DE19526205C2 - Process and plant for producing a multilayer paper or cardboard web - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 3.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 or 3.
Ein solches Verfahren ist z. B. aus der DE 40 31 310 A1 bekannt. Bei dem nach diesem Verfahren hergestellten mehrlagigen Papier oder Karton ist vorgesehen, die Randschichten mit geringerem Anteil an Füll- oder Feinstoffen zu versehen als die mittleren Schichten. Um das erreichen zu können, werden spezielle Maßnahmen vorgeschlagen, die das Verfahren zwar aufwendiger gestalten, aber andererseits einen beträchtlichen Anteil der im Rohstoff gehaltenen Füll- und Feinstoffe in die Mittellage bringen. Das Ziel dabei ist also, die Füll- und Feinstoffe gezielt in die Mittellagen zu transportieren.Such a method is e.g. B. known from DE 40 31 310 A1. In the after this Processed multi-ply paper or cardboard is provided which To provide boundary layers with a lower proportion of fillers or fine materials than that middle layers. In order to be able to achieve this, special measures are taken proposed that make the process more complex, but on the other hand one considerable proportion of the fillers and fines held in the raw material in the middle layer bring. The goal here is to target fillers and fines to the middle layers transport.
Bei der Herstellung von Wellpappenkartons werden bekanntlich der eigentliche Wellenstoff sowie sogenannte Testliner benötigt, die beidseitig als ebene Schicht mit dem Wellenstoff verklebt sind. Ein solcher Testliner muß sowohl festigkeitsmäßig als auch optisch relativ hohe Anforderungen erfüllen und wird zumeist zweilagig mit "Rückseite" und "Decke" ausgeführt. Dabei wird durchweg die Rückseite aus billigeren und die Decke aus teureren Rohstoffen erzeugt. Dabei geht man davon aus, daß die Decke optisch gut und bedruckbar sein muß. Wird Testliner aus Altpapier erzeugt, was aus ökologischen und ökonomischen Gründen überwiegend geschieht, werden die langfaserigen Bestandteile für den Deckenstoff verwendet. Das übliche Verfahren zur Gewinnung eines Langfaserstoffs aus Altpapier ist die Fraktionierung, also eine Siebtrennung in Kurz- und Langfaserstoff, bei der aber unvermeidlicherweise ein großer Teil der verunreinigenden Bestandteile in den Langfaserstoff gerät. Dieser muß dann wieder mühsam aussortiert oder dispergiert werden. In der Regel muß der so gewonnene Langfaserstoff außerdem aufgemahlen werden, um die gewünschten Festigkeiten zu bringen.As is well known, the actual ones are used in the production of corrugated cardboard boxes Corrugated material as well as so-called test liners are required, which are coated on both sides with the Wavy material are glued. Such a testliner must be both strength and visually meet relatively high requirements and is usually two-layer with "back" and "ceiling" executed. The back is made of cheaper and the ceiling made from more expensive raw materials. It is assumed that the ceiling looks good and must be printable. Is testliner made from waste paper, what from ecological and mostly happens for economic reasons, the long-fibrous Components used for the ceiling fabric. The usual procedure for obtaining a Long fiber from waste paper is fractionation, i.e. a sieve separation in short and long fiber, but inevitably a large part of the contaminating components in the long fiber material. Then this must again laboriously sorted out or dispersed. As a rule, the so obtained Long fiber pulp can also be ground to the desired strength bring.
