DE102015223664A1

DE102015223664A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102015223664A1
Application number: DE102015223664.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rühl; Klaus-Peter Oltrogge
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-01
Also published as: EP3384084A1; CN108291365A; WO2017092933A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn, umfasst wenigstens einen Stoffauflauf, eine Siebpartie zur Entwässerung einer über den Stoffauflauf eingebrachten Faserstoffsuspension und zur Bildung einer Faserstoffbahn aus der Faserstoffsuspension, eine Pressenpartie zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn und eine Trockenpartie zur Trocknung der Faserstoffbahn. Dabei sind Stärkeeintragsmittel vorgesehen, über die vor wenigstens einem Stoffauflauf, in wenigstens einem Stoffauflauf, in den Stoffstrahl wenigstens eines Stoffauflaufs und/oder spätestens in der Siebpartie nach wenigstens einem Stoffauflauf Stärke in die Faserstoffsuspension bzw. den von einem jeweiligen Stoffauflauf erzeugten Stoffstrahl einbringbar bzw. auf die Faserstoffbahn aufbringbar ist. Die Siebpartie kann einen ein- oder mehrlagigen Former umfassen. Die Pressenpartie umfasst wenigstens einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Pressnip, insbesondere wenigstens einen Schuhpressnip. Die Trockenpartie ist mit Hochleistungstrocknern ausgerüstet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn, mit wenigstens einem Stoffauflauf, einer Siebpartie zur Entwässerung einer über den Stoffauflauf eingebrachten Faserstoffsuspension und zur Bildung einer Faserstoffbahn aus der Faserstoffsuspension, einer Pressenpartie zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn und einer Trockenpartie zur Trocknung der Faserstoffbahn. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn.
Gemeinsam mit Karton bilden Verpackungspapiere in der Praxis den größten Anteil an Verpackungsmaterialien. Sie sind universell einsetzbar, sauber und flexibel. Zu den Verpackungspapieren zählen alle Arten von Wellpappe, Sackkraftpapiere für die Papiersäcke, klassische braune Packpapiere und auch die Deckschichten von Gipsplatten. Sie besitzen in der Regel einen hohen Altpapieranteil. Wellenstoff wird bei der Herstellung von Wellpappe als Mittellage zwischen zwei Linerschichten, d.h. den beiden auf der Innen- und Außenseite der Wellpappenverpackung oder Pappe verwendeten Schichten eingesetzt. Er wird in der Regel aus 100% Altpapier hergestellt. Die erforderlichen Festigkeiten werden durch Auftrag von Stärke erzielt. Der Sammelbegriff für Papiere zur Herstellung von Wellpappe ist Wellpappenpapier oder Wellpappenrohpapier (container board). Diese Papiere werden in "Deckenpapier" (Kraftliner und Testliner) und "Wellenpapier" eingeteilt. Dabei wird Wellenpapier in "Fluting" und "Wellenstoff" unterteilt. Fluting ist ein Wellenpapier mit mindestens 65% Halbzellstoff. Wellenpapier besteht aus 100% Altpapierstoff. Sowohl Decken- als auch Wellenpapier werden entweder einlagig oder zweilagig hergestellt. Die flächenbezogene Masse liegt im Bereich von 90 bis 400 g/m².
