DE19730232A1 - Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen, vorzugsweise Papier oder Karton, mit Einsatz von hydrodynamischer Suspensionsschüttelung, und Vorrichtungen hierzu - Google Patents

Description

Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Faser­ bahnen, vorzugsweise Papier oder Karton, zeigen auf, daß durch zusätzlichen verfahrenstechnischen Einsatz von hydrodynamischer Suspensionsschüttelung im Blattbildungs­ teil der Produktionslinie die Qualität der Faserbahnen deutlich verbessert werden kann. Dies besonders ausgeprägt bei der Formation, dem Längs/Quer-Festigkeitsverhältnis sowie auch durch Reduzierung bis Eliminierung von bekann­ ten, störenden hydraulischen Längsstreifen.

Ferner zeigt die Erfindung Vorrichtungen auf für die Er­ zielung von hydrodynamischer Suspensionsschüttelung.

Die betroffenen Faserbahnen, vorzugsweise Papier oder Karton, werden in der Praxis in großtechnischen Anlagen hergestellt. Ein Bereich dieser Anlagen ist der sogenannte Blattbildungs­ teil, bestehend aus Stoffauflauf 2 und Siebpartie 3. Letztere kombiniert mit einer Obersiebpartie 4 ergibt als Alternative einen Former 3/4. Vom Suspensionsaustritt aus dem Stoffauf­ lauf 2 und im Schwerpunkt im vorderen Teil der Siebpartie 3 bzw. des Formers 3/4 werden physikalisch-hydraulisch be­ dingt deutliche Störungen in die sich bildende Faserbahn eingeleitet. Dies ist in einer guten Übersicht im TAPPI JOURNAL JUNE 1996, Seiten 55 bis 60, beschrieben und mit Abbildungen ergänzt. Ähnliche Auswirkungen sind, zwar in reduziertem Maße, auch für GAP-Kormer übertragbar.

Um diese Störungen deutlich zu reduzieren und ferner qualitäts­ verbessernde Einflüsse zu erzielen sind mechanische Schüttel­ einrichtungen für den vorderen Teil von Siebpartien 3 oder Formern 3/4 bekannt, wie auch in der deutschen Patentschrift DE 40 31 974 C2 als dem Stand der Technik hingewiesen wird. Diese Patentschrift zeigt eine deutliche Detailverbesserung für mechanische Schütteleinrichtungen auf.

Dennoch sind solche mechanischen Schütteleinrichtungen be­ kannter Art, wenn auch optimiert gestaltet, in der möglichen Frequenz und damit auch dem möglichen verbessernden Einfluß auf die sich je bildende Faserbahn sehr deutlich limitiert, bedingt besonders durch die zu bewegenden Massen/Gegenmassen und die Produktionsgeschwindigkeiten.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, durch Beeinflussung des gesamten hydraulischen Verfahrensablaufes im Blattbildungs­ teil von Produktionsanlagen zur Herstellung von Faserbahnen, vorzugsweise Papier oder Karton, deutlich verbessernden Ein­ fluß auf die Qualität der Faserbahnen auszuüben. Und dies bei Eliminierung bisheriger Limits.

Erfindungsgemäß wird dies durch zusätzlichen Einsatz von hydrodynamischer Suspensionsschüttelung im Blattbildungsteil der Produktionsanlagen zur Herstellung von Faserbahnen, vorzugs­ weise Papier oder Karton, erreicht unter Einsatz der ebenfalls erfindungsgemäßen Vorrichtungen hierfür. Die möglichen Schüttel­ frequenzen sind gegenüber mechanischen Schütteleinrichtungen um mehr als eine Zehnerpotenz höher erzielbar und damit in einem Bereich mit effektiver Wirkung.