In einem Fachaufsatz Bubik, A., Siewert, W. H.: "Maßnahmen zur Verbesserung der Faserstoff- und Produktequalität bei mehrlagigen Kartons" in APR 1983 Nr. 11/12, Seiten 274 bis 280, werden Möglichkeiten zur Bildung einer mehrlagigen Bahn beschrieben. Dabei wird darauf hingewiesen, daß es von Vorteil ist, Rohstoffe mit hohem E-Modul in die Außenlagen und Rohstoffe mit niedrigem E-Modul in die Innenlagen des Kartons zu geben. Allerdings wird die Problematik der im Altpapier enthaltenen Verschmutzungen und deren Einfluß auf die Auswahl derjenigen Lagen, für die sie eingesetzt werden sollen, nicht angesprochen.In a specialist article Bubik, A., Siewert, W. H .: "Measures to improve the Fiber and product quality in multi-layer cartons "in APR 1983 No. 11/12, Pages 274 to 280, are ways to form a multi-layer web described. It is pointed out that it is advantageous to use raw materials with high Modulus of elasticity in the outer layers and raw materials with low modulus of elasticity in the inner layers of the Give boxes. However, the problem is that contained in the waste paper Soiling and their impact on the choice of the locations for which they are should not be used.
In der EP 0 312 512 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines dreilagigen Papiers mit zwei Stoffaufläufen beschrieben. Dabei werden native Rohstoffe verwendet. Es wird vorgeschlagen, die kurzfaserigen Rohstoffsorten in die Außenlagen zu geben.EP 0 312 512 A1 describes a method for producing a three-ply paper described with two headboxes. Native raw materials are used. It will proposed to put the short-fiber raw materials in the outer layers.
Die Probleme des Altpapiereinsatzes, also weder das der Verschmutzungen, noch das des niedrigeren Festigkeitspotentials und das der Sortenvermischung, spielen daher keine Rolle.The problems with the use of waste paper, i.e. neither that of pollution nor that of lower strength potential and that of blending varieties therefore do not play Role.
Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem mit relativ geringem Aufwand aus Altpapier eine mehrlagige Papier- oder Kartonbahn von guter optischer Qualität und mit guten Festigkeitseigenschaften erzeugt werden kann.It is an object of the invention to provide a method in which relatively little Effort from waste paper a multilayer paper or cardboard web of good optical Quality and with good strength properties can be produced.
Diese Aufgabe wird durch die in den Kennzeichen der Ansprüche 1 oder 3 genannten Maßnahmen in vollem Umfang gelöst.This object is achieved by those mentioned in the characterizing part of claims 1 or 3 Measures fully resolved.
Dadurch, daß die feinstoffarmen Stoffe nicht wie üblich in die Decke sondern in die mittleren Lagen oder die Mittellage der Papier- oder Kartonbahn geführt werden, werden sie durch Außenlagen abgedeckt. Daher müssen in der Regel die darin enthaltenen, vergleichsweise größeren verunreinigenden Partikel nicht oder nur teilweise entfernt bzw. dispergiert werden. Auf der anderen Seite können die feinstoffreichen Stoffe wegen der darin enthaltenen Faserfeinstoffe normalerweise eine genügend hohe Festigkeit für die Deckenlagen aufweisen. Sie haben einen höheren Elastizitätsmodul. So ist es möglich, die geforderten Festigkeitseigenschaften mit einer geringeren, flächenbezogenen Masse zu erzielen. Faserstoffe mit höherem Feinstoffgehalt sind zudem sauberer und relativ feinkörnig und bilden dadurch schon von vorneherein eine gute bedruckbare Oberfläche. Hinzu kommt, daß solche Stoffe eine höhere Opazität haben und daher die Mittellage optisch besser abdecken. Diese Kriterien gelten sowohl bei Verpackungspapieren als auch bei mehrlagigen graphischen Papieren.Because the low-fine substances are not in the ceiling as usual but in the middle layers or the middle layer of the paper or cardboard web, they are covered by external layers. Therefore, usually those in it contained, comparatively larger contaminating particles not or only partially removed or dispersed. On the other hand, the substances rich in fines usually have one because of the fiber fines contained therein have sufficient strength for the ceiling layers. You have a higher one Modulus of elasticity. So it is possible to meet the required strength properties with a to achieve a lower mass per unit area. Fibers with higher Fines content are also cleaner and relatively fine-grained and therefore already form a good printable surface right from the start. In addition, such substances are a have higher opacity and therefore better cover the middle layer. These criteria apply to both packaging paper and multi-layer graphic paper.
