DE10393785T5

DE10393785T5 - Kartonerzeugnis und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE10393785T5
Application number: DE10393785T
Authority: DE
Inventors: Matti Lares; Aleksandar Todorovic
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-10-06
Also published as: US20080251223A1; WO2004048686A1; JP2006508266A; FI20025052A0; AU2003282137A1; FI20025052L; FI116079B

Abstract

Beschichtetes Kartonerzeugnis mit einer Faserlage oder mehrerer Faserlagen, wobei seine Außenlagen aus gebleichtem chemischem Halbstoff bestehen und die mittleren Lagen aus Halbstoff und/oder Fertigungsabfall bestehen, wobei der Karton ein Basisgewicht von 150 bis 400 g/cm² hat, wobei der Karton eine obere Seite und eine Stützseite hat, wobei die Herstellung von dem Erzeugnis die Anwendung einer Oberflächenkonditioniervorrichtung mit sich bringt, die als ein Kalander funktioniert und Folgendes aufweist:
ein feststehendes Stützelement (14),
einen flexiblen Mantel (12), der um das feststehende Stützelement (14) derart sitzt, dass eine Kartonbahn (80) zwischen dem Mantel (12) und einer Gegenwalze (22) läuft,
ein Belastungselement (18, 22), das in Verbindung mit dem Stützelement (14) derart vorgesehen ist, dass der flexible Mantel (12) durch das Belastungselement (18, 22) gegen die erwärmbare Gegenwalze (22) gebracht wird, wobei die Kartonbahn (80), die zwischen dem Mantel (12) und der Gegenwalze (22) vorhanden ist, kalandriert wird, und wobei zumindest...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein beschichtetes Kartonerzeugnis und seine Herstellung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Qualität von Kartonerzeugnissen, insbesondere SBS-Karton, und die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung desselben zu verbessern.
Bei Packkarton ist es erforderlich, dass er eine bestimmte Oberflächenqualität hat, um einen erwünschten Glanz und eine erwünschte Druckqualität, eine Steifigkeit und Reißfestigkeit zum Sichern der Funktionalität einer Verpackung sicherzustellen. Da Karton in großen Mengen in einer Kartonfabrik hergestellt wird, ist die effiziente Anwendung von Rohmaterial ebenfalls von Bedeutung. Diese Anforderungen stehen zueinander etwas im Widerspruch. Karton kann mit einem ausreichenden Glanz versehen werden, indem der Karton kalandriert wird, indem er in einem Spalt, häufig befeuchtet und erwärmt, in einer bestimmten Weise komprimiert wird. Die Oberflächenfasern und die Beschichtung des Kartons werden vorzugsweise durch diese Komprimierung glatt gepresst, jedoch ohne dass die mittlere Lage des Kartons kompakt gestaltet wird. Die kompakte Gestaltung einer mittleren Lage untergräbt die Steifigkeit des Kartons und verringert die Reißfestigkeit. Diese kompakte Gestaltung einer mittleren Lage wird häufig als ein Verlust an spezifischem Volumen bezeichnet. In diesem Fall ist mit spezifischem Volumen der umgekehrte Wert gegenüber der Dichte gemeint, und ein Verlust von diesem ist häufig gleich einer verdichteten kompakten Gestaltung von Papier oder Karton.
Da der Prozess zum Herstellen von Papier und Karton außerordentlich intensiv an Rohmaterial ist, bewirkt sogar eine geringfügige Einsparung an Rohmaterial einen großen Vorteil gegenüber Wettbewerbern. In dieser Hinsicht kann einer Einsparung von lediglich 1% als ein Hauptwettbewerbsvorteil erachtet werden, und die Amortisationszeit der Investitionskosten ist kurz. Ein Einsparen von Rohmaterial ist auch aus Umweltschutzgründen erwünscht. Aufgrund des Aufbaus mit einem geringeren Gewicht decken die vielfachen Effekte des Kartons dieser Erfindung die gesamte Lebensdauer des Erzeugnisses ab, wobei der geringere Verbrauch an Rohmaterial zu einer leichteren Verpackung führt, die schließlich Einsparungen auch beim Versand und bei einer Möglichkeit einer verringerten Abfallmenge bewirkt.
