DE1561682C - Vorrichtung zur Herstellung mehrschich tiger Faserstoffbahnen, wie Papier, Karton, Pappen und Faserplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Faserstoffbahnen, wie Papier, Karton, Pappen und Faserplatten, mit zwei kompletten, symmetrisch zueinander angeordneten, nahe der Symmetrieebene etwa vertikale Abschnitte aufweisenden Siebpartien, Einlaufen für die Fasersuspension und Entwässerungsflächen'.

Die Verfilzung einer Faserstoffbahn im nassen Zustand erfolgte bisher nach der klassischen Methode durch einseitiges Filtrieren und Pressen an einem Längs- oder Rundsieb einer Papiermaschine. Dies ergibt einen unsymmetrischen Aufbau der Faserstoffbahn. Die Verfilzung ist ungleichmäßig, da die gröberen und längeren Fasern sowie die Verunreinigungen, Füll-, Kleb- und Farbstoffe sich vorwiegend an der unteren, sogenannten Siebseite der Faserstoffbahn absetzen, während die obere Schicht größtenteils kurze und feine Fasern enthält. Infolgedessen ist die Biegefestigkeit, das Aussehen sowie die Bedruckbarkeit der Faserstoffbahn an beiden Seiten verschieden. Auch.krümmt sie sich leicht.

Zur Erzielung einer symmetrischen Struktur der_ Faserstoffbahn ist es bekannt, zwei endlose Siebe derart über einen vertikalen Abschnitt zu führen, daß sich zwischen ihnen ein keilförmiger, sich nach unten 25' verjüngender Raum ergibt, dem beidseitig Saugkästen zugeordnet sind und oberhalb dessen ein zentraler Einlaufkasten angeordnet ist. Infolgedessen findet eine Entwässerung nach beiden Seiten hin statt. Auf diese Weise entsteht eine einschichtige Faserstoffbahn,, deren Aufbau zwar symmetrisch ist, deren Faseranordnung aber nicht beliebig gewählt werden kann. Beispielsweise werden längere, gröbere Fasern näher zur Mitte verfilzt, während feinere, kürzere Fasern an der Oberfläche der Faserstoffbahn verteilt sind. Diese Tatsache wirkt sich oftmals ungünstig aus, insbesondere bei der Erzeugung gröberer Packpapiere, Pappen, Holzfaser- und Isolierplatten aus Mineralfasern, wo — wie aus der Festigkeitslehre bekannt ist — die in der neutralen Achse der Fasermatte liegenden langen Fasern bei einer Biegebeanspruchung gleich Null ist. Es ist jedoch häufig erwünscht, daß sich die langen und festen Fasern an den beiden Oberseiten der Faserstoffbahn absetzen, wo größere Zug- und Druckbeanspruchungen auftreten.

Eine wesentlich größere Freiheit im Aufbau einer Faserstoffbahn erhält man, wenn diese aus mehreren Schichten zusammengesetzt ist, weil dann jeder Schicht - spezielle Eigenschaften mitgegeben werden können. So ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der vier Faserschichten auf vier einzelnen Sieben gebildet und je zwei so gebildete Faserschichten auf horizontale Abschnitte von zwei weiteren symmetrisch angeordneten Sieben übertragen werden. Diese Siebe besitzen anschließend einen vertikalen Abschnitt, in welchem die vorher gebildeten zweischichtigen Bahnen unter dem Druck von Walzenpaaren zu einer einzigen vierschichtigen Faserstoffbahn mechanisch zusammengepreßt werden. Es ist ferner bekannt, zwei Faserschichten auf je einer die Bahn bildenden Saugwalze zu erzeugen und beide Schichten in einem anschließenden vertikalen Siebabschnitt mechanisch zusammenzupressen.

Zwischen zwei vertikal verlaufenden Faserschich- 6g ten ist auch schon eine Verstärkungseinlage eingeführt und mit den Faserschichten mechanisch zusammengepreßt worden. Diese mehrschichtigen Erzeugnisse haben aber den Nachteil, daß sie sich leicht spalten.