Auch bei Verarbeitung von Altpapier auf der Papiermaschine gibt es einen wichtigen Vorteil. Der höher verschmutzte feinstoffarme Stoff oder Langfaserstoff hat weder mit den Sieben noch mit den Filzen in der Presse einen direkten Kontakt, wodurch diese weniger verschmutzen.There is also an important one when processing waste paper on the paper machine Advantage. The more heavily soiled low-fine fabric or long fiber fabric has neither with the seven are still in direct contact with the felts in the press, causing this pollute less.
Würde, wie bisher, der feinstoffarme Stoff oder Langfaserstoff in der Decke verwendet, müßte in der Regel das in ihm enthaltene Festigkeitspotential durch Mahlung aktiviert werden, was zusätzliche Maschinen und Energie erfordert. Außerdem wird durch eine derartige Mahlung - gesamthaft betrachtet - der ohnehin hohe Feinstoffgehalt im Papier weiter erhöht und der spätere Wiedereinsatz als Altpapier erschwert. Grundsätzlich wird durch jede Mahlung das spezifische Volumen der gebildeten Papierbahn reduziert. Aufgrund dieser Volumenreduzierung ergibt sich eine geringere Steifigkeit.If, as before, the low-fiber or long fiber material was used in the ceiling, should as a rule activate the strength potential contained in it by grinding what requires additional machines and energy. In addition, a such grinding - taken as a whole - the already high fine content in the Paper further increased and later reuse as waste paper made more difficult. Basically, the specific volume of the formed is by each grinding Paper web reduced. This reduction in volume results in a lower one Stiffness.
Die Vorteile durch das Verfahren sind so groß, daß auch der Mehraufwand in Kauf genommen werden kann, der eventuell erforderlich ist, um statt einer zweilagigen eine dreilagige Bahn herzustellen.The advantages of the process are so great that the additional effort is also worth buying can be taken, which may be required to replace one instead of a two-layer to produce three-layer web.
Auch wenn bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Einsatz von Altpapier eventuell in Verbindung mit einer Altpapierfaserfraktionierung im Vordergrund steht, ist es auch denkbar, native Rohstoffe von verschiedener Faserlänge zu verwenden.Even if the use of Waste paper possibly in connection with a waste paper fiber fractionation in the In the foreground, it is also conceivable to use native raw materials of different fiber lengths to use.
Die Erfindung wird erläutert und beschrieben anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The invention is explained and described with reference to drawings. Show:
Fig. 1 ein einfaches Verfahrensschema; Fig. 1 is a simple process scheme;
Fig. 2 ein weiteres Verfahrensschema; Fig. 2 shows a further process scheme;
Fig. 3 schematisch: Eine Altpapieranlage nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; Fig. 3 schematically: a waste paper plant according to the inventive method;
Fig. 4 + 5 weitere mögliche Ausführungsformen von zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Papier- oder Kartonmaschinen. Fig. 4 + 5 further possible embodiments of paper or cardboard machines suitable for performing the method.
