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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Papier-,
einer Karton-, einer Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus
einer Faserstoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs, wobei die
Faserstoffbahn eine Siebpartie, eine Pressenpartie, eine Trockenpartie
und ein Glättwerk
durchläuft.
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In
der
DE 40 19 593 C2 wird
ein Stoffauflauf beschrieben, der einen quer liegenden Verteiler
zum Verteilen der zugeführten
Stoffsuspension, einen Turbulenzeinsatz mit einer Vielzahl von Löchern und Kanälen, einen
maschinenbreiten Auslaufkanal mit einem Auslaufspalt zum Abgeben
der Faserstoffsuspension an das Papiermaschinensieb und Mittel zum Einstellen
der Stoffdichte der Faserstoffsuspension über die Arbeitsbreite hinweg
vorsieht.
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Die
Mittel umfassen Leitungen für
geregelte Suspensionsströme
(Sektionsströme)
mit individuell einstellbaren Eigenschaften. Der Stoffauflauf ist über seine
Breite hinweg durch Trennwände
in Sektionen unterteilt. Je Sektion ist wenigstens ein Anschluss zum
Zuführen
eines Sektionsstromes vorgesehen. An den sektionierten Abschnitt
schließt
sich ein Turbulenzeinsatz an. Die Trennwände erstrecken sich strömungsmäßig über einen
wesentlichen Teil des Strömungsweges
zwischen der Zuführung
der Sektionsströme
und dem Turbulenzeinsatz. Der Auslaufkanal schließt sich
an den Turbulenzeinsatz an.
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Der
bekannte Stoffauflauf ermöglicht
es, die beiden Parameter Stoffdichte und Faserorientierung unabhängig voneinander
quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn dadurch zu beeinflussen,
dass den einzelnen Sektionen individuelle Sektionsströme zugeführt werden,
deren Betriebsparameter wie der Durchsatz, die Stoffdichte und die
Faserqualität
für sich
allein einstellbar sind.
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Aus
der
EP 0 774 540 A2 ist
ein Verfahren zur Beeinflussung des Reißlängen-Querprofils einer laufenden Faserstoffbahn
bekannt. Um ein gleichmäßiges Reißlängenverhältnis über die
gesamte Breite der Bahn einzustellen, wird die Faserlage über die Bahnbreite
im Randbereich anders eingestellt als im mittleren Bereich. Zur
Beeinflussung der Faserlage dienen sektional verschiedene Turbulenzzustände, Blendenöffnungen,
Volumenströme,
Stoffdichten, Differenzgeschwindigkeiten zwischen der Siebgeschwindigkeit
und dem Stoffstrahl und Wandrauhigkeiten.
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Bei
bekannten Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen besteht
insbesondere bei gestrichenen Papieren sowie beim Offsetdruck auf
dem Papier das Problem der Glanzfleckigkeit. Bei Papierbahnen ist
es ein wesentliches Qualitätsmerkmal, dass
sie frei von derartigen Glanzflecken sind. Glanzfleckigkeit tritt
verstärkt
bei hohen Dicken- und Flächengewichtsunterschieden
im Papier auf. Diese Flächengewichtsunterschiede
führen
beim Kalandrieren zu Spannungsspitzen, die sich auf die Oberflächenbeschaffenheit
bzw. auf die Glanzwirkung auswirken.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer
Faserstoffbahn zur Verfügung
zu stellen, das die Glanzfleckigkeit verringert.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
dem Stoffauflauf schichtförmige
Teilströme
der Faserstoffsuspension mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere
mit verschiedenen Elastizitätsmodulen,
zugeführt
werden, aus denen in einer Siebpartie die ein schichtenförmiges Profil
aufweisende Faserstoffbahn erzeugt wird.
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Dabei
kann der Stoffauflauf auch als bekannter Mehrschichtenstoffauflauf,
insbesondere Dreischichtenstoffauflauf, ausgebildet sein, dessen
einzelne Schichten durch entsprechende Teilströme beaufschlagt werden. Bei
einer einseitig gestrichenen Faserstoffbahn würde im Grunde ein Zweischichtenstoffauflauf
genügen.
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Durch
dieses Verfahren lässt
sich auch das Volumen des Papiers steigern. Spannungsspitzen beim
Kalandrieren werden durch eine kompressible oder plastisch verformbare
Mittellage im Papier vermieden. Schwankungen in der Beschaffenheit
der Oberflächendichte
werden schon bei geringeren Kalanderlasten verringert.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den
Zeichnungen.
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Von
Vorteil ist es, wenn mindestens zur Bildung einer mittleren Schicht
eine Suspension mit einem plastisch verformbaren oder elastischen
Stoff eingeströmt
oder dem zugehörigen
Teilstrom zugesetzt wird. Es versteht sich, dass neben der mittleren Schicht
auch die an diese Schicht angrenzenden Schichten oder alle Schichten,
insbesondere alle inneren Schichten, einen plastisch verformbaren
oder elastischen Stoff enthalten können.
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Von
Vorteil ist der Einsatz einer einen Holzstoff enthaltenden oder
einer thermomechanischen Faserstoffsuspension.
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Zusätzlich ist
mit Vorteil vorgesehen, dass die Faserstoffbahn vor dem Glättwerk auf
eine Temperatur erwärmt
wird, die oberhalb des Erweichungspunkts von Inhaltsstoffen der
Faserstoffbahn, insbesondere des Lignins, der Zellulose und der
Hemizellulose, liegt.
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Durch
die Verwendung einer Holzstoff enthaltenden Faserstoffsuspension
oder einer thermomechanischen Faserstoffsuspension oder auch anderer
Stoffe, die plastisch verformbar oder elastisch sind und einen geringen
Elastizitätsmodul
aufweisen, in der Mittellage oder in den mittleren Lagen der Papierbahn
werden beim Kalandrieren durch die Erweichung, beispielsweise des
Lignins, in Verbindung mit hohen Temperaturen im Kalander Spannungsspitzen vermieden.
Durch diese Maßnahme
wird das Auftreten von Glanzfleckigkeit durch eine über die
Papierbahn gleichmäßig verdichtete
Oberfläche
reduziert oder ausgeschlossen.
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Nachstehend
wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1a,
b Schemen zur Regelung der Konzentration in einem Suspensionsstrom
in einem Stoffauflauf,
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2 einen
Stoffauflauf im Längsschnitt,
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3 eine
schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
und
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4a,
b Querschnitte der Faserstoffbahn vor und nach dem Durchlaufen des
Kalanders.
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In
einer Durchflussverhältnisregelung (1a)
lässt sich
das Verhältnis
zwischen der Faserstoffsuspension und einer ausschließlich Holzstoff enthaltenden
oder mit diesem angereicherten Faserstoffsuspension oder einer wenigstens
teilweise thermomechanischen Faserstoffsuspension dadurch einstellen,
dass gemäß DIN 19227
Blatt 1, Seite 9 die beiden Suspensionsströme in einem Mischer 1 zusammengeführt werden,
aus dem ein Sektionsstrom QM mit der Gesamtkonzentration
CM herausgeführt wird. Der erste, in den
Mischer 1 führende
Teilstrom QH hat die Konzentration CH und wird noch vor dem Durchflussverhältnisregelkreis
durch einen Durchflussmengenregelkreis bezüglich der Durchflussmenge geregelt.
Der zweite, in den Mischer 1 führende Teilstrom QL mit
der Konzentration CL wird bezüglich seines
Volumenstroms über
das Stellventil des Durchflussverhältnisregelkreises geregelt.
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Eine
Variante zu dem Regelschema besteht darin, die beiden zugeführten Teilströme QH mit der Konzentration CH und
QL mit der Konzentration CL jeweils
separat über
einen Durchflussmengenregelkreis einzustellen, wobei die Führungsgrößen für die einzelne
Mengenregelung aus einer zentralen Rechnersteuerung zugeführt werden.
Aus dem Durchflussmengenregelkreis wird dann ein Sektionsstrom QM mit einer Endkonzentration CM an
einen nachgeschalteten Stoffauflauf 2 (2)
abgegeben.
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In
dem Stoffauflauf 2 wird die Stoffsuspension in einzelnen
Strömen
mit den Sektionsströmen QMi (i = 1, 2,... n) und der Konzentration
CMi einem sektionierten Abschnitt 3 des
Stoffauflaufs 2 zugeführt,
von wo aus die Stoffsuspension in den Turbulenzeinsatz 4 eingeführt wird.
Anschließend
gelangt sie in eine Düse 5;
von dort wird sie durch einen Austrittsspalt der Maschine zur Herstellung
der Faserstoffbahn zugeführt.
Der sektionierte Abschnitt 3 ist durch eine Vielzahl von
Trennwänden 6 unterteilt.
Somit lässt
sich beispielsweise vorsehen, dass eine einen plastisch verformbaren
Stoff enthaltende Faserstoffsuspension ausschließlich in zwei mittlere Sektionen 7, 8 jeweils
als Sektionsstrom eingebracht wird. Ebenso ist es aber entsprechend
der gewünschten Papierqualität auch möglich, derartige
Sektionsströme
auch in den den beiden Sektionen 7, 8 benachbarten
Sektionen 9, 10 einzubringen.
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Der
Stoffauflauf 2 kann selbstverständlich auch als Mehrschichtenstoffauflauf
ausgeführt
sein, wobei vorzugsweise jeder Schicht ein Schichtstrom QSMi (i = 1, 2,... n) mit einer jeweiligen
Konzentration CSMi (i = 1, 2,... n) zugeführt wird.
