EP4018038A1 - Verfahren zur ausbildung einer profiloptik auf der oberfläche von papier und streichmaschine zum beschichten von oberflächen von papier - Google Patents

Verfahren zur ausbildung einer profiloptik auf der oberfläche von papier und streichmaschine zum beschichten von oberflächen von papier

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EP4018038A1
EP4018038A1 EP20758182.8A EP20758182A EP4018038A1 EP 4018038 A1 EP4018038 A1 EP 4018038A1 EP 20758182 A EP20758182 A EP 20758182A EP 4018038 A1 EP4018038 A1 EP 4018038A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
paper
paper web
coating
roller
application
Prior art date
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Pending
Application number
EP20758182.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronny Schreiter
Andy Diedrich
Billy Kurth
Silvio Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SCHOENFELDER PAPIERFABRIK GmbH
Original Assignee
SCHOENFELDER PAPIERFABRIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SCHOENFELDER PAPIERFABRIK GmbH filed Critical SCHOENFELDER PAPIERFABRIK GmbH
Publication of EP4018038A1 publication Critical patent/EP4018038A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a profile optics of the surface of paper, a paper web for coating the surface being coated with a surface application, dried and finally rolled up on a roll for further use.
  • the subject of the method is also a device for carrying out the method.
  • a surface application which can also be referred to as a surface coating
  • a device for applying a surface application can in the sense of the present application both a painting process to achieve a smooth
  • the coating device is integrated into the paper machine and arranged there between two drying sections for the paper web running through. But it is also possible to provide a coating device independently of a paper machine in so-called offline mode. The paper web is then unwound from a supplied roll of raw paper and passed through the coating device and subsequent drying before it is wound up again.
  • the surface application in the coating device is carried out by uniform application of a coating substance with a defined layer thickness, whereby e.g. squeegees can be used.
  • Another known solution for forming a structure provides to mechanically emboss the quasi-finished paper web.
  • the object of the invention is to develop a method of the type mentioned at the outset in such a way that, without a great deal of additional effort, a profile appearance of the paper produced can be achieved.
  • the present invention also provides a device for performing the method according to the invention.
  • a method of the type mentioned at the beginning is designed in such a way that the application of the surface coating is carried out inhomogeneously in accordance with the desired profile appearance of the paper during the spreading of the paper web.
  • the advantage is that existing coating devices can be converted with simple means, so that the method according to the invention can be used with minimal effort in existing paper machines or coating machines for subsequent surface application that are used independently of a paper machine can be converted.
  • the surface application is generally not set to zero even at the points where its thickness is reduced, the overall surface quality improved by the painting remains and the paper can be printed in a previously known manner, if this is desired .
  • the line is applied in the form of a line.
  • This type of application leads to a rib-like appearance of the paper surface, which creates a particularly harmonious appearance and is often requested and, moreover, can also be implemented particularly easily in a process with a continuously running paper web.
  • the surface coating is applied to both sides of the paper web, the application being carried out inhomogeneously on at least one side in order to achieve the desired profiling.
  • the profiling can of course be carried out on both sides of the paper web.
  • a practical embodiment of the method provides that the paper web is guided between two rollers and the coating is applied over the entire surface of at least one roller, where the thickness of the coating on at least this roller is partially reduced or completely removed by means of a scraper.
  • the application of the coating substance to a roller and subsequent transfer to the paper web is known per se, but the roller is also very suitable for interaction with a scraper in order to enable the inhomogeneous order without changing the order on the roller.
  • a particularly expedient development of the method for forming a linear profiling provides that the scraper is designed like a comb and is pressed with its prongs in the direction of the surface of the respective roller.
  • a particularly preferred embodiment of the method provides that the position of the scraper is changed axially with respect to the roller continuously or at certain time intervals. This avoids that the roller could wear out prematurely at the contact pressure points of the scraper due to the formation of scoring.
  • the coating of the paper web can preferably be integrated into the manufacturing process of the paper, the paper first being dewatered, pressed and dried to form a paper web before the inhomogeneous coating of the surface of at least one side of the paper web is carried out.
  • the present invention also relates to a coating machine for coating surfaces of a paper web, at least one roller on which the paper web is guided and at least one application device for applying coating substance to a Roller is provided, in which according to the invention in the direction of rotation between the device and the application of the roller to the paper web, a scraper is provided, which rests over part of the roller length on the surface thereof.