Es sind bereits Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen in Fällen, in denen die Trockenleistung in einer Zylindertrockenpartie begrenzt und aus Platzgründen keine Verlängerung der Trockenpartie möglich ist, zur Steigerung der Trockenleistung eine Prallstrahltrocknung in Form von Hochleistungshauben eingesetzt wird. Bei den Prallströmungstrocknern handelt es sich um Hochleistungstrockner, bei denen die Faserstoffbahn zumindest einseitig mit einer Heißluft- und/oder Heißdampfstrahlung beaufschlagt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur Herstellung von Verpackungspapieren und insbesondere zur Herstellung von Wellpappenrohpapier geeignete Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei einer Minimierung der Investitions- und Betriebskosten sowie der Gesamtlänge der Vorrichtung unter Gewährleistung eines möglichst hohen Trockengehalts, einer möglichst guten Bahnführung sowie einer möglichst guten Qualität des Endprodukts insbesondere auch eine hohe Festigkeit des Endprodukts sicherstellt. Zudem soll ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von Verpackungspapieren und insbesondere zur Herstellung von Wellpappenrohpapier eingegeben werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn, umfasst wenigstens einen Stoffauflauf, eine Siebpartie zur Entwässerung einer über den Stoffauflauf eingebrachten Faserstoffsuspension und zur Bildung einer Faserstoffbahn aus der Faserstoffsuspension, eine Pressenpartie zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn und eine Trockenpartie zur Trocknung der Faserstoffbahn. Dabei sind Stärkeeintragsmittel vorgesehen, über die vor wenigstens einem Stoffauflauf, in wenigstens einem Stoffauflauf, in den Stoffstrahl wenigstens eines Stoffauflaufs und/oder spätestens in der Siebpartie nach wenigstens einem Stoffauflauf Stärke in die Faserstoffsuspension bzw. den von einem jeweiligen Stoffauflauf erzeugten Stoffstrahl einbringbar bzw. auf die Faserstoffbahn aufbringbar ist. Die Siebpartie umfasst einen ein- oder mehrlagigen Former. Die Pressenpartie umfasst wenigstens einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Pressnip, insbesondere wenigstens einen Schuhpressnip. Die Trockenpartie ist mit Hochleistungstrocknern ausgerüstet.
Aufgrund dieser Ausbildung können Verpackungspapiere und insbesondere Wellpappenrohpapier wirtschaftlicher, d.h. mit geringeren Investitions- und Betriebskosten hergestellt werden. Zudem kann die Gesamtlänge der Vorrichtung bzw. Papiermaschine kürzer gehalten werden, so dass auch die betreffende Papiermaschinenhalle entsprechend kleiner sein kann. Es werden nicht nur ein relativ hoher Trockengehalt und eine gute Bahnführung sondern auch eine höhere Qualität und insbesondere eine höhere Festigkeit des Endprodukts erreicht. Die erforderlichen Festigkeiten werden durch den Eintrag von Stärke erzielt. Wird Stärke zumindest teilweise bereits vor einem jeweiligen Stoffauflauf eingebracht, so kann der Stärkeeintrag beispielsweise in eine Mischbütte oder dergleichen erfolgen. Wie ausgeführt, kann die Stärke jedoch zumindest teilweise auch erst im und/oder nach einem jeweiligen Stoffauflauf und/oder spätestens in der Siebpartie oder Formersektion eingebracht werden. Je nachdem, ob die Siebpartie einen ein- oder mehrlagigen Former umfasst, ist durch die Vorrichtung eine einlagige oder mehrlagige Faserstoffbahn herstellbar. Mit dem wenigstens einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Pressnip ergibt sich aufgrund der höheren Linienlast ein entsprechender höherer Trockengehalt nach der Pressenpartie. Indem die Trockenpartie zusätzlich mit Hochleistungstrocknern ausgerüstet ist, wird eine wesentliche Erhöhung der Trocknungsleistung erreicht.
Bevorzugt umfassen die Hochleistungstrockner wenigstens einen Prallströmungstrockner und/oder wenigstens einen Infrarottrockner. Mit einem solchen Hochleistungstrockner wird die Faserstoffbahn zumindest einseitig mit einer Heißluft- und/oder einer Heißdampfstrahlung bzw. mit einer Infrarotstrahlung beaufschlagt. Werden solche Hochleistungstrockner insbesondere zu Beginn einer Vortrockenpartie der Trockenpartie eingesetzt, so kann durch die dadurch erreichte Intensivierung der Trocknung am Anfang der Vortrockenpartie auch die Wirkung der im konstanten Teil oder Nassteil der Maschine zugesetzten Stärke oder sonstigen festigkeitssteigernden Additive entsprechend erhöht werden.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Siebpartie einen Gapformer umfasst. Bei einem solchen Gapformer handelt es sich um eine Doppelsiebanordnung mit zweiseitiger Entwässerung. Dabei wird die Faserstoffsuspension nach Verlassen des Stoffauflaufs als kompakter Strahl in den Spalt oder Gap zwischen Ober- und Untersieb gespritzt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Siebpartie einen Hybridformer mit einer Vorentwässerungszone und einem sich daran anschließenden Doppelsiebteil.
