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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn oder eines - bogens, bei dem mehrere Bahnen bzw. Bogen durch Ablagern von trockenen Fasern auf mehreren Formflächen trocken abgelegt werden und die gebildeten Bahnen bzw. Bogen zu einer mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn oder einem-bogen zusammengefügt werden.
Die Schweizer Patentschrift Nr. 336254 und die deutsche Offenlegungsschrift 1900357 lehren die
Formierung einer feucht geformten Mehrlagen-Faserbahn durch hintereinander erfolgendes Aufbringen von
Stoffschichten auf ein einziges Band.
Die deutsche Auslegeschrift Nr. 1249668 ist die Formierung einer Mehrlagen-Faserbahn durch hintereinander erfolgendes Aufbringen von Faserschichten auf ein einziges Band bekannt.
Die Vorteile des trockenen Papierherstellungsverfahrens sind wohl bekannt und es wurde bisher vorgeschlagen, Papier- oder Pappenprodukte in Blatt- oder Bahnform aus einer oder zwei Schichten durch
Aufbringen der trockenen Fasern auf eine Trägerfläche und Binden dieser Fasern mit einem Bindemittel herzustellen, um ein zusammenhängendes Blatt oder eine Bahn zu erhalten. Ein einschichtiges Produkt ist ziemlich einfach erhältlich, und ein vielschichtiges Produkt, das aus zwei oder vielleicht drei Schichten besteht, kann durch direktes Aufbringen der Fasern auf der Oberseite einer vorgehend und unter Verwendung eines
Gasstromes, der schwebende Fasern erhält, formierten Schicht erhalten werden.
Falls Faltschachtelkarton erwünscht ist, können viele derartige Schichten erforderlich sein. Beispielsweise können acht 25 g/m2 Schichten aufeinander aufgetragen werden, um eine 200 g/m2 Pappe zu bilden. Die
Maschine kann durch so viele Schichten ziemlich gross werden. Weiters kann die Maschine noch grösser werden, wenn das Auftragen von Schutzmaterialien zwischen die Schichten erwünscht ist, da diese die Faser ablagernden
Tragköpfe noch weiter auseinanderziehen wird. Das Trocknen der vielschichtigen Bahnen kann, nach dem
Auftragen der wässerigen Bindemittel ebenfalls ein Problem darstellen, da eine sonst kleine und gedrängte gebaute Maschine durch die erforderlichen breiten Trockner, die zum gleichzeitigen Trocknen der vielschichtigen
Gesamtbahn erforderlich sind, breit und umständlich werden.
Die Erfindung liefert ein neues Verfahren zur Herstellung eines Mehrfaserproduktes unter Verwendung der trockenen Papierherstellungstechnik und schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der ein Blatt oder eine
Bahn von beliebig vielen Schichten gebildet werden können, wobei gleichzeitig die Gesamtgrösse der Maschine und die Grösse ihrer Bestandteile, z. B. der verwendeten Trockenzylinder, herabgesetzt werden.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, durch Verwendung des trockenen Faserablegeverfahrens das herkömmlich feuchte Faserablegeverfahren bei der Papier- und Pappenherstellung zur Herstellung von mehrlagigen Bahnen aus feucht und trocken abgelagerten Schichten, abzuändern, wodurch Fortschritte erzielbar sind, die einen erhöhten Ausstoss bei verhältnismässig kleinem Anwachsen der Grösse des Trockenabschnittes der Vorrichtung und ihrem Wasserverbrauch einschliessen.
Gemäss der Erfindung wird so verfahren, dass jede trocken abgelegte Faserbahn, bevor sie mit der oder den andern Bahn (en) zusammengefügt wird, verfestigt wird, indem sie befeuchtet und durch Hindurchfügen durch einen erhitzten Pressspalt einer heissen Feuchtpressung unterworfen wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens bestehen darin, dass eine oder jede trocken abgelegte Bahn nach ihrer Ablegung auf ihrer Formfläche mit einem Bindemittel befeuchtet wird, oder darin, dass trockene Fasern, die mit einem trockenen Bindemittel gemischt sind, nach ihrer Ablagerung auf ihrer Formfläche mit Wasser befeuchtet werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit mehreren Formeinrichtungen zum trockenen Ablegen von Lagen, wobei jede Formeinrichtung einer Formfläche aufweist, auf welcher eine trocken abgelegte Bahn herstellbar ist, mit einer endlosen, gemeinsamen Hauptformfläche, mit einer Übertragungseinrichtung für jede geformte, trocken abgelegte Bahn auf die Hauptformfläche zur Bildung einer in ihrer Gesamtheit trocken abgelegten, mehrlagigen Bahn bzw.
eines Bogens, und mit einer Abführeinrichtung für das fertiggestellte Produkt von der Hauptformfläche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Formfläche, auf welcher jede trocken abgelegte Bahn herstellbar ist, einen geheizten Zylinder aufweist, gegen den jede trocken abgelegte Bahn durch Walzen wiederholt anpressbar ist, um die Bahn vor deren Überführung auf die Hauptformfläche zu verfestigen.
