DE1411296A1

DE1411296A1 - Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Faserstoffbahnen

Info

Publication number: DE1411296A1
Application number: DE19611411296
Authority: DE
Inventors: Wimmer Dipl-Ing Klaus; Ploetz Dr Theodor
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1961-07-14
Filing date: 1961-07-14
Publication date: 1969-07-31
Also published as: SE328763B; CH402587A; NO130998B; GB1017372A; FI48211C; NO130998C; FI48211B

Description

Anmelder: Feldmühle Aktiengesellschaft

. Düsseldorf-Oberkassel, Fritz-Vomfelde-Platz 4

Anlage zur Eingabe vom" 21, Januar 1969 Aktenzeichen: P 14 11 296.0-27

Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Faserstoffbahnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Paserstoffbahnen, wie Papier, Pappe und anderen Vliesen aus natürlichen oder synthetischen Fasern auf einer Langsiebpapiermaschine, deren Sieb mindestens im Bereich des Stoffauflaufes als Steilsieb ausgebildet ist, hinter dem sich mehrere Saugkästen befinden.

Ausführungen von Papiermaschinen mit Steilsieben finden Verwendung bei der Verarbeitung verhältnismäßig langer Pasern, wie beispielsweise Kunststoffasern, die einen hohen Verdünnungsgrad der Suspension erfordern.- Sie werden angewendet für die Herstellung dünner poröser Faservliese, die eine große Durchlässigkeit besitzen, wie sie z. B, für Teebeutel verwendet werden. Diese Faservliese setzen dem Durchtritt des Wassers bei der Entwässerung keinen nennenswerten Widerstand entgegen.

Bei der Herstellung von Faservliesen größerer Dicke und von dünnen Faservliesen, die eine große Dichte aufweisen, können die bisher bekannten Steilsiebmaschinen keine Verwendung finden, da ihnen noch der folgende Nachteil anhaftei%

Beim Durchlauf des Steilsiebes durch die Faserstoffsuspension lagern sich die einzelnen Fasern auf den Maschen des Steilsiebes ab. Es bildet sich ein Blatt. Dieses Blatt besteht im unteren Teil

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der Blattbildungszone aus vereinzelten, unzusammenhängenden Einzelfasern. Es ist noch dünn, unregelmäßig und nicht geschlossen, so daß hier eine sehr starke Entwässerung stattfindet. Beim weiteren Durchlauf des Siebes durch die Suspension nimmt die Blattbildung zu, und es bildet sich ein dickeres Vlies, das dem abzuziehenden Stoffwasser einen größeren Widerstand entgegensetzt» Der anwachsende Widerstand bremst die Strömung und verkleinert somit die Entwässerungsleistung. Dadurch entstehen in dem vor dem Steilsieb sich befindenden Faserstoffsuspensionsquerschnitt unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten, die sich zur freien Oberfläche der Faserstoffsuspension hin verringern. Aus diesem Grunde ist in erhöhtem Maße die Gefahr der Wirbelbildung vor dem Steilsieb gegeben» Diese Wirbel lösen teilweise die schon auf dem Steilsieb abgelagerten Fasern wieder ab, so daß sich ein ungleichmäßiges, fehlerhaftes Blatt ergibt.

Durch den Einbau einer hinter dem Steilsieb angebrachten Vakuumkammer ka^ Jie Entwässerungsleistung gesteigert werden. Da das aufgewenc* . Vakuum über die gesamte wirksame Öffnung der Kammer konstant is .- ir ι. diese Einrichtung zur Herstellung von dünnen und dichten Faservliesen oder von dickeren Faserstoffbahnen aber nicht geeignet, wei^ das in Laufrichtung des Steilsiebes an Stärke und Dichte zunehmende Vlies der Entwässerung einen immer größer werdenden Widerstand entgegensetzt, und dadurch eine ungleichmäßige Entwässerung stattfindet.

Zur Herstellung dicker Faserstoffbahnen werden deshalb bisher kombinierte Papiermaschinen benutzt, bei denen mehrere Langsiebe oder Lang- lind Bundsiebpartien vereinigt sind.

