DE19835295A1 - Verfahren zur Einstellung eines gleichmäßigen Eigenschaftsquerprofils einer Papierbahn - Google Patents
Verfahren zur Einstellung eines gleichmäßigen Eigenschaftsquerprofils einer PapierbahnInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines gleichmäßigen Eigenschaftsquerprofils einer Papierbahn bezüglich Formation, Flächengewicht und Faserorientierung in einer Papiermaschine mit Hilfe eines sektionsweise stoffdichtebeeinflußten Stoffauflaufes mit verstellbarem Düsenauslaufspalt. DOLLAR A Das Verfahren ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet: Messen und Einstellen des gewünschten Flächengewichtsquerprofils durch Beeinflussung der sektionalen Stoffdichte im Stoffauflauf, anschließend Beeinflussung des Formationsquerprofils durch Beeinflussung des sektionalen, spezifischen Stoffsuspensionsdurchsatzes am Düsenauslaufspalt, gleichzeitig oder anschließend Vergrößerung des Düsenauslaufspaltes an Stellen mit erhöhtem Stoffsuspensionsdurchsatz und umgekehrt zur Erreichung eines gewünschten Faserorientierungsquerprofils.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung
eines gleichmäßigen Eigenschaftsquerprofils einer
Papierbahn bezüglich Formation, Flächengewicht und
Faserorientierung in einer Papiermaschine mit Hilfe
eines sektionsweise stoffdichtebeeinflußten
Stoffauflaufes mit verstellbarem Düsenauslaufspalt.
Bezüglich des Standes der Technik wird auf die
folgenden Veröffentlichungen verwiesen:
Voith Sulzer Sonderdruck p2919e, 3/94; Wochenblatt für Papierfabrikation 122, 1994, Nr. 12, Seiten 485-491; "Das Papier", 49. Jahrgang, Ausgabe 10 A, 1995, Seiten V99-V105.
Voith Sulzer Sonderdruck p2919e, 3/94; Wochenblatt für Papierfabrikation 122, 1994, Nr. 12, Seiten 485-491; "Das Papier", 49. Jahrgang, Ausgabe 10 A, 1995, Seiten V99-V105.
Aus den obengenannten Veröffentlichungen ist es
bekannt, bei einem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf
zur Reduzierung von Flächengewichtsstörungen örtlich
durch entsprechendes Mischen von Stoffsuspension und
einer Verdünnungsflüssigkeit, vorzugsweise Siebwasser,
die aufgebrachte Menge an Feststoffen einzustellen.
Weiterhin ist beschrieben, daß durch Einstellung des
sektionalen Durchsatzes von Stoffsuspension am
Düsenauslaufspalt die Querströmungen beeinflußt werden
können und damit das Faserorientierungsquerprofil
verbessert werden kann. Hierbei wird versucht einen
möglichst ebenen Verlauf der Blende am
Düsenauslaufspalt zu erreichen. Es wird auch vermutet,
daß besonders bei Doppelsiebformern ein Zusammenhang
zwischen dem am Stoffauflauf ausgebrachten spezifischen
Stoffsuspensionsdurchsatz (Liter pro Meter
Maschinenbreite) und dem Formationsquerprofil besteht.
Das Problem des Standes der Technik besteht also darin
ein Verfahren zum Betrieb eines Stoffauflaufes zu
beschreiben, das einerseits die bekannt gute Qualität
des Flächengewichtsquerprofils und des
Faserorientierungsquerprofils erhält, das durch einen
stoffsuspensionsdichtegeregelten Stoffauflauf erreicht
werden kann, und gleichzeitig jedoch auch positiven
Einfluß auf das Faserorientierungsquerprofil ausübt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruches 1 gelöst.