Die Erfindung wird in beispielhafter Weise an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Die Fig. l, 2 und 3 schematische Ansichten von drei verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bildung eines Mehrlagenproduktes, in dem alle Schichten trocken formiert sind.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Bildung einer mehrlagigen Bahn ; sie enthält ein endloses Drahtsieb oder Gewebe--10--, auf dem eine 150 g/m2 Mehrlagenbahn von drei Vorrichtungen--A, B und C--gebildet wird, von denen jede eine 50 g/m2 Bahn herstellt. Die Vorrichtungen--A, B und C--, von denen nur eine
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Holzpulpe, gemischt mit 4% trockener Stärke, werden in einem Luftstrom auf das Drahtsieb--11-- aufgetragen, um eine unregelmässige Bahn aus Fasern und Stärke, zu bilden. Die Bahn wird durch Sprühdose
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Oberflächentemperatur von 1160C heissgepresst wird, verfestigt.
Zwei Druckklemmstellen werden durch die Walzen--21 und 22--gebildet, die auf den Zylinder--20--einen Druck von 113, 4 kg/2, 5 cm [250 lb/inch] aufgebrachte Bahn wird getrocknet, indem sie sich um den Zylinder zur Abnahmewalze--24-- weiterbewegt, wo sie einen Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 25% aufweist. Diese gebildete, verfestigte Bahn wird auf ein Drahtsieb--10--übertragen. Eine unter dem Drahtsieb--10--gegebenenfalls angebrachte Vakuumkammer unterstüzt diesen Übertragungsvorgang.
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- kann diesen Übertragungsvorgang unterstützen. Eine dritte, trocken hergestellte Bahn wird in der Vorrichtung--C-gebildet und auf die Oberfläche der beiden ersten Bahnen übertragen, um ein Dreilagenprodukt zu bilden.
Weiteres Bindemittel kann durch die Sprühdüsen-25 und 26-zwischen die Schichten aufgesprüht werden, und weitere Klemmstellen können vorgesehen sein, um diese Schichten zu dem Mehrlagenprodukt zu pressen.
Die so gebildeten Bahnteile können durch einen Press- bzw. Schnittvorgang die gewünschte Grösse erhalten und durch Oberflächenbesprühung nach herkömmlicher Art behandelt werden, um die für die fertige Bahn erwünschten Eigenschaften zu liefern.
Es ist ersichtlich, dass mit dieser Anordnung ein Grossteil der der Faserbahn zugesetzten Feuchtigkeit innerhalb der Formiervorrichtung, bevor die Bahn das Hauptformiersieb--10--erreicht, entfernt werden kann.
Die Vorrichtung ist einer derartigen vorzuziehen, in der alle 150 g/m2 in einer Schichte vor Beginn des Pressvorganges und Trocknen der Schicht aufgetragen werden, da ein sehr grosser Trockenzylinder erforderlich wäre, was im Vergleich zu einer Anzahl kleinerer Zylinder nachteilig wäre. Weiters erleichtert die vorliegende Maschine die Verwendung verschiedenen Zubehörs in den Schichten, sowie die Verwendung verschiedener Bindemittel, zwischen den Schichten aufzutragender Reagentien, und sie begünstigt schützende Eigenschaften und eine höhere Gewichtsstreuung, und sie ermöglicht einen grösseren Herstellungsdurchsatz.
Verschiedene Schichteigenschaften können natürlich durch Veränderung der Temperatur und des Druckes in jedem der pressenden Zylinder jeder Vorrichtung--A, B und C--erreicht werden, wobei Produkte verschiedener Festigkeit und/oder Grösse gebildet werden. Eine derartige Streuung ist nicht so leicht erhältlich, wenn eine einzige Schicht, selbst wenn sie von einer Anzahl von Abgabeköpfen stammt, vor dem Pressen und Trocknen aufgetragen wird.
Fig. 2 ist ähnlich Fig. l, zeigt aber eine Anordnung, in der eine Mehrzahl von Schichtbildungseinrichtungen vorgesehen ist, um in diesem Falle eine vierschichtige Bahn zu liefern.