Den letztgenannten Nachteil vermeidet eine Vorrichtung, bei der Fasern von einem Luftstrom mitgenommen und auf zwei Sieben abgelagert werden, die über Saugwalzen geführt sind. Hierdurch entstehen primäre Faserschichten, die mit Hilfe von Auftragwalzen mit Klebstoff bestrichen werden. Die so vorbehandelten Schichten werden dann durch mechanischen Druck miteinander verbunden. Die Verwendung eines Klebstoffes ist aber häufig unerwünscht. Außerdem ist das Enderzeugnis bezüglich seines Materials auf die Fasern der primären' Schichten und bezüglich seiner Dicke auf die Summe der Dicke beider Schichten beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrschichtigen Faserstoffbahnen der eingangs beschriebenen Art anzugeben, deren Dicke und Zusammensetzung der Schichten in weiten Grenzen wählbar sind und bei denen die Schichten fest miteinander verbunden sind, ohne daß ein Klebstoff benutzt werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entwässerungsfläche jeder Siebpartie eine erste, etwa horizontale Zone, der mindestens je ein Einlauf zugeordnet ist, und eine zweite, etwa vertikale Zone aufweist, wobei den beiden vertikalen Zonen ein gemeinsamer dritter Einlauf zugeordnet ist.

Bei dieser Vorrichtung dienen die beiden primären Faserschichten als Filter, die bei der Entwässerung die Fasern der mittleren Schicht sicher zurückhalten. Man kann daher eine beliebige Fasersuspension einführen. Des weiteren können relativ hohe Saugdrücke angewendet werden, wodurch die Entwässerung entsprechend rasch durchgeführt wird. Bei der Entwässerung verfilzen die Fasern der mittleren Schicht nicht nur miteinander, sondern auch mit den Fasern der primären Schichten, so daß sie eine feste Verbindung zwischen den drei Faserschichten ergibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung führt demnach zu einem neuen Herstellungsverfahren, bei dem eine Fasermatte aus zwei oder mehreren selbständig gebildeten Faserschichten geschaffen wird, welche dann in einem keilförmigen Raum mit der zwischen die ursprünglich gebildeten Schichten eingeführten Suspension durch Filtrierwirkung miteinander verfilzt und zum S.chluß gepreßt werden.

Insbesondere kann die Mittelschicht aus einem billigeren Faser- oder Füllstoff gebildet werden als die primären Außenschichten, z. B. aus Altpapier, Abwassersedimenten u. dgl., wenn diese Schicht nicht auf Festigkeit beansprucht wird. Das hat seine Bedeutung bei der Erzeugung von Packpapier und hauptsächlich von mehrschichtigen Pappen, Holzfaserplatten und Isolierplatten aus Mineralfasern (Schlacken-, Basalt-, Glas-, Asbestfasern), wo es auf die Feuerfestigkeit der Plattenoberfläche unter Aufrechterhaltung guter wärme- und schallisolierender sowie Festigkeits-Eigenschaften ankommt. Bei der Erzeugung von Isolierplatten aus Mineralfasern wird im Gegenteil die mittlere Schicht aus einem beliebigen, aber, eine hohe Festigkeit aufweisenden Rohstoff gebildet, und beiderseitig werden Schichten aus feuerfesten Mineralfasern aufgetragen und miteinander gut verfilzt. Dies ermöglicht die Herstellung von feuerfesten Bauplatten guter Qualität, bei denen die guten Festigkeitseigenschaften der mittleren Füll- und Tragschicht mit der erforderlichen Feuerfestigkeit der

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Ober- oder Deckschichten verbunden sind. Die auf Raumes, in dem das Suspensions- oder Verdün-

diese Weise hergestellten Papiere, Pappen und Faser- nungswasser aus ,dem Stoffbrei' allmählich entfernt

platten sind stabil und deformationsbeständig. Die. wird, kommt es zur allmählichen Zusammenpressung.

ι Erzeugung gestaltet sich im Hinblick auf die verwen- Der größte Preßdruck kommt zwischen den Saug-

deten Rohstoffe und die einfachere Einrichtung so- 5 preßwalzen 6 zustande. Der entwässerte Stoffbrei tritt

: wohl billig als auch einfach. durch den Spalt 15 zwischen den Saugpreßwalzen 6

Sehr günstig ist es, wenn oberhalb der horizontalen als zusammenhängende Faserstoffbahn mit einem

Entwässerungszonen bahnbildende Saugwalzen mit großen Gehalt an Fasern.aus. Diese Bahn kann auf

Einlaufen für die Fasersuspension angeordnet sind einer bogenförmigen Rutsche 25 aus der vertikalen in

! und die Drehrichtung dieser Saugwalzen mit der io die horizontale Richtung gelenkt und dann bearbeitet

j Bewegungsrichtung der Siebpartien in den horizonta- werden (weiteres Pressen, Trocknen, Formatschnei-

! len Entwässerungszonen übereinstimmt. Auf diese den, Packen usw.).