Der Erfinder hat folgendes erkannt:
Wird auf die bekannte, oben beschriebene Weise eine Stoffsuspensionslage mit Hilfe eines sektional stoffsuspensionsdichte- und volumenstromgeregelten Stoffauflauf hergestellt, die über die Maschinenbreite gesehen eine gleichmäßige Masseverteilung aufweist, so entsteht jedoch trotzdem ein Fehler im Flächengewichtsquerprofil durch eine unterschiedlich starke Bahnschrumpfung über die Maschinenbreite. Besondere große Abweichungen der Bahnschrumpfungen entstehen im Randbereich der Papierbahn, in denen eine besonders starke Schrumpfung entsteht. Da sich bei der Schrumpfung eine ursprünglich gleich verteilte Masse auf einen kleineren Bereich zusammenzieht, entsteht in den Bereichen größerer Schrumpfung auch ein größeres Flächengewicht. Zur Kompensation dieses Schrumpfungseffektes und zur Verbesserung des Flächengewichtsquerprofils wird nun in diesem Bereich eine Verringerung der Stoffdichte im Stoffauflauf herbeigeführt und gleichzeitig der Volumenstrom der Stoffsuspension konstant gehalten.
Wird auf die bekannte, oben beschriebene Weise eine Stoffsuspensionslage mit Hilfe eines sektional stoffsuspensionsdichte- und volumenstromgeregelten Stoffauflauf hergestellt, die über die Maschinenbreite gesehen eine gleichmäßige Masseverteilung aufweist, so entsteht jedoch trotzdem ein Fehler im Flächengewichtsquerprofil durch eine unterschiedlich starke Bahnschrumpfung über die Maschinenbreite. Besondere große Abweichungen der Bahnschrumpfungen entstehen im Randbereich der Papierbahn, in denen eine besonders starke Schrumpfung entsteht. Da sich bei der Schrumpfung eine ursprünglich gleich verteilte Masse auf einen kleineren Bereich zusammenzieht, entsteht in den Bereichen größerer Schrumpfung auch ein größeres Flächengewicht. Zur Kompensation dieses Schrumpfungseffektes und zur Verbesserung des Flächengewichtsquerprofils wird nun in diesem Bereich eine Verringerung der Stoffdichte im Stoffauflauf herbeigeführt und gleichzeitig der Volumenstrom der Stoffsuspension konstant gehalten.
Aufgrund der über die Breite ungleichmäßigen
Stoffdichte entsteht auch eine unterschiedlich hohe
Retention der Suspension beim Entwässerungsprozeß auf
dem Sieb oder zwischen zwei Sieben. Diese
Ungleichmäßigkeit macht sich besonders bei
Doppelsiebformern bemerkbar. Hier besteht aufgrund der
Ungleichmäßigkeit der Retention eine im zeitlichen
Verlauf in der Intensität unterschiedliche
Entwässerung. Im Bereich geringerer Stoffdichte wird
das Wasser schneller entwässert, was zu einer früheren
Immobilisierung der Fasern in diesem Bereich führt. Als
Folge hiervon entstehen also quer zur Maschinenrichtung
gesehen Bereich, in denen eine Immobilisierung der
Fasern früher stattfinden und andere Bereiche, in denen
eine Immobilisierung der Fasern erst später
stattfindet. Da die formationsverbesserte Wirkung von
Entwässerungselementen nur dann wirkt, wenn noch keine
Immobilisierung der Fasern aufgetreten ist, wirken also
die Entwässerungselemente nicht über die gesamte
Maschinenbreite gleichmäßig, sondern es treten Bereiche
auf, in denen die Entwässerungselemente noch wirksam
sind, da eine Immobilisierung der Fasern noch nicht
stattgefunden hat und andere Bereich, in denen die
Immobilisierung zu früh stattgefunden hat und dadurch
eine Formationsverbesserung durch Entwässerungselemente
nicht mehr erfolgen kann. Da die Entwässerung in den
Randbereichen der Bahn besonders schnell vonstatten
geht heißt dies, daß die formationsverbesserte Wirkung
der Entwässerungselemente auf die Fasern im Randbereich
schon nicht mehr wirken kann, während die gleichen
Entwässerungselemente im mittleren Bereich der Bahn
noch wirken und auf diese Art und Weise ein Unterschied
der Formation, zumindest von Bahnmitte zum Bahnrand,
entsteht.