Fig. 1 zeigt, stark vereinfacht, die wichtigsten Verfahrensschritte. Gemäß diesem Beispiel wird ein Faserstoff S mit Wasser W in eine wässerige Suspension 1 überführt und anschließend in einem Reinigungsschritt 2 von Verunreinigungen befreit. Dieser Verfahrensschritt kann je nach Anforderungen eine Mehrzahl von Vorrichtungen bedingen, z. B. Hydrozyklone, Sortierer, Flotierer. Es folgt ein Fraktionierschritt 3, bei dem die Suspension einem Naßsieb zugeführt wird, an dem Langfasern bevorzugt abgewiesen werden und Kurzfasern und Feinstoffe passieren können. Die Fraktionierung kann mehrstufig sein. Die Trennwirkung in einem an sich bekannten Fraktionator beruht auf der unterschiedlichen Form und Größe der behandelten Teilchen. Aus diesem Grunde wird mit Vorteil eine Siebapparatur verwendet, bei der die Sortieröffnungen Schlitze sind. Geometrie und Betriebsparameter solcher Maschinen bestimmen den Trenneffekt und die Trenngrenze. Es entsteht eine feinstoffreichere Fraktion 4 zumeist mit höherem Kurzfaseranteil und eine feinstoffärmere Fraktion 5 zumeist mit höherem Langfaseranteil. Als Kenngröße für die Fraktionierung von Fasersuspensionen wird oft auch die mittlere Faserlänge angegeben. Bei der hier vorliegenden Anwendung kann der Überlauf, also die feinstoffärmere Fraktion 5, eine relativ große Menge haben. Im Zuge einer solchen Trennung werden meistens auch die Feinstoffe, das sind Faserbruchstücke und anorganische feine Partikel in der feinstoffreicheren Fraktion 4 aufkonzentriert. Eventuell müssen feine Störstoffe durch eine Sortierstufe 2" entfernt werden. Körnige Störstoffpartikel, die eine bestimmte Größe überschreiten, werden in der feinstoffärmeren Fraktion 5 gesammelt und würden auf dem fertigen Blatt eine sichtbare Verschmutzung bilden, wenn sie nicht durch eine saubere Lage abgedeckt werden. Eventuell müßten solche Stoffe zumindest teilweise vor Übergabe an die Papiermaschine aussortiert werden, wozu hier eine weitere Sortierstufe 2' als mögliche Ergänzung angegeben ist. Fig. 1 shows a highly simplified, the main method steps. According to this example, a fibrous material S is transferred with water W into an aqueous suspension 1 and then freed from impurities in a cleaning step 2 . Depending on the requirements, this process step can require a plurality of devices, e.g. B. hydrocyclones, sorters, floaters. This is followed by a fractionation step 3 , in which the suspension is fed to a wet sieve, on which long fibers are preferably rejected and short fibers and fines can pass through. The fractionation can be multi-stage. The separation effect in a fractionator known per se is based on the different shape and size of the treated particles. For this reason, a screening apparatus is advantageously used in which the sorting openings are slots. The geometry and operating parameters of such machines determine the separation effect and the separation limit. The result is a fraction 4 rich in fines, mostly with a higher proportion of short fibers, and a fraction 5 with less fine matter, mostly with a higher proportion of long fibers. The average fiber length is often also given as a parameter for the fractionation of fiber suspensions. In the present application, the overflow, ie the fraction 5 with less fine matter, can have a relatively large amount. In the course of such a separation, the fine substances, that is fiber fragments and inorganic fine particles, are usually also concentrated in fraction 4 , which contains more fine substances. Fine impurities may have to be removed by a sorting stage 2 ". Granular impurity particles that exceed a certain size are collected in fraction 5 with less fine matter and would form visible contamination on the finished sheet if they were not covered by a clean layer such substances would have to be sorted out at least partially before being transferred to the paper machine, for which purpose a further sorting stage 2 'is given as a possible supplement.