  • Such a coating machine can either already be integrated into a paper machine for paper production or be used independently of such a machine, with the retrofitting of an existing coating machine by means of a scraper on at least one applicator roll according to the invention being possible, please include in a particularly simple manner.
  • the scraper is designed like a comb with tines which define the contact points on the roller. It should be noted that, as a rule, a residual film of the surface application can remain between the scraper and the roller surface, that is, the material of the scraper is not in direct contact with the roller surface.
  • the scraper is connected to an adjusting device with which the axial relative position of the scraper to the roller surface can be changed continuously or at time intervals.
  • Yet another embodiment of the invention can provide a pressure device which presses the scraper against the roller surface with a defined contact force. This can be provided as an alternative to a likewise possible, fixed, very small distance between the plant locations and the roll surface
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that two rollers with application devices and scrapers are provided, the paper web being guided between the rollers.
  • the application device has a doctor blade for setting a homogeneous layer thickness of the application of coating substance. It has been shown that the scrapers according to the invention, in particular in their comb-like design, interact particularly well with such an application device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the process steps in a paper machine in the production of paper
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a system for the surface treatment of a paper web independently of a paper machine
  • FIG. 3 shows a system according to the invention for a surface application according to the invention inde pendent of a paper machine
  • FIG. 4 is a schematic side view of a coating machine for surface application.
  • Fig. 1 the schematic sequence in a paper machine 10 for paper production is vorgese hen, which preferably operates continuously, in that the paper is guided as a paper web 12 (see FIG. 4) between the individual process steps.
  • the basic process steps of paper production are not the subject of the inven tion and are therefore only briefly explained.
  • the processed raw material suspension is evenly distributed and applied at the correct speed to the wire of a wire section 14 to form an endless, wet fiber fleece and drained.
  • the fleece is transported further into a press section 16, where further water is driven out of the fiber web under pressure.
  • the belt then passes through a first drying section 18 in which the paper web 12 is thermally dried to a final moisture content.
  • a device 20 for bringing on a surface application, which can be designed as a coating machine 22 or a film press, depending on the technological objective.
  • a coating machine 22 or a film press, depending on the technological objective.
  • the paper web runs through a second drying section 24, since the paper web has to be dried again after the surface application.
  • 1 also shows a station 26 for surface treatment, as is known from the prior art, in order to post-process the paper web by mechanical measures and to give it a profile, which is indicated by the arrow C.
  • This measure can be implemented by an embossing tool that continuously acts on the paper web passing by. It is also possible, in addition or as an alternative, to arrange a printing device for printing the paper web 12 in front of the final reeling station 28.
  • a plant 100 which provides a surface treatment outside of a paper machine by means of a suitable station 126, for example by embossing, as has already been described above.
  • a paper web is rolled down from a supply roll 102, processed and rewound onto a supply roll 104.
  • a modified device 20 for applying a surface application which, instead of an even application of a coating substance, causes a partial difference in the thickness of the application layer.
  • such a device 20 is shown in an embodiment as a coating machine 22.
  • the coating machine has two rollers 32, 34 between which the paper web 12 is guided.
  • the coating machine 30 shown in FIG. 4 is designed to provide the paper web with a surface application on both sides.
  • the surface application material 36, 38 is stored in containers 40, 42 which are arranged below the rollers 32, 34, and is applied to the roller surface 48, 50 with a suitable application device 44, 46.
  • a roller squeegee 52, 54 on each roller 32, 34 spreads the applied material to a desired, homogeneous layer thickness so that the roller surfaces in the wake of the roller squeegee 52, 54 is covered with a homogeneous, full-surface application of coating substance. Excess material is returned to the storage container 40, 42.
  • scrapers designed as comb scrapers 56, 58 are arranged on the rollers, the prongs 60, 62 of which are in contact with the roller surface, with a film forming between the prongs 60, 62 and the roller surface Surface material can remain.
  • the individual prongs 60, 62 can not be seen in Fig. 4, they distribute themselves evenly over the length of the scraper 56, 58 over the entire width of the paper web 12 and the roller length.
  • the comb scrapers 56, 58 the surface application in the area of the prongs 60, 62 is removed in a line-like manner or distributed over the gaps. This creates a rib-like structure running in the circumferential direction of the rollers 32, 34 in the wake of the comb scrapers 56, 58.
  • the rib-like orders - here consisting of coating color - are transferred to the paper web.