Verpackungskartons sind häufig beschichtet und haben einen Mehrlagenaufbau. SBS-Kartons (SBS = solid bleached sulphite/sulphate), die für eine Anwendung bei Nahrungsmitteln und zum Verpacken von Kosmetika und Zigaretten gedacht sind, werden aus Halbstoff hergestellt. Sie können eine oder mehrere Faserlagen haben, die mit einem geeigneten Mittel zum Konditionieren der Oberflächeneigenschaften beschichtet sind. Wenn der Karton aus mehreren Lagen besteht, ist es möglich, chemischen Halbstoff und/oder eigenen Fertigungsabfall bei der Körperlage anzuwenden. Ein typischer Bereich für das Basisgewicht von Kartonagenkartons beträgt 150–400 g/m². Das erforderliche Basisgewicht hängt von der erforderlichen Steifigkeit der Verpackung ab, wobei ein leichterer Karton für kleine Kästen ausreichend ist. Eine ausreichende Konservierung des spezifischen Volumens des Kartons bei der Oberflächenbehandlung, um dadurch Karton mit höherer Steifigkeit herzustellen, führt zu einer Einsparung von Rohmaterial und Energie durch ein Ermöglichen der Anwendung von Karton mit einem geringeren Basisgewicht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, eine flache Druckfläche, einen hohen Glanz und eine hohe Steifigkeit bei einem Kartonagenkarton vorzusehen, bei einem Verbrauch von Material, der geringer als zuvor ist. Diese Aufgabe ist durch ein Verpackungskarton gemäß Anspruch 1 gelöst. Der beschichtete Verpackungskarton der vorliegenden Erfindung hat zwei oder mehr Faserlagen, wobei die Außenlagen aus gebleichtem chemischem Halbstoff bestehen und mögliche Mittellagen aus chemischem Halbstoff oder Fertigungsausschuss bestehen. Eine typische Anwendung sind Nahrungsmittelverpackungen und Zigarettenverpackungen. Es ist erforderlich, dass der Karton gute Druckeigenschaften, ein geringes Gewicht und eine günstige Steifigkeit hat, und in dem Fall von Karton für eine Flüssigkeit wird der Karton zum Zwecke der Wasserdichtheit weiterbehandelt.
FBB (Faltkartonagenkarton) und andere Kartonagenkartons werden häufig vor dem Beschichten mit einem Glättzylinder geglättet, der ein günstiges spezifisches Volumen und eine günstige Steifigkeit ermöglicht, wobei die Oberflächeneigenschaften ebenfalls günstig sind und wobei das Trocknungsschrumpfen entlang der Ränder ebenfalls gering ist, wobei jedoch die Anwendung eines Glättzylinders begrenzt ist durch eine Geschwindigkeitseinschränkung, einen Raumbedarf für eine Anlage und die enorme Größe eines Glättzylinders bei einer Hochgeschwindigkeitsmaschine. Ein anderes typisches Behandlungsverfahren hat einen Nassstapelkalander, dessen Nachteile Probleme im Hinblick auf das Laufverhalten und eine gesteuerte Anwendung des Wassers umfassen, und außerdem ergeben sich zusätzliche Kosten durch die Notwendigkeit des Trocknens von SBS-Karton vor und nach einem Kalandrierprozess.
Ein Maschinenkalander wird häufig zusammen mit anderen Kalandern verwendet, wobei der Maschinenkalander sich auf einen harten Kalander ohne Elastizität bei seinen Walzen bezieht. Die Anwendung eines Maschinenkalanders als das einzige Oberflächenbehandlungsverfahren ist nicht empfehlenswert. Ein weicher Kalander bezieht sich auf einen Weichspaltkalander, bei dem die Kalandrierwalze eine Oberfläche hat, die elastisch ist, wobei die Oberfläche möglicherweise eine Härte in der gleichen Größenordnung wie die Oberflächenhärte von Holz hat, aber elastisch ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Kartonagenkarton mit einem Langspaltkalander vor oder während eines Beschichtungsprozesses behandelt. Ein Langspaltkalander, der für die Herstellung eines Kartons der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist beispielsweise in dem Patent US 6 164 198 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben.