Die beiden Fraktionen 4 und 5 gelangen nun zur Papiermaschine 6, deren anfänglicher Teil nur sehr grob schematisch skizziert ist. Sie weist einen Dreilagen-Stoffauflauf 7 auf, bei dem die feinstoffärmere Fraktion 5 in die mittlere Kammer 8 eingepumpt wird. Die feinstoffreichere Fraktion 4 strömt in die äußeren Kammern 9 und 10 des Stoffauflaufes 7. Auf diese Weise wird beim Austritt aus dem Stoffauflauf eine Dreilagenbahn erzeugt, mit den Lagen L1, innen, L2 und L3, außen. Es ist auch möglich, für die äußeren Lagen L2 und L3 unterschiedliche Stoffe zu verwenden; zum Beispiel die kürzesten Fasern mit höchstem Feinstoffgehalt in die Decke, die längsten Fasern mit geringstem Feinstoffgehalt in die Mittellage und für die Rückseite einen Stoff mit Zwischenwerten zwischen diesen beiden Extremen.The two fractions 4 and 5 now reach the paper machine 6 , the initial part of which is only sketched very roughly schematically. It has a three-layer headbox 7 , in which the fraction 5 with less fine material is pumped into the middle chamber 8 . The fraction 4 , which is richer in fines, flows into the outer chambers 9 and 10 of the headbox 7 . In this way, a three-layer web is produced when it emerges from the headbox, with layers L1, inside, L2 and L3, outside. It is also possible to use different materials for the outer layers L2 and L3; For example, the shortest fibers with the highest fines content in the ceiling, the longest fibers with the lowest fines content in the middle layer and for the back a fabric with intermediate values between these two extremes.
Die verschiedenen Lagen L1, L2, L3 können auch mit getrennten Stoffaufläufen hergestellt und dann auf der Papiermaschine zusammengegautscht werden. Das Schema auf Fig. 2 weist auf eine solche Möglichkeit hin, eine Mehrlagenbahn zu erzeugen. In dem hier dargestellten Falle werden auf der Papiermaschine 6' drei Lagen einzeln mit drei Einlagen-Stoffaufläufen 7' gebildet und dann zusammengegautscht.The different layers L1, L2, L3 can also be produced with separate headboxes and then squashed together on the paper machine. The diagram in FIG. 2 indicates such a possibility of producing a multi-layer web. In the case shown here, three layers are individually formed on the paper machine 6 'with three insert headboxes 7 ' and then crumpled together.
Die Fig. 3 zeigt schematisch eine Anlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Dabei wird von dem wichtigen Fall ausgegangen, daß gemischtes Altpapier A mit Wasser W im Stofflöser 11 zu einer pumpfähigen Suspension aufbereitet wird. Diese in der Regel verschmutzte Suspension wird in eine Bütte 14 gepumpt und gelangt danach in einen Reinigungsteil. Dieser besteht hier aus mehreren Hydrozyklonen 12, einem Grobsortierer 13 mit Rejekt-Sortierstufe 13'. Der so gereinigte Stoff kommt in die Bütte 14'. Danach erfolgt eine zweistufige Fraktionierung mit den Fraktionatoren 15 und 15'. Wie üblich wird dabei der Rejekt der ersten Stufe in den Einlauf der zweiten Stufe geführt. Eventuell kann zwischen den Stufen eine Zwischenverdünnung mit Wasser W' zweckmäßig sein. Die Akzepte der beiden Fraktionatoren werden als feinstoffreichere Fraktion 4 in der Bütte 16 gesammelt. Hierfür ist in der Praxis auch die Bezeichnung Kurzfaserfraktion üblich. Die in beiden Fraktionatoren 15, 15' abgewiesenen Stoffe kommen als feinstoffärmere Fraktion 5 in die Bütte 17. Diese Fraktion wird auch als Langfaserfraktion bezeichnet. Die beiden Bütten 16 und 17 sind die Stoffvorlagen für eine hier nur angedeutete Papiermaschine 6, auf der - wie in Fig. 1 bereits gezeigt - eine dreilagige Kartonbahn hergestellt wird. Dabei ist der konstante Teil hier nicht gezeichnet.The Fig. 3 schematically shows a plant suitable for carrying out the inventive method. The important case is assumed that mixed waste paper A with water W in the pulper 11 is processed into a pumpable suspension. This suspension, which is usually contaminated, is pumped into a chest 14 and then reaches a cleaning section. This consists of several hydrocyclones 12 , a coarse sorter 13 with reject sorting stage 13 '. The material cleaned in this way comes into the chest 14 '. This is followed by a two-stage fractionation with the fractionators 15 and 15 '. As usual, the reject of the first stage is fed into the inlet of the second stage. An intermediate dilution with water W 'may be appropriate between the stages. The acceptances of the two fractionators are collected in the chest 16 as fraction 4 , which is rich in fines. In practice, the term short fiber fraction is also used for this. The substances rejected in both fractionators 15 , 15 'enter the chest 17 as a fraction 5 with less fine matter. This fraction is also known as the long fiber fraction. The two laid paper 16 and 17 are the material templates for a paper machine 6 which is only indicated here and on which - as already shown in FIG. 1 - a three-layer cardboard web is produced. The constant part is not shown here.