Weise werden Primärschichten derart hergestellt, daß Der günstigste Winkel/? des keilförmigen Rau-

j auf der Oberfläche der fertigen Fasermatte die feine- mes 8 wird durch Drehung des Systems der Saugwal-

! ren Fasern liegen, die auf der Außenseite der Primär- 15 zen 4 und der vertikalen Entwässerungszonen 5 um

schicht gebildet waren. Damit erhält man äußerst die Achse der Saugpreßwalzen 6 eingestellt. Der Spalt

glatte Mattenoberflächen. 15 wird durch horizontale Verschiebung des ganzen

j Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in Rahmens und der an ihm befestigten Maschinenteile,

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels d.h. der Saugwalzen4 und 6, Walzen2 und 7,'Em>

j näher erläutert. Es zeigt 20 Wässerungszonen 3 und 5, bahnbildende Saugwalzen

, . F i g. 1 schematisch das Prinzip der erfindungs- 12, Einlauf 10, eingestellt, je nach der Beschaffenheit

f gemäßen Vorrichtung und ' und gewünschten Dicke und dem Volumgewicht der

Fig. 2 die Vorrichtung in einem Teilschnitt nach Faserstoffbahn. ■
der Linie A -A in Fig. 1. Die auf den Saugpreßwalzen 6 umgelenkten end-Die Vorrichtung weist zwei einander gegenüber- 25 losen Siebe 1 werden auf dem Rückwege in bekannter liegende, symmetrisch gelagerte endlose Siebe 1, Weise gereinigt und umgeben die Regulierwalzen 7, welche um Walzen 2, Säugwalzen 4, Preß-Saugwal- welche ihren gleichlaufenden Gang regulieren und zen 6, Regulierwalzen 7 sowie durch Saugkasten ge- kehren dann um die Walzen 2 wiederum in den horibildete horizontale und Vertikale Entwässerungs- zontalen Abschnitt zurück. ^
zonen 3 und 5 umlaufen. Die endlosen Siebe 1 weisen 30 ' Der keilförmige Raum 8 ist an beiden Seiten durch zwischen den Walzen 2 und 4 einen horizontalen oder Seitenwände 16 begrenzt. Diese sind zwecks Ändeunter einem Winkel α imBereich von ± 20° geneigten rung des Winkels des keilförmigen Raumes 8 vereinstellbaren Abschnitt auf, auf dem sich die primä- schiebbar und einstellbar. Nach außen stützen sie sich ren Schichten der Fasermatte bilden. Die Neigung an beiden Seiten auf die feststehenden Stützleisten 17. dieses Abschnittes der endlosen Siebe 1 wird durch 35 Zwischen den Seitenwänden 16 und Leisten 17 ist Drehung des ganzen Systems der Walzen 2 und Ent- eine Gummidichtung 18 eingelegt. Am Rande der Wässerungszonen 3 um die Achse der Saugwalzen 4 endlosen Siebe 1 wird der seitwärts aus dem keilförgemäß den Eigenschaften der Fasersuspension und migen Raum 8 hinausgedrückte, entwässerte Stoffbrei gewünschten Dicke der primären Schichten einge- durch besondere, an den Rändern der endlosen Siebe 1 stellt. Die Suspension wird auf diesen, im wesent- 40 im vertikalen Abschnitt angeordnete Saugkasten 19 liehen horizontalen Abschnitt der endlosen Siebe 1 abgesaugt, welche an eine Unterdruckquelle angedurch Einlaufe 10 mit Sedimentätionsrinnen 11 züge- schlossen sind.