Ein Kalander, der für die Oberflächenbehandlung von einem Karton gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, hat ein feststehendes Stützelement, um das herum sich ein röhrenartiger Mantel befindet. Ein erwärmtes Gegenelement ist an der anderen Seite von dem röhrenartigen Mantel unter Betrachtung von dem Stützelement aus so angeordnet, dass eine Bahn zwischen dem Gegenelement und dem röhrenartigen Mantel hindurchtritt. Das feststehende Stützelement ist mit Belastungselementen versehen, die den Mantel gegen das erwärmte Gegenelement bringen und dadurch einen Kalandrierprozess zwischen dem Mantel und dem Gegenelement ermöglichen. Die entgegengesetzten Enden des Mantels sind an Endwänden gesichert, die drehbar in Bezug auf das Stützelement montiert sind, wobei die Drehbewegung der Endwände durch einen separaten Antriebsmotor bewirkt wird, wobei diese von einer Bewegung der Faserbahn unabhängig ist, um ein Überhitzen des Mantels zu vermeiden.
Ein Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Konditionieren der Oberfläche von beschichtetem oder nicht beschichtetem Karton mit einer Oberflächenkonditioniervorrichtung ist wiederum dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Zuführen einer Faserbahn durch einen Langspalt aufweist, der durch eine Walze und eine Gegenwalze ausgebildet ist, wobei erstgenannte in der Form eines röhrenartig geformten flexiblen Mantels ist. Über die Erstreckung des Spaltes biegt sich der Mantel und dadurch wird er in einen Kontakt mit der Gegenwalze über eine lange Erstreckung gepresst. Der mit diesem Verfahren behandelte Karton ist leichter als gegenwärtig erhältliche Kartonarten, wobei die Steifigkeit und die Oberflächeneigenschaften gleich jenen der gegenwärtig erhältlichen Kartonarten sind.
Die vorstehend beschriebene Lösung ermöglicht eine Laufgeschwindigkeit, die wesentlich höher als die Laufgeschwindigkeit ist, die durch eine mit einem Glättzylinder ausgestattete Kartonmaschine verwirklicht wird. Außerdem ist das Laufverhalten besser, wobei dies auch zu einer verbesserten Qualität und zu einer Verringerung von Abfall beiträgt.
Eine Bahngeschwindigkeit bei dem Kalander kann höher als 350 m/min sein, vorzugsweise höher als 600 m/min, wobei 1000 m/min noch eher bevorzugt wird, jedoch geringer als 4000 m/min. Somit schränkt der Kalander nicht die Geschwindigkeit einer Kartonmaschine ein. Die vorstehend erwähnte erwärmte Walze hat eine Temperatur von 150 bis 350°C, vorzugsweise mehr als 170°C, wobei am ehesten 200 bis 250°C bevorzugt werden. Der lineare Druck in dem Spalt ist innerhalb des Bereiches von 100 bis 500 kN/m, vorzugsweise geringer als 400 kN/m. Der maximale Druck in dem Spalt beträgt 2 bis 15 MPa, vorzugsweise weniger als 13 MPa.
Ein Kalander, der für die Oberflächenbehandlung von Karton gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt einen Schnittansicht von einem Langspaltkalander, der mit einem Langspalt zwischen einem Schuhkalander und einer Gegenwalze versehen ist.
1A zeigt eine ausschnittartige Vergrößerung von 1.
2A zeigt eine Teilschnitt von der in 1 gezeigten Vorrichtung entlang der Walzenachse, wobei ein Antriebsmechanismus abgebildet ist.
2B zeigt den Betrieb der Schuhpresse im Längsschnitt.
In 1 läuft eine Kartonbahn 80 durch einen erwärmten Langspalt 1. Der Spalt 1 ist aufgrund einer umschlossenen Schuhwalze 10, die unterhalb der Bahn 80 vorhanden ist, ausgebildet. Oberhalb der Bahn 80 befindet sich eine erwärmbare Gegenwalze 22. Die umschlossene Schuhwalze hat einen flexiblen Mantel 12, der gegenüber Flüssigkeit undurchlässig ist. Der Mantel besteht beispielsweise aus faserverstärktem Polyurethan. Ein ortsfestes fixiertes Stützelement 14 trägt zumindest einen Belastungsschuh 18. Zwischen dem Belastungsschuh 18 und dem Stützelement befindet sich ein Aktuator 20 wie beispielsweise ein hydraulischer Zylinder, um den konkaven Belastungsschuh 18 und dadurch ebenfalls den flexiblen Mantel 12 gegen die Gegenwalze 22 zu drängen. Somit wird der Mantel 12 aus seiner normalen unbelasteten Position 11 in einer Richtung, die von der Mitte der umschlossenen Schuhwalze weg weist, herausgedrängt. Der Mantel 12 ist an seinen beiden Enden an Endwänden 24, 26 befestigt, womit ein abgedichteter Raum 13 (siehe 2) erzeugt wird. Wie dies auch in 1 gezeigt ist, ist zumindest eine Erfassungseinrichtung 99 in Kommunikation mit der Bahn 80 montiert, um ein Bahnreißen zu erfassen. Die Erfassungsvorrichtung 99 ist mit einer Steuervorrichtung 98 verbunden, um den Betrieb eines Kalandrierprozesses in Abhängigkeit davon zu steuern, ob die Bahn gerissen ist oder nicht.