Bei einem solchen Hybridformer beginnt die Siebanordnung mit einer Einsiebzone, an die sich eine Doppelsiebzone anschließt. Die Faserstoffsuspension läuft konventionell wie bei einem Langsieb auf das Untersieb auf. Die initiale Entwässerung erfolgt nach einer Seite, insbesondere durch das Untersieb. Anschließend beginnt dann eine zweiseitige Entwässerungsstrecke.
Der Former kann insbesondere eine zumindest im Wesentlichen horizontale Entwässerungsstrecke umfassen.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Pressenpartie zwei in Bahnlaufrichtung verlängerte Pressnips, insbesondere Schuhpressnips, umfasst. Dabei kann die Pressenpartie insbesondere eine Doppelschuhpresse oder Tandem Nipcoflex-Presse umfassen. Eine Tandem Nipcoflex-Presse zeichnet sich insbesondere durch eine relativ hohe Linienlast aus, womit ein hoher Trockengehalt nach der Pressenpartie erreicht wird. Eine solche Doppelschuhpresse hat neben dem hohen Pressimpuls und somit dem hohen Trockengehalt den weiteren Vorteil einer durchgehend unterstützten Bahnführung durch die Pressenpartie.
Bei einer der Entwässerung der Faserstoffbahn dienenden Schuhpresse wird der Pressdruck nicht mit einer rotierenden Walze und Gegenwalze aufgebaut, sondern es drückt ein stationärer Schuh gegen eine rotierende Gegenwalze. Damit dies funktioniert, wird ein flexibler Kunststoffmantel um diesen Schuh geführt. Zwischen Schuh und Kunststoffmantel wird zur Schmierung ein Ölfilm aufgebaut. Das aus der Faserstoffbahn ausgepresste Wasser wird wie bei einer konventionellen Presse an wenigstens einen umlaufenden Filz abgegeben. Durch die Konstruktion des Schuhs kann der sogenannte Pressnip wesentlich länger sein als bei einer konventionellen Presse, womit die Verweildauer der Faserstoffbahn im Pressnip entsprechend zunimmt. Eine Doppelschuhpresse hat, wie bereits erwähnt, neben dem hohen Pressimpuls und somit hohen Trockengehalt den weiteren Vorteil einer durchgehend unterstützten Bahnführung durch die Pressenpartie.
Die Pressenpartie kann nur die beiden in Bahnlaufrichtung verlängerten Pressnips bzw. nur die beiden Schuhpressnips bzw. nur die Doppelschuhpresse umfassen.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn ein jeweiliger Schuhpressnip zwischen einer Schuhpresswalze und einer mit einem Polyurethan-Bezug versehenen Gegenwalze gebildet ist. Dabei besitzt der Polyurethan-Bezug der Gegenwalze einer jeweiligen Schuhpresse bevorzugt eine offene Fläche im Bereich zwischen 10 und 40%. Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der Polyurethan-Bezug der Gegenwalze einer jeweiligen Schuhpresse ein Speichervolumen im Bereich zwischen 500 und 1500 ml/m² besitzt. Dadurch kann der Trockengehalt nach der Pressenpartie entsprechend weiter erhöht werden.
Bevorzugt ist durch den in Bahnlaufrichtung betrachtet zweiten bzw. letzten Pressnip der Pressenpartie ein undurchlässiges unteres Transferband hindurchgeführt. Mit dem Einsatz eines solchen Transport- oder Transferbandes in der unteren Position des letzten Pressnips der Presse kann insbesondere bei leichterem Flächengewichtsspektrum die Rückbefeuchtung reduziert und damit der Trockengehalt insbesondere für leichtere Flächengewichte unter 100 g/m² gesteigert werden.
Der Stoffauflauf kann zur separaten Zuführung der Faserstoffsuspension mit wenigstens zwei Schichten ausgeführt sein. Es ist jedoch insbesondere auch eine solche Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung denkbar, bei der der Stoffauflauf zur separaten Zuführung der Faserstoffsuspension mit wenigstens drei Schichten ausgeführt ist.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der Stoffauflauf mit einer aus dessen Stoffauflaufdüse herausstehenden Trennlamelle versehen ist. Eine überstehende Trennlamelle ermöglicht insbesondere eine gute Schichtentrennung und somit gute Abdeckqualitäten, d.h. ein vermindertes Durchscheinen der ungefärbten Gegenseite des Testliners.
Die Faserstoffbahn ist bevorzugt bis zu dem ersten Trockenzylinder der Trockenpartie durchgehend gestützt geführt, womit sich eine gute Bahnführung ergibt und die Gefahr von Bahnabrissen auf ein Minimum reduziert ist.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Trockenpartie zumindest teilweise mit Stahlzylindern ausgeführt.
Stahlzylinder besitzen werkstoffbedingt einen höheren Wärmedurchgang als Gusszylinder. Insbesondere in Kombination mit einer höheren Trockensiebspannung kann eine weitere Erhöhung des Wärmeübergangs erreicht werden.
Die Trockenpartie ist bevorzugt für Trockensiebspannungen > 5 kN/m ausgeführt, so dass die Vorrichtung mit Trockensiebspannungen > 5 kN/m in der Trockenpartie betrieben werden kann, was, wie bereits erwähnt, insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz von Stahlzylindern von Vorteil ist und den Wärmeübergang entsprechend erhöht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Herstellung einer mehrlagigen oder auch zur Herstellung einer mehrschichtigen Faserstoffbahn ausgeführt sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird.
Dabei wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Vorrichtung zur Herstellung einer Wellpappenrohrpapierbahn verwendet, wobei zur Erzeugung der Wellpappenrohrpapierbahn bevorzugt Fasermaterial eingesetzt wird, das aus 80 bis 100% recycelten Fasern oder Altpapier besteht. Es sind damit beispielsweise -Testliner oder Wellenstoff-Papiere herstellbar.
Das erfindungsgemäße Maschinenkonzept ist auf die optimalen spezifischen Investitionskosten abgestimmt. Dabei wird u.a. auch dem Umstand Rechnung getragen, dass das Rohstoffpotential insbesondere für die Herstellung von Verpackungspapieren einen hohen Anteil, teilweise bzw. bis zu 100%, an recyceltem Faserstoff enthalten kann. Dabei hat sich gezeigt, dass für Verpackungspapiere aus recyceltem Fasermaterial als Rohstoff die optimale Betriebsgeschwindigkeit wesentlich auch vom Festigkeitspotential des Rohstoffs abhängt. So gibt das Festigkeitspotential des Rohstoffs den Geschwindigkeitsbereich vor, in dem der Betrieb mit sinnvoller Maschineneffizienz erfolgen kann. Damit werden vor allem die Abrisszahlen in einen wirtschaftlich sinnvollen Rahmen gehalten und die notwendigen Stillstände an der Maschine auf ein Minimum reduziert. Nachdem Asien einen Hauptwachstumsmarkt für Verpackungspapiere darstellt, ist der dort eingesetzte und wirtschaftlich verfügbare Rohstoff zu berücksichtigen. Ein dafür geeigneter Geschwindigkeitsbereich für den Betrieb der Vorrichtung liegt zwischen 1100 und 1500 m/min. Damit ist auch der Trend zu leichteren Flächengewichten bei Testlinern und Wellenstoffsorten berücksichtigt.
Im Hinblick auf das optimale Maschinenkonzept für die spezifischen Randbedingungen ist insbesondere die Produktion von zweischichtigen Produkten wie Testlinern mit einem einlagigen Formerkonzept unter Verwendung eines Zweischicht-Stoffauflaufs von Vorteil. Hierbei ermöglicht eine überstehende Trennlamelle eine gute Schichtentrennung und somit gute Abdeckqualitäten, d.h. ein vermindertes Durchscheinen der ungefärbten Gegenseite des Testliners. Es hat sich herausgestellt, dass durch die moderate Geschwindigkeit in Kombination mit leichteren Flächengewichten der Einsatz eines Roll-blade-Gapformers nicht mehr erforderlich ist und die geforderten Produktionsraten auch mit einem Blade-Gapformer mit reduzierter Entwässerungs- bzw. Produktionsleistung erreicht werden können. Ein solcher Blade-Gapformer kann insbesondere in horizontaler Bauweise ausgeführt sein, um den Einsatz einer Bespannungseinziehvorrichtung durch die Stuhlung zu begünstigen. Im Vergleich zu Hybridformern ist die konzeptmäßig etwas höhere Längsorientierung bei der Blattbildung günstig, um das maximale Geschwindigkeitspotential ausnutzen zu können. Die dadurch beeinträchtigten Festigkeitseigenschaften in Querrichtung können durch Zusatzstoffe wie z.B. Stärke oder spezielles bzw. höherwertiges Fasermaterial kompensiert werden. Dabei können festigkeitssteigernde Additive wie z.B. Stärke dem Rohstoff zugegeben werden. Die Zugabe erfolgt entweder noch vor dem Stoffauflauf, im Stoffauflauf, in den Stoffstrahl oder in die Formerpartie in Form von Stärkesprührohren. Im Stoffauflauf bzw. im Stoffstrahl kann dies durch einen mehrlagigen Stoffauflauf erfolgen.