  • the paper web is therefore continuously provided with a rib-shaped surface application on both sides. After the paper web coated in this way has dried, the result is a rib-like, structured appearance of the paper web, which nevertheless remains printable and its surface quality does not suffer.
  • the comb scrapers 56, 58 are adjustable in the axial direction of the rollers 32, 34, whereby the adjustment can be made automatically by a suitable drive continuously or at certain intervals.
  • the adjustment is useful in order to avoid that the prongs 60, 62 always run on the same places on the roller circumference, which in the long run could lead to scoring, even if a thin film of surface application still remains between the prongs and the roller surface .
  • the appearance can be influenced by the choice of application material, which can also be colored if necessary in order to enhance the visual effect.
  • the coating machine 22 shown in FIG. 4 can be integrated into the paper machine shown in FIG. 1 as a device 20 for surface application (see arrow D).
  • the station 26 shown in Fig. 1 for embossing the surface can be omitted, since the coating machine 22 according to FIG. 4 is able to give the paper the rib-like appearance by the measures described.
  • the coating machine 22 shown in FIG. 4 can also be used in a system 200 separately from a paper machine to provide a previously produced paper web with the desired grooved appearance.
  • the paper web is again unwound from a supply roll 102, then passes through the coating machine 22 and, after passing through a drying station 224, is rewound onto a supply roll 104.
  • the invention is not restricted to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways. So it is through appropriately modified application devices and / or scrapers or with the help of other means for selective reduction of the Layer thickness of the surface order possible to produce other structures of the surface order on the paper web 12 that differ from a purely line-like structure.

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Abstract

Ein Verfahren dient zur Ausbildung einer Profilierung der Oberfläche von Papier, wobei eine Papierbahn (12) zur Beschichtung der Oberfläche mit einem Oberflächenauftrag (36, 38) gestrichen, getrocknet und schließlich auf einer Rolle zur weiteren Verwendung aufgerollt wird. Um auf besonders effiziente Weise eine profilierte Optik des Papiers zu erreichen, wird vorgeschlagen, während des Streichens der Papierbahn (12) das Aufträgen der Streichsubtanz als Oberflächenauftrag entsprechend der gewünschten Profilierung des Papiers inhomogen durchzuführen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Streichmaschine (22) zur Durchführung des vorstehend skizzierten Verfahrens.

Description

VERFAHREN ZUR AUSBILDUNG EINER PROFILOPTIK AUF DER OBERFLÄCHE VON PAPIER UND STREICHMASCHINE ZUM BESCHICHTEN VON OBERFLÄCHEN VON PAPIER
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein Verfahren zur Ausbildung ei ner Profiloptik der Oberfläche von Papier, wobei eine Papierbahn zur Beschichtung der Oberflä che mit einem Oberflächenauftrag gestrichen, getrocknet und schließlich auf einer Rolle zur weiteren Verwendung aufgerollt wird. Gegenstand des Verfahrens ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Herstellung von Papier ist seit langer Zeit bekannt und erfolgt heute meist auf kontinuierlich arbeitenden Maschinen. Grob vereinfacht gibt es hierzu in der Papiermaschine eine Nasspartie, eine Siebpartie und eine Pressenpartie, auf die eine Trockenpartie folgt. Zur Erzielung besserer Oberflächengüten, die z.B. für das Bedrucken oder aber auch allgemein für das optische Er scheinungsbild von Vorteil sein können, wird in aller Regel mittels einer Streichvorrichtung ein Oberflächenauftrag, den man auch als Oberflächenbeschichtung bezeichnen kann, auf die Pa pierbahn aufgebracht, wobei anschließend eine weitere Trockenpartie folgt, bevor die Papier bahn aufgerollt wird. Eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Oberflächenauftrages kann im Sinne der vorliegenden Anmeldung sowohl einen Streichprozess zum Erreichen einer glatten
und geschlossenen Oberfläche als auch ein Stärkeauftrag oder eine Oberflächenleimung dar stellen, die ebenfalls eine Veränderung der Oberflächenqualität als Ziel hat.
In der Regel ist die Streichvorrichtung in die Papiermaschine integriert und dort zwischen zwei Trockenpartien für die durchlaufende Papierbahn angeordnet. Es ist aber auch möglich, eine Streichvorrichtung unabhängig von einer Papiermaschine im sogenannten offline-Betrieb vorzu sehen. Die Papierbahn wird dann von einer angelieferten Rolle Rohpapier abgewickelt und durch die Streichvorrichtung und eine nachfolgende Trocknung geführt, bevor sie wieder aufge wickelt wird.