Wie dies in 1 gezeigt ist, wird die erwärmbare Gegenwalze 22 durch einen Mechanismus zum Außer-Eingriff-Bringen begleitet, der einen Hebel 95 aufweist, der mittels einer Hydraulikzylinderbaugruppe 94 drehbar ist und mit einem Drehpunkt 96 an ihm versehen ist, an dem der Hebel dreht. Der Mechanismus zum Außer-Eingriff-Bringen presst die Gegenwalze 22 zu einem Eingriff mit dem Spalt 1 und lässt sie von dem Spalt 1 außer Eingriff gelangen.
Zwischen dem Belastungsschuh 18 und dem Mantel 12 wird ein mit Druck beaufschlagtes Öl geliefert, das einen hydrostatischen Druck über den gesamten Spalt entwickelt und den Mantel zu einem Eingriff mit der Gegenwalze 22 über die gesamte Erstreckung des Spaltes 1 presst. Gleichzeitig schützt das Öl den Mantel davor, dass er durch Klumpen beschädigt wird, und vor einem Temperaturanstieg.
In 2A ist dargestellt, dass die Endwände 24, 26 an Flanschwellen 16, 17 des Stützelementes 14 drehbar montiert sind. (Die Endwände sind vorzugsweise nicht einstückig, sondern in einen statischen Teil und einen sich drehenden Teil geteilt, wie dies in 2B gezeigt ist). An einem Ende von der Flanschwelle ist eine zylindrische Welle 32 drehbar über Lager 34 angeordnet. Eine Stützsäule 36 ist an der zylindrischen Welle über selbstausrichtende Lager 38 angeordnet, die eine sphärische Bewegung ermöglichen, um eine Verformung/ein Biegen des Stützelementes 14 zu ermöglichen, wenn dieses schwer belastet wird. Eine der Endwände 24 ist an der zylindrischen Welle fest angebracht. Eine Antriebsübertragungseinrichtung 40 ist an der zylindrischen Welle außerhalb von der Endwand feststehend angebracht, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Zahnrad. Das Zahnrad ist mit einer Kraftübertragung 42 und wiederum einem Antrieb 44 verbunden. Ein Zahnrad 46 ist an der zylindrischen Welle innerhalb von der Endwand feststehend angebracht. Eine Antriebswelle 48 ist im Inneren von dem Mantel und parallel zu dem Stützelement 14 angebracht. Die Antriebswelle 48 wird durch Lager 50 gestützt, die in den Lagergehäusen 52 angeordnet sind, die an dem Stützelement angebracht sind. An jedem Ende von der Antriebswelle sind Zahnräder 54 angeordnet. Vorzugsweise haben diese Zahnräder einen verlängerten Verzahnungsabschnitt, um eine axiale Bewegung des in Zahneinriff befindlichen Zahnrades zu ermöglichen, das an der Endwand angeordnet ist. Ein weiteres Zahnrad 56 ist an der zweiten Endwand 26 im Inneren des Mantels feststehend angeordnet. Beide im Inneren des Mantels befindlichen Zahnräder stehen mit dem entsprechenden Zahnrad an der Antriebswelle in Zahneingriff. Die zweite Endwand 26 ist an der zweiten Flanschwelle 17 drehbar angeordnet. Die zweite Flanschwelle ist wiederum an einer zweiten Stützsäule 58 feststehend angebracht.