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In
einer sich oberhalb eines Maschinenfundaments 11 (3)
erstreckenden Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wird
aus einem Stoffauflauf 12 eine Faserstoffsuspension zwischen Siebe 13 und 14 aufgebracht.
Auf dem Radius einer Formierwalze 15 laufen die Siebe 13, 14 keilförmig aufeinander
zu und schließen
die Faserstoffsuspension zwischen sich ein. Dabei erfolgt eine erste
Entwässerung
der Faserstoffsuspension, und es bildet sich eine Fasermatte 16,
aus der die Faserstoffbahn entsteht.
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Ab
der Formierwalze 15 beginnt die Doppelsiebzone, die ihren
Endpunkt bei einer Walze 17, beispielsweise einer Siebsaugwalze,
hat. In der Doppelsiebzone können
sich noch weitere Entwässerungselemente
wie ein Entwässerungskasten 18,
nachgiebige, anpressbare Entwässerungsleisten 19 und
ein Siebsaugkasten 20 befinden.
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An
die Nasspartie mit den Sieben 13, 14 schließt sich
eine Pressenpartie 21 an, zu der ein endloses Band 22 die
Faserstoffbahn 16 überführt. Die
Pressenpartie 21 umfasst einen von zwei Presswalzen 23, 24 gebildeten
Pressspalt.
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Nach
der Pressenpartie 21 wird die Faserstoffbahn 16 mittels
einer (hier nicht dargestellten) Überführeinrichtung um eine Leitwalze 25 herum
zu einer Trockenpartie 26 weitergeleitet. In dieser bilden Trockenzylinder 27, 28, 29,
ein Trockensieb 30 und eine Trockensiebsaugwalze 31 eine
einseitig oben befilzte Trockengruppe.
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Trockenzylinder 32, 33, 34, 35 bilden
eine zweireihige Trockengruppe innerhalb der Trockenpartie 26.
An die Trockenpartie 26 schließen sich zu beiden Seiten der
Faserstoffbahn 16 Heizeinrichtungen 36, 37 an,
beispielsweise in Form von Schwebetrocknern, die die Faserstoffbahn 16 auf
eine Temperatur erwärmen,
die oberhalb der Erweichungstemperatur der im Papier, insbesondere
in der aus den Sektionen 7, 8 entstandenen mittleren
Schicht 38 (4a, b) der Faserstoffbahn 16,
enthaltenen Zellulose, Hemizellulose und Lignin, liegt, so dass
die mittlere Schicht 38 entsprechend den Unebenheiten der äußeren Oberflächen 39, 40 der
Faserstoffbahn 16 elastisch nachgibt, wenn sie durch zwei
Glättwalzen 41, 42 eines
den Heizeinrichtungen 36, 37 nachgeordneten Kalanders
hindurchläuft.
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Aufgrund
der Erwärmung
und der zusätzlich vorhandenen
Feuchtigkeit gibt die Schicht 38 aufgrund ihres niedrigen
Elastizitätsmodul
nach und wird unter der Last der Glättwalzen 41, 42 plastifiziert und
komprimiert. Die Oberflächen 39, 40 werden
geglättet,
ohne dass auf ihnen größere flächige Spannungsspitzen
auftreten.
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- 1
- Mischer
- 2
- Stoffauflauf
- 3
- Sektionierter
Abschnitt
- 4
- Turbulenzeinsatz
- 5
- Düse
- 6
- Trennwand
- 7
- Sektion
- 8
- Sektion
- 9
- Sektion
- 10
- Sektion
- 11
- Maschinenfundament
- 12
- Stoffauflauf
- 13
- Sieb
- 14
- Sieb
- 15
- Formierwalze
- 16
- Faserstoffbahn
(Fasermatte)
- 17
- Walze
- 18
- Entwässerungskasten
- 19
- Entwässerungsleisten
- 20
- Siebsaugkasten
- 21
- Pressenpartie
- 22
- Endloses
Band
- 23
- Presswalze
- 24
- Presswalze
- 25
- Leitwalze
- 26
- Trockenpartie
- 27
- Trockenzylinder
- 28
- Trockenzylinder
- 29
- Trockenzylinder
- 30
- Trockensieb
- 31
- Trockensiebsaugwalze
- 32
- Trockenzylinder
- 33
- Trockenzylinder
- 34
- Trockenzylinder
- 35
- Trockenzylinder
- 36
- Heizeinrichtung
- 37
- Heizeinrichtung
- 38
- Mittlere
Schicht
- 39
- Oberfläche
- 40
- Oberfläche
- 41
- Glättwalze
- 42
- Glättwalze