Der Oberflächenauftrag in der Streichvorrichtung erfolgt durch gleichmäßiges Aufträgen einer Streichsubstanz mit einer definierten Schichtdicke, wobei z.B. Rakel eingesetzt werden können.
Es besteht gelegentlich der Kundenwunsch, ein Papier mit einer profilierten Optik vorzusehen. Diese kann farblich und/oder durch eine entsprechende Profilierung der Papierstruktur realisiert werden.
Bekannte Lösungen greifen in die Nasspartie der Papierherstellung ein, wobei der Eingriff ent weder bereits in der Siebpartie oder auch in der Pressenpartie erfolgen kann. Die Resultate sind auch als Wasserzeichen bekannt. Bei kontinuierlich arbeitenden Maschinen sind diese Maßnahmen technisch und finanziell aufwändig und benötigen ggf. auch sehr viel Platz in der Anlage. Auch entstehen durch die Stillstandzeiten für die Umrüstung hohe Kosten, wenn im lau fenden Betrieb zwischen den Papierarten gewechselt werden soll. Die Eingriffe in der Nasspar tie können auch die Festigkeit der Papierbahn beeinträchtigen, da sie die Struktur partiell schwächen.
Eine weitere bekannte Lösung zur Ausbildung einer Struktur sieht vor, die quasi fertige Papier bahn mechanisch zu prägen. Auch hier entstehen sehr hohe Investitionskosten und ggf. Umrüs tzeiten, wenn zwischen den Papiersorten gewechselt werden soll.
Schließlich besteht natürlich die Möglichkeit, die Papierbahn in geeigneter Weise nachträglich zu bedrucken, wobei auch reliefartige Bedruckungen möglich sind. Unabhängig von der Art der Bedruckung entstehen auch hier erhebliche Mehrkosten durch die Druckeinrichtung, insbeson dere da somit ein zusätzlicher Arbeitsschritt erfolgen muss. Bei einer Druckeinrichtung entste hen zudem auch hohe Kosten durch den zusätzlichen Verbrauch von Druckfarbe.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahinge hend fortzubilden, dass ohne großen Mehraufwand eine Profiloptik des hergestellten Papiers erreicht werden kann. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Schaffung einer Vor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Aus gestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 8 angegeben, deren bevorzugte Ausführungsfor men in den Ansprüchen 9 bis 13 ausgeführt sind.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren der eingangs genannten Art derart ausgebildet, dass wäh rend des Streichens der Papierbahn das Aufträgen der Oberflächenbeschichtung entsprechend der gewünschten Profiloptik des Papiers inhomogen durchgeführt wird.
Es hat sich gezeigt, dass durch diese technisch einfach umsetzbare Maßnahme eine optisch deutlich wahrnehmbare Profilierung erreicht wird, die durch im Endzustand leichte farbliche Ab weichungen und/oder auch durch eine reliefartige Struktur der Oberfläche erreicht wird. Die ge naue Beschaffenheit der Optik und/oder Struktur der Papieroberfläche lässt sich durch die Re zeptur des Striches, deren Einfärbung und die Dickenunterschiede des Oberflächenauftrages beeinflussen, wobei diese vorstehend genannten möglichen Maßnahmen nicht abschließend zu verstehen sind.
Der Vorteil ist, dass bereits vorhandene Streichvorrichtungen mit einfachen Mitteln umgerüstet werden können, so dass das erfindungsgemäße Verfahren mit minimalem Aufwand bei beste henden Papiermaschinen zum Einsatz kommen kann oder auch Streichmaschinen zum nach träglichen Oberflächenauftrag, die unabhängig von einer Papiermaschine zum Einsatz kom men, leicht umgerüstet werden können.
Vorteilhaft ist auch, dass die Grundstruktur des Papieres nicht geschwächt wird, so dass des sen mechanische Eigenschaften in vollem Umfang erhalten bleiben.
Da der Oberflächenauftrag auch an den Stellen, an denen seine Dicke vermindert ist, in der Re gel nicht auf null eingestellt wird, bleibt die durch das Streichen insgesamt verbesserte Oberflä chenqualität erhalten und das Papier kann in bislang bekannter Weise bedruckt werden, wenn dies gewünscht ist.
In einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Strich linienförmig aufgetragen wird. Diese Art des Auftragens führt zu einer rippenartigen Optik der Papieroberfläche, die ein beson ders harmonisches Erscheinungsbild erzeugt und oft nachgefragt wird und sich im Übrigen in einem Verfahren bei einer kontinuierlich laufenden Papierbahn auch besonders einfach verfah renstechnisch umsetzen lässt.
Selbstverständlich kann in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen sein, dass die Oberlächenbeschichtung beidseitig auf die Papierbahn aufgetragen wird, wobei das Aufträ gen auf wenigstens einer Seite inhomogen durchgeführt wird, um die gewünschte Profilierung zu erreichen. Die Profilierung kann natürlich auf beiden Seiten der Papierbahn durchgeführt werden.
Eine praktische Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Papierbahn zwischen zwei Walzen geführt wird und der Strich auf wenigstens eine Walze vollflächig aufgetragen wird, wo bei die Auftragsstärke des Striches auf wenigstens dieser Walze mittels eines Schabers partiell reduziert oder vollständig entfernt wird.
Das Aufträgen der Streichsubstanz auf eine Walze und anschließende Übertragung auf die Pa pierbahn ist an sich bekannt, wobei sich die Walze aber auch sehr gut für das Zusammenwirken mit einem Schaber eignet, um ohne Veränderung des Auftrages auf die Walze den inhomoge nen Auftrag zu ermöglichen.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens zur Ausbildung einer linienförmi gen Profilierung sieht vor, dass der Schaber kammartig ausbildet und mit seinen Zinken in Rich tung der Oberfläche der jeweiligen Walze angedrückt wird.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Position des Schabers axial in Bezug auf die Walze kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen verän dert wird. Hierdurch wird vermieden, dass die Walze an den Andruckstellen des Schabers früh zeitig durch Riefenbildung versschleißen könnte.
Wie bereits erwähnt, kann das Streichen der Papierbahn vorzugsweise in den Herstellungspro zess des Papiers eingebunden werden, wobei das Papier unter Ausbildung einer Papierbahn zunächst entwässert, gepresst, und getrocknet wird, bevor das inhomogene Streichen der Oberfläche wenigstens einer Seite der Papierbahn durchgeführt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Streichmaschine zum Beschichten von Oberflächen einer Papierbahn, wobei wenigstens eine Walze, auf der die Papierbahn geführt ist, und wenigstens eine Auftragsvorrichtung zum Aufträgen von Streichsubstanz auf eine Walze vorgesehen ist, bei der erfindungsgemäß in Drehrichtung zwischen der Auftragsvorrich tung und der Anlage der Walze an der Papierbahn ein Schaber vorgesehen ist, der über einen Teil der Walzenlänge an deren Oberfläche anliegt.
Eine solche Streichmaschine kann entweder in eine Papiermaschine zur Papierherstellung be reits eingebunden sein oder unabhängig von einer solchen Maschine zum Einsatz kommen, wobei auch die Umrüstung einer bestehenden Streichmaschine durch erfindungsgemäßes Vor sehen eines Schabers an wenigstens einer Auftragswalze in besonders einfacher Weise mög lich ist.
Der Vorteil des Einsatzes eines Schabers zum partiellen Entfernen eines zuvor erfolgten vollflä chigen Auftrages besteht darin, das auch an den Stellen, an denen der Auftrag entfernt wird, ein Rest Oberflächenauftrag erhalten bleibt, so dass die Bedruckbarkeit und die Oberflächener scheinung des Papiers nicht beeinträchtigt, sondern nur in der gewünschten Weise verändert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Streichmaschine ist der Schaber kammartig mit Zin ken ausgebildet, die die Anlagestellen an der Walze definieren. Es ist anzumerken, dass hierbei in der Regel ein Restfilm des Oberflächenauftrages zwischen dem Schaber und der Walzen oberfläche verbleiben kann, also das Material des Schabers nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Walzenoberfläche steht.
Auf diese Weise lässt sich ein linienförmiger Oberflächenauftrag auf die vorbeilaufende Papier bahn in besonders einfacherWeise realisieren.
Um die zuvor bereits erörterte axiale Verlagerung des Schabers in Bezug auf die Walzenober fläche zu ermöglichen, ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass der Schaber mit einer Stell vorrichtung verbunden ist, mit welcher die axiale Relativstellung des Schabers zur Walzenober fläche kontinuierlich oder in Zeitabständen veränderbar ist.