Der Betrieb geschieht wie folgt. Während eines normalen Betriebs steht die angetriebene erwärmte Walze 22 in einer Wechselwirkung mit der Faserbahn und dem flexiblen Mantel 12 aufgrund eines erwünschten Drucks, der durch den Belastungsschuh 18 ausgeübt wird, wodurch eine Reibung auf der Grundlage des Antreibens von sowohl der Faserbahn als auch dem flexiblen Mantel bewirkt wird. Demgemäß sehen während des normalen Betriebs die Kräfte, die in dem Spalt ausgeübt werden, eine Drehung der umschlossenen Schuhwalze vor.
Lediglich in speziellen Fällen ist es normalerweise erwünscht, den unabhängigen Antrieb der umschlossenen Schuhwalze 10 in Betrieb zu setzen, beispielsweise beim Starten des Kalanders. Wenn der Kalander gestartet werden soll, ohne zunächst den flexiblen Mantel 12 zu starten, würde dies zwangsweise eine Beschädigung des flexiblen Mantels aufgrund einer Überhitzung verursachen. Darüber hinaus würde dies auch die Faserbahn verschlechtern, da im Augenblick des Startens dadurch Ausnahmespannungskräfte in der Faserbahn entwickelt werden würden. Demgemäß soll der Aufbau des unabhängigen Antriebs von der umschlossenen Schuhwalze beispielsweise beim Starten der Kalandrierfläche verwendet werden. Beim Start ist der Spaltzwischenraum nicht geschlossen, sondern die Walze 22 ist aus dem Kontakt mit dem Spalt 1 heraus bewegt worden. Vor dem Bewegen der erwärmten Gegenwalze 22 in den Spalt wird die Antriebsanordnung 44 von der umschlossenen Schuhwalze 10 aktiviert, um die erste Endwand 24 über Übertragungseinrichtungen zu beschleunigen. Die Drehung der Endwand bewirkt eine Drehung des inneren ersten Zahnrades 46 und folglich der Antriebswelle 48. Die Antriebswelle überträgt die Drehung zu der zweiten Endwand 26 über das zweite innere Zahnrad 56. Die beiden Endwände werden somit beschleunigt und drehen sich bei der gleichen Drehzahl, bis eine erwünschte Umfangsgeschwindigkeit erzielt wird, die normalerweise gleich der Geschwindigkeit der Faserbahn ist. Der Spalt wird geschlossen durch ein Aktivieren des hydraulischen Kolbens 94, um den Hebel 95 zu drehen und dadurch die Gegenwalze 22 in den Spalt zu bewegen, und anschließend wird der Belastungsschuh 18 gegen die erwärmte Walze 22 durch seine Aktuatoren 20 gedrängt. Wenn der Kalander einmal in der erwünschten Art und Weise funktioniert, kann der Antriebsaufbau der umschlossenen Schuhwalze deaktiviert werden, und die Pressenwalze kann in einer herkömmlichen Weise aufgrund der Reibung innerhalb des Spaltes 1 angetrieben werden.
In 2B ist ein alternatives Ausführungsbeispiel von dem Antriebsaufbau für eine umschlossene Schuhwalze dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel wendet eine Reibung für die Übertragung der Drehkräfte an.
2B zeigt außerdem eine noch eher zu bevorzugende Gestaltung zum Anordnen des Stützelementes und der Endwände. Die Endwände sind in einen Innenteil 24A; 26A, der mit dem Stützelement 14 nicht drehbar verbunden ist, einen Drehteil 24B; 26B und eine Lagerbaugruppe 24C; 26C zwischen ihnen geteilt. Das Stützelement 14 ist an seinem Ende mit selbstausrichtenden Lagern 23, 25 eingerichtet, die eine Neigung des Stützelementes 14 ermöglichen.