Die auf den einzelnen Sieben hergestellten Faserstoffbahnen werden dann anschließend in feuchtem Zustand zusammengegautseht« Eine besonders gute Verfilzung der einzelnen Schichten kann dabei nicht erzielt werden. Auf diese Weise hergestellte Faserstoffbahnen besitzen eine gewisse Neigung zum Aufspalten in einzelne Schichten. Alle

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diese kombinierten Maschinen erfordern einen erheblichen ma- ' schinellen Aufwand.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mit einem einzigen Stoffauflauf sehr gleichmäßige und dichte und gegebenenfalls auch sehr dicke Bahneis aus natürlichen und/oder synthetischen Faserstoffen zu erhalten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoffbahnen , wie Papier, Pappe und anderen Vliesen aus natürlichen oder synthetischen Fasern auf einer Langsiebpapiermaschine, deren Sieb mindestens im Bereich des Stoffauflaufs als Steilsieb ausgebildet ist, hinter dem sich mehrere Saugkästen befinden, wobei durch einen über die ganze Blattbildungszone in sich geschlossenen, sich annähernd in waagerechte Itichtung erstreckenden Stoffauflauf hinter der Blattbildungszone angeordnete Saugkästen mit von Saugkasten zu Saugkasten in Laufrichtung des Steilsiebes zunehmenden Unterdruckes befinden.

Die hinter dem Steilsieb übereinander angebrachten Saugkästen sorgen für eine schnelle Entwässerung. Durch entsprechende Einstellung der voneinander unabhängig und getrennt regelbaren Unterdrucke in den einzelnen Saugkästen wird erreicht, daß jeder Saugkasten gleich viel Flüssigkeit durch das auf dem Sieb sich befindende, während des Durchlaufens durch die Faserstoffsuspension an Stärke und Dichte zunehmende Blatt hindurchsaugt.

Infolgedessen ergibt sich, daß sich die Anströmgeschwindigkeit der Faserstoff suspension über dem gesamten Strömuiigsquerschnitt auf dieselbe Größe einstellt, und somit eine annähernd laminare Strömung auftritt« -.""'■'

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Saugkästen hinter dem Steilsieb in annähernd waagerechter Richtung. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß die Strömung auch durch das Sieb laminar vei'läuft und damit im kritischsten Punkt, also am Siel) selbst, keine Turbulenz auftreten kann.

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Sehr gün stig ist es, wenn das Steilsieb gegenüber dem waagerecht verlaufenden Stoffauflauf und einem Winkel von 20 - 60 ansteigt. Dieser Winkelbereich ergibt sich dadurch, daß Steilsiebwinkel unter 20° sich dem üblichen Langsieb nähern und damit nicht die erforderliche EntwässerungsIeistung aufweisen, während bei Winkeln über 60° die Gefahr des Ablösens der Fasern vom Sieb bzw. Blatt infolge der Schwerkraft besteht.

Die Zufuhr der Faseretoffsuspension kann dabei zweckmäßig so erfolgen, daß die Suspension kurz nach dem Eintritt in den Zuführkanal eine starke Umlenkung in die annähernd waagerechte Anströmrichtung vor dem Steilsieb erfährt. Dabei wird eine gute Durchmischung und gleichmäßige Verteilung der in der Suspension enthaltenen Einzelfasern erreicht, ohne daß eine Orientierung der Fasern auftritt.

Nach der Durchmischung wird die turbulente Suspensionsströmung in eine annähernd laminare Strömung überführt, wobei die unorientierten Fasern ihre lage beibehalten. Die Bildung der laminaren Strömung kann durch eine entsprechende Ausbildung des Zuführkanals, durch den Einbau von Trennwänden in den Zuführkanal oder ähnlicher bekannter Strömungsberuhigungsvorrichtungen unterstützt werden. Die Trennwände ragen dabei noch in die Anlaufstrecke der Faserstoffsuspension hinein. Sie enden zweckmäßig so weit entfernt vom Steilsieb, daß die bei der Ablösung entstehenden schwachen Wirbel ebenfalls vor dem Steilsieb in eine laminare Strömung übergegangen sind.