Aus der Strömungstechnik ist der Cuanda-Effekt bekannt, mit welchem Strömungen in der Richtung abgelenkt werden können. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß zur Erzielung von hydro­ dynamischer Suspensionsschüttelung eingesetzt. Denn der vorn genannte Blattbildungsteil laut Stand der Technik weist unter anderem physikalisch bedingte hydrodynamische Störgrößen in Produktionsrichtung der Faserbahnen auf. Diese gilt es mög­ lichst weit oder ganz zu eliminieren, um bei den Faserbahnen

• a) bisherige Qualitätsstörungen zu beseitigen und
• b) zusätzliche Qualitätsverbesserungen zu erreichen.

Der Blattbildungsteil hat nach dem Stoffauflauf 2 folgend ein Langsieb 3 mit einer umlaufenden Siebschleife 3.6 oder einen Former 3/4 mit zwei umlaufenden Siebschleifen 3.6 und 4.3. In der oder den umlaufenden Siebschleifen 3.6/4.3 sind vorzugs­ weise unter anderem Entwässerungsleisten 1 mit Foilwinkel­ neigung 1.6 enthalten, es kann durch Siebumlenkung anstelle der Foilwinkelneigung 1.6 gleicher oder ähnlicher Effekt mit geraden Flächen erzielt werden. Die je der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandte Fläche 1.1 der Entwässerungsleisten 1 ist bei bekannten Ausführungen eine geschlossene glatte Fläche, die mit der hinteren Foilwinkelneigung 1.6 neben dem Entwässerungseffekt auch Turbulenzeffekt erzeugt. Aber Letzteren im Schwerpunkt nur in Produktionslängsrichtung. So können erwünschte und erforderliche Beeinflussungen in Querrichtung nur minimal eingebracht werden, beispielsweise hat die vorn erwähnte zusätzliche mechanische Siebschüttelung viel zu geringe Frequenzen.

Die Erfindung zeigt nun auf, daß durch Beeinflussung des ge­ samten hydraulischen Verfahrensablaufes gezielt hydraulische Ablenkkomponenten von ausreichender Größenordnung in Quer­ richtung eingeleitet werden können, also ein Verfahren mit zu­ sätzlicher hydrodynamischer Suspensionsschüttelung entsteht. Dies wird erreicht durch zusätzliche Nuten 1.2 in der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 in einer oder mehreren Entwässerungsleisten 1. Die Begrenzungskanten 1.3 der zusätzlichen Nuten 1.2 weichen dazu um gewählte Winkel 1.4 von der Produktionsrichtung der Faserbahnen ab. Bewußt ist bei der Beschreibung die Mehrzahl für die Winkel 1.4 verwendet worden: Denn erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß neben dem Spezialfall von nur einem konstanten Winkel 1.4 je Entwässerungsleiste 1 auch mehrere Winkel 1.4 auftreten können. So kann der Winkel 1.4 von der rechten zu der linken Begrenzungskante 1.3 der zusätz­ lichen Nuten 1.2 differieren. Als weiterer Fall ist es möglich, daß der Winkel 1.4 je Begrenzungskante 1.3 in derem Verlauf variabel ist. Dies alles, um den Erfordernissen bei den ver­ schieden möglichen Faserbahnen plus deren je spezifischen Her­ stellvorgaben optimal angepaßt werden zu können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Faser­ bahnen kann erfindungsgemäß noch verbessert werden dadurch, daß eine oder mehrere oder alle Entwässerungsleisten 1 auf der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 in Produktionsrichtung der Faserbahnen gesehen zuerst eine ge­ schlossene Fläche 1.5 über einen Bereich A aufweisen und erst danach die zusätzlichen Nuten 1.2 beginnen. Dadurch werden besonders hydraulische Feinstmarkierungen als auch mögliche negative, da qualitätsmindernd wirkend, Faseransammlungen an den Vorderkanten der Entwässerungsleisten 1 vermieden.

Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren die Richtung der gewählten Winkel 1.4 der Begrenzungskanten 1.3 der zusätzlichen Nuten 1.2 je Entwässe­ rungsleiste 1 fix, aber bei Einsatz von mehreren solcher Ent­ wässerungsleisten 1 mal rechts und mal links zur Produktions­ richtung der Faserbahnen angeordnet sind. Dies ermöglicht eine äußerst symmetrische Beeinflussung in Querrichtung der Faser­ bahnen.

Desweiteren ist es bei einigen Sorten von Faserbahnen und den je zugehörigen Produktionsbedingungen vorteilhaft und deshalb auch erfindungsgemäß vorgesehen, daß die gewählten Winkel 1.4 der Begrenzungskanten 1.3 der zusätzlichen Nuten 1.2 je Ent­ wässerungsleiste 1 fix, aber sonst von Entwässerungsleiste 1 zu Entwässerungsleiste 1 beliebig variabel sind. Damit kann eine Verfahrensoptimierung bei sehr dicken Faserbahnen oder bei extrem hohen Produktionsgeschwindigkeiten erfolgen.

Um einen über die Querrichtung der Faserbahnen möglichst gleichmäßigen hydraulischen Einfluß des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzielen ist es erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß die zusätzlichen Nuten 1.2 bei zumindest zwei Entwässerungs­ leisten 1 in Querrichtung zur Produktionsrichtung der Faser­ bahnen gegeneinander versetzt sind. Besser ist noch und deshalb auch vorgesehen, wenn möglichst bei allen Entwässerungsleisten 1 mit zusätzlichen Nuten 1.2 letztere abgestimmt so gegeneinander versetzt sind, daß in der Querrichtung der Faserbahnen eine hydraulisch abgestimmte, gleichmäßige Wirkung der hydro­ dynamischen Ablenkkomponenten erzielt wird.

Als Zusammenfassung kann festgehalten werden, daß durch das er­ findungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen, vor­ zugsweise Papier oder Karton, die Qualität der Faserbahnen mit kostenmäßig sehr minimalem Aufwand deutlich verbessert werden kann. Dies besonders ausgeprägt bei der Formation, dem Längs/Quer-Festigkeitsverhältnis sowie auch durch Reduzierung bis Eliminierung von bekannten, störenden hydraulischen Längs­ streifen.

So wird durch die Verbesserung der Formation die Gleichmäßig­ keit der Glättung der Faserbahnen als auch die Gleichmäßigkeit der Bedruckbarkeit sehr positiv beeinflußt.

Durch die sich ergebende zusätzliche Variationsmöglichkeit beim Längs/Quer-Festigkeitsverhältnis kann den Anforderungen der Weiterverarbeitung der Faserbahnen bei beispielsweise Kopier­ papieren und Verpackungskartonagen deutlich mehr entsprochen werden als mit bisher bekannten Verfahren/Einrichtungen.

Werden durch das erfindungsgemäße Verfahren heute störende hydraulische Längsstreifen deutlich reduziert bis eliminiert, so werden die heute dadurch besonders bei hochwertigen Papieren auftretenden Ausschußquoten deutlich reduziert.

Die Abbildungen zeigen einige Beispiele der Vorrichtungen zur Erzielung der erfindungsgemäßen Verfahren:

Die Abb. 1 zeigt schematisch den Blattbildungsteil für die Produktion von Faserbahnen, bestehend aus Stoffauflauf 2 und Siebpartie 3. Die symbolisierten zwei Pfeile zeigen ein­ mal den Austritt der Faserbahn als Fasersuspension aus dem Stoffauflauf 2 und am Ende der Siebpartie 3 den Weitertrans­ port der dann schon gebildeten, aber noch sehr nassen Faser­ bahn in die Pressenpartie 5. Es sind dargestellt: Brust­ walze 3.1, Entwässerungsleisten 1, Entwässerungskästen 3.2, Siebsaugwalze 3.3, Siebantriebswalze 3.4, Siebleitwalzen 3.5 und die umlaufende Siebschleife 3.6.

