Die Herstellung von Faltschachtelkarton

Faltschachtelkarton besteht aus mehreren Lagen. Das Fasermaterial - Zellstoff, Holzschliff und Altpapier wird in verschiedenen Anlagen unter Zuführung von erheblichen Wassermengen in eine dünnflüssige F A S E R S U S P E N S I O N verwandelt. Der Feststoffgehalt - also der Faseranteil - beträgt 1 % und darunter.

Dieses Wasser / Stoff - Gemisch wird durch Rührwerke laufend in Bewegung gehalten, damit eine gleichmäßige Faserverteilung auf den Sieben der Kartonmaschine erreicht wird. Für die Herstellung von Faltschachtelkarton werden verschiedene BLATTBILDUNGSSYSTEME, d.h. verschiedene Kartonherstellungsverfahren (Kartonmaschinen) angewendet. Die wichtigsten Kartonmaschinen sind:

   Langsiebmaschine

   Rundsiebmaschine

   kombinierte Langsieb/Rundsiebmaschine.

Alle Kartonmaschinen haben folgenden Grundaufbau: Vom Stoffauflauf in Richtung Kartonaufrollung sind es folgende Gruppen:  

   Stoffauflauf  

   Siebpartie  

   Pressenpartie  

Nasspartie  

   Gautschpartie  

   Trockenpartie  

    Schlussgruppe

 

Die verschiedenen Kartonmaschinentypen unterscheiden sich nur in der Konstruktion der Naßpartie. Ist die Kartonbahn in der Nasspartie einmal gebildet und durch Saugwalzen und Pressen zwischen Filzbahnen bis auf ca. 40% Trockengehalt entwässert, wird sie in die Trockenpartie eingeführt. Die Kartonbahn wird abwechselnd mit Vorder- und Rückseite über dampfbeheizte Zylinder geführt, die mit Filzen bespannt sind und somit den Kontakt zwischen Kartonbahn und Zylinderoberfläche sichern (Kontakttrocknung).

Mit etwa 60 % Trockengehalt wird dann die Kartonbahn mit der Vorderseite durch kräftige Anpressung an die hochglanzpolierte Oberfläche des großen Glättzylinders geführt und dadurch die einseitige Glätte erzeugt.

Die letzten Stationen der Kartonherstellung sind schließlich die Nachtrockenpartie mit Leimpresse zur Oberflächenleimung der Rückseite, die Streichanlagen für Vor- und Hauptstrich der Vorderseite, der Trockenkanal zum Trocknen des Striches, Trockenglättwerk zur Nachglättung, die Flächengewichts- und Feuchtigkeitskontroll- und Registriergeräte, eine Bürstenanlage zur Glättung des Strichs und am Maschinenende die Aufrollung.

Nachfolgend eine kurze Beschreibung der gängigsten Kartonmaschinen für Faltschachtelkarton:

Die Langsiebmaschine

Bei der Langsiebmaschine besteht das Sieb aus einem endlos umlaufenden Plastik- oder Metallgewebe. Da Faltschachtelkarton stets aus mehreren Lagen besteht, müssen Langsieb-. maschinen für die Kartonherstellung mehrere Langsiebe haben. Man spricht daher von Mehr-Langsiebmaschinen. Die Fasersuspensionen werden aus den Stoffbütten der verschiedenen Schichten durch Nachsortiereinrichtungen gepumpt, hochverdünnt und über Stoffaufläufe auf die Siebe gebracht. Das Wasser läuft durch die Siebe ab, so dass sich auf den Sieben die Faservliese bilden. Bedingt durch den Volumenstrom haben die Fasern immer eine Längsorientierung, und das Papier zeigt unterschiedliche Längs-/Querverhältnisse (Anisotropie). Durch Schütteln der Siebe im ersten Teil der Entwässerung kann man dies nur geringfügig beeinflussen. Diese Erscheinung zeigen alle Papier- und Kartonmaschinen.

Die Rundsiebmaschine

Wie schon aus der Bezeichnung ersichtlich, arbeiten Rundsiebmaschinen mit siebbespannten Zylindern, auf denen durch Entwässerung von Stoffsuspensionen sehr niedriger Konsistenz eine Blattbildung stattfindet. Dieser Vorgang erfolgt fort- laufend durch die drehende Bewegung der Zylinder, so dass ein endloses Papiervlies entsteht. Der Hauptvorteil der Rundsiebmaschine gegenüber der Langsiebmaschine besteht darin, dass durch die Kombination mehrerer Rundsiebe zu einem geschlossenen Maschinensystem unter vertretbarem Platzbedarf ein aus vielen Lagen zusammengegautschter Karton relativ hohen Flächengewichts hergestellt werden kann. Rundsiebmaschinen sind mit bis zu 10 Rundsieben ausgerüstet.

Auf modernen Rundsiebmaschinen können heute nahezu alle Faltschachtelkarton-Sorten mit beachtlicher Geschwindigkeit hergestellt werden.

Die kombinierte Lang- und Rundsiebkartonmaschine

Bei diesem Maschinentyp sind die Prinzipien der Blattbildung über Lang- und Rundsiebe kombiniert. Die Vorderseite des Kartons wird über ein oder mehrere Langsiebe erzeugt, während die Einlage und Unterlage auf Rundsieben hergestellt werden. Dieser Maschinentyp ist für die Herstellung von hochwertigen Faltschachtelkarton—Sorten weit verbreitet.