In der Zeichnung ist ein Antrieb 44 mit einer Welle 19B gezeigt. An der Welle 19B ist eine Scheibe 19 montiert, die eine Gummilage an ihrem Umfangsende 19A hat. Die Außenenden von dem flexiblen Mantel 12 sind zwischen einem ringförmigen Ring 15, der als eine austauschbare Kraftübertragungsvorrichtung wirkt, und dem Umfang von jeder Endwand feststehend angebracht. Der Ring 15 ist an der Endwand feststehend angebracht. An der Innenseite von dem Drehteil 24B; 26B von jeder Endwand ist ein Zahnrad 46, 56 feststehend angebracht. Der Antriebsaufbau 44, 19 ist zu einem Kontakt mit der Kraftübertragungsvorrichtung 15 und von einem Kontakt mit dieser weg beweglich. Wenn es erwünscht ist, die umschlossene Schuhwalze 10 zu beschleunigen, wird der Antriebsaufbau derart bewegt, dass die Gummilage 19A in einen Reibungseingriff mit der Kraftübertragungsvorrichtung 15 gelangt. Das Zahnrad 46 und die Antriebswelle 48 übertragen die Drehung der Endwand 24 zu der anderen Endwand 26 aufgrund der Zahnräder 54, 55 und 56, die gleichzeitig als eine Synchronisiervorrichtung wirken. Folglich werden beide Endwände 24 und 26 so in Gang gesetzt, wie dies unter Bezugnahme auf 2A beschrieben ist. 2B zeigt des Weiteren eine schematische Ansicht von einem bevorzugten Funktionsausführungsbeispiel von dem Belastungsschuh 18. In der Regel ist der Belastungsschuh 18 nicht diametrisch in Bezug auf die Antriebswelle, sondern senkrecht wie bei 2A angeordnet.
Versuche haben aufgezeigt, dass bei Versuchschargen, die mittels eines Langspaltschuhkalanders, wie er vorstehend beschrieben ist, hergestellt worden sind, der Karton mit einem Verhältnis eines spezifischen Volumens und einer Glätte vorgesehen werden kann, das besser als bei gegenwärtig zur Verfügung stehenden Kartonarten ist. Somit ist gemäß den Messergebnissen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gut gelöst.
Schuhkalander können bei außerordentlich hohen Geschwindigkeiten angetrieben werden und darüber hinaus durch die Anwendung einer erhöhten Temperatur, beispielsweise ungefähr 250°C, und unter Berücksichtung einer langen Verweilzeit in der Kalandrierzone wird das sich ergebende Glätteergebnis gleich dem Glätteergebnis, das bei einer langsameren Lösung erzielt wird, bei der ein Glättzylinder angewendet wird. Außerdem ist der Karton mit einem verbesserten spezifischen Volumen versehen. Zusätzlich zu den Aspekten, die direkt zu der Kartonqualität beitragen, umfassen die Ergebnisse einer Einsparung an Produktionsraum bei einer Papierfabrik, die Beseitigung des die Produktion begrenzenden Glättzylinders und das Vorsehen eines besser handhabbaren einfacheren Steuersystems.
Im Hinblick auf die Herstellung von Karton gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Oberfläche vor dem Kalandrieren befeuchtet wird. Jedoch kann der erfindungsgemäße Karton auch ohne eine Oberflächenbefeuchtung hergestellt werden.
Bei den ausgeführten Testläufen zeigte der Karton gemäß der vorliegenden Erfindung eine bessere Wahrung des spezifischen Volumens als bei bislang bekannten Kartons und gleichzeitig waren die Oberflächeneigenschaften im Vergleich zu bekannten und auf bekannte Weise hergestellten oberflächenbehandelten Kartons verbessert. Zusätzlich zu der verbesserten Kartonqualität ist die Behandelbarkeit verbessert und dadurch ist üblicherweise die Qualität besser. Darüber hinaus kann die Kapazität einer Kartonmaschine erhöht werden, da ein Langspaltkalander die Geschwindigkeit nicht einschränkt.
Eine gleichwertige Steifigkeit wurde mit erheblich weniger angewendetem Material erzielt, wobei der Unterschied gegenüber einem Karton, der aus dem gleichen Halbstoff bei der gleichen Kartonmaschine hergestellt wurde, sich aus der nachstehend aufgeführten Tabelle ergibt: Verfahren, die für die gleiche Kartonart gemessen wurden

VIB: = Befeuchtungsvorrichtung, die durch V.I.B. (Vereinigtes Ingenieurbüro/United Engineering Office) hergestellt wird
shoe: = Langspaltschuhkalander, der für eine Herstellung von Karton gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist
hard: = Maschinenkalander oder harter Kalander
wet stack: = Nassstapelkalander

Untersuchte Verfahren ergaben die folgenden Ergebnisse nach der Endbeschichtung, wobei gestattet wurde, dass die Proben einer Luftkonditionierung von ein bis zwei Stunden vor den Messungen ausgesetzt wurden.
