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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer schichtförmigen Papier-
oder Kartonbahn, wobei bei dem Verfahren einer Papiermaschine zugeführter, dicker
Papierstoff mit Bahnendwasser verdünnt und der verdünnte Papierstoff
fraktioniert wird, um zwei unterschiedliche Papierstofffraktionen
auszubilden, wovon die erste Papierstofffraktion, die im Durchschnitt
einen feineren Werkstoff als die zweite Papierstofffraktion enthält, in die
Oberflächenschicht
oder -schichten der Papier- oder Kartonbahn geleitet wird, und die
zweite Papierstofffraktion, die im Durchschnitt einen gröberen Werkstoff
als die erste Papierstofffraktion enthält, in die Mittelschicht oder
-schichten der Papier- oder Kartonbahn geleitet wird.
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Ein
Papierstoffzufuhrsystem für
einen Mehrschichtstoffauflaufkasten ist in dem U.S.-Patent Nr. 5,746,889
offenbart, wobei unterschiedliche Papierstoffkonzepte aus demselben
frischen Papierstoff produziert werden, der in unterschiedliche
Schichten des Mehrschichtstoffauflaufkastens einzuleiten ist. Das
Papierstoffzufuhrsystem enthält
mindestens ein Sieb zur Übertragung
langer Fasern aus dem Papierstoff heraus, der zur Ausbildung der
Oberflächenschicht
des Papiers bestimmt ist, in den Papierstoff hinein, der zur Ausbildung
einer im Inneren des Papiers positionierten Schicht bestimmt ist.
Das System kann auch ein weiteres Sieb zur Übertragung kurzer Fasern aus
dem Papierstoff heraus enthalten, der zur Ausbildung der im Inneren
des Papiers positionierten Schicht bestimmt ist, in den Papierstoff
hinein, der zur Ausbildung der Oberflächenschicht des Papiers bestimmt
ist.
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Fraktionierungsverfahren,
bei denen Zentrifugalreinigung angewandt wird, sind in den veröffentlichten
WO-Anmeldungen Nr.
0 129 311 A1 und 0 222 947 A1 offenbart, wobei Gutstoff von dem
ersten Zentrifugalreinigungsschritt in die Oberflächenschichten der
auszubildenden Bahn übertragen
wird und der Gutstoff von einem zweiten oder niedrigeren Schritt in
die Mittelschich ten der auszubildenden Bahn übertragen wird. Durch Fraktionierung
des Papierstoffes können
in den Mittelschichten der Bahn niedrigere Feinstoffgehalte und
eine höhere
durchschnittliche Faserlänge
als in den Oberflächenschichten
der Bahn erreicht werden. Andererseits können in den Oberflächenschichten
der Bahn höhere
Feinstoff- und Füllstoffgehalte
als in den Mittelschichten erhalten werden, wodurch sich unter Anderem
die Druckeigenschaften des Papiers verbessern.
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Die
während
der Fraktionierung des Papierstoffes abgeschiedenen Gutstofffasern
sind im Durchschnitt kürzer,
dünner
und faltbarer, wobei der Gutstoff mehr Feinstoffe und Füllstoffe
als der Ausschuss aufweist. Aus Gründen der Einfachheit wird der
Gutstoff von der Fraktionierung als Feinpapierstofffraktion und
der Ausschuss von der Fraktionierung als Grobpapierstofffraktion
bezeichnet.
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Es
ist für
die Fraktionierung typisch, dass die Konsistenz des Gutstoffes erhöht und die
Konsistenz des Ausschusses im Vergleich zu der Zufuhr verringert
wird. Aus diesem Grund muss der Ausschuss oftmals verdünnt werden,
bevor er in den Stoffauflaufkasten der Papiermaschine geleitet werden
kann. In der WO 0 222 947 werden die Ausschüsse von den Fraktionierungsstufen
mit Bahnendwasser verdünnt,
welches von einer Siebgrube entnommen wurde, bevor sie zu der nächsten Stufe übertragen werden.