Das Beispiel gemäß Fig. 3 zeigt eine von vielen denkbaren Aufbereitungsanlagen. Insbesondere, was die Reinigung und die Fraktionierung betrifft, sind je nach verwendeten Rohstoffen verschiedene weitere oder andere Vorrichtungen denkbar.The example according to FIG. 3 shows one of many conceivable processing plants. In particular with regard to cleaning and fractionation, various other or different devices are conceivable depending on the raw materials used.
Es ist auch möglich, von vorneherein zwei getrennte Stofflöser zu verwenden, von denen einer die überwiegend kurzfaser- und feinstoffenthaltenden Altpapiersorten auflöst und der andere die überwiegend langfaserigen und feinstoffärmeren Altpapierstoffe. In einem solchen Fall könnte unter Umständen auch die Fraktionierung entfallen.It is also possible to use two separate cloth dissolvers from the start, one of which one that dissolves the predominantly short fiber and fine material-containing waste paper types and the other is the predominantly long-fiber and less fine waste paper materials. In one in such a case, fractionation could also be omitted.
In den Fig. 4 und 5 sind schematisch weitere Möglichkeiten aufgezeigt, gemäß dem Verfahren auf einer Papier- oder Kartonmaschine mehrlagige Bahnen herzustellen. Fig. 4 zeigt eine Maschine mit einem Gap-Former mit Zweischicht-Stoffauflauf 7" für Rückseite und Mittellage, auf die dann eine mit Hilfe des Stoffauflaufes 7' auf einem hochliegenden Langsiebformer 18 erzeugte Deckenlage aufgegautscht wird. Etwas anders geht man gemäß Fig. 5 vor, da dort die Deckenlage in einem Hybridformer durch den Stoffauflauf 7''' auf die bereits vorgebildete Zweilagenbahn direkt aufgetragen wird. Weitere Möglichkeiten lassen sich ohne weiteres ausdenken, z. B. kann auch mit einem einschichtigen Gap-Former die Rücklage und auf dem hochliegenden Langsiebformer eine Zweilagenbahn gebildet werden, die dann auf die eine Lage aufgegautscht wird.In Figs. 4 and 5 further options the process are schematically shown, according to manufacture on a paper or board machine pluri-layer webs. FIG. 4 shows a machine with a gap former with a two-layer headbox 7 "for the back and middle layer, onto which a cover layer produced with the help of the headbox 7 'on a high-lying Fourdrinier former 18 is then thickened. A different approach is taken according to FIG. 5 because there the ceiling layer in a hybrid former is applied directly to the pre-formed two-layer web through the headbox 7 "". Further possibilities can be thought out without further ado, e.g. the reserve and on the high-lying Fourdrinier form a two-layer web are formed, which is then crumpled onto one layer.
Die Erfindung ist nicht nur auf die Erzeugung von dreilagigen Bahnen anwendbar. Oft werden auch vier oder noch mehr Lagen benötigt, bei denen dann die Deckschicht und Rückseite aus der feinstoffreicheren Fraktion zu bilden sind.The invention is not only applicable to the production of three-layer webs. Often four or more layers are also required, in which case the top layer and Back side is to be formed from the fraction rich in fines.
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DE19526205A1 (en) | 1997-01-30 |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: VOITH PAPER FIBER SYSTEMS GMBH & CO. KG, 88212 RAV |
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8368 | Opposition refused due to inadmissibility | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140201 |