Im weiteren Verlauf der Vorrichtung bzw. Papiermaschine ist eine Pressenpartie mit hohem Pressimpuls von Vorteil, um einerseits einen hohen Trockengehalt und andererseits eine hohe Blattverdichtung zu ermöglichen. Beides begünstigt die Blattfestigkeit bzw. Nassfestigkeit und somit die Runnability oder Lauffähigkeit der Maschine. Dazu ist vorteilhafterweise zumindest ein Pressnip als Schuhpressnip ausgeführt. Zweckmäßigerweise kann eine Doppelschuhpresse eingesetzt werden. Eine solche Doppelschuhpresse hat neben dem hohen Pressimpuls und somit dem hohen Trockengehalt den weiteren Vorteil einer durchgehend unterstützten Bahnführung durch die Pressenpartie.
Eine zweckmäßige Variante bei leichterem Flächengewichtsspektrum ist dabei der Einsatz eines Transferbandes in zweiter unterer Position der Presse, womit die Rückbefeuchtung reduziert und damit der Trockengehalt insbesondere für leichtere Flächengewichte unter 100 g/m² gesteigert wird.
Hinsichtlich des Feuchtequerprofils ist zudem ein einfach befilzter Pressnip von Vorteil. Ein gutes Feuchtequerprofil am Ende der Pressenpartie führt zu gleichmäßigen Bahnzugverhältnissen in Querrichtung der Maschine, womit wieder die Runnability oder Lauffähigkeit im kritischen Ausgangsbereich der Trockenpartie begünstigt wird. Feuchteunterschiede und dadurch resultierende Bahnspannungsunterschiede und Zugfalten werden vermieden.
Im weiteren Verlauf der Faserstoffbahn durch die Trockenpartie ist grundsätzlich ein möglichst hoher Wärmefluss von Vorteil, womit die Effizienz der Trocknung erhöht und damit gleichzeitig die erforderliche Länge der Trockenpartie und damit auch die der gesamten Maschine sowie des Maschinengebäudes reduziert wird. Dabei ist allerdings zu beachten, dass ein zu hoher Wärmefluss zu Beginn der Trockenpartie eine Art Versiegeln der Bahnoberfläche mit sich bringen und somit für die Trocknungseffizienz nachteilig werden und das Blatt sogar beschädigen kann. Die jeweils mögliche und sinnvolle Heizleistung hängt vom Rohstoff und dem Flächengewicht ab. Speziell Verpackungspapiere sind hier wenig empfindlich und können mit relativ steilen Heizkurven beaufschlagt werden.
Auch aus diesem Grund können hier mit Vorteil auch Stahlzylinder mit werkstoffbedingtem höherem Wärmedurchgang als Gusszylinder zum Einsatz kommen. Dies kann zudem insbesondere auch noch mit einer höheren Trockensiebspannung kombiniert werden. Dabei bewirkt die höhere Siebspannung eine weitere Erhöhung des Wärmeübergangs. Vorteilhafterweise wird die Vorrichtung so betrieben, dass diese Trockensiebspannung im Bereich von 5 bis 8 kN/m liegt. Hier sind die Auswirkungen auf das Papier, speziell Verpackungspapiere, noch nicht qualitätsbeeinträchtigend. Zudem können die üblichen Trockensiebe mit Naht diese Spannung noch aushalten. Schließlich ist auch der Kostensprung für die Dimensionierung der weiteren Komponenten wie Siebspanner, Regler und Walzen noch relativ moderat und wirtschaftlich sinnvoll im Verhältnis zum Nutzen durch die schnellere, effizientere Trocknung.
