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Die
Erfindung betrifft eine Blattbildungsvorrichtung zur Herstellung
einer mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton-
oder Tissuebahn, umfassend zumindest zwei jeweils über
einen Stoffauflauf mit Stoffströmen beschickbare Former zur
Herstellung einer mehrschichtigen Faserstoffbahnlage und eine den
Formern nachgeordnete Gautschzone zum Vergautschen der einzelnen
Lagen.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung senkrecht
zur Blattbildungsebene ausgebildeter symmetrischer Blattstrukturen.
Unter Blattbildungsebene wird die Ebene verstanden, welche örtlich
durch die Durchlaufrichtung und die Erstreckung der Faserstoffsuspension
beziehungsweise der diese abstützenden Elemente in Breitenrichtung
der Blattbildungsvorrichtung charakterisiert ist.
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Blattbildungsvorrichtungen
in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere
in Form von Papier-, Karton- oder Tissuebahnen sind in einer Vielzahl
von unterschiedlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik
vorbekannt. Der Aufbau richtet sich im Wesentlichen nach den zu
erzielenden Eigenschaften an der herzustellenden Materialbahn. Allgemein
erfolgt bei schnell laufenden Papiermaschinen zur Herstellung graphischer
Papiere die Blattbildung in einem Doppelsiebformer. Die Entwässerung
erfolgt im Wesentlichen symmetrisch nach außen und innen,
das heißt, in Richtung der Blattober- und -unterseite.
Diese Art der Entwässerung hat jedoch den Nachteil, dass
eine aus Gründen der Blattfunktionalität sehr
wünschenswerte Anreicherung von Fein- und Füllstoffen
an den Außenseiten der entstehenden Faserstoffbahn unmöglich
ist, da diese durch die hohen hydraulischen Kräfte bei
der Entwässerung immer mit ausgewaschen werden. Bei einer
Mehrschicht- oder Mehrlagenbildung ist es zwar denkbar, in den Außenlagen
diesen Stoff überproportional zuzugeben, jedoch werden
ein verstärktes Auswaschen der Fein- und Füllstoffe
sowie eine unerwünschte Anreicherung mit Siebwasser hervorgerufen.
Um dies zu vermeiden, werden die einzelnen Faserstoffbahnen mehrlagig
ausgeführt, mit dem Ziel, unterschiedliche Faserverteilungen
in den beiden Außenlagen sowie in der Innenlage zu erzielen. Da
eine komplette Faserabdeckung in der Regel erst ab einem konkreten
Flächengewicht von 30–40 g/m2 möglich
ist, gelangt diese Technik bei graphischen Papieren mit einem Gesamtblattgewicht
von 80 g/m2 oder weniger nicht zum Tragen.
Anwendungsgebiete sind jedoch Verpackungspapiere, für die
der Blattaufbau systematisch vorgenommen wird. Dabei werden Dekorationspapiere
ausnahmslos in langen Siebausführungen hergestellt, um
auf der Oberseite den teuren Füllstoff anzureichern, um
am Endprodukt entsprechende Eigenschaften zu erzeugen.
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Bei
der Tissueherstellung werden überwiegend Crescent-Former
eingesetzt, welche aus einer Kombination aus einem Siebband und
von einem Filz umschlungener Formierwalze bestehen, womit nur eine
einseitige Entwässerung in Richtung zum Außensieb
erfolgt.
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Zur
Ausbildung mehrlagiger Faserstoffbahnen, deren Eigenschaften konkret
durch Ausbildung der Einzellagen definiert werden können,
sind Blattbildungsvorrichtungen bekannt, die zumindest zwei einzelne
Former umfassen, wobei die durch den jeweiligen Former gebildeten
Faserstoffbahnlagen miteinander vergautscht werden. Um Produktionssteigerungen
im Bereich der Nasspartie mit der Möglichkeit der Steuerung
der Eigenschaften der gebildeten Faserstoffbahnen bei gleichzeitig
geringem Flächengewicht der einzelnen Lage zu erzielen,
kann zumindest eine einzelne Lage vorzugsweise mehrschichtig ausgebildet
werden, wobei bereits durch den gewählten Schichtaufbau
Grundeigenschaften verstärkt ausgebildet werden können.
Das Flächengewicht kann durch die Erhöhung der
Anzahl der Lagen erhöht werden. Eine derartige Ausführung
ist aus der Druckschrift
EP
1 262 596 A2 vorbekannt. Bei dieser ist zumindest einer
der Former zur Bildung einer mehrschichtigen Lage mit einem Mehrschicht-Stoffauflauf
ausgeführt, welcher mit wenigstens zwei unterschiedlichen
Stoffen beziehungsweise Stoffströmen unterschiedlicher
Zusammensetzung für die unterschiedlichen Schichten beschickt
wird. Mit dieser Ausführung kann mit einem der Former jeweils
eine Lage erzeugt werden, die durch eine faserstoffreiche und eine
fein- und füllstoffreiche Schicht charakterisiert ist.
Dabei wird durch die Ausgestaltung der einzelnen Former die Ausbildung
der miteinander zu vergautschenden Lagen und damit insgesamt die Struktur
der Faserstoffbahn in Z-Richtung charakterisiert, wodurch auch starke
Unterschiede in Z-Richtung erzeugt werden können.
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Aus
der Druckschrift
WO
00/44980 A1 ist eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung
einer mehrlagigen Faserstoffbahn vorbekannt, welcher die Aufgabe
zugrunde lag, eine bessere Lagenhaftung beim Vergautschen zu gewährleisten.
Dazu werden jeweils wenigstens zwei miteinander zu vergautschende,
auf einer Seite jeweils einen höheren Feinstoffgehalt aufweisende
Lagen der Gautschzone derart zugeführt, dass diese mit
ihren Seiten höheren Feinstoffgehalts miteinander in Kontakt
kommen und dass zumindest eine dieser beiden Lagen durch einen Gapformer
erzeugt wird. Dadurch werden eine bessere Lagenhaftung sowie geringere
Ablagerungsneigung beim Trocknen und eine positive Beeinflussung
der Papiereigenschaften hinsichtlich der Porosität, der
Rauhigkeit und der Bedruckbarkeit gewährleistet, allerdings
wird auch hier nicht zwangsläufig eine symmetrische Ausbildung
der Faserstoffbahn in Z-Richtung erzielt.
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Eine
definierte Lagentrennung ist ferner aus der Druckschrift
EP 1 138 822 A2 vorbekannt.
Die offenbarte Blattbildungsvorrichtung ist derart ausgeführt,
dass wenigstens zwei miteinander zu vergautschende, auf einer Seite
jeweils einen geringeren Feinstoffgehalt aufweisende Lagen der Gautschzone derart
zugeführt werden, dass diese mit ihren Seiten geringeren
Feinstoffgehaltes miteinander in Kontakt kommen, wobei zumindest
eine der Lagen durch einen Gapformer erzeugt wird.
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Bezüglich
weiterer Ausführungen wird auf die Druckschrift
US 2002/0060003 A1 für
eine Lagenbildung mittels eines Einsieb- und eines Doppelsiebformers
sowie auf die Druckschrift
EP
0 863 254 A2 für die Ausbildung einer mehrlagigen
Faserstoffbahn mittels Crescent-Former verwiesen.
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Die
zunehmenden Anforderungen an die herzustellenden Faserstoffbahnen
bedingen zunehmend erhöhte Anforderungen an die Möglichkeiten einer
feinfühligeren Steuerung des Eigenschaftsprofils dieser.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blattbildungsvorrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass mit dieser
die erforderlichen Eigenschaften der zu erzeugenden Faserstoffbahnen
im Rahmen der Möglichkeiten bei der Blattbildung bei hohem
Durchsatz noch besser beeinflussbar sind.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
der Ansprüche 1 und 18 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine
Blattbildungsvorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn,
insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend zumindest
zwei jeweils über einen Stoffauflauf mit Stoffströmen
beschickbare Former zur Herstellung einer Faserstoffbahnlage und
eine den Formern nachgeordnete Gautschzone zum Vergautschen der
einzelnen Lagen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einer der Former und der diesem zugeordnete Stoffauflauf
derart angeordnet und ausgebildet sind, geeignet zu sein, eine zumindest
dreischichtige Lage zu erzeugen, wobei in Durchlaufrichtung durch
diesen Former im Endbereich Mittel zur Auswaschung vorgesehen sind.
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Unter
Faserstoffbahn wird eine Materialbahn in Form einer Papier-, Karton-
oder Tissuebahn verstanden.
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Eine
Lage der Faserstoffbahn besteht aus zumindest einer oder mehreren
in Richtung senkrecht zur Blattbildungsebene unterteilten Schichten, welche hinsichtlich
ihrer Zusammensetzung und Eigenschaften voneinander differieren
können. Unter Schicht wird ein Bereich verstanden, welcher
durch die Blattbildungsebene und eine Erstreckung senkrecht zu dieser
charakterisiert ist und durch die gleiche Zusammensetzung und Eigenschaften
charakterisiert ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die
Herstellung von Faserstoffbahnen mit variablen Schichtaufbau, wobei
die Eigenschaften der einzelnen Schichten zumindest teilweise als
Funktion der über die Stoffaufläufe eingebrachten
Stoffströme, insbesondere Fasersuspensionsströme
und die Prozesse innerhalb des Formers beeinflussbar sind. Dabei
ermöglicht ein mehrschichtiger Lagenaufbau durch Beschickung
des Formers mit unterschiedlichen Stoffströmen bereits
eine Ausgangssuspensionszusammensetzung mit gewünschter
Eigenschaftsverteilung, welche durch die weitere Entwässerung
noch verstärkt und besser eingestellt werden kann, und
mit der Lagen mit sehr geringem Flächengewicht bei gleichzeitig
hohem Strukturierungsgrad in Z-Richtung erzeugbar sind.
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In
vorteilhafter Weise sind beide Former derart aufgebaut und ausgeführt,
geeignet zu sein, eine im Wesentlichen mit gleichem Aufbau ausgeführte Lage
zu erzeugen. Durch das Vergautschen einer Lage mit einer weiteren
Lage, die vorzugsweise in gleicher Weise aufgebaut ist, kann auf
einfache Art und Weise eine hinsichtlich ihrer Struktur in Richtung senkrecht
zur Blattbildungsebene symmetrische Faserstoffbahn erzeugt werden.
Die einzelnen Former sind dazu derart angeordnet und ausgerichtet,
dass die Bandlaufrichtung einander entgegengesetzt ausgerichtet
ist, wobei die Zufuhr zur Gautschzone jeweils mit den Entwässerungsbändern
erfolgt, die die Schichten mit gleichen Eigenschaften abstützen.
Dadurch wird eine spiegelbildliche Vergautschung realisiert.
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In
vorteilhafter Ausführung ist zumindest einer, vorzugsweise
sind beide Former als Gapformer ausgebildet, umfassend zwei endlos
umlaufende Entwässerungsbänder, die unter Bildung
eines Einlaufspaltes zusammenlaufen und im Bereich des Einlaufspaltes
gemeinsam über ein Formierelement und unter Ausbildung
einer Doppelsiebzone geführt werden, wodurch eine sehr
intensive Entwässerung über eine kurze Durchlaufstrecke
realisiert werden kann. Das Formierelement kann in einer ersten
Ausführung von einer rotierbaren Formierwalze gebildet
werden oder einem ortsfesten gekrümmten Formierschuh und
je nach Ausführung und Anforderung im Umschlingungsbereich
durch eine geschlossene oder besaugte Oberfläche charakterisiert
sein.
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Die
Ausführung als Gapformer eignet sich besonders in der Kombination
mit einem Mehrschicht-Stoffauflauf, über welchen wenigstens
drei unterschiedliche Stoffströme einbringbar sind. Je nach
Zusammensetzung und Konsistenz dieser kann es jedoch auch von Vorteil
sein, den oder die Former als Hybridformer auszubilden, umfassend
eine von einem Entwässerungsband ausgebildete Vorentwässerungsstrecke
und eine dieser durch gemeinsame Führung mit einem weiteren
Entwässerungsband gebildete nachgeordnete Doppelsiebzone.
In diesem Fall können in vorteilhafter Weise die einzelnen Schichten
durch unterschiedliche Stoffaufläufe, welche in Reihe zueinander
geschaltet sind, erzeugt werden und die erste Schicht bereits über
die Vorentwässerungsstrecke in gewünschter Weise
fixiert werden, so dass diese eine bereits hinsichtlich ihrer Struktur
vorgefertigte Ausgangslage für den Auftrag der weiteren
Schichten und die Möglichkeit der Einbettung der Bestandteile
dieser aufgrund der Filterwirkung bietet.
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Bezüglich
der Ausführung und Anordnung der einzelnen Entwässerungselemente
in den einzelnen Formern bestehen keine Beschränkungen.
Vorzugsweise werden jedoch möglichst kurz bauende Former
gewählt.
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In
einer vorteilhaften Weiterentwicklung wird zur Verstärkung
des Entwässerungseffektes und der Beeinflussung der Formation
im Bereich der Doppelsiebzone zumindest ein weiteres Entwässerungselement
einem der beiden Entwässerungsbänder zugeordnet.
Dieses kann als eines der nachfolgenden Elemente oder eine Kombination
aus diesen ausgeführt sein:
- – gekrümmtes
Entwässerungselement mit variabel anpressbaren Formationsleisten;
- – Saugkasten;
- – Saugwalze.
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Je
nach Ausführung der Former sind die einzelnen Entwässerungsbänder
als Siebbänder ausgeführt oder eines als Siebband
und das weitere als Filzband.
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Die
Gautschzone kann von den Entwässerungsbändern
der einzelnen Former oder aber durch zusätzliche Unterstützung
einer Gautscheinrichtung in Form einer Nasspresse gebildet werden.
Letztere Möglichkeit bietet den Vorteil der Einstellbarkeit
des Druckes zur Verbindung der einzelnen Lagen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer
symmetrischen Blattstruktur senkrecht zur Blattbildungsebene durch
spiegelbildliches Vergautschen zweier gleich aufgebauter mehrschichtiger
Lagen ist erfindungsgemäß dadurch charakterisiert,
dass die Lagen zumindest dreischichtig ausgeführt werden
und im Endbereich des jeweiligen Formers eine Auswaschung mit Fluid
zum Zwecke de Einlagerung und Einbettung der Fein- und Füllstoffe erfolgt.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend
anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes
dargestellt:
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1a und 1b verdeutlichen
mögliche Ausgestaltungen einer ersten Ausführung
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Blattbildungsvorrichtung;
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2a verdeutlicht
den Aufbau einer Lage;
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2b verdeutlicht
den Aufbau einer Faserstoffbahn aus zwei Lagen;
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3 verdeutlicht
eine Weiterentwicklung gemäß 1a mit
einem Former mit zwei Stoffaufläufen und mit einem weiteren
Entwässerungselement; und
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4 verdeutlicht
beispielhaft eine Ausführung einer erfindungsgemäßen
Blattbildungsvorrichtung gemäß 1a mit
zwei Formern in Form von Crescent-Formern.
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Die 1a verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erste Ausführung
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Blattbildungsvorrichtung 1 in
einer Maschine 2 zur Herstellung von Faserstoffbahnen,
insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen. Die Blattbildungsvorrichtung 1 umfasst
zumindest zwei Former 3 und 4 zur Herstellung
einzelner mehrschichtiger Lagen 5 und 6, die in einer,
beiden Formern 3, 4 in Durchlaufrichtung der herzustellenden
Faserstoffbahn nachgeordneten Gautschzone 8 miteinander
vergautscht werden. Mehrschichtige Lagen 5 und 6 sind
durch einen Aufbau aus einzelnen, mehr oder weniger stark hinsichtlich
der Eigenschaften voneinander abweichenden Schichten S1 bis Sn,
die den Aufbau einer am Ende der Blattbildungsvorrichtung 1 vorliegenden
Faserstoffbahn F in senkrechter Richtung zur Blattbildungsebene
bestimmen, charakterisiert. Der Aufbau der Lage 5 aus drei
Schichten S1 bis S3 ist beispielhaft in 2a wiedergegeben.
Diese Schichten S1 bis Sn, beispielhaft S1 bis S3 in 2a können
unterschiedlich ausgebildet sein, so dass in vertikaler Richtung,
das heißt senkrecht zur Blattbildungsebene, welche durch
die Durchlaufrichtung durch die Maschine 2 und die Breitenrichtung
dieser, die der Y-Richtung im angelegten Koordinatensystem entspricht,
charakterisiert ist, eine unterschiedliche Eigenschaftsverteilung
innerhalb der einzelnen Lage 5, 6 erzielt wird.
Dabei ist zumindest eine der Lagen 5 oder 6, vorzugsweise
sind beide Lagen 5, 6 als dreischichtige Lagen
oder mehr als drei Schichten umfassende Lagen ausgebildet. Die einzelnen
Schichten S1 bis Sn können hinsichtlich ihrer Zusammensetzung
und Eigenschaften variieren.
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Beide
Former 3 und 4 umfassen jeweils zur Bildung einer
derartigen mehrschichtigen Lage 5 beziehungsweise 6 einen
Stoffauflauf 9 beziehungsweise 10, die derart
aufgebaut und angeordnet ist, dass diese zur Bereitstellung der
Stoffströme für die einzelnen Schichten S1 bis
Sn der mehrschichtigen Lagen 5 und 6 geeignet
ist. Dabei werden über den Stoffauflauf 9 beziehungsweise 10 jeweils
zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei unterschiedliche Stoffströme,
für den Stoffauflauf 9 11A, 11B und 11C und
für den Stoffauflauf 10 12A, 12B und 12C bereitgestellt.
Diese können hinsichtlich Zusammensetzung, insbesondere
Faser anteil, Faserart, Eigenschaften der Fasern, Fein- und Füllstoffgehalt,
Konsistenz variieren. Die Bereitstellung erfolgt gemäß 1a in
den Stoffaufläufen 9 und 10, welche jeweils einen
Mehrschicht-Stoffauflauf 13 und 14 mit einer Mehrzahl
von Austrittsdüsen für die einzelnen hinsichtlich
der Art und Zusammensetzung unterschiedlichen Stoffströme
für die verschiedenen Schichten S1 bis Sn umfassen. Die über
den jeweiligen Former 3 und 4 erzeugbaren Lagen 5 und 6 sind
derart aufgebaut, dass diese aus unterschiedlichen Schichten, vorzugsweise
zumindest S1 bis S3 bestehen, um die Eigenschaften der auszubildenden
Faserstoffbahn F in vertikaler Richtung bei gleichzeitig hoher Maschinenleistung
feinfühliger einstellen und steuern zu können.
Vorzugsweise sind beide Former 3 und 4 derart
angeordnet und ausgebildet, dass diese im Wesentlichen hinsichtlich
des Aufbaus gleiche oder ähnliche Lagen 5 beziehungsweise 6 bilden,
welche miteinander innerhalb der Gautschzone 8 spiegelbildlich
vergautscht werden und somit eine Faserstoffbahn F mit symmetrischer
Blattstruktur senkrecht zur Blattbildungsebene und damit in Z-Richtung,
wie in 2b anhand eines Ausschnittes
aus einem Schnitt in der XZ-Ebene der Faserstoffbahn F dargestellt,
ausgebildet wird. Die Faserstoffbahn F wird durch das Vergautschen
der beiden Lagen 5 und 6 gebildet. Dazu werden
die einzelnen hinsichtlich ihres Aufbaus und der Eigenschaften gleichen
oder zumindest vorzugsweise ähnlichen Lagen 5, 6 mit
den jeweiligen Schichten S1 bis S3 spiegelbildlich bezüglich
der durch die Gautschzone 8 beschreibbaren Gautschebene
geführt. Der Schichtaufbau einer einzelnen Lage 5, 6 erfolgt
vorzugsweise derart, dass diese durch eine festigkeitsgebende erste
Faserschicht S1, welche auch als faserdominante Filterhilfsschicht
fungiert und eine fein- und füllstoffhaltige Schicht S2
oder vorzugsweise S3 charakterisiert ist. Die fein- und füllstoffhaltige
Schicht S3 kann direkt auf die festigkeitsgebende erste Faserschicht
S1 oder eine auf diese aufgetragene Schicht, hier S2 aufgetragen
werden. Die Entwässerung wird gezielt einseitig vorgenommen,
und zwar für alle Schichten S1 bis S3. Dadurch wird ein
unsymmetrischer Aufbau der einzelnen Lagen 5, 6 mit
einer entsprechenden Eigenschaftsverteilung hinsichtlich Faserorientierung,
Fein- und Füllstoffverteilung in den einzelnen Schichten
S1 bis Sn innerhalb einer einzelnen Lage 5, 6 erzielt.
Insbesondere werden Fein- und Füllstoffe in die Faserschicht
S1, die bei einseitiger Entwässerung in Richtung der Schicht
S1 als Filterschicht fungiert, eingebettet. In Abhängigkeit
der Beschickung der Former 3, 4 sowie der Entwässerungsrichtung
erfolgt die Ausbildung der einzelnen Lagen 5 und 6 vorzugsweise
mit höherem Feinstoffgehalt auf einer Seite, wobei je nach
Zufuhr zur Gautschzone 8 entweder die fein- und füllstoffhaltigen
Schichten S3 und/oder die Faserschichten S1 der einzelnen Lagen 5, 6 miteinander
vergautscht werden. Zur Erzielung einer symmetrischen Blattstruktur
werden die einzelnen Lagen spiegelbildlich miteinander vergautscht.
Die Zuführung der einzelnen Lagen 5 und 6 zur
Gautschzone 8 erfolgt dazu derart, dass diese mit ihren Schichten
gleicher oder ähnlicher Eigenschaften zusammengeführt
werden. Nach dem Vergautschen ist aufgrund des spiegelbildlichen
Vergautschens die im Ergebnis erzielte Faserstoffbahn F hinsichtlich
ihres Aufbaus in vertikaler Richtung, das heißt Z-Richtung beziehungsweise
senkrecht zur Blattbildungsebene wieder symmetrisch, wie in der 2b dargestellt.
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Die 1a verdeutlicht
eine Ausführung der beiden Former 3, 4 als
Gapformer, wobei dem einzelnen Gapformer jeweils ein Stoffauflauf 9 beziehungsweise 10 vorgeordnet
ist. Die Gapformer umfassen jeweils zwei endlos umlaufende Entwässerungsbänder 19, 20 und 21, 22,
welche unter Bildung eines Einlaufspaltes 15, 16 zusammenlaufen
und im Bereich des Einlaufspaltes 15, 16 über
ein Entwässerungselement, insbesondere Formierelement 23, 24, welches
im dargestellten Fall als Formierwalze ausgebildet ist, geführt
sind. Das äußere Entwässerungsband 20 und 21 wird
dem Formierelement 23, 24 jeweils über
eine Brustwalze 25, 26 zugeführt. Der Gapformer
wird über den jeweiligen Einlaufspalt 15, 16 durch
den Stoffauflauf 9, 10 mit den, die einzelnen Schichten
S1 bis S3 bildenden Stoffströmen 11A bis 11C und 12A bis 12C beschickt,
welche hinsichtlich ihrer Zusammensetzung variieren können.
Die bevorzugt einseitige Entwässerung wird durch die Nutzung
der Strahlenenergie in Verbindung mit der Spannung der Entwässerungsbänder 19, 20, 21, 22 und
Zentrifugalkraft erzielt. Bei den Entwässerungsbändern 19 und 20 beziehungsweise 21 und 22 handelt
es sich je nach Ausführung des einzelnen Formers 3 und 4 um
Siebbänder oder aber hier nicht dargestellt, um ein Siebband
und ein Band, insbesondere Filzband.