Die Messungen 1 und 2 beziehen sich auf Kartonsorten, die gemäß herkömmlicher Verfahren hergestellt worden sind, wobei es um Proben ging, die aus dem mit der gleichen Maschine hergestellten Karton vorkalandriert und beschichtet wurden und die unter Pilotbedingungen hergestellt wurden. Somit sind die aufgezeigten Messergebnisse Vorproduktentwicklungsergebnisse.
Somit wurde viel spezifisches Volumen im Vergleich zu der Anwendung eines Nassstapels eingespart. Darüber hinaus war die Oberfläche glatter, insbesondere war Messung 7 glatter als die anderen, jedoch war das spezifische Volumen deutlich besser als das Ergebnis, das mit einem Nassstapelkalander erzielbar ist. Die erhaltene Einsparung an spezifischem Volumen zeigt folglich eine bessere Steifigkeit bei einem gleichwertigen Materialverbrauch, und somit ist in der Praxis der Kartonhersteller dazu in der Lage, eine entsprechende Menge an Material einzusparen. In der Tat zeigt auf der Grundlage von Erfahrung die Interpretation der Versuchsergebnisse einen großen Schritt nach vorn in Bezug auf beispielsweise die Qualität von Kartonagenkarton und die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung. Im Allgemeinen zeigen Pilotversuche Ergebnisse, die schlechter als jene sind, die bei der Endumgebung erzielt werden, so dass sogar auf der Grundlage von diesen Vorversuchen es möglich ist, eine Schlussfolgerung dahingehend zu ziehen, dass das Verfahren dazu in der Lage ist, eine Kartonsorte herzustellen, die bislang nicht herstellbar gewesen ist. Außerdem ist das vorliegende Verfahren auf erheblich höhere Geschwindigkeiten als bei einem Glättzylinder oder einem Nassstapel anwendbar.
Zusammenfassung
Ein beschichtetes Kartonerzeugnis ist offenbart, das eine Faserlage oder mehrere Faserlagen hat, wobei seine Außenlagen aus gebleichtem chemischem Halbstoff bestehen und die mittleren Lagen aus Halbstoff und/oder Fertigungsabfall bestehen, wobei der Karton ein Basisgewicht von 150 bis 400 g/cm² hat, wobei der Karton eine obere Seite und eine Stützseite hat, wobei die Herstellung von dem Erzeugnis die Anwendung einer Oberflächenkonditioniervorrichtung mit sich bringt, die als ein Kalander funktioniert und Folgendes aufweist: ein feststehendes Stützelement (14), einen flexiblen Mantel (12), der um das feststehende Stützelement derart sitzt, dass eine Kartonbahn zwischen dem Mantel und einer Gegenwalze läuft, ein Belastungselement, das in Verbindung mit dem Stützelement derart vorgesehen ist, dass der flexible Mantel durch das Belastungselement gegen die erwärmbare Gegenwalze gebracht wird, wodurch die Kartonbahn, die zwischen dem Mantel und der Gegenwalze vorhanden ist, kalandriert wird, und wobei das beschichtete Erzeugnis Oberflächeneigenschaften an der oberen Seite des Kartons wie folgt hat: Rauhigkeit PPS-s10 (ISO 8791-4) 0,5–2,0 μm, Glanz nach Hunter (ISO/DIS 8254) 40–80%, und eine Dichte (SCALA-P7:75) innerhalb eines Bereiches von 500–1000 kg/m³.