führt. Die endlosen Siebe 1 verlaufen in diesem hori- Oberhalb der horizontalen Teile der endlosen zontalen Abschnitt oberhalb der Entwässerungs- Siebe 1 sind weitere, bahnbildende Saugwalzen 12 zonen 3, welche an eine Unterdruckquelle 24 ange- 45 angeordnet. Aufgabe dieser Saugwalzen 12 ist ebenschlossen sind und die Filtrierung der Suspension falls die Bildung von primären Schichten des Matedurchführen, rials, welche jedoch in der Faserstoffbahn eine ent-Auf den an die Unterdruckquelle angeschlossenen gegengesetzte Struktur, d. h. Faserverteilung, aufwei-Saugwalzen 4 wird die Filtrierung der primären sen als diejenigen primären Schichten, welche am Schichten noch weiter fortgesetzt. Auf den Saugwal- 50 horizontalen Abschnitt der endlosen Siebe entstehen, zen 4 wechselt die Laufrichtung der endlosen Siebe 1 Die Suspension wird auf diese bahnbildenden Saugvon der horizontalen in eine im wesentlichen vertikale walzen 12 durch Einlaufe 13 mit einer Sedimenta-Richtung in der Weise, daß die Siebe einen sich nach tionsrinne 14 geleitet. Die Drehrichtung der Walzen unten verjüngenden, keilförmigen Raum 8 bilden, 12 stimmt mit der Laufrichtung der endlosen Siebe 1 dessen Scheitelwinkel β in einem Bereich von ± 15° 55 übereiri, und ihre Umlaufgeschwindigkeit ist mit der von der Vertikalen einstellbar ist. Auf diesem verti- Bewegungsgeschwindigkeit der endlosen Siebe 1 synkalen Teil der endlosen Siebe 1, also zwischen den chron. Deshalb haben die Walzen 12, ebenso wie die Saugwalzen 4 und Saugpreßwalzen 6, bewegen sich Saugpreßwalzen 6 einen regelbaren Antrieb, um die die endlosen Siebe 1 zwischen den vertikalen Entwäs- notwendige Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung serungszonen 5. In den keilförmigen Raum 8 wird die 60 und des synchronen Laufes der Siebe 1. sowie der Suspension durch einen Einlauf 9 zugeführt, ohne bahnbildenden Saugwalzen 12 einzustellen.'
Rücksicht darauf, ob auf den Sieben 1 bereits die In den Sedimentätionsrinnen 11 und 14 können primären Schichten gebildet sind oder nicht. In die- kurz vor Beginn der Filtration die noch in der Sussem vertikalen, keilförmigen Teil geht die beider- pension vorhandenen gröberen Teilchen und Unreinseitige Filtrierung der Suspension nach beiden Seiten 65 heiten sedimentieren. Die Sedimente werden aus den vor sich, und zwar durch Einwirkung der Entwässe- Sedimentationsrinnen 11 und 14 laufend durch berungszonen 5, welche an die Unterdruckquelle 24 an- kannte Methoden und Einrichtungen entfernt, sei es geschlossen sind. Infolge der keilförmigen Gestalt des in einen Ablauf oder in den mittleren Einlauf 9.

Alle vorerwähnten Teile sind an einem festen Maschinenrahmen separat, mit Ausnahme der Unterdruckquellen, angebracht und befestigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet je nach den gewünschten Eigenschaften des Fertigerzeugnisses unter verschiedener, wahlweiser Einschaltung ihrer Elemente in folgender Weise.

Die Fasersuspension für die primären Schichten (sogenannte Ober- oder Deckschichten) wird in die Einlaufe 13 der bahnbildenden Saugwalzen 12 geführt. Die Suspension gelangt im ersten, oberen Quadranten auf die Umfangsfläche der formgebenden Saugwalzen 12. Infolge der Gravitation und des künstlichen Unterdrucks in den Walzen 12 bilden sich an der Walzenoberfläche Lagen von verfilzten Fasern. Diese Lagen sind ähnlich beschaffen wie die an den üblichen horizontalen Rundsieben gebildeten Lagen. Die längeren und gröberen Fasern setzen sich an der unteren, sogenannten Siebseite der Lage ab, die feineren an der entgegengesetzten oberen Seite.

Die bahnbildenden Saugwalzen 12 drehen sich gleichlaufend mit den horizontalen (oder im Bereich des Winkels α eingestellten) Abschnitten der zugehörigen endlosen Siebe 1. Die auf den Saugwalzen 12 gebildeten Schichten legen sich mit ihrer Oberseite auf die Siebe 1. Während des weiteren Fortschreitens der Schichten auf den Sieben 1 ,werden die Lagen weiter mittels der Entwässerungszonen 3 filtriert und erreichen nach ihrer Umlenkung auf den Saugwalzen 4 in die vertikale. Richtung den keilförmigen Raum 8 und die Suspension der mittleren Füllschicht, wobei es zum Umkehren der Seiten der primären Deckschichten kommt. Die feine ursprüngliche »Oberseite« liegt auf dem Sieb 1, ist daher zur Oberfläche der fertigen Bahn geworden, während die frühere »Unterseite« der Schichten in den Keilraum 8 gerichtet ist. _Ä ^: ·

.Diese Art der Arbeitsweise wird vorteilhaft bei der Erzeugung von Pappen oder Platten verwendet, wo außer auf die physikalischen Eigenschaften auch auf eine glatte und feine Oberfläche auf beiden Seiten des Fertigerzeugnisses im Hinblick auf sein Aussehen und seine eventuelle Bedruckbarkeit Wert gelegt wird. Bei diesem Herstellungsprozeß sind die Einlaufe 10 stillgesetzt.