Eine noch weitere Ausgestaltung der Erfindung kann eine Andruckvorrichtung vorsehen, die den Schaber mit einer definierten Anlagekraft an die Walzenoberfläche andrückt. Dies kann als Alternative zu einem ebenfalls möglichen festeingestellten sehr kleinen Abstand der Anlagestel len zur Walzenoberfläche vorgesehen sein
Zum beidseitigen Aufbringen eines Oberflächenauftrages ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zwei Walzen mit Auftragsvorrichtungen und Schabern vorgesehen sind, wobei die Papierbahn zwischen den Walzen geführt ist. Schließlich ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Auf tragsvorrichtung eine Rakel zur Einstellung einer homogenen Schichtdicke des Auftrages an Streichsubstanz aufweist. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Schaber insbeson dere in der kammartigen Ausbildung besonders gut mit einer solchen Auftragsvorrichtung Zusammenwirken.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Prozessschritte in einer Papiermaschine bei der Pa pierherstellung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Oberflächenbehandlung einer Papier bahn unabhängig von einer Papiermaschine;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anlage für einen erfindungsgemäßen Oberflächenauftrag unab hängig von einer Papiermaschine;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Streichmaschine für einen Oberflächenauftrag.
In Fig. 1 ist der schematische Ablauf in einer Papiermaschine 10 zur Papierherstellung vorgese hen, die vorzugsweise kontinuierlich arbeitet, indem das Papier als Papierbahn 12 (siehe Fig. 4) zwischen den einzelnen Prozessschritten geführt ist.
Die grundlegenden Verfahrensschritte der Papierherstellung sind nicht Gegenstand der Erfin dung und werden daher nur kurz erläutert. In der Nasspartie wird die aufbereitete Rohstoffsus pension gleichmäßig verteilt und mit der richtigen Geschwindigkeit auf das Sieb einer Siebpartie 14 zur Blattbildung zu einem endlosen, nassen Faservlies aufgebracht und entwässert. Das Vlies wird in eine Pressenpartie 16 weitertransportiert, wo unter Druck weiteres Wasser aus der Faserbahn getrieben wird. Anschließend durchläuft das Band eine erste Trockenpartie 18, in welcher die Papierbahn 12 auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt thermisch getrocknet wird.
Zum Verbessern der Oberflächenqualität der Papierbahn 12 ist eine Vorrichtung 20 zum Auf bringen eines Oberflächenauftrages vorgesehen, die als Streichmaschine 22 oder als Film presse ausgebildet sein kann, je nach technologischer Zielsetzung. Nachfolgend wird auf das Aufträgen eines Striches Bezug genommen.
Nach dem Oberflächenauftrag durchläuft die Papierbahn eine zweite Trockenpartie 24, da die Papierbahn nach dem Oberflächenauftrag erneut getrocknet werden muss. In Fig. 1 ist auch eine Station 26 zur Oberflächenbehandlung eingetragen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, um durch mechanischen Maßnahmen die Papierbahn nachzu bearbeiten und ihr eine Profilierung zu verleihen, was durch den Pfeil C angedeutet ist. Diese Maßnahme kann durch ein Prägewerkzeug umgesetzt sein, das kontinuierlich auf die vorbeilau fende Papierbahn einwirkt. Es ist auch möglich, vor der abschließenden Aufrollstation 28 ergän zend oder alternativ eine Druckvorrichtung zum Bedrucken der Papierbahn 12 anzuordnen.
Weitere oder alternative Maßnahmen zum Erzeugen einer profilierten Optik der erzeugten Pa pierbahn 12 können auch bereits in der Nasspartie der Papiermaschine getroffen werden, was durch die dünnen Pfeile A und B veranschaulicht wird.
In Fig. 2 ist eine Anlage 100 veranschaulicht, die außerhalb einer Papiermaschine eine Oberflä chenbehandlung mittels einer geeigneten Station 126 z.B. durch Prägen vorsieht, wie sie zuvor bereits beschrieben worden ist. Hierzu wird eine Papierbahn von einer Vorratsrolle 102 abge rollt, bearbeitet und wieder auf eine Vorratsrolle 104 aufgewickelt.
Als Neuerung ist eine modifizierte Vorrichtung 20 zum Aufbringen eines Oberflächenauftrages vorgesehen, die anstelle eines gleichmäßen Auftragens einer Streichsubstanz einen partiellen Unterschied in der Dicke der Auftragsschicht bewirkt.
In Fig. 4 ist eine derartige Vorrichtung 20 in einer Ausführung als Streichmaschine 22 gezeigt. Die Streichmaschine besitzt zwei Walzen 32, 34, zwischen denen die Papierbahn 12 geführt ist. Die in Fig. 4 gezeigte Streichmaschine 30 ist dazu ausgebildet, die Papierbahn beidseitig mit einem Oberflächenauftrag zu versehen. Das Oberflächenauftragsmaterial 36, 38 ist in Behältern 40, 42 bevorratet, die unterhalb der Walzen 32, 34 angeordnet sind, und wird mit einer geeigne ten Auftragsvorrichtung 44, 46 auf die Walzenoberfläche 48, 50 aufgetragen. Eine Rollrakel 52, 54 an jeder Walze 32, 34 streicht das aufgetragene Material auf eine gewünschte, homogene Schichtdicke, so dass die Walzenoberflächen im Nachlauf der Rollrakel 52, 54 mit einem homo genen, vollflächigen Auftrag an Streichsubstanz überzogen ist. Überschüssiges Material gelangt zurück in den Vorratsbehälter 40, 42.
In einem bestimmten Abstand zu den Rollrakeln 52, 54 sind an den Walzen hier als Kammscha ber 56, 58 ausgebildete Schaber angeordnet, deren Zinken 60, 62 an der Walzenoberfläche an- liegen, wobei zwischen den Zinken 60, 62 und der Walzenoberfläche ein Film an Oberflächen material verbleiben kann. Die einzelnen Zinken 60, 62 sind in Fig. 4 nicht erkennbar, sie vertei len sich gleichmäßig über die Länge der Schaber 56, 58 über die gesamte Breite der Papier bahn 12 und der Walzenlänge. Durch die Kammschaber 56, 58 wird der Oberflächenauftrag im Bereich der Zinken 60, 62 li nienartig entfernt bzw. auf die Zwischenräume verteilt. Dadurch entsteht im Nachlauf der Kammschaber 56, 58 ein rippenartige, in Umfangsrichtung der Walzen 32, 34 verlaufende Struktur.
Im den Kontaktbereichen der Walzen 32, 34 mit der Papierbahn 12 werden die rippenartigen Aufträge -hier bestehend aus Streichfarbe- auf die Papierbahn übertragen. Die Papierbahn wird also kontinuierlich beidseitig mit einem rippenförmigen Oberflächenauftrag versehen. Nach dem Trocknen der dermaßen besteichenen Papierbahn ergibt sich eine rippenartige strukturierte Op tik der Papierbahn, die aber dennoch bedruckbar bleibt und deren Oberflächengüte nicht leidet.
Die Kammschaber 56, 58 sind in der Axialrichtung der Walzen 32, 34 verstellbar, wobei die Ver stellung automatisch durch einen geeigneten Antrieb kontinuierlich oder in bestimmten Zeitab ständen erfolgen kann. Die Verstellung ist zweckdienlich, um zu vermeiden, dass die Zinken 60, 62 immer auf den gleichen Stellen des Walzenumfangs laufen, was auf die Dauer zu einer Rie fenbildung führen könnte, auch wenn zwischen den Zinken und der Walzenoberfläche noch ein dünner Film an Oberflächenauftrag verbleibt.
Die Optik kann durch die Wahl des Auftragsmaterials beeinflusst werden, das ggf. auch einge färbt werden kann, um die optische Wirkung zu verstärken.
Die in Fig. 4 gezeigte Streichmaschine 22 kann als Vorrichtung 20 für einen Oberflächenauftrag in die in Fig. 1 gezeigte Papiermaschine integriert sein (siehe Pfeil D). Die in Fig. 1 gezeigte Station 26 zur Prägung der Oberfläche kann entfallen, da die Streichmaschine 22 gemäß Fig. 4 in der Lage ist, dem Papier durch die beschriebenen Maßnahmen die rippenartige Optik zu ver leihen.
Die in Fig. 4 gezeigte Streichmaschine 22 kann aber auch in einer Anlage 200 getrennt von ei ner Papiermaschine dazu eingesetzt werden, eine bereits zuvor erzeugte Papierbahn mit der gewünschten Rillenoptik zu versehen. Hierzu wird wiederum die Papierbahn von einer Vorrats rolle 102 abgewickelt, durchläuft dann die Streichmaschine 22 und wird nach dem Durchlaufen einer Trocknungsstation 224 wieder auf eine Vorratsrolle 104 aufgewickelt.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So ist es durch entsprechend abgewandelte Auftragsvorrich tungen und/oder Schaber oder mit Hilfe sonstiger Mittel zum punktuellen Vermindern der Schichtdicke des Oberflächenauftrages möglich, auch andere Strukturen des Oberflächenauf trages auf die Papierbahn 12 zu erzeugen, die von einer rein linienartigen Struktur abweichen.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merk male und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Ver fahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfin dungswesentlich sein.