[2A]

Claims

Beschichtetes Kartonerzeugnis mit einer Faserlage oder mehrerer Faserlagen, wobei seine Außenlagen aus gebleichtem chemischem Halbstoff bestehen und die mittleren Lagen aus Halbstoff und/oder Fertigungsabfall bestehen, wobei der Karton ein Basisgewicht von 150 bis 400 g/cm² hat, wobei der Karton eine obere Seite und eine Stützseite hat, wobei die Herstellung von dem Erzeugnis die Anwendung einer Oberflächenkonditioniervorrichtung mit sich bringt, die als ein Kalander funktioniert und Folgendes aufweist: ein feststehendes Stützelement (14), einen flexiblen Mantel (12), der um das feststehende Stützelement (14) derart sitzt, dass eine Kartonbahn (80) zwischen dem Mantel (12) und einer Gegenwalze (22) läuft, ein Belastungselement (18, 22), das in Verbindung mit dem Stützelement (14) derart vorgesehen ist, dass der flexible Mantel (12) durch das Belastungselement (18, 22) gegen die erwärmbare Gegenwalze (22) gebracht wird, wobei die Kartonbahn (80), die zwischen dem Mantel (12) und der Gegenwalze (22) vorhanden ist, kalandriert wird, und wobei zumindest eine Endwand von der Kalandriervorrichtung an dem Ende des flexiblen Mantels in einer derartigen Weise montiert ist, dass der flexible Mantel (12) an einer Endwand (24, 26) angebracht ist und der Mantel (12) sich zusammen mit der Endwand (24, 26) mittels eines Antriebsmechanismus dreht, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beschichtungsprozess die Herstellung des Erzeugnisses die Anwendung von einer oder von mehreren Oberflächenkonditioniervorrichtungen mit sich bringt, die als ein Vorkalander fungieren, und das beschichtete Erzeugnis Oberflächeneigenschaften an der oberen Seite des Kartons wie folgt hat: Rauhigkeit PPS-s10 (ISO 8791-4) 0,5–2,0 μm Glanz nach Hunter (ISO/DIS 8254) 40–80%, und das Erzeugnis eine Dichte (SCALA-P7:75) innerhalb eines Bereiches von 500-1000 kg/m³ hat.
Erzeugnis gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite einfach oder mehrfach beschichtet ist.
Erzeugnis gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützseite unbeschichtet ist.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützseite zumindest einmal beschichtet ist.
Erzeugnis gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgewicht innerhalb eines Bereiches von 180–350 g/m² ist.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgewicht innerhalb eines Bereiches von 180–300 g/m² ist.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite eine Rauhigkeit nach Bendtsen (SCAN-P21:67) innerhalb des Bereiches von 0 bis 50 ml/min hat.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite eine Rauhigkeit nach Bendtsen (SCAN-P21:67) innerhalb des Bereiches von 0 bis 20 ml/min hat.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite eine Rauhigkeit PPS-s10 (ISO 87911-4) innerhalb des Bereiches von 0,8 bis 1,5 μm hat.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite einen Glanz nach Hunter (ISO/DIS 8254) innerhalb des Bereiches von 45 bis 65% hat.
Erzeugnis gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichte (SCALA-P7:75) innerhalb des Bereiches von 750 bis 1000 kg/m³ hat.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugniskalandrieren auch die Anwendung einer Einzel- oder Mehrspaltmaschine und/oder eines Weichkalanders mit sich bringt.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sein Vorkalandrieren die Anwendung eines Kartonoberflächenbefeuchtens mit sich bringt.
Erzeugnis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sein Vorkalandrieren nicht die Anwendung eines Kartonoberflächenbefeuchtens mit sich bringt.
Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Kartonerzeugnisses, wobei das Kartonerzeugnis zwei oder mehr Faserlagen hat und seine Außenlagen aus gebleichtem chemischem Halbstoff bestehen und seine mittleren Lagen aus Halbstoff und/oder Fertigungsabfall bestehen, wobei der Karton ein Basisgewicht von 150 bis 400 g/m² hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Einleiten einer Bahn mit sich bringt, um in einer Oberflächenkonditioniervorrichtung beschichtet zu werden, die Folgendes aufweist: ein feststehendes Stützelement (14), einen flexiblen Mantel (12), der um das feststehende Stützelement (14) derart sitzt, dass eine Kartonbahn (80) zwischen dem Mantel (12) und einer Gegenwalze (22) läuft, ein Belastungselement (18, 22), das in Verbindung mit dem Stützelement (14) derart vorgesehen ist, dass der flexible Mantel (12) durch das Belastungselement (18, 22) gegen die erwärmbare Gegenwalze (22) gebracht wird, wobei die Kartonbahn (80), die zwischen dem Mantel (12) und der Gegenwalze (22) vorhanden ist, kalandriert wird, und wobei zumindest eine Endwand von der Kalandriervorrichtung an dem Ende des flexiblen Mantels in einer derartigen Weise montiert ist, dass der flexible Mantel (12) an einer Endwand (24, 26) angebracht ist und der Mantel (12) sich zusammen mit der Endwand (24, 26) mittels eines Antriebsmechanismus dreht, und die Bahn mit der Oberflächenkonditioniervorrichtung vorkalandriert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorkalandrieren die Anwendung eines Oberflächenbefeuchtens mit sich bringt.