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Die Verfahrensparameter, die in bezug auf Fig. 1 im einzelnen angegeben sind, gelten auch in diesen Vorrichtungen, wobei jede Vorrichtung-PQRS-eine 50 g/m2 gepresste, trocken hergestellte Faserbahn ergibt.
Die in den Vorrichtungen--P und Q-hergestellten Bahnen werden über Rollen--40 und 41--
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Dieselben Einzelheiten und Abänderungen in der Faser, im Bindemittel sowie in den Verfahrensparameter, wie sie in der Beschreibung von Fig. l im einzelnen erwähnt wurden, können auch hier verwendet werden. Somit können vier 50 g/m2 Schichten gebildet werden, um eine 200 g/m2 Endbahn zu ergeben. Vier Klemmstellen sind hier für jeden Zylinder gezeigt, jede einen Druck von 113, 4 kg/2, 5 cm ausübt. Wasser oder Bindemittel oder irgend eine Schutzeigenschaften vermittelnde Lösung kann durch Sprühdüsen-30, 31, 32-zwischen die Schichten gesprüht werden.
Das Gewicht jeder Schichte auf jeder der oben erwähnten Maschinen kann zwischen 20 und 100 g/m2 betragen, wobei sich eine Endbahn von 60 bis 300 g/m2 für eine dreischichtige und von 80 bis 400 g/m2 für eine vierschichtige Bahn ergibt.
Ein möglicher Nachteil der Verkörperung nach den Fig. 1 und 2 ist für manche Verwendungszwecke das Vorhandensein von Siebmarken oder einer Sieboberfläche an beiden Aussenseiten des fertigen Produktes. In
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herkömmlicher Weise hergestellte Produkte haben nur eine Siebseite, während in den Produkten der Fig. 1 und Fig. 2 beide Seiten Sieb flächen sind.
Dieser Nachteil kann durch ein feuchtes Heisspressen des Endproduktes überwunden werden, wobei durch "heisses Walzen"oder"Glätten (Bügeln)"die Siebmarken verschwinden. Eine andere Möglichkeit statt feuchtem Heisspressens jeder Schichte besteht im Heisswalzen oder Glätten jeder Schichte vor dem Laminieren. Dies wird erreicht, indem man jedem Presszylinder, z. B.--20--, eine glatte, erhitzte Metallwalze zuordnet, die direkt mit der Oberfläche des Zylinders--20--zusammenarbeitet, um eine heisse, ebene, metallische Klemmstelle zu ergeben. Wie in der anhängigen Patentanmeldung Nr. 32089/72 beschrieben, kann die Siebmarkierung durch dieses Verfahren entfernt werden. Ebenso kann eine beträchtliche Festigkeit erreicht werden.
Eine weitere Anordnung, die derartige Siebmarken vermeidet, ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Anordnung
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Fig. l--51-- auf der Vorrichtung--Y--hergestellt. Diese Bahnen werden in der Klemmstelle--53-- verbunden und bilden eine zweischichtige Bahn--52--.
Diese zweischichtige Bahn kann zu Überzugs-und Endbearbeitungseinheiten weiter gehen oder kann mit andern, ähnlich geformten Bahnen zu einer stärkeren, vielschichtigen Bahn zusammengesetzt werden.
Mit dieser Anordnung werden die Aussenseiten der Schichten nicht Siebseiten, sondern vielmehr die
Flächen, die gegen die entsprechenden erhitzten Zylinder--20--formiert werden. Die "Siebmarkierungen" jeder Schichte werden innen sein. Die Drahtmarkierung kann selbt auf diesen Flächen durch die Verwendung der vorbeschriebenen heissen Druckwalze vermindert oder beseitigt werden.
Diese Verkörperungen der Erfindung liefern ein alternativ brauchbares Verfahren zur Herstellung einer gänzlich auf trockenem Wege formieren, vielschichtigen Pappe, bei dem jede Schicht der Pappe unabhängig auf ihrem eigenen Formiersieb oder ihrer Formierfläche aufgetragen wird, bevor sie auf die Hauptformierfläche übertragen wird, auf der das Mehrlagenprodukt gebildet wird. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass jede Schichte unabhängig getrocknet wird und dass somit kleinere Trockenzylinder verwendet werden können, wodurch sich eine räumlich gedrängtere Maschine ergibt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass die Eigenschaften jeder Schichte zuverlässiger bestimmt werden können, da jede vor dem Aufbringen auf die nächste festgelegt werden kann, eher als wenn man das vielschichtige Endprodukt bearbeitete, um die erwünschten Eigenschaften zu erzielen.