Zudem ist eine intensive Trocknung zu Beginn der Vortrockenpartie vorteilhaft für die Wirkung der im konstanten Teil oder Nassteil der Maschine zugesetzten Stärke oder sonstigen festigkeitssteigernden Additive. Diese Wirkung kann gezielt noch weiter dadurch intensiviert werden, dass zu Beginn der Vortrockenpartie Hochleistungstrockner wie beispielsweise Prallstromtrocknungshauben eingesetzt werden. Dabei sind beispielsweise zwei bis sechs Hauben wirtschaftlich und papiertechnologisch sinnvoll, um den Effekt der Festigkeitssteigerung bei moderaten Investitions- und Betriebskosten zu erzielen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere zur Herstellung einer Verpackungspapierbahn, und
2 eine schematische Darstellung der Siebpartie einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn.
Die Vorrichtung 10 umfasst wenigstens einen Stoffauflauf 12, eine Siebpartie 14 zur Entwässerung einer über den Stoffauflauf 12 eingebrachten Faserstoffsuspension und zur Bildung einer Faserstoffbahn aus der Faserstoffsuspension, eine Pressenpartie 16 zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn und eine Trockenpartie 18 zur Trocknung der Faserstoffbahn. Der Trockenpartie 18 kann unter anderem ein Roller 20 zum Aufrollen der getrockneten, fertiggestellten Faserstoffbahn nachgeordnet sein.
Es sind Stärkeeintragsmittel vorgesehen, über die vor wenigstens einem Stoffauflauf 12, in wenigstens einem Stoffauflauf 12, in den Stoffstrahl wenigstens eines Stoffauflaufs 12 und/oder spätestens in der Siebpartie 14 nach wenigstens einem Stoffauflauf 12 Stärke in die Faserstoffsuspension bzw. den von einem jeweiligen Stoffauflauf 12 erzeugten Stoffstrahl einbringbar bzw. auf die Faserstoffbahn aufbringbar ist.
Die Siebpartie 14 kann einen ein- oder mehrlagigen Former umfassen. Die Pressenpartie 16 umfasst wenigstens einen in Bahnlaufrichtung L verlängerten Pressnip 22, insbesondere wenigstens einen Schuhpressnip. Die Trockenpartie 18 ist mit (nicht dargestellten) Hochleistungstrocknern ausgerüstet.
Indem die Siebpartie 14 einen ein- oder mehrlagigen Former umfasst, kann eine ein- oder mehrlagige Faserstoffbahn hergestellt werden. Mit einem jeweiligen verlängerten Pressnip 22 wird die Verweilzeit der Faserstoffbahn im Pressnip entsprechend erhöht, so dass sich im Anschluss an die Pressenpartie 16 ein entsprechend höherer Trockengehalt ergibt. Mit den Hochleistungstrocknern wird die Trocknungsleistung der Trockenpartie weiter erhöht.
Dabei können die Hochleistungstrockner insbesondere wenigstens einen Prallströmungstrockner und/oder wenigstens einen Infrarottrockner umfassen. Bei den Prallströmungstrocknern handelt es sich um Hochleistungstrockner, bei denen die Faserstoffbahn zumindest einseitig mit einer Heißluft- und/oder Heißdampfstrahlung beaufschlagt wird.
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, umfasst die Siebpartie 14 im vorliegenden Fall einen Hybridformer mit einer Vorentwässerungszone 26 und einem sich daran anschließenden Doppelsiebteil 24. Bei einem solchen Hybridformer beginnt die Siebanordnung mit einer Einsiebzone, an die sich eine Doppelsiebzone anschließt. Die Faserstoffsuspension läuft konventionell wie bei einem Langsieb auf das Untersieb auf. Die initiale Entwässerung erfolgt nach einer Seite, hier durch das Untersieb. Anschließend beginnt die zweiseitige Entwässerungsstrecke. Wie anhand der 1 zudem zu erkennen ist, umfasst der Former eine zumindest im Wesentlichen horizontale Entwässerungsstrecke.
Die Pressenpartie 16 umfasst im vorliegenden Fall zwei in Bahnlaufrichtung L verlängerte Pressnips, insbesondere Schuhpressnips. Dabei kann die Pressenpartie 16 insbesondere eine Doppelschuhpresse oder Tandem Nipcoflex-Presse umfassen. Eine Tandem Nipcoflex-Presse zeichnet sich insbesondere durch eine relativ hohe Linienlast aus, womit ein hoher Trockengehalt nach der Pressenpartie erreicht wird. Eine solche Doppelschuhpresse hat neben dem hohen Pressimpuls und somit dem hohen Trockengehalt den weiteren Vorteil einer durchgehend unterstützten Bahnführung durch die Pressenpartie.
Bei einer der Entwässerung der Faserstoffbahn dienenden Schuhpresse wird der Pressdruck nicht mit einer rotierenden Walze und Gegenwalze aufgebaut, sondern es drückt ein stationärer Schuh gegen eine rotierende Gegenwalze. Um den Schuh wird ein flexibler Mantel geführt. Zwischen Schuh und dem flexiblen Mantel wird zur Schmierung ein Ölfilm aufgebaut. Das aus der Faserstoffbahn ausgepresste Wasser wird wie bei einer konventionellen Presse an wenigstens einen umlaufenden Filz abgegeben. Durch die Konstruktion des Schuhs kann der sogenannte Pressnip wesentlich länger sein als bei einer konventionellen Presse, womit die Verweildauer der Faserstoffbahn im Pressnip entsprechend zunimmt.
Im vorliegenden Fall umfasst die Pressenpartie 16 nur die beiden in Bahnlaufrichtung L verlängerten Pressnips 22 bzw. nur die beiden Schuhpressnips bzw. nur die Doppelschuhpresse.
Ein jeweiliger Schuhpressnip 22 kann zwischen einer Schuhpresswalze und einer mit einem Polyurethan-Bezug versehenen Gegenwalze gebildet sein. Dabei kann der Polyurethan-Bezug der Gegenwalze einer jeweiligen Schuhpresse insbesondere eine offene Fläche im Bereich zwischen 10 und 40% und insbesondere ein Speichervolumen im Bereich zwischen 500 und 1500 ml/m² besitzen, womit der Trockengehalt nach der Pressenpartie 16 weiter erhöht werden kann.
Durch den in Bahnlaufrichtung L betrachtet zweiten bzw. letzten Pressnip 22 der Pressenpartie 16 kann ein undurchlässiges unteres Transferband 30 hindurchgeführt sein. Mit dem Einsatz eines solchen Transport- oder Transferbandes 30 in der unteren Position des letzten Pressnips 22 der Pressenpartie 16 kann insbesondere bei leichterem Flächengewichtsspektrum die Rückbefeuchtung reduziert und damit der Trockengehalt insbesondere für leichtere Flächengewichte unter 100 g/m² gesteigert werden.
Der Stoffauflauf 12 kann zur separaten Zuführung der Faserstoffsuspension mit wenigstens zwei Schichten oder insbesondere auch mit drei Schichten ausgeführt sein.
Zudem kann der Stoffauflauf 12 mit einer aus dessen Stoffauflaufdüse herausstehenden Trennlamelle versehen sein. Eine solche überstehende Trennlamelle ermöglicht insbesondere eine gute Schichtentrennung und somit gute Abdeckqualitäten, d.h. insbesondere ein vermindertes Durchscheinen der ungefärbten Gegenseite des Testliners.
Die Faserstoffbahn kann bis zum ersten Trockenzylinder 30 der Trockenpartie durchgehend gestützt geführt sein, womit sich eine gute Bahnführung ergibt und die Gefahr von Bahnabrissen auf ein Minimum reduziert ist. Die Trockenpartie 18 kann zumindest teilweise mit Stahlzylindern ausgeführt sein. Stahlzylinder besitzen werkstoffbedingt einen höheren Wärmedurchgang als Gusszylinder. Zudem kann die Trockenpartie für Trockensiebspannungen > 5 kN/m ausgeführt sein, so dass die Trockensiebe mit entsprechend höherer Spannung insbesondere auch um die Stahlzylinder geführt werden können. Durch den Einsatz von Stahlzylindern kann somit in Kombination mit der höheren Trockensiebspannung eine weitere Erhöhung des Wärmeübergangs erreicht werden.
Die Vorrichtung 10 kann insbesondere auch zur Herstellung einer mehrlagigen und/oder mehrschichtigen Faserstoffbahn ausgeführt sein.