Diese Alternative erweist sich auch als günstig bei der Fabrikation von wärme- und schallisolierenden sowie feuerfesten Platten und Matten. Auf den bahnbildenden Saugwalzen 12 werden die feuerfesten Deckschichten aus Mineralfasern hergestellt, während für die mittlere Füllschicht, wie oben gesagt, die Suspension eines beliebigen Stoffes verwendet werden kann. .

Nun seien die Einlaufe 13 und Saugwalzen 12 aus dem Fertigungsvorgang ausgeschaltet. Die primären, d. h. die Deckschichten der fertigen Matte, werden dann auf den horizontalen (oder im Bereich des Win-, kels α geneigten) Abschnitten der Siebe 1 in der Weise hergestellt, daß die Suspension einer wertvolleren Substanz durch die Einlaufe 10 zugeführt wird. Wie schon vorher erwähnt, kommt es auf diesen Sieben zu einer Verfilzung dadurch, daß sich die längeren und gröberen Fasern an der unteren, d. h. an der Siebseite der Schicht absetzen und die feinen Fasern an ihrer Oberseite. Nach Ablenkung in die vertikale Richtung verbleibt die Unterseite ständig auf dem Sieb 1 und bildet die Oberfläche des Endproduktes. Die feinfaserige Seite ist zur Mitte des keilförmigen Raumes 8 gerichtet, in den die Suspension einer anderen beliebigen Substanz durch den Einlauf 9 geleitet wird. Diese Alternative wird vorzugsweise bei der Herstellung von Fasererzeugnissen angewendet, welche ins- besondere Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind.

Bei der Herstellung von Spezialpapieren, Pappen und Platten kann mit allen Einlaufen 9, 10 und 13 gearbeitet werden, so daß eine fünf schichtige Matte mit beliebig zusammengesetzten Schichten erzeugt

ίο werden kann.

Die Dicke des erzeugten Papiers oder der Matte sowie das Volumgewicht können durch Änderung des Austrittsspalts 15 reguliert werden, d. h. durch gegenseitige Annäherung oder Entfernung der Systeme, die aus der Saugwalze 4, der Entwässerungszone 5, der Preß-Saugwalze 6 und dem endlosen Sieb 1 bestehen, ferner durch die Dichte der Suspension in den Einlaufen 9,10 und 13 sowie durch Änderung des Unterdrucks in den Saugkästen und Walzen. Alle Saugkästen kann man an die Unterdruckquelle nach Belieben an-oder abschalten.

Außer der vorstehend genannten Herstellung von mehrlagigen Papieren, Vliesstoffen, Pappen, Holzfaser- und anderen Platten ist es auch möglich, feuer-

s5 feste, schall- und wärmeisolierende Platten und Matten aus Mineralfasern oder mit einer mittleren Füllschicht aus einem anderen Stoff (z. B. Holzstoff, Altpapier, aufgefangene Fasern aus Papierabwässern usw.) herzustellen. . . -..- .

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Faserstoffbahnen, wie Papier, Karton, Pappen und Faserplatten, mit zwei kompletten, symmetrisch zueinander angeordneten, nahe der Symmetrieebene etwa vertikale Abschnitte auf weisenden Siebpartien, Einlaufen für die Fasersuspension und Entwässerungsflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungsfläche jeder Siebpartie eine erste, etwa horizontale Zone (3), der mindestens je ein Einlauf (10, 13) zugeordnet ist, und eine zweite, etwa vertikale Zone (5) aufweist, wobei den beiden vertikalen Zonen ein gemeinsamer dritter Einlauf (9) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der horizontalen Ent-Wässerungszonen (3) bahnbildende Saugwalzen (12) mit Einlaufen (13). für die Fasersuspension angeordnet sind und daß die Drehrichtung dieser Saugwalzen mit der Bewegungsrichtung der Siebpartien, in den horizontalen Entwässerungszonen übereinstimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Entwässerungszonen (5) einen keilförmigen Raum (8) mit einstellbarem Keilwinkel begrenzen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (15) zwischen am unteren Ende der vertikalen Eritwässerungszonen(5) vorgesehenen Saugwalzen (6) durch horizontale Verschiebung mindestens einer kompletten Siebpartie einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der keilförmige Raum (8) an beiden Stirnseiten durch Seitenwände (16)

abgeschlossen ist, die gemäß dem erforderlichen Keilwinkel und dem Spalt (15) verschiebbar bzw. auswechselbar sind, wobei die Abdichtung mit Hilfe von Stützleisten (17) und Gummidichtungen (18) erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenrändern beider Siebpartien in den vertikalen Entwässerungszonen (5) äußere Saugkästen (19) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209632/151