Soferne besondere Schutzeigenschaften gefordert werden, können derartige Eigenschaften durch Extrudieren eines Kunststoffilms, etwa eines Polyäthylenfilmes, zwischen die Schichten erzielt werden. somit kann in der Ausführungsform der Fig. 2 eine Polyäthylenstrangpresse den Platz des mit einer Sprühdüse versehenen Kopfes--30--einnehmen. Tatsächlich können solche Strangpressen alle derartigen Tragköpfe --30, 31, 32--ersetzen, insbesondere wenn komplex zusammengesetzte Materialien erfordert werden.
An Stelle des Versprühen von Bindemitteln zwischen die aufeinanderfolgenden Schichten der obigen Anordnung kann jedes beliebige andere Material verwendet werden, um fertige Pappe mit Steifheit oder andern Eigenschaften, z. B. Feuerfestigkeit, zu liefern. Ebenso kann, insbesondere wenn Bindemittel zwischen die Schichten versprüht wird, eine weitere Klemmstelle zwischen den beiden Schichtungseinheiten vorgesehen sein, um die Pappe stärker zusammenzupressen und eine gute zusammenhaltende Bahn zu ergeben.
In den vorbeschriebenen Ausführungen ist die Hauptformierfläche ein endloses Drahtsieb oder Gewebe, von dem das Endprodukt entfernt und nach seiner Bildung aufgewickelt wird. In einer andern erfmdungsgemässen Verkörperung, die nicht gezeigt ist, kann die Hauptformierfläche eine Bahn aus einem leichten, groben Stoff bzw. Vlies (serim) oder Pappe (Beispielsweise feucht hergestellt) sein, auf der die Schichten oder Faserbahnen von den Formiereinrichtungen aufgetragen werden, um mit dem groben Stoff oder der Pappe ein einheitliches Produkt zu ergeben. Somit kann die tragende Fläche ein durchlässiger, grober Stoff sein, auf dem jede Schicht durch Bindemittel, die vor jeder Schichtvorrichtung aufgesprüht werden, gebunden wird.
Anderseits kann eine etwa feucht hergestellte Rolle von Papier oder Pappe nahe jeder Formierstation vorbeigeführt werden, damit dort eine Faserschicht aufgetragen werden kann, die anschliessend besprüht und gebunden wird, um etwa eine mit Flockmuster versehene oder andere Oberflächenendzurichtung an der Pappe oder der Bahn zu ergeben. Zum Überziehen einer Bahn oder einer Pappe auf diese Weise ist für die Bahn oder Pappe eine Abwickel- und eine Aufspulvorrichtung erforderlich, die in zweckmässiger Weise die Hauptformierfläche für das neue Produkt bildet. Mit Flockmuster versehene oder metallische Fasern, oder jedes andere faserige Material können auf diesem Wege auf eine Pappe aufgetragen werden.
Jedes geeignete Fasermaterial kann durch eines der vorbeschriebenen Verfahren in eine vielschichtige Bahn verwandelt werden oder auf einen andern Grundträger aufgezogen werden.
Bei der Formierung eines Mehrlagenproduktes können Zellulosefasern im Luftstrom schweben gelassen werden, und das verwendete Bindemittel kann Stärke sein, um ein Mehrlagenendprodukt zu ergeben, das in seinen Eigenschaften denen eines nach dem herkömmlichen Papier- und Pappenverfahren erhaltenen Produktes ähnlich ist.
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Die Erfindung erleichtert die Herstellung und wirksame Trocknung schwerer Faserbahnen. In solchen Bahnen können ebenso die Schichten aus beliebigen Fasern bestehen, und die Schichteigenschaften können leicht von Schicht zu Schicht geändert werden ; durch Sprühen können zwischen den Schichten typische Eigenschaften erzielt werden.
Vielseitige Maschinen zur leistungsfähigen Herstellung vielschichtiger Produkte mit gänzlich trocken aufgebrachten Schichten oder einer Verbindung von nass und trocken aufgebrachten Schichten können erhalten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn oder eines-bogens, bei dem mehrere Bahnen bzw. Bogen durch Ablagern von trockenen Fasern auf mehreren Formflächen trocken abgelegt werden und die gebildeten Bahnen bzw. Bogen zu einer mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn oder einem-bogen
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mit der oder den andern Bahn (en) zusammengefügt wird, verfestigt wird, indem sie befeuchtet und durch Hindurchführen durch einen erhitzten Pressspalt einer heissen Feuchtpressung unterworfen wird.
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