Die Vorrichtung 10 ist insbesondere zur Herstellung einer Verpackungspapierbahn geeignet, wobei sie insbesondere zur Herstellung einer Wellenpappenrohpapierbahn verwendet werden kann. Dabei kann zur Erzeugung einer solchen Wellenpappenrohpapierbahn insbesondere Fasermaterial eingesetzt werde, das aus 80 bis 100% recycelten Fasern oder Altpapier besteht.
2 zeigt in schematischer Darstellung die Siebpartie 14 einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die sich von der gemäß 1 zumindest im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass die Siebpartie 14 als Gapformer ausgeführt ist und somit die Vorentwässerungszone 26 fehlt und der Doppelsiebteil 24 unmittelbar im Anschluss an den Stoffauflauf 12 vorgesehen ist. Im Übrigen kann die Vorrichtung 10 zumindest im Wesentlichen wieder so ausgeführt sein, wie dies anhand der 1 beschriebene Vorrichtung beschrieben wurde. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Stoffauflauf
14: Siebpartie
16: Pressenpartie
18: Trockenpartie
20: Roller
22: Pressnip, Schuhpressnip
24: Doppelsiebteil
26: Vorentwässerungszone
28: Transferband
30: Trockenzylinder

Claims

Vorrichtung (10) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn, mit wenigstens einem Stoffauflauf (12), einer Siebpartie (14) zur Entwässerung einer über den Stoffauflauf (12) eingebrachten Faserstoffsuspension und zur Bildung einer Faserstoffbahn aus der Faserstoffsuspension, einer Pressenpartie (16) zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn und einer Trockenpartie (18) zur Trocknung der Faserstoffbahn, wobei Stärkeeintragsmittel vorgesehen sind, über die vor wenigstens einem Stoffauflauf (12), in wenigstens einem Stoffauflauf (12), in den Stoffstrahl wenigstens eines Stoffauflaufs (12) und/oder spätestens in der Siebpartie (14) nach wenigstens einem Stoffauflauf (12) Stärke in die Faserstoffsuspension bzw. den von einem jeweiligen Stoffauflauf (12) erzeugten Stoffstrahl einbringbar bzw. auf die Faserstoffbahn aufbringbar ist, die Siebpartie (14) einen ein- oder mehrlagigen Former umfasst, die Pressenpartie (16) wenigstens einen in Bahnlaufrichtung (L) verlängerten Pressnip (22), insbesondere wenigstens einen Schuhpressnip, umfasst und die Trockenpartie (18) mit Hochleistungstrocknern ausgerüstet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungstrockner wenigstens einen Prallströmungstrockner und/oder wenigstens einen Infrarottrockner umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpartie (14) einen Gapformer umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpartie (14) einen Hybridformer mit einer Vorentwässerungszone (26) und einem sich daran anschließenden Doppelsiebteil (24) umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Former eine zumindest im Wesentlichen horizontale Entwässerungsstrecke umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenpartie (16) zwei in Bahnlaufrichtung (L) verlängerte Pressnips, insbesondere Schuhpressnips, umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiligen Schuhpressnip (22) zwischen einer Schuhpresswalze und einer mit einem Polyurethan-Bezug versehenen Gegenwalze gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethan-Bezug der Gegenwalze einer jeweiligen Schuhpresse eine offene Fläche im Bereich zwischen 10 und 40 % besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethan-Bezug der Gegenwalze einer jeweiligen Schuhpresse ein Speichervolumen im Bereich zwischen 500 und 1500 ml/m besitzt.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (12) zur separaten Zuführung der Faserstoffsuspension mit wenigstens zwei Schichten und insbesondere mit drei Schichten ausgeführt ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (12) mit einer aus dessen Stoffauflaufdüse herausstehenden Trennlamelle versehen ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenpartie für Trockensiebspannungen > 5 kN/m ausgeführt ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn ausgeführt ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Herstellung einer mehrschichtigen Faserstoffbahn ausgeführt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Verpackungspapierbahn, zu dessen Durchführung eine Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Herstellung einer Wellenpappenrohpapierbahn verwendet wird, wobei zur Erzeugung der Wellenpappenrohpapierbahn bevorzugt Fasermaterial eingesetzt wird, das aus 80 bis 100 % recycelten Fasern oder Altpapier besteht.