In der WO 0 129 311 wird das selbe Bahnendwasser zur Verdünnung sowohl
des Gutstoffes als auch des Ausschusses verwendet, bevor sie den unterschiedlichen
Schichten des Mehrschichtstoffauflaufkastens zugeführt werden.
Wenn die für
die Mittelschichten der Bahn vorgesehene Grobpapierstofffraktion
mit „unreinem", das heißt viel
Feinstoffe und Füllstoffe
enthaltendem Bahnendwasser verdünnt
wird, gehen mindestens einige der mit der Fraktionierung erhaltenen
Vorteile verloren. Auf Grund des Bahnendwassers kann die Entwässerungsfähigkeit
des Ausschusses bis fast auf das Niveau des Gutstoffes sinken und
der Füllstoffgehalt kann
bis nahe an den Füllstoffgehalt
des Gutstoffes steigen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten
Verfahrens zur Herstellung einer Bahn von einem Papierstoff durch
die schichtförmige
Anordnung der unterschiedlichen Fraktionen desselben. Die Aufgabe
besteht insbesondere in der Aufrechterhaltung der unterschiedlichen
Eigenschaften der durch Fraktionierung hergestellten Papierstofffraktionen,
woraufhin die zur schichtförmigen
Anordnung des Papierstoffes gestellten Aufgaben leichter erreichbar
sind.
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Um
diese und weitere Aufgaben zu lösen,
die später
offensichtlich werden, ist das Verfahren gemäß der Erfindung durch das gekennzeichnet,
was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 festgelegt ist.
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Wenn
die Grobpapierstofffraktion mit Wasser verdünnt wird, welches weniger von
dem Papierstoff herrührende
Feststoffe als das normale Bahnendwasser enthält, können die unterschiedlichen
Eigenschaften der für
die unterschiedlichen Schichten der Papier- oder Kartonbahn verwendeten
Papierstofffraktionen besser als zuvor aufrechterhalten werden, wodurch
sich das Ergebnis der schichtförmigen
Anordnung bei der Papier- oder Kartonherstellung verbessert.
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Bahnendwasser
ist ein von der in dem Siebbereich ausgebildeten Bahn entferntes
Filtrat, wobei das Wasser in einer Siebgrube oder dergleichen gesammelt
wird, welches von dem Papierstoff herrührende Feinstoffe und Füllstoffe
enthält.
Ein Hauptteil der in dem primären
Bahnendwasser enthaltenen Feststoffe wird durch die Verwendung von
Bahnendwasser zur Verdünnung
des dicken Papierstoffes in dem kurzen Kreislauf der Papiermaschine
in den Prozess zurückgeführt.
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Zur
Verdünnung
der Grobpapierstofffraktion geeignetes Wasser ist durch die Tatsache
gekennzeichnet, dass die Konsistenz des Wassers wesentlich niedriger
als die Konsistenz des zur Verdünnung des
dicken Papierstoffes beigemischten Bahnendwassers vor der Fraktionierung
ist. Vorzugsweise beträgt
die Konsistenz des Verdünnungswassers
weniger als 60% der Konsistenz des primären Bahnendwassers.
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Beispiele
möglicher
Wasserfraktionen, die zur Verdünnung
des Ausschusses geeignet sind, sind trübe und klare Filtrate von der
Rückgewinnung von
Fasern, von Saugkästen
kommendes Wasser, getrennt gesammeltes Papiermaschinensprühwasser,
von dem Pressbereich kommendes Wasser, und durch Klärung oder
ein anderes Verfahren fraktioniertes Bahnendwasser. Eine Option
besteht in der Verdünnung
von Bahnendwasser mit einer wesentlich reineren Wasserfraktion,
so dass die Konsistenz des zur Verdünnung der Grobpapierstofffraktion
verwendeten Wassers wesentlich niedriger als die ursprüngliche
Konsistenz des Bahnendwassers ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele in den dazugehörigen Figuren
beschrieben, wobei beabsichtigt ist, die Erfindung nicht nur auf
diese zu begrenzen.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht der Herstellung von schichtförmigem Papier
unter Verwendung der Fraktionierung des Papierstoffes und eines
Mehrschichtstoffauflaufkastens dargestellt.
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2 zeigt
die Herstellung einer Mehrschichtbahn unter Verwendung der Fraktionierung des
Papierstoffes und zweier unterschiedlicher Bahnformgebungseinheiten
dargestellt.
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Gemäß 1 wird
dicker Papierstoff M über eine
Siebgrube 10 in die Papiermaschine zugeführt, worin
er mit von dem Siebbereich herrührendem Bahnendwasser
verdünnt
wird. Der verdünnte
Papierstoff M1 wird mit einer Pumpe P1 in einen ersten Zentrifugalreinigungsschritt 11 einer
Zentrifugalreinigerausrüstung
geleitet, worin der Papierstoff in zwei Papierstofffraktionen A
und B fraktioniert wird. Die Fraktionierung wird so ausgeführt, dass
die erste Papierstofffraktion Fasern, die im Durchschnitt dünner, kürzer und
faltbarer sind, und auch mehr Feinstoffe und Füllstoffe als die zweite Papierstofffraktion
B enthält.
Aus diesem Grund werden die Papierstofffraktionen nachfolgend als
Feinpapierstofffraktion A und Grobpapierstofffraktion B bezeichnet.
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Die
Feinpapierstofffraktion A von der Fraktionierung wird in Form von
zwei Komponentenströmen A1 und A2 durch Pumpen
PA1 und PA2 und
Maschinensiebe 13A1 und 13A2 in zwei Schichten 14A1 und 14A2 eines Mehrschichtstoffauflaufkastens 15 geleitet,
die zur Ausbildung der oberen und unteren Schichten der hergestellten
Papier- oder Kartonbahn verwendet werden.
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Die
Grobpapierstofffraktion B von der Fraktionierung wird verdünnt und
der verdünnte
Papierstoffstrom B1 wird mit einer Pumpe
P2 in einen zweiten Zentrifugalreinigungsschritt 12 einer
Zentrifugalreinigerausrüstung
geleitet, worin dem Papierstoff Verunreinigungen entzogen werden.
Der Gutstoff B2 von dem Zentrifugalreinigungsschritt 12 wird
mit einer Pumpe PB und einem Maschinensieb 13B in eine Schicht 14B des
Mehrschichtstoffauflaufkastens geleitet, die zur Ausbildung der
Mittelschicht der Papier- oder Kartonbahn verwendet wird.
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Wenn
die Fraktionierung die Konsistenz der Grobpapierstofffraktion B
erhöht,
muss die Konsistenz der Grobpapierstofffraktion B verdünnt werden, der
Papierstoff B muss verdünnt
werden, bevor er in den Stoffauflaufkasten 15 geleitet
wird. Herkömmlicherweise
wird von der Siebgrube 10 entnommenes Bahnendwasser D1, welches eine wesentliche Menge an Fasern,
Feinstoffen und Füllstoffen
enthält,
zur Verdünnung
verwendet. Bei der Lösung
gemäß der Erfindung
wird ein Wasserstrom D0, dessen Konsistenz
niedriger als die Konsistenz des von der Siebgrube 10 entnommenen
Bahnendwassers D1 ist, zur Verdünnung der
Grobpapierstofffraktion B geleitet. Dieses Wasser kann zum Beispiel
von dem Faserrückgewinnungssieb,
der Sprühwasserrückgewinnung
oder von Saugkästen
entnommen werden. Auch Wasser von der Siebgrube 10 kann
unter der Voraussetzung als Verdünnungswasser
verwendet werden, dass demselben genügend Feststoffe in einer separaten
Prozessstufe (nicht dargestellt) entzogen wurden. Verdünnungswasser,
welches wesentlich reiner als das Bahnendwasser ist, kann ebenfalls durch
die Verdünnung
von Wasser von der Siebgrube mit einer reineren Wasserfraktion erhalten
werden.
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In 2 ist
eine weitere Lösung
gemäß der Erfindung
veranschaulicht. Dort wird der verdünnte Papierstoff M1 in
dem ersten Zentrifugalreinigungsschritt 11 der Zentrifugalreinigerausrüstung in
zwei Papierstofffraktionen A und B fraktioniert. Die Feinpapierstofffraktion
A von der Fraktionierung wird in einen Stoffauflaufkasten 16 geleitet,
der den Papierstoff auf einen Langsiebrahmen 18 zur Ausbildung
einer ersten Bahn W1 zuführt. Die Grobpapierstofffraktion
B von der Fraktionierung wird mit einem Wasserstrom D0 verdünnt, dessen
Konsistenz niedriger als diejenige des Bahnendwassers D1 von
der Siebgrube 10 ist, wobei er in einen zweiten Zentrifugalreinigungsschritt 12 der
Zentrifugalreinigerausrüstung
geleitet wird. Der gereinigte Papierstoff B2 wird
mit einer Pumpe PB und einem Maschinensieb 13B in einen Stoffauflaufkasten 17 geleitet,
der den Papierstoff auf einen zweiten Langsiebrahmen 19 zur
Ausbildung einer zweiten Bahn W2 führt. Die
zweite Bahn W2 wird durch das Sieb 19 oben
auf die erste Bahn W1 auf dem Sieb 18 getragen,
und die Bahnen W1 und W2 werden
miteinander verbunden, so dass sie eine zweischichtige Kartonbahn
ausbilden.
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Bei
der Herstellung einer Mehrschichtbahn können natürlich mehr als zwei separate
Bahnausbildungseinheiten vorhanden sein, wobei die Bahnausbildungseinheiten neben
einem Langsiebrahmen auch einen Spaltformer umfassen können.
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Anstatt
der oben beschriebenen Zentrifugalreinigungsvorrichtung kann die
Fraktionierung auch in einer an sich bekannten Art unter Verwendung
von Drucksieben ausgeführt
werden. Durch die Anpassung der Fraktionierungstechniken und des
Ausschussverhältnisses
können
unterschiedliche Arten von Eigenschaften für die unterschiedlichen Schichten
der Bahn erhalten werden. Es kann natürlich mehr als eine Fraktionierungsstufe
vorhanden sein.
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Nachfolgend
werden die Patentansprüche gegeben,
wobei die Details der Erfindung innerhalb des Umfanges des in den
Ansprüchen
definierten Erfindungsgedankens variieren, und sich von den oben gegebenen,
ausschließlich
beispielhaften Details unterscheiden können.
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Zusammenfassung
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Verfahren
zur Herstellung einer schichtförmigen
Papier- oder Kartonbahn
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Verfahren
zur Herstellung einer schichtförmigen
Papier- oder Kartonbahn, wobei bei dem Verfahren der Papiermaschine
zugeführter,
dicker Papierstoff (M) mit Bahnendwasser verdünnt und der verdünnte Papierstoff
(M1) fraktioniert wird, um zwei unterschiedliche
Papierstofffraktionen (A, B) auszubilden. Die erste Papierstofffraktion
(A), die im Durchschnitt einen feineren Werkstoff als die zweite
Papierstofffraktion (B) enthält,
wird in die Oberflächenschicht
oder -schichten der Papier- oder Kartonbahn geleitet, und die zweite
Papierstofffraktion (B), die im Durchschnitt einen gröberen Werkstoff
als die erste Papierstofffraktion (A) enthält, wird in die Mittelschicht
oder -schichten der Papier- oder Kartonbahn geleitet. Vor der Einleitung
in einen Stoffauflaufkasten (15) wird die Grobpapierstofffraktion
(B) von der Fraktionierung mit Wasser verdünnt, dessen Konsistenz wesentlich
niedriger als die Konsistenz des dem dicken Papierstoff (M) beigemischten
Bahnendwassers vor der Fraktionierung ist. Wenn Wasser, welches
weniger Feststoffe von dem Papierstoff als das normale Bahnendwasser
enthält,
zur Verdünnung der
Grobpapierstofffraktion verwendet wird, können die für unterschiedliche Schichten
der Papier- oder Kartonbahn verwendeten Papierstofffraktionen besser
als zuvor ihre unterschiedlichen Eigenschaften aufrechterhalten,
wodurch sich das Ergebnis der Schichtung bei der Papier- oder Kartonherstellung verbessert.