Bei den bekannten Ausführungen von Steilsieben beträgt das Verhältnis von Siebgeschwindigkeit zur Anetrömgeschwindigkeit etwa 1:1. Infolgedessen tritt beim Auflauf auf das Steilsieb einerseits eine merkliche Orientierung der Fasern in Laufrichtung des Siebes auf, andererseits reicht bei stark geneigtem Steilsieb der Sog des abgesaugten Siebwassers, der von der Anströmgeschwindigkeit abhängt, nicht aus, um das sich bildende Blatt auf dem Steilsieb zu halten.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß bei der Anwendung einer

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Anströmgeschwindigkeit der Fasers toff suspension mit der 2 - 5fachen Siebgeschwindigkeit sich diese Mangel vermeiden lassen« Die großen Flüssigkeitsmengen können mit Hilfe der Saugkasten schnell abgesaugt werden. Durch die hohe Anströmgeschwindigkeit bedingt, tritt keine wesentliche Orientierung der Einzelfasern in der Blattbildungezone auf. Gleichzeitig ergibt sich eine bessere gegenseitige Verfilzung und das Blatt wird fest auf dem Steilsieb gehalten.

Die lange Blattbildungszone, die der Eintauchtiefe des Steilsiebes in der Suspension entspricht, ermöglicht die Herstellung dicker Vliese bei hohen Siebgeschwindigkeiten bei üblicher Verdünnung der Faserstoffsuspension und bei gleichmäßiger Entwässerung in der Blattbildungszone. Auf dem waagerechten Langsieb erfolgt dann die endgültige Entwässerung auf bekmnte Weise.

Die höhere Entwässerungsleistung ermöglicht die Herstellung von Faserstoffbahnen normaler Dicke unter Verwendung von Faserstoffsuspensionen mit geringerer Stoffdichte als üblich. Man erhält dadurch Faserstoffbahnen von größerer Homogenität bei dennoch hohen Siebgeschwindigkeiten,

Vorteilhaft wird die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung auch bei der Herstellung dünner Faserstoffbahnen angewandt. Man erzielt bei hoher Verdünnung der Suspension ein Blatt von guter Durchsicht, gleichmäßiger Faserverteilung und hoher Dichtheit,

Die Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind auch besonders gut geeignet zur Herstellung von Vliesen aus synthetischen Fasern großer Länge, da diese bekanntlich eine hohe Verdünnung des Stoffes erfordern. Durch entsprechende Einstellung des Unterdruckes in den einzelnen Saugkanmern kann ohne die bei Langsieben gebräuchliche Siebschüttelung, die zur Verbesserung der Durchsicht und den damit verbundenen Festigkeitseigenschaften dient, und die mit einem erheblichen maschinellen Aufwand verbunden ist, ein gleichmäßig entwässertes Vlies von großer Homogenität erzeugt werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserstoff

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bahnen besitzen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, Dichte und Homogenität, und es treten vor allem nur geringe Unterschiede in der Festigkeit in Längs- und Querrichtung der Bahn auf.

Die Auslegung der bekannten Ausführungen von Papiermaschinen erfolgt bei genau festgelegten Bedingungen auf einen optimalen Punkte. Bei einer Änderung dieser Bedingungen, sei es nun durch Vervendung eines anderen Fasermaterials, einer anderen Suspensionsverdünnung, einer anderen Siebgeschwindigkeit etc«, sinkt die optimale Leistung ab, die Eigenschaften der hergestellten Faserbahn verschlechtern sich.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt nun veiter darin, daß durch entsprechende Begelung der Siebgeschvindigkeit und der Unterdrücke der einzelnen Saugkammern der Vorrichtung eine Einstellung auf verschiedene Suspensionen ohne weiteres möglich istj die Vorrichtung ist in weiten Grenzen variabel. Dieselbe Vorrichtung kann also τ. B. zur Herstellung von Zellstoffpapier und nach neuer Einste" jg zur Erzeugung von Papier aus synthetischen Fasern benutz ν arden,

Weitarr Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Zeichnungen, die tj.ne Ausführung einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Faserstoffbahnen gemäß der Erfindung als Beispiel darstellen.