Um den oben beschriebenen Zeitpunkt der Immobilisierung
der Fasern zu vereinheitlichen wird erfindungsgemäß das
folgende Verfahren zur Einstellung eines gleichmäßigen
Eigenschaftsquerprofils einer Papierbahn bezüglich der
Formation, Flächengewicht und Faserorientierung in
einer Papiermaschine mit Hilfe eines sektionsweise
stoffdichtebeeinflußten Stoffauflaufes mit
verstellbarem Düsenauslaufspalt folgende
Verfahrensschritte vorgeschlagen:
- - Messen und Einstellen des gewünschten Flächengewichtsquerprofils durch Beeinflussung der sektionalen Stoffdichte im Stoffauflauf, anschließend
- - Beeinflussung des Formationsquerprofils durch Beeinflussung des sektionalen, spezifischen Stoffsuspensionsdurchsatzes am Düsenauslaufspalt, gleichzeitig oder anschließend
- - Vergrößerung des Düsenauslaufspaltes an Stellen mit erhöhtem Stoffsuspensionsdurchsatz und umgekehrt zur Einstellung des gewünschten Faserorientierungsquerprofils.
Es wird also durch dieses Verfahren, entgegen der
bisher herrschenden Meinung, daß bei einem
stoffdichtegeregelten Stoffauflauf ein möglichst
einheitlicher, spezifischer Stoffsuspensionsdurchsatz
über die Maschinenbreite erreicht werden soll
abgegangen und bewußt an Stellen verfrühter
Immobilisierung der Fasern ein überhöhter, spezifischer
Stoffsuspensionsdurchsatz bewirkt, jedoch damit
gekoppelt zur Beibehaltung des gewünschten, meist
gleichmäßigen Faserorientierungsquerprofils die Blende
des Stoffauflaufes geöffnet um das
Geschwindigkeitsquerprofil der austretenden
Stoffsuspension zu halten. Das bedeutet, daß nun
zusätzlich zum Stellglied für das
Flächengewichtsquerprofil am Stoffauflauf ein
Stellglied zur Beeinflussung des sektionalen
Durchsatzes gefordert wird. Mit einem derartigen
Stellglied kann der Durchsatz, beispielsweise im
Randbereich, soweit gesteigert werden, bis das
Formationsquerprofil in Querrichtung eben ist. Durch
diese Maßnahme werden die Immobilitätspunkte in
Quermaschinenrichtung betrachtet auf einer Linie
angeordnet. Wird bei diesem vermehrten Durchsatz im
Randbereich der Blendenspalt, wie bei
stoffdichtegeregelten Stoffaufläufen allgemein üblich
parallel gehalten, so entstehen Querströmungen, da der
im Randbereich größere Durchsatz durch den Düsenspalt
einen höheren Druckverlust als in der Bahnmitte
erzeugt. Um diese Querströmungen zu vermeiden, muß der
Düsenspalt nahezu proportional der Durchsatzänderung
angepaßt werden. Dies bedeutet im Falle eines
vermehrten Durchsatzes im Randbereich, daß der Spalt
im Randbereich weiter zu öffnen ist.
Im Unterschied zur heute üblichen Vorgehensweise, der
zur Folge die Stoffauflaufblende zur
Faserorientierungskorrektur eingesetzt wird, beschreibt
die Erfindung ein Verfahren, das zur
Faserorientierungskorrektur Veränderungen der örtlichen
Volumenströme verwendet und die Blende zur
Formationsoptimierung einsetzt.
Es versteht sich, daß die gewünschten Querprofile nicht
unbedingt immer über die gesamte Maschinenbreite
gleichmäßig ausfallen müssen, sondern auch einen
besonders vorteilhaften, nicht linearen Verlauf
aufweisen können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, die
Veränderung des Düsenauslaufspaltes proportional zur
Änderung des spezifischen Stoffsuspensionsdurchsatzes
vorzunehmen. Eine besonders vorteilhafte Optimierung
des Auslaufspaltes liegt dann vor, wenn die Veränderung
des Düsenauslaufspaltes derart vorgenommen wird, daß
nach der Einstellung eines gewünschtes, meist
konstantes Geschwindigkeitsquerprofil am
Düsenauslaufspalt vorliegt.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens
einer der obