DE102015209389A1

DE102015209389A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochgefüllten Papieren

Info

Publication number: DE102015209389A1
Application number: DE102015209389.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Markus Häussler; Reinhard Leigraf
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-11-24
Also published as: CN107667195A; EP3298193A1; CN107667195B; EP3298193B1; WO2016188715A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochgefüllten Papieren, insbesondere von Dekorpapieren zum Aufbringen auf ein Trägermaterial, aus einer wässrigen Suspension, wobei die Suspension mittels eines Stoffauflaufs (1) auf ein umlaufendes Entwässerungssieb aufgebracht wird, welcher einen Turbulenzgenerator (2) mit mehreren nebeneinander angeordneten Turbulenzkanälen (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n), welche eine Zeile bilden, umfasst, wobei dem Turbulenzgenerator (2) unmittelbar anschließend eine Düse (3) nachgeordnet ist, und die Suspension durch die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) und durch die Düse (3) zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles, geleitet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Papiere aus einer wässrigen Suspension mit einer Gesamtstoffdichte von mehr als 1,5%, einer Faserstoffdichte von weniger als 1,2% und einem Asche-Massenanteil von größer als 30% hergestellt werden, und dass mindestens 3 Zeilen (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) übereinander angeordnet werden und dass die Suspension durch die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) mit einem maximalen hydraulischen Durchmesser (12) von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 20 mm geführt wird und danach durch eine Düse (3) mit einer Länge (6) von mehr als 500 mm, insbesondere von mehr als 700 mm geführt wird und in der Düse (3) zwischen den benachbarten Zeilen des Turbulenzgenerators (2) Lamellen (4) eingesetzt werden, welche sich, beginnend am Turbulenzgenerator (2), über zumindest einen Teil der Länge (6) der Düse erstrecken. Die Erfindung betrifft auch einen Stoffauflauf zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochgefüllten Papieren, insbesondere von Dekorpapieren zum Aufbringen auf ein Trägermaterial, aus einer wässrigen Suspension, wobei die Suspension mittels eines Stoffauflaufs auf ein umlaufendes Entwässerungssieb aufgebracht wird, welcher einen Turbulenzgenerator mit mehreren nebeneinander angeordneten und eine Zeile bildende Turbulenzkanäle umfasst, und dem Turbulenzgenerator unmittelbar anschließend eine Düse nachgeordnet ist, und die Suspension durch die Turbulenzkanäle und durch die Düse zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles, geleitet wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Hochgefüllte Papiere enthalten einen hohen Anteil an Füllstoffen, der höher ist als bei Schreib- und Druckpapieren oder bei Karton und Verpackungspapieren. Dieser führt bei der Herstellung der Papiere zu besonderen Herausforderungen zur Erreichung der gewünschten Qualität hinsichtlich ihrer weiteren Be- und Verarbeitung und auch hinsichtlich der Gebrauchseigenschaften. Zu den hochgefüllten Papieren zählen auch Dekorpapiere. Dekorpapiere sind Spezialpapiere zur Oberflächenveredelung von Holzwerkstoffen zur Herstellung von Küchenarbeitsplatten, Laminatfußböden, Möbeln und anderen Endprodukten. Die Dekorpapiere werden dabei auf Trägermaterialien laminiert. Die Oberfläche des Dekorpapieres wird mit Mustern, wie beispielsweise Holznachbildungen oder auch mit anderen ein- oder mehrfarbigen Designs bedruckt. Zur Erzielung des gewünschten Druckergebnisses muss das Dekorpapier eine sehr gleichmäßige Formation, Dimensionsstabilität und Glätte aufweisen um die geforderten optischen Eigenschaften der fertigen Produkte sicherzustellen. Für die Weiterverarbeitung der Endprodukte ist auch eine gewisse Festigkeit der Dekorpapiere notwendig. Um dies zu erreichen, werden die Dekorpapiere mit Harz imprägniert. Auch für diesen Schritt sind gleichmäßige Eigenschaften der Dekorpapiere notwendig, um eine gleichmäßige Penetration des Harzes zu gewährleisten.
Durch die steigenden Anforderungen an die Qualität können kleinste Störungen in der Gleichmäßigkeit der Beschaffenheit der hochgefüllten Papiere, insbesondere der Dekorpapiere, zu Beeinträchtigungen oder zu einer Limitierung der Qualität der Endprodukte führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung die Qualität von hochgefüllten Papieren, insbesondere von Dekorpapieren, hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Beschaffenheit zu verbessern, um die steigenden Anforderungen an die Qualität der Endprodukte zu erfüllen.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zur Herstellung von hochgefüllten Papieren, insbesondere von Dekorpapieren zum Aufbringen auf ein Trägermaterial, aus einer wässrigen Suspension vorgeschlagen, wobei die Suspension mittels eines Stoffauflaufs auf ein umlaufendes Entwässerungssieb aufgebracht wird, welcher einen Turbulenzgenerator mit mehreren nebeneinander angeordneten Turbulenzkanälen, welche eine Zeile bilden, umfasst, und dem Turbulenzgenerator unmittelbar anschließend eine Düse nachgeordnet ist, und die Suspension durch die Turbulenzkanäle und durch die Düse zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles, geleitet wird. Erfindungsgemäß werden die Papiere aus einer wässrigen Suspension mit einer Gesamtstoffdichte von mehr als 1,5%, einer Faserstoffdichte von weniger als 1,2% und einem Asche-Massenanteil von größer als 30% hergestellt, und wobei mindestens 3 Zeilen übereinander angeordnet werden und die Suspension durch die Turbulenzkanäle mit einem maximalen hydraulischen Durchmesser von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 20 mm und danach durch eine Düse mit einer Länge von mehr als 500 mm, insbesondere von mehr als 700 mm geführt wird. In der Düse werden zwischen den benachbarten Zeilen des Turbulenzgenerators Lamellen eingesetzt, welche sich, beginnend am Turbulenzgenerator, über zumindest einen Teil der Länge der Düse erstrecken.
Dabei errechnet sich

• die Gesamtstoffdichte aus der Gesamtmasse der Feststoffe, also der Faser- und der Aschemasse dividiert durch die Gesamtmasse der Feststoffe und der Masse der Flüssigkeit
• die Faserstoffdichte aus der Masse der Fasern dividiert durch die Gesamtmasse der Feststoffe und der Masse der Flüssigkeit
• Asche-Masseanteil aus der Masse der Asche dividiert durch die Gesamtmasse der Feststoffe

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht trotz des sehr hohen Asche-Masseanteils und der sehr niedrigen Faserstoffdichte einerseits eine ausreichende Durchmischung der Komponenten der Suspension und andererseits einen hydraulisch sehr gleichmäßigen Stoffstrahl als Voraussetzung für eine gleichmäßige Entwässerung und Blattbildung. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren werden die hydraulischen Instabilitäten im Suspensionsstrahl soweit vermindert, dass die Planlage des Dekorpapiers wesentlich verbessert wird. Durch die Erfindung konnten unter anderem Störungen und Fehlstellen beim Laminierungsprozess eliminiert werden.
Die Erfindung wirkt sich insbesondere bei höheren Durchsätzen der Suspension von mehr als 4000 l/(min·m_{Arbeitsbreite}) und bei Geschwindigkeiten des Suspensionsstrahles von mehr als 400 m/min besonders vorteilhaft aus, da gerade bei steigenden Durchsätzen und Geschwindigkeiten das Erreichen einer ausreichenden Gleichmäßigkeit der Beschaffenheit der hochgefüllten Papiere, insbesondere Dekorpapiere, zunehmend schwieriger wird.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn mindestens 4 Zeilen, insbesondere mindestens 5 Zeilen, übereinander angeordnet werden. Dadurch werden die hydraulischen Instabilitäten im Suspensionsstrahl reduziert.
Die Gesamtstoffdichte der Suspension kann bis zu 3% und mehr und der Asche-Massenanteil kann bis zu 90%, vorzugsweise 50% bis 80%, betragen. Die Faserstoffdichte kann bis auf 0,8% und weniger, insbesondere bis auf 0,6%, und weniger, abgesenkt werden, ohne die Qualität der Dekorpapierbahn zu beeinträchtigen. Die Erfindung ermöglicht daher ein breites Spektrum an Dekorpapiersorten mit guter Qualität herzustellen.
In einem praktischen Beispiel wird die Suspension durch das Entwässerungssieb hindurch entwässert und anschließend gepresst, thermisch getrocknet und die dadurch gebildete Papierbahn aufgewickelt.
Die hochgefüllte Papierbahn, insbesondere die Dekorpapierbahn, kann, vorzugsweise mit Kunstharz, imprägniert werden. Dadurch wird die Weiterverarbeitbarkeit verbessert.
Die hergestellte hochgefüllte Papierbahn, insbesondere die Dekorpapierbahn, wird zum Aufbringen auf ein Trägermaterial durch laminieren, vorgesehen. Sie wird unter Druck und erhöhter Temperatur mit dem Trägermaterial verbunden. Dadurch können Endprodukte wie beispielsweise Küchenarbeitsplatten, Laminatfußböden, Möbel und andere hergestellt werden.
Es ist auch denkbar dass die Papierbahn auf das Trägermaterial aufgeklebt wird.
In einer praktischen und vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Turbulenzkanäle, in Durchströmrichtung gesehen, einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt und einen Endabschnitt mit einem Austrittsquerschnitt. Diese Abschnitte weisen einen hydraulischen Durchmesser auf, der sich aus der vierfachen Querschnittsfläche dividiert durch den Umfang des jeweiligen Abschnitts des Turbulenzkanals errechnet. Das Verhältnis zwischen dem hydraulischen Durchmesser des zweiten Abschnittes und dem hydraulischen Durchmesser des ersten Abschnittes ist dabei größer oder gleich 1,25. Durch diese als Stufensprung ausführbare Querschnittserweiterung werden ausreichend hohe Scherkräfte und Turbulenzen zur ausreichenden Durchmischung der Komponenten der Suspension erzeugt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Summe der Längen des zweiten Abschnittes und des Endabschnittes 4 bis 10 mal der Wurzel aus der Austrittsfläche, wobei die Austrittsfläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist. Der zweite Abschnitt kann beispielsweise über einen ablösungsfreien Diffusor in den Endabschnitt übergehen. Dies trägt zur Vermeidung oder Reduzierung von hydraulischen Instabilitäten im Suspensionsstrahl bei und somit zur Verbesserung der Planlage des hochgefüllten Papiers, insbesondere des Dekorpapiers, und zur Reduzierung von Störungen und Fehlstellen beim Laminierungsprozess.
Ferner ist es auch denkbar, dass der zweite Abschnitt den Endabschnitt beinhaltet. In diesem Falle bildet der zweite Abschnitt auch den Austrittsquerschnitt mit einer Austrittsquerschnittsfläche. Der Turbulenzkanal weist also nur zwei Abschnitte auf. Die Länge des zweiten Abschnittes beträgt somit 4 bis 10 mal der Wurzel aus der Fläche des Austrittsquerschnitts, wobei die Fläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist die Länge der Lamellen gleich oder unterschiedlich.
Die Länge der Lamellen liegt zwischen dem 0,3- und 1,2-fachen, insbesondere zwischen dem 0,5- und 0,8-fachen der Länge der Düse.
In einer vorteilhaften Ausführung weist die Düse einen einer Zeile zugeordneten Eintrittsquerschnitt auf und das Verhältnis zwischen der Fläche des Eintrittsquerschnittes und der Summe der Austrittsquerschnitte der Turbulenzkanäle einer Zeile kleiner als 1,75 ist, wobei der Eintrittsquerschnitt der Düse der durchströmbare Querschnitt ist. Dadurch werden grobe hydraulische Instabilitäten im Suspensionsstrahl vermieden.
Vorteilhafterweise beträgt die Fläche des Austrittsquerschnittes weniger als 600 mm², vorzugsweise weniger als 350 mm².
Der Austrittsquerschnitt der einzelnen Turbulenzkanäle kann rechteckig oder quadratisch oder sechseckig ausgeführt sein.
In einer praktischen Ausgestaltung wird die Suspension durch die Düse mit einer Spaltweite des Austrittsspaltes im Bereich von 7 bis 14 mm, insbesondere von 8 bis 11 mm, geführt.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen wenn die Suspension geradlinig durch den Turbulenzgenerator und die Düse geführt wird. Die Kanäle des Turbulenzgenerators sind also im Wesentlichen fluchtend zur Düse angeordnet, so dass keine Strömungsumlenkung notwendig ist.
Die Aufgabe wird auch durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruches 8 gelöst. Es wird ein Stoffauflauf zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von hochgefüllten Papieren, insbesondere von Dekorpapieren zum Aufbringen auf ein Trägermaterial, vorgeschlagen. Der Stoffauflauf umfasst einen Turbulenzgenerator mit mehreren nebeneinander angeordneten Turbulenzkanälen, welche eine Zeile bilden, wobei dem Turbulenzgenerator unmittelbar anschließend eine Düse nachgeordnet ist, und wobei eine wässrige Suspension durch die Turbulenzkanäle und durch die Düse zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles, hindurchführbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass durch den Stoffauflauf eine wässrige Suspension mit einer Gesamtstoffdichte von mehr als 1,5%, einer Faserstoffdichte von weniger als 1,2% und einem Asche-Massenanteil von größer als 30% hindurchführbar ist, und dass mindestens 3 Zeilen übereinander angeordnet sind und dass die Turbulenzkanäle einen maximalen hydraulischen Durchmesser von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 20 mm aufweisen und dass die Düse eine Länge von mehr als 500 mm, insbesondere von mehr als 700 mm besitzt und in der Düse zwischen den benachbarten Zeilen des Turbulenzgenerators Lamellen eingesetzt sind, welche sich, beginnend am Turbulenzgenerator, über zumindest einen Teil der Länge der Düse erstrecken.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn mindestens 4 Zeilen, insbesondere mindestens 5 Zeilen, übereinander angeordnet werden. Dadurch werden die hydraulischen Instabilitäten im Suspensionsstrahl reduziert.
In einem praktischen Fall sind zwischen den Zeilen aus Turbulenzkanälen Lamellenhalter zur Befestigung der Lamellen angeordnet.
Ferner kann dem Stoffauflauf ein Formierbereich, ein Pressenbereich, ein Trocknungsbereich, ein Aufwickelbereich und eine Imprägniervorrichtung und /oder eine Laminiervorrichtung nachgeordnet sein.
In einer praktischen und vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Turbulenzkanäle, in Durchströmrichtung gesehen, einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt und einen Endabschnitt mit einem Austrittsquerschnitt. Diese Abschnitte weisen einen hydraulischen Durchmesser auf, der sich aus der vierfachen Querschnittsfläche dividiert durch den Umfang des jeweiligen Abschnitts des Turbulenzkanals errechnet. Das Verhältnis zwischen dem hydraulischen Durchmesser des zweiten Abschnittes und dem hydraulischen Durchmesser des ersten Abschnittes ist dabei größer oder gleich 1,25. Durch diese als Stufensprung ausführbare Querschnittserweiterung werden ausreichend hohe Scherkräfte und Turbulenzen zur ausreichenden Durchmischung der Komponenten der Suspension erzeugt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Summe der Längen des zweiten Abschnittes und des Endabschnittes 4 bis 10 mal der Wurzel aus der Austrittsfläche, wobei die Austrittsfläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist. Der zweite Abschnitt kann beispielsweise über einen ablösungsfreien Diffusor in den Endabschnitt übergehen. Dies trägt zur Vermeidung oder Reduzierung von hydraulischen Instabilitäten im Suspensionsstrahl bei und somit zur Verbesserung der Planlage des hochgefüllten Papiers, insbesondere des Dekorpapiers, und zur Reduzierung von Störungen und Fehlstellen beim Laminierungsprozess.
Ferner ist es auch denkbar, dass der zweite Abschnitt den Endabschnitt beinhaltet. In diesem Falle bildet der zweite Abschnitt auch den Austrittsquerschnitt mit einer Austrittsquerschnittsfläche. Der Turbulenzkanal weist also nur zwei Abschnitte auf. Die Länge des zweiten Abschnittes beträgt somit 4 bis 10 mal der Wurzel aus der Fläche des Austrittsquerschnitts, wobei die Fläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist die Länge der Lamellen gleich oder unterschiedlich.
Die Länge der Lamellen liegt zwischen dem 0,3- und 1,2-fachen, insbesondere zwischen dem 0,5- und 0,8-fachen der Länge der Düse.
In einer vorteilhaften Ausführung weist die Düse einen einer Zeile zugeordneten Eintrittsquerschnitt auf und das Verhältnis zwischen der Fläche des Eintrittsquerschnittes und der Summe der Austrittsquerschnitte der Turbulenzkanäle einer Zeile kleiner als 1,75 ist, wobei der Eintrittsquerschnitt der Düse der durchströmbare Querschnitt ist. Dadurch werden grobe hydraulische Instabilitäten im Suspensionsstrahl vermieden.
Vorteilhafterweise beträgt der Austrittsquerschnitt weniger als 600 mm², vorzugsweise weniger als 350 mm².
Der Austrittsquerschnitt der einzelnen Turbulenzkanäle kann rechteckig oder quadratisch oder sechseckig ausgeführt sein.
In einer praktischen Ausgestaltung wird die Suspension durch die Düse mit einer Spaltweite des Austrittsspaltes im Bereich von 7 bis 14 mm, insbesondere von 8 bis 11 mm, geführt.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen wenn die Suspension geradlinig durch den Turbulenzgenerator und die Düse geführt wird. Die Kanäle des Turbulenzgenerators sind also im Wesentlichen fluchtend zur Düse angeordnet, so dass keine Strömungsumlenkung notwendig ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs in schematischer und stark vereinfachter Darstellung;
2 eine Ansicht entgegen der Durchströmrichtung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs nach 1 in schematischer und stark vereinfachter Darstellung;
Die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs nach 1 zeigt in einem Schnitt längs zur Durchströmrichtung D einen Turbulenzgenerator 2 und eine Düse 3 mit Lamellen 4. Der Turbulenzgenerator 2 umfasst eine Vielzahl von Turbulenzkanälen 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n. Über die Breite des Stoffauflaufes (1) sind jeweils ein Teil der Vielzahl von Turbulenzkanälen 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n nebeneinander angeordnet und bilden jeweils eine Zeile 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 aus Turbulenzkanälen. Insgesamt umfasst der Stoffauflauf in diesem Beispiel vier übereinanderliegenden Zeilen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4. Jeder Turbulenzkanal 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n weist einen ersten Abschnitt 8, in den die Suspension zugeführt wird, einen zweiten Abschnitt 9 und einen Endabschnitt 10 auf. Die hydraulischen Durchmesser der einzelnen Abschnitte werden in Durchströmrichtung D größer. Der erste Abschnitt 8 besteht aus einem rohrförmigen Querschnitt, der in einer stufensprungartigen Erweiterung in den zweiten Abschnitt 9, der ebenfalls aus einem rohrförmigen Querschnitt gebildet wird, übergeht. Das Verhältnis zwischen dem hydraulischen Durchmesser des zweiten Abschnittes 9 und dem hydraulischen Durchmesser des ersten Abschnittes 8 ist dabei größer oder gleich 1,25. Diese plötzliche Erweiterung sorgt für eine gute Durchmischung der in der wässrigen Suspension enthaltenen Feststoffe. Der auf den zweiten Abschnitt folgende Endabschnitt 10 bildet einen Übergang vom runden Querschnitt des zweiten Abschnittes 9 zu einem quadratischen Querschnitt des Austrittsquerschnittes 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n des Turbulenzkanales 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n. in die Düse 3. Es ist jedoch auch möglich, dass der zweite Abschnitt 9 den Endabschnitt 10 beinhaltet. In diesem Falle bildet der Querschnitt des zweiten Abschnittes 9 auch den Austrittsquerschnitt 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n mit einer Austrittsquerschnittsfläche des Turbulenzkanales 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n. Der Stufensprung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 9 findet dann von einem runden auf einen quadratischen Querschnitt statt. Die Summe der Längen 9L des zweiten Abschnittes 9 und des Endabschnittes 10 beträgt 4 bis 10 mal des Wertes aus der Wurzel aus der Austrittsfläche des Austrittsquerschnittes 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n, wobei die Austrittsfläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist. Der zweite Abschnitt 9 geht in diesem Beispiel über einen ablösungsfreien Diffusor in den Endabschnitt 10 über. Die Austrittsfläche des Austrittsquerschnittes 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n beträgt weniger als 600 mm², vorzugsweise weniger als 350 mm². Der Austrittsquerschnitt der einzelnen Turbulenzkanäle 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n ist in diesem Beispiel quadratisch ausgeführt. Zwischen allen benachbarten Zeilen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 sind Lamellenhalter 14 zur Befestigung der Lamellen 4 angeordnet. Die Lamellen 4 sind dünner als die Lamellenhalter 14 ausgeführt und erstrecken sich bis kurz vor dem Ende der Düse im Bereich des Austrittsspaltes mit der Spaltweite 15. In diesem Beispiel beträgt die Düsenlänge das 0,8-fache der Düsenlänge 6 und die Spaltweite liegt im Bereich von 7 mm bis 14 mm. Alle Lamellen 4 weisen im Wesentlichen die gleiche Länge 6 auf. Die Turbulenzkanäle 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n sind derart zur Düse 3 angeordnet, so dass ein im Wesentlichen geradliniger Strömungsverlauf entsteht. Die Suspensionsströmung wird also durch diese Anordnung nicht nennenswert umgelenkt. Die Ausbildung von störenden Instabilitäten durch Umlenkungen wird somit vermieden.
Die 2 zeigt einen Ausschnitt in der Ansicht entgegen der Durchströmrichtung D des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 nach 1 in schematischer und stark vereinfachter Darstellung. Der Einfachheit halber sind lediglich nur drei, in Richtung der Breite des Stoffauflaufes nebeneinander angeordnete Turbulenzkanäle 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n je Zeile 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 dargestellt. Die Nummer eines der Turbulenzkanäle quer zur Durchströmrichtung D in einer Zeile ist mit „n“ bezeichnet, wobei „n“ Werte von 1 bis zur Anzahl der Turbulenzkanäle in einer Zeile annehmen kann. Die vier Zeilen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 sind durch Lamellenhalter 14 getrennt. Die Lamellen 4 sind gestrichelt angedeutet. Die Austrittsquerschnitte 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n, hat eine quadratische Form. Der hydraulische Durchmesser 12 des Endabschnitts 10 entspricht der Kantenlänge des jeweiligen Turbulenzkanals 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n. Wie in dieser Darstellung zu erkennen ist, ist die Summe der Flächen der Austrittsquerschnitte 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n der Turbulenzkanäle 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n um die Landfläche 13 kleiner als die der jeweiligen Zeile 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 zugeordnete Fläche des Eintrittsquerschnittes der Düse 3. Der Eintrittsquerschnitt der Düse 3 ist also der durchströmbare Querschnitt. Diese Querschnittserweiterung muss möglichst klein sein, um hydraulische Instabilitäten im Suspensionsstrahl zu begrenzen. Das Verhältnis zwischen der Fläche des einer Zeile zugeordneten Eintrittsquerschnittes der Düse 3 und der Summe der Flächen der Austrittsquerschnitte 10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n der Turbulenzkanäle 7.1n, 7.2n, 7.3n, 7.4n dieser Zeile ist kleiner als 1,75. Dadurch werden grobe hydraulische Instabilitäten im Suspensionsstrahl vermieden. Die Fläche des Eintrittsquerschnittes ergibt sich aus der Höhe 11 des Eintrittsquerschnittes multipliziert mit der durchströmbaren Breite der Düse.
Bezugszeichenliste

1: Stoffauflauf
2: Turbulenzgenerator
3: Düse
4: Lamellen
5: Lamellenlänge
6: Düsenlänge
7.1: erste Zeile
7.2: zweite Zeile
7.3: dritte Zeile
7.4: vierte Zeile
7.1n: Turbulenzkanäle der ersten Zeile
7.2n: Turbulenzkanäle der zweiten Zeile
7.3n: Turbulenzkanäle der dritten Zeile
7.4n: Turbulenzkanäle der vierten Zeile
8: erster Abschnitt
8L: Länge des ersten Abschnittes
9: zweiter Abschnitt
9L: Summe der Längen des ersten Abschnittes und des Endabschnittes
10: Endabschnitt
10.1n: Austrittsquerschnitt eines Turbulenzkanales der ersten Zeile
10.2n: Austrittsquerschnitt eines Turbulenzkanales der zweiten Zeile
10.3n: Austrittsquerschnitt eines Turbulenzkanales der dritten Zeile
10.4n: Austrittsquerschnitt eines Turbulenzkanales der vierten Zeile
11: Höhe des Eintrittsquerschnittes
12: Hydraulischer Durchmesser des Endabschnittes
13: Landfläche
14: Lamellenhalter
15: Spaltweite
D: Durchströmrichtung

Claims

Verfahren zur Herstellung von hochgefüllten Papieren, insbesondere von Dekorpapieren zum Aufbringen auf ein Trägermaterial, aus einer wässrigen Suspension, wobei die Suspension mittels eines Stoffauflaufs (1) auf ein umlaufendes Entwässerungssieb aufgebracht wird, welcher einen Turbulenzgenerator (2) mit mehreren nebeneinander angeordneten Turbulenzkanälen (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n), welche eine Zeile bilden, umfasst, wobei dem Turbulenzgenerator (2) unmittelbar anschließend eine Düse (3) nachgeordnet ist, und die Suspension durch die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) und durch die Düse (3) zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles, geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass. die Papiere aus einer wässrigen Suspension mit einer Gesamtstoffdichte von mehr als 1,5%, einer Faserstoffdichte von weniger als 1,2% und einem Asche-Massenanteil von größer als 30% hergestellt werden, und dass mindestens 3 Zeilen (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) übereinander angeordnet werden und dass die Suspension durch die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) mit einem maximalen hydraulischen Durchmesser (12) von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 20 mm geführt wird und danach durch eine Düse (3) mit einer Länge (6) von mehr als 500 mm, insbesondere von mehr als 700 mm geführt wird und in der Düse (3) zwischen den benachbarten Zeilen des Turbulenzgenerators (2) Lamellen (4) eingesetzt werden, welche sich, beginnend am Turbulenzgenerator (2), über zumindest einen Teil der Länge (6) der Düse erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension durch das Entwässerungssieb hindurch entwässert und anschließend gepresst, thermisch getrocknet und die dadurch gebildete Papierbahn aufgewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn, vorzugsweise mit Kunstharz, imprägniert wird und /oder auf ein Trägermaterial laminiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n), in Durchströmrichtung (D) gesehen, einen ersten Abschnitt (8) und einen zweiten Abschnitt (9) und einen Endabschnitt (10) mit einem Austrittsquerschnitt (10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n) umfassen und dass das Verhältnis zwischen dem hydraulischen Durchmesser des zweiten Abschnittes (9) und dem hydraulischen Durchmesser des ersten Abschnittes (8) größer oder gleich 1,25 ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Längen (9L) des zweiten Abschnittes (9) und des Endabschnittes (10) 4 bis 10 mal der Wurzel aus der Fläche des Austrittsquerschnitts (10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n) beträgt, wobei die Fläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (5) der Lamellen (4) zwischen 0,3 und 1,2, insbesondere zwischen 0,5 und 0,8 der Länge (6) der Düse (3) beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (3) einen einer Zeile (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) zugeordneten Eintrittsquerschnitt aufweist und das Verhältnis zwischen der Fläche des Eintrittsquerschnittes und der Summe der Austrittsquerschnitte (10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n) der Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) einer Zeile kleiner als 1,75 ist.
Stoffauflauf (1) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend einen Turbulenzgenerator (2) mit mehreren nebeneinander angeordneten Turbulenzkanälen (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n), welche eine Zeile (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) bilden, wobei dem Turbulenzgenerator (2) unmittelbar anschließend eine Düse (3) nachgeordnet ist, und wobei eine wässrige Suspension durch die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) und durch die Düse zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles, hindurchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass. die wässrige Suspension eine Gesamtstoffdichte von mehr als 1,5%, eine Faserstoffdichte von weniger als 1,2% und einen Asche-Massenanteil von größer als 30% aufweist, und dass mindestens 3 Zeilen übereinander angeordnet sind und dass die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) einen maximalen hydraulischen Durchmesser (12) von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 20 mm aufweisen und dass die Düse (3) eine Länge (6) von mehr als 500 mm, insbesondere von mehr als 700 mm besitzt und in der Düse (3) zwischen den benachbarten Zeilen (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) des Turbulenzgenerators (2) Lamellen (4) eingesetzt sind, welche sich, beginnend am Turbulenzgenerator (2), über zumindest einen Teil der Länge (6) der Düse (3) erstrecken.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n), in Durchströmrichtung (D) gesehen, einen ersten Abschnitt (8) und einen zweiten Abschnitt (9) und einen Endabschnitt (10) mit einem Austrittsquerschnitt (10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n) umfassen und dass das Verhältnis zwischen dem hydraulischen Durchmesser des zweiten Abschnittes (9) und dem hydraulischen Durchmesser des ersten Abschnittes (8) größer oder gleich 1,25 ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Längen (9L) des zweiten Abschnittes (9) und des Endabschnittes (10) 4- bis 10-mal der Wurzel aus der Fläche des Austrittsquerschnittes (10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n) beträgt, wobei die Fläche in der Einheit mm² und die Länge in der Einheit mm angegeben ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (9) den Endabschnitt (10) beinhaltet.
Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (5) der Lamellen (4) zwischen 0,3 und 1,2, insbesondere zwischen 0,5 und 0,8 der Länge (6) der Düse (3) beträgt.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (3) einen einer Zeile zugeordneten Eintrittsquerschnitt aufweist und das Verhältnis zwischen der Fläche des Eintrittsquerschnittes und der Summe der Austrittsquerschnitte (10.1n, 10.2n, 10.3n, 10.4n) der Turbulenzkanäle (7.1n, 7.2n, 7.3n, 7,4n) einer Zeile kleiner als 1,75 ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulenzgenerator (2) und die Düse (3) derart angeordnet sind, dass die Suspension geradlinig durch den Turbulenzgenerator (2) und die Düse (3) geführt wird.