Figur I zeigt einen Längsschnitt durch die Stoffzuführung und die Siebpartie

Figur II stellt die zu Figur I gehörende Draufsicht dar.

Die FaserstoffSuspension wird nach Figur I senkrecht zur Anströmrichtung auf das Steilsieb 4 durch die Leitung 2 dem Zuführkanal 1 zugeleitet. Hier erfolgt eine Umlenkung der Suspension um 9Ö in die Waagerechte auf das Steilsieb 4 zu.

Zur Beruhigung der turbulenten Strömung und damit zur Unterstützung der Bildung einer laminaren Strömung sind vorteilhaft innerhalb der Anlaufstrecke der turbulenten Strömung im Zuführkanal 1 noch Leit-

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bleche 3 eingebaut. Die fceitbleche 3 enden zweckmäßig so weit vor dem Steilsieb 4, daß die von der Grenzschichtablösung herrührenden Wirbel bis zum Auflauf auf das Steilsieb 4 in eine annähernd laminare Strömung übergegangen sind. In der laminaren Strömung sind die Fasern gleichmäßig verteilt, ohne daß eine Orientierung auftritt. Der Unterdruck in den fünf übereinander angeordneten Saugkästen 6 wird so aufeinander abgestimmt, daß das auf dem Steilsieb 4 sich bildende Blatt gleichmäßig entwässert wird. Das abgesaugte Siebwasser wird durch die Entwässerungsrohre 12 der Fasersuspension vor dem Eintritt in den Zuführkanal 1nieder zugeleitet, wodurch die auftretenden Faserverluste gering gehalten werden können.

Das Steilsieb 4 wird über die Umlenkwalze 7 in eine waagerechte Ebene geführt. Eine Ilegisterpartie 8 und mehrere Saugwannen 9 die-nen der weitgehenden Entwässerung des Faserstoffblattes. Die Weiterverarbeitung wird auf die bekannte Weise fortgesetzt.

Der die Saugkasten ϋ umfassende Teil der Siebpartie ist in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht, in dem sich mit der Faserstoff suspension kommunizierendes Siebwasser, befindet, das zur Vermeidung von Faserstoffverlusten durch den zwischen der unteren Umlenkwalze H und dem Zuführkanal 1 gebildeten Spalt dient.

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Claims

Anmelders Feldmühle Aktiengesellschaft Düsseldorf-Oberkassel, Fi'itz-Vorafelde-Platz 4 Anlage zur Eingabe vom 21, Januar 1869 Aktenzeichen: P 14 11 296.0-27 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Herstellen von Faserstoffbahnen wie Papier, Pappe und anderen Vliesen aus natürlichen oder synthetischen Fasern auf einer Langsiebpapierm&achine, deren Sieb mindestens im Bereich des Stoffauflaufs als Steilsieb ausgebildet ist, hinter dem sich mehrere Saugkasten befinden, gekennzeichnet durch einen über die ganze Hattbildungszone in sich geschlossenen, in annähernd waagerechter Richtung sich erstrekkenden Stoffauflauf.und hinter der Blattbildungszone angeordnete Saugkasten mit von Saugkasten zu Saugkasten in Aufrichtung des Steilsiebes zunehmendem Unterdruck,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Saugkästen in annähernd waagerechter Richtung verlaufen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steilsieb gegenüber dem waagerecht verlaufenden Stoffauflauf in eines Winkel von 20° bis 60° ansteigt.

4. Verfahren zum Herstellen von Faserstoffbahnen mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffsuspension mit über dem gesamten Strömungsquerschnitt ungefähr gleicher Anströmgeschwindigkeit der Blattbildungszone auf dem Steilsieb zugeführt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension das 2 bis öfache der Siehgeschwindigkeit heträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zuführen zum waagerecht verlaufenden Stoffauflauf eine starke Umlenkung der Faserstoffsuspension erfolgt, .

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffsuspension nach iher Umlenkung in die annähernd waagerechte Bichtung in eine im wesentlichen laminare Strömung überführt wird.

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