Bezugszeichen liste Papiermaschine Papierbahn Siebpartie Pressenpartie erste T rockenpartie Vorrichtung zum Aufbringen eines Oberflächenauftrages Streichmaschine zweite T rockenpartie Station zur Oberflächenbehandlung Aufrollstation , 34 Walzen , 38 Oberflächenauftragsmaterial , 42 Vorratsbehälter , 46 Auftragsvorrichtung , 50 Walzenoberfläche , 54 Rollrakel , 58 Kammschaber , 62 Zinken 0 Anlage zur Oberflächenbehandlung einer Papierbahn2 Vorratsrolle 4 Vorratsrolle 0 Anlage für einen Oberflächenauftrag auf eine Papierbahn4 Trocknungsstation

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ausbildung einer Profiloptik auf der Oberfläche von Papier, wobei eine Pa pierbahn (12) zur Beschichtung der Oberfläche mit einem Oberflächenauftrag (36, 38) gestrichen, getrocknet und schließlich auf einer Rolle zur weiteren Verwendung aufge rollt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Streichens der Papierbahn (12) das Aufträgen der Oberflächenauftrag (36, 38)entsprechend der gewünschten Profiloptik des Papiers inhomogen durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenauftrag (36, 38) linienförmig aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächen auftrag (36, 38) beidseitig auf die Papierbahn (12) aufgetragen wird, wobei das Aufträ gen auf wenigstens einer Seite inhomogen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn (12) zwischen zwei Walzen (32, 34) geführt wird und die Streichsubstanz auf wenigstens eine Walze vollflächig aufgetragen wird, wobei die Auftragsstärke der Streichsubstanz auf wenigstens einer Walze (32, 34) mittels eines Schabers (56, 58) partiell reduziert oder entfernt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaber (56, 58) kammartig ausbildet und mit seinen Zinken (60, 62) in Richtung der Oberfläche (48, 50) der jeweiligen Walze (32, 34) angedrückt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Schabers (56, 58) axial in Bezug auf die Walze (32, 34) kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen verändert wird
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streichen der Papierbahn (12) in dem Herstellungsprozess des Papiers eingebun den wird, wobei das Papier unter Ausbildung einer Papierbahn (12) zunächst gesiebt, gepresst, und getrocknet wird, bevor das inhomogene Streichen der Oberfläche wenigs tens einer Seite der Papierbahn (12) durchgeführt wird.
8. Streichmaschine (22) zum Beschichten von Oberflächen einer Papierbahn (12), wobei wenigstens eine Walze (32, 34), auf der die Papierbahn (12) geführt ist, und wenigstens eine Auftragsvorrichtung (44, 46) zum Aufträgen von Streichfarbe oder einer Leimsub stanz auf eine Walze (32, 34) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Dreh richtung zwischen der Auftragsvorrichtung (44, 46) und der Anlage der Walze (32, 34) an der Papierbahn (12) ein Schaber (56, 58) vorgesehen ist, der über einen Teil der Wal zenbreite an dieser anliegt.
9. Streichmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaber (56, 58) kammartig mit Zinken (60, 62) ausgebildet ist, die die Anlagestellen an der Walze (32, 34) definieren.
10. Streichmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaber (56, 58) mit einer Stellvorrichtung verbunden ist, mit welcher die axiale Relativstellung des Schabers (56, 58) zur Walzenoberfläche kontinuierlich oder in Zeitabständen verän derbar ist.
11. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Andruckvorrichtung vorgesehen ist, die den Schaber (56, 58) mit einer definierten Anlagekraft an die Walzenoberfläche (48, 50) andrückt.
12. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Walzen (32, 34) mit Auftragsvorrichtungen (44, 46) und Schabern (56, 58) vorgese hen sind, wobei die Papierbahn (12) zwischen den Walzen (32, 34) geführt ist.
13. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsvorrichtung (44, 46) eine Rakel (52, 54) zur Einstellung einer homogenen Schichtdicke des Oberflächenauftrages (36, 38) aufweist.
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