Die Abb. 2 zeigt als Ergänzung zur Abb. 1 eine Ober­ siebpartie 4, wodurch die Einheit Langsiebpartie 3 plus Ober­ siebpartie 4 zu einem Former 3/4 wird, im dargestellten Fall der Gattung Hybrid-Former. Als Ergänzungsteile sind darge­ stellt: Formationseinheit 4.1 des Formers 3/4, Siebleit­ walzen 4.2 und Siebschleife 4.3 der Obersiebpartie 4. Erfindungs­ gemäß ist es möglich, daß die Formationseinheit 4.1 des For­ mers 3/4 auch Entwässerungsleisten 1 mit zusätzlichen Nuten 1.2 enthält.

Die Abb. 3 zeigt als Schnittbildvergrößerung eine Ent­ wässerungsleiste 1 konventioneller Art mit geschlossener, der Siebschleife 3.6 zugewandter Fläche 1.1 der Entwässerungsleiste 1, mit Foilwinkelneigung 1.6.

In Abb. 4 ist ein Stück der Siebschleife 3.6 mit zwei Entwässerungsleisten 1, je als Schnittbild, dargestellt. Bei Letzteren ist je die der Siebschleife 3.6 zugewandte Fläche 1.1 zu erkennen, in der nun aber zusätzliche Nuten 1.2 angebracht sind. Weiter ist die Foilneigung 1.6 dargestellt.

Die Abb. 5 zeigt die Draufsicht auf die zwei in der Abb. 4 dargestellten Entwässerungsleisten 1 und zwar auf die der Siebschleife 3.6 zugewandten Fläche 1.1. Es ist am Anfang der Entwässerungsleisten 1 je eine geschlossene Fläche 1.5 über einen Bereich A zu erkennen mit nachfolgend den zusätzlichen Nuten 1.2 und deren Begrenzungskanten 1.3 mit den gewählten Winkeln 1.4.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen, vorzugsweise Papier oder Karton, gekennzeichnet dadurch, daß im Blatt­ bildungsteil der Produktionslinie verfahrenstechnisch zu­ sätzlich Suspensionsschüttelung eingesetzt wird durch Nutzung von hydrodynamischen Ablenkkomponenten. Und ferner gekennzeichnet dadurch, daß die Nutzung der hydrodynamischen Ablenkkomponenten erreicht wird durch zusätzliche Nuten 1.2 in einer oder mehrerer Entwässerungsleisten 1 in je der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 der Ent­ wässerungsleisten 1. Die Begrenzungskanten 1.3 der zusätz­ lichen Nuten 1.2 weichen dazu erfindungsgemäß um gewählte Winkel 1.4 von der Produktionsrichtung der Faserbahnen ab.

2. Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen nach Anspruch 1 und gekennzeichnet dadurch, daß eine oder mehrere oder alle Entwässerungsleisten 1 auf der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 in Produktionsrichtung der Faserbahnen gesehen zuerst eine geschlossene Fläche 1.5 über einen Bereich A aufweisen und erst danach die zusätz­ lichen Nuten 1.2 beginnen.

3. Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen nach Anspruch 1 oder 2 und gekennzeichnet dadurch, daß die Richtung der gewählten Winkel 1.4 der Begrenzungskanten 1.3 der zusätz­ lichen Nuten 1.2 je Entwässerungsleiste 1 fix, aber bei Ein­ satz von mehreren solcher Entwässerungsleisten 1 mal rechts und mal links zur Produktionsrichtung der Faserbahnen ange­ ordnet sind.

4. Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen nach den An­ sprüchen 1 oder 2 oder 3 und gekennzeichnet dadurch, daß die gewählten Winkel 1.4 der Begrenzungskanten 1.3 der zu­ sätzlichen Nuten 1.2 je Entwässerungsleiste 1 fix, aber sonst von Entwässerungsleiste 1 zu Entwässerungsleiste 1 beliebig variabel sind.

5. Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen nach den An­ sprüchen 1 oder 2 oder 3 und gekennzeichnet dadurch, daß die zusätzlichen Nuten 1.2 zumindest bei zwei Entwässerungs­ leisten 1 in Querrichtung zur Produktionsrichtung der Faser­ bahnen gegeneinander versetzt sind.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß im Blattbildungsteil der Produk­ tionslinie im Innern der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) eine oder mehrere oder alle Entwässerungsleisten 1 mit zusätzlichen Nuten 1.2 in je der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 der Entwässerungsleisten 1 angeordnet sind. Und ferner weichen erfindungsgemäß die Begrenzungskanten 1.3 der zusätzlichen Nuten 1.2 um gewählte Winkel 1.4 von der Produk­ tionsrichtung der Faserbahnen ab.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 und gekennzeichnet dadurch, daß im Blattbildungsteil der Produktionslinie im Innern der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) eine oder mehrere oder alle Ent­ wässerungsleisten 1 auf je der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 in Produktionsrichtung der Faser­ bahnen gesehen zuerst eine geschlossene Fläche 1.5 über einen Bereich A aufweisen und erst danach die zusätzlichen Nuten 1.2 beginnen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7 und gekennzeichnet dadurch, daß im Blattbildungsteil der Produktionslinie im Innern der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zwei oder mehr Ent­ wässerungsleisten 1 mit zusätzlichen Nuten 1.2 in je der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 der Entwässerungsleisten 1 angeordnet sind und die Richtung der gewählten Winkel 1.4 der Begrenzungskanten 1.3 der zusätz­ lichen Nuten 1.2 je Entwässerungsleiste 1 fix, aber von Entwässerungsleiste 1 zu Entwässerungsleiste 1 mal rechts und mal links zur Produktionsrichtung der Faserbahnen ange­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7 oder 8 und ge­ kennzeichnet dadurch, daß im Blattbildungsteil der Produk­ tionslinie im Innern der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zwei oder mehr Entwässerungsleisten 1 mit zusätzlichen Nuten 1.2 in je der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 der Entwässerungsleisten 1 angeordnet sind und die gewählten Winkel 1.4 der Begrenzungskanten 1.3 der zu­ sätzlichen Nuten 1.2 je Entwässerungsleiste 1 fix, aber sonst von Entwässerungsleiste 1 zu Entwässerungsleiste 1 beliebig variabel sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7 oder 8 und ge­ kennzeichnet dadurch, daß im Blattbildungsteil der Produk­ tionslinie im Innern der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zwei oder mehr Entwässerungsleisten 1 mit zusätzlichen Nuten 1.2 in je der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 der Entwässerungsleisten 1 angeordnet sind und daß die zusätzlichen Nuten 1.2 zumindest bei zwei Ent­ wässerungsleisten 1 in Querrichtung zur Produktionsrichtung der Faserbahnen gegeneinander versetzt sind.

11. Entwässerungsleiste 1 für Blattbildungsteile von Produk­ tionslinien zur Herstellung von Faserbahnen gekennzeichnet dadurch, daß die Entwässerungsleiste 1 in der der Sieb­ schleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 der Entwäs­ serungsleiste 1 zusätzliche Nuten aufweist, deren Begrenz­ ungskanten 1.3 um gewählte Winkel 1.4 von der Produktions­ richtung der Faserbahnen abweichen.

12. Entwässerungsleiste 1 für Blattbildungsteile nach Anspruch 11 und gekennzeichnet dadurch, daß die Entwässerungsleiste 1 auf der der Siebschleife(n) 3.6 (4.3) zugewandten Fläche 1.1 in Produktionsrichtung der Faserbahnen gesehen zuerst eine ge­ schlossene Fläche 1.5 über einen Bereich A aufweist und erst danach die zusätzlichen Nuten 1.2 beginnen.