Stoffauflauf in Maschinenrichtung vermieden werden. Vor dem Stoffauflauf kann der Stoffsuspension die notwendige Menge Retentionsmittei beigemengt werden. Das für die Verdünnungswasserregelung am Stoffauflauf der Mittellage (Midde Ply) nötige Wasser wird der Siebwasserrinne entnommen und nach der Aufbereitung im Sichter (MSA, MST, MSS) zum Stoffauflauf geführt.