Streichen von Karton

In der Streichanlage werden die Kartonsorten einer Deckenbehandlung mit einem aus Pigmenten und Bindemitteln und gegebenenfalls weiteren Zusätzen bestehenden Strich versehen. Als Pigmente werden China Clay, Bariumsulfat, Titandioxyd, Zinkweiß, Kalziumkarbonat, Satinweiß und Talkum verwendet; als Bindemittel u.a.,  Kasein, Stärke, Kunststoffdispersionen und Zelluloseleim. Nach dem Streichen wird der Karton geglättet. Durch den Strich werden Unebenheiten der Kartonoberfläche ausgefüllt und eine geschlossene Oberfläche gebildet. Auf diese Weise erhält der Karton die Voraussetzungen für eine scharfe Wiedergabe von Drucken.

Es werden verschiedene Streichverfahren angewendet:

Leimpressenstreichverfahren :

Die Streichmasse wird im Spalt zweier Walzen ein- oder beidseitig zugeführt. Es sind nur niedrige Auftragsgewichte möglich, z.B. als Vorstrich oder leichte Pigmentierung der Kartonoberfläche.

 

 

 

Rakelstreichverfahren:

Die Streichmasse wird mittels eines starren oder flexiblen Rakelmessers dosiert.

 

 

Walzenstreichverfahren:

Die Streichmasse wird von einer Auftragswalze gleich- oder gegenläufig auf die Kartonbahn übertragen. Die Dosierung und Egalisierung kann mittels gegenläufig rotierenden Streichstabs oder mittels Luftbürste erfolgen.

 

 

  

Nach dem Aufbringen der Streichmasse auf die Kartonbahn erfolgt eine Infrarot- oder Heißlufttrocknung zur Trocknungsbeschleunigung

 

Kartonausrüstung

Der in Maschinenbreite auf eine Spannachse in großen Rollen aufgewickelte Karton, in der Fachsprache T a m b o u r genannt, wird nun auf einem Rollenschneider zu schmaleren Rollen und auf einem Querschneider zu Bogen geschnitten. Fehlerhafte Ware wird aussortiert und Rollenware verpackt, Bogenware auf Paletten gestapelt und eingeschrumpft, um einen Feuchtigkeitsaustausch mit der umgebenden Luft zu vermeiden und gleichzeitig als Schutz gegen Verschmutzung zu dienen.

Der Formatbereich von Druckmaschinen und Stanzaggregaten richtet sich nach der jeweiligen Auftragsstruktur. Die Druck- und Stanzformate sind also nicht nur von den Abmessungen der zu fertigenden Faltschachtel, der Bogenaufteilung und Kartonmaschinenbreite, sondern auch noch von der maschinellen Ausrüstung des Verarbeiters abhängig. Eine Vereinheitlichung der Druckformate ist also wenig zweckmäßig und Standardmaße werden deshalb auch selten eingesetzt.

Bereits bei der Kartonausrüstung spielt die F a s e r - L a u f r i c h t u n g des Kartons eine entscheidende Rolle. Auf den Sieben der Kartonmaschine ordnen sich die Fasern mit dem Fluss des Faserbreies in Laufrichtung der Kartonbahn. Trotz der Rüttelbewegungen des Siebes verlagern sich zwar die Fasern auch in Querrichtung, der überwiegende Teil verbleibt jedoch in der Laufrichtung der Kartonbahn. Den Grad, in dem diese Orientierung stattfindet, gemessen als Biegesteifigkeit, nennt man das L ä n g s- /Q u e r - Verhä tnis. Die Biegesteifigkeit ist in Maschinenlaufrichtung stets höher als quer dazu. Mittels dieses Unterscheidungsmerkmales lässt sich auch sehr leicht die Faserlaufrichtung von Karton bestimmen, und zwar geschieht das mit der so genannten Biegeprobe :

Man schneidet zwei gleichmäßig lange und breite Streifen (etwa 250 x 25 mm) aus dem Kartonmuster, jeweils ein Muster beider Richtungen, und legt sie aufeinander, nimmt ein Ende zwischen den Daumen und Zeigefinger und hält das andere Ende frei in der Luft Anschließend dreht man einen der Streifen um 180°, so dass der andere Streifen jetzt nach unten liegt. Derjenige Streifen, der dabei durch sein Eigengewicht stärker abwärts gebogen wird, ist aus der Querrichtung geschnitten.

Je nach Einsatzzweck und im Interesse einer optimalen Bahnbreitenausnutzung werden die rechteckigen Bogen längs oder quer zur Laufrichtung der Kartonbahn geschnitten. Wenn die Faserlaufrichtung des Papiers parallel zur langen Seite verläuft, spricht man von Schmalbahn, verläuft sie parallel zur kurzen Seite, handelt es sich um Breitbahn.

Zur Kennzeichnung der Faserlaufrichtung gilt folgende Regelung: Jeweils das Formatmaß, das quer zur Lautrichtung der Kartonbahn liegt, wird unterstrichen geschrieben und somit angegeben, ob es sich um eine Schmalbahn oder eine Breitbahn handelt.

 

Die Beispiele A und B werden folgendermaßen beschrieben:

A Schmalbahn 43 x 61 cm, B Breitbahn 43 x 61 cm.

 

Auf der nachfolgenden Skizze ist die Kennzeichnung der Laufrichtung nach DIN 6725 angegeben:

 

Die optimale Aufteilung der Kartonbahn mit möglichst geringem Beschnitt ist für den Kartonhersteller von entscheidender wirtschaftlicher Bedeutung

   

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright © 2005 Peter Schmid - Wissenschaftliche Beratung
Stand: 22. Juli 2006