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1a verdeutlicht
eine Ausführung eines Gapformers in Form eines Doppelsiebformers 17, 18. Das
Entwässerungsband 19, 21 bildet ein inneres Entwässerungsband
und das Entwässerungsband 20, 22 jeweils
ein äußeres Entwässerungsband. Der Bereich
der ausgebildeten Doppelsiebzone erstreckt sich bis zu einer Umlenkrolle
U1, U2 in einem der beiden Entwässerungsbänder,
hier jeweils dem äußeren Entwässerungsband 20, 22.
Die gebildete Lage 5, 6 wird dann mit dem jeweils
inneren Entwässerungsband 19, 21 weitergeführt,
welches dem Entwässerungsband entspricht, welches entgegengesetzt
zur Entwässerungsrichtung bei einseitiger Entwässerung ausgerichtet
ist.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführung ist es ferner
vorgesehen, dass bei idealem Trockengehalt, gegebenenfalls unter
Einsprühung von zusätzlichen chemischen Additiven,
wie beispielsweise Stärke, auf die bereits gebildeten Lagen
das Vergautschen erfolgt. In diesem Fall ist eine entsprechende, hier
im Einzelnen nicht dargestellte Einrichtung vor der Gautschzone 8 vorgesehen.
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Die
sich in Führungsrichtung der einzelnen Lagen 5, 6 anschließende
Gautschzone 8 wird durch Zusammenführen jeweils
eines Entwässerungsbandes der einzelnen Former, hier 19 und 21 über
einen Teilbereich ihres Umlaufweges in Faserstoffbahnführungsrichtung
gebildet. Bei der Gautschzone 8 kann es sich gemäß der 1a um
eine Zone örtlich begrenzten höheren Druckes handeln.
In diesem Fall ist eine Gautscheinrichtung 7 vorgesehen,
die von zwei in den jeweiligen Bespannungen 19 und 21 angeordneten
und einen Pressspalt miteinander bildenden Walzen gebildet wird.
Gemäß 1b ist
es auch denkbar, die Gautschzone 8 von einem Bereich der Entwässerungsbänder,
der allein durch einen Bereich der gemeinsame Führung der
jeweiligen Entwässerungsbänder 19 und 20 der
einzelnen Former 3 und 4 charakterisiert ist,
zu bilden. In diesem Fall ist jedoch ein entsprechend hoher Trockengehalt
der einzelnen Lagen 5, 6 vor der Vergautschung
sicherzustellen, weshalb in 1b weitere
Entwässerungselemente E dem ersten Former 3 nachgeordnet und
der Gautschzone 8 vorgeordnet vorgesehen sind. Im Anschluss
an die Gautschzone 8 erfolgt die Trennung der beiden Entwässerungsbänder 19, 21 und
die Weiterführung mit einem, vorzugs weise dem Entwässerungsband 19.
Im anschließenden Übergabebereich B erfolgt die Übergabe
der vergautschten Faserstoffbahn F an die nachfolgende Funktionseinheit
in Form einer Pressenpartie.
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Die
Beschickungsrichtungen der einzelnen Former 3 und 4 beziehungsweise
deren Durchlaufrichtung ausgehend von dem jeweiligen Stoffauflauf 9, 10 erfolgt
einander entgegengerichtet. Dadurch wird bei Zusammenführung
der beiden inneren Entwässerungsbänder 19, 21 gewährleistet,
dass die Oberflächen beziehungsweise Seiten der Lagen 5, 6, welche
frei von einer direkten Stützung durch diese sind, miteinander
in Berührung gelangen und verbunden werden. Der einzelne
Former 3 beziehungsweise 4 ist derart aufgebaut,
dass jeweils das Entwässerungsband 19, 21 die
untere oder innere Bespannung darstellt, während das zweite
Entwässerungsband 20 beziehungsweise 22 die
obere oder äußere Bespannung darstellt. Die Entwässerungsbänder 19, 21 bilden
die fein- und füllstoffhaltige Schicht S3 stützende
und berührende Bespannung. Dazu ist der einzelne Former 3 und 4 derart
aufgebaut, dass die Blattbildung bereits im Bereich des Anfanges
beziehungsweise Einlaufspaltes 15, 16 in den jeweiligen
Former 3 beziehungsweise 4 erfolgt. Die Entwässerung
an der so genannten Formierwalze erfolgt aufgrund der Zentrifugalkräfte
sowie der Spannung der diese umschlingenden Entwässerungsbänder 19, 20 beziehungsweise 21, 22 im
Umschlingungsbereich. Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausführung kann zur Erhöhung des Entwässerungseffektes
das Formierelement 23 beziehungsweise 24 zusätzlich
besaugt ausgebildet werden. Des Weiteren ist dem Formierelement 23, 24 ein
weiteres Entwässerungselement 27, 28 nachgeordnet.
Dieses ist in Form eines Saugkastens ausgebildet und im äußeren
Entwässerungsband 20, 22 angeordnet.
Bei zumindest dreischichtiger Ausbildung der einzelnen Lagen 5, 6 sind im
Endbereich des jeweiligen Formers 3, 4 erfindungsgemäß des
weiteren Mittel 29, 30 zur Auswaschung vorgesehen,
um die Fein- und Füllstoffe aus den Schichten S3 in die
Faserschicht S1 einzubetten.
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Die
Ausführungen gemäß der 1a und 1b sind
durch Stoffaufläufe 9 beziehungsweise 10 in
Form von Mehrschicht-Stoffaufläufen charakterisiert. Diese
sind dadurch charakterisiert, dass durch eine Einrichtung gleichzeitig
eine Mehrzahl von einzelnen Faserstoffsuspensionsströmen 11A bis 11C, 12A bis 12C in
die Blattbildungsvorrichtung 1 eingebracht werden. Die
einzelnen Stoffströme können hinsichtlich der
Art und/oder Konsistenz und/oder anderer Eigenschaften voneinander
variieren. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass die Einbringung
zur Erzeugung der einzelnen Schichten derart zueinander erfolgt,
dass diese auch geeignet sind, den entsprechend genannten und gewünschten
Schichtaufbau zu gewährleisten. Dies heißt, dass
bereits der die erste Schicht S1 bildende Stoffstrom 11A beziehungsweise 12A im
Wesentlichen sehr faserstoffhaltig ist, während in dem,
die zweite oder dritte Schicht bildenden Stoffstrom 11C überwiegend
Füllstoffe enthalten sind. Je nach Ausführung
der unmittelbar in den Einlaufbereich 15, 16 sich
anschließenden Entwässerungselemente sowie der
Betriebsparameter dieser kann unter Umständen auch bei
annähernd gleicher Zusammensetzung und Konsistenz der einzelnen
Stoffströme eine derartige Verteilung erzielt werden, was
jedoch mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist, weshalb
vorzugsweise eine Beschickung mit Stoffströmen entsprechender
Eigenschaften erfolgt.
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Bei
den in den 1a und 1b dargestellten
Ausführungen umfasst der Mehrschicht-Stoffauflauf zumindest
drei Austrittsdüsen für jeweils unterschiedliche
oder auch gleichartige Stoffströme 11A bis 11C, 12A bis 12C zur
Erzeugung unterschiedlicher Schichten S1 bis S3 an den einzelnen Lagen 5 und 6.
Auch ist es denkbar, den Stoffauflauf mit einer größeren
Anzahl derartiger Stoffauflaufdüsen auszugestalten, beispielsweise
zur Erzeugung von drei- oder mehrschichtigen Lagen 5 und 6.
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Gemäß einer
Weiterentwicklung ist es gemäß 3 am
Beispiel eines Ausschnittes für einen Former 3 vorgesehen,
der Stoffauflauf 9 aus zumindest zwei in Reihe geschalteten
einzelnen Stoffaufläufen 31 und 32 auszubilden.
Dabei kann beispielhaft der Stoffauflauf 32 als Mehrschichten-Stoffauflauf
für die Beschickung mit den Stoffströmen 11B und 11C zur
Ausbildung der zwei Schichten S2 und S3 ausgeführt sein,
während der Stoffauflauf 31 lediglich dem Aufbringen eines
Stoffstromes 11A dient. Durch eine nacheinander in Reihe
geschaltete Anordnung von Stoffaufläufen 31 und 32 ist
es möglich, eine einseitige Vorentwässerung der
ersten Faserschicht S1, welche als Filterhilfsschicht fungiert,
auf jeden Fall zu gewährleisten, wobei dann der zweite
in Durchlaufrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordnete Stoffauflauf 32 auf
die gebildete Schicht S1 aufträgt und erst in diesem Bereich
das zweite Entwässerungsband 20 hinzugelangt.
Der Former 3 ist in diesem Fall als Hybridformer ausgeführt,
wobei das innere Entwässerungsband 19 einen Einsiebbereich unter
Ausbildung einer Vorentwässerungsstrecke 33 bildet.
Der Stoffstrom 11A, welcher vorzugsweise sehr faserhaltig
ist, wird direkt auf den vom Entwässerungsband 19 über
einen Siebtisch 34 gebildeten Bereich aufgebracht und bereits
vorformiert, so dass die Schicht S1 vor dem Auftrag der weiteren
Stoffströme 11B und 11C durch eine bestimmte
Formation charakterisiert ist und als Filterschicht fungieren kann.
Die beiden Stoffströme 11B und 11C werden über
einen Stoffauflauf 32 in Form eines Mehrschichten-Stoffauflaufes
im Bereich eines zwischen den Entwässerungsbändern 19 und 20,
insbesondere Siebbändern gebildeten Einlaufspaltes 15 eingebracht.
Die Entwässerungsbänder 19, 20 bilden
im Bereich ihrer gemeinsamen Führung eine Doppelsiebzone 35.
In diesem sind Entwässerungselemente, insbesondere ein
besaugbarer Obersiebsaugkasten 36 im äußeren
Entwässerungsband 20 und in einer vorteilhaften
Weiterentwicklung ein Entwässerungselement 37 mit
flexibel anpressbaren Leisten im inneren Entwässerungsband 19 angeordnet,
um die Entwässerung in Richtung der späteren Außenseite
der entstehenden Faserstoffbahn F zu erhöhen und damit
die fein- und füllstoffhaltige Schicht an der Außenseite
der Faserstoffbahn durch Ausbildung an der jeweiligen Lage 5 und 6 an
der Unterseite auszubilden. Das Entwässerungselement 37 ist
als Formierschuh mit flexiblen Formierleisten ausgebildet. Dieses
umfasst in vorteilhafter Weise zumindest zwei Zonen, welche mit
Vakuum beaufschlagt werden. Mit dem Vakuum kann die Struktur der
entstehenden Lage 5 beziehungsweise 6 in Z-Richtung
gesteuert werden. Dazu werden die einzelnen Formierleisten mit einem
pneumatischen Anpresssystem flexibel an den Formierschuh gepresst.
Dabei ist die Qualität der entsprechenden Faserstoffbahn
F im Wesentlichen von der Geometrie der Leisten und deren Halterungen
abhängig. Ein derartiges Entwässe rungselement 37 ist
auch in den Ausführungen gemäß der 1a und 1b in
den Former 3, 4 integrierbar.
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Bezüglich
der konkreten Ausführung der einzelnen Former 3 und 4 bestehen
keine Restriktionen. Entscheidend ist, dass der Former 3 beziehungsweise 4 geeignet
sein muss, zumindest eine Lage mit unsymmetrischem Schichtaufbau
senkrecht zur Durchlaufrichtung der Faserstoffsuspension beziehungsweise
der dann entstehenden Lage zu erzielen, wobei jeweils mit beiden
Formern vorzugsweise annähernd hinsichtlich ihrer Eigenschaften
gleiche Lagen erzeugt werden, die miteinander so zur Faserstoffbahn
F vergautscht werden, die dann senkrecht zur Durchlaufrichtung durch
einen symmetrischen Aufbau charakterisiert ist.
-
Demgegenüber
verdeutlicht die 4 eine weitere Ausführung
der einzelnen Former 3, 4 in Form von so genannten
Crescent-Formern. Bei diesen handelt es sich um Maschinen, bei denen
die Blattbildung nicht mit einem Doppelsieb, sondern zwischen einer
Bespannung in Form eines Siebbandes als Entwässerungsband 20, 22 und
einem Entwässerungsband 19, 21 in Form
eines Filzbandes erfolgt. Eine derartige Anordnung ist beispielhaft
in der 5 wiedergegeben, wobei die
Vergautschung an den von dem Filzband freien Seiten der entstehenden
Lage 5 und 6 erfolgt. Der Grundaufbau entspricht dem
in 1a beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente
die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Allerdings ist hier
der Formierwalze 23, 24 im Umschlingungsbereich
mit den Entwässerungsbändern 19, 20 und 21, 22 im äußeren
Entwässerungsband 20, 22 ein Entwässerungselement 27, 28 in Form
eines Saugkastens zugeordnet.
-
- 1
- Blattbildungsvorrichtung
- 2
- Maschine
zur Herstellung von Faserstoffbahnen
- 3
- Former
- 4
- Former
- 5
- Lage
- 6
- Lage
- 7
- Gautscheinrichtung
- 8
- Gautschzone
- 9
- Stoffauflauf
- 10
- Stoffauflauf
- 11A,
11B, 11C
- Stoffstrom
- 12A,
12B, 12C
- Stoffstrom
- 13
- Mehrschichten-Stoffauflauf
- 14
- Mehrschichten-Stoffauflauf
- 15
- Einlaufspalt
- 16
- Einlaufspalt
- 17
- Doppelsiebformer
- 18
- Doppelsiebformer
- 19
- Entwässerungsband
- 20
- Entwässerungsband
- 21
- Entwässerungsband
- 22
- Entwässerungsband
- 23
- Formierelement
- 24
- Formierelement
- 25
- Brustwalze
- 26
- Brustwalze
- 27
- Entwässerungselement
- 28
- Entwässerungselement
- 29
- Mittel
zum Auswaschen
- 30
- Mittel
zum Auswaschen
- 31
- Stoffauflauf
- 32
- Stoffauflauf
- 33
- Vorentwässerungsstrecke
- 34
- Siebtisch
- 35
- Doppelsiebzone
- 36
- Obersiebsaugkasten
- 37
- Entwässerungselement
- B
- Übergabebereich
- F
- Faserstoffbahn
- F
- Faserstoffbahn
- S1,
S2, S3
- Schicht
- U1
- Umlenkrolle
- U2
- Umlenkrolle
- X,
Y, Z
- Koordinatensystem
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1262596
A2 [0005]
- - WO 00/44980 A1 [0006]
- - EP 1138822 A2 [0007]
- - US 2002/0060003 A1 [0008]
- - EP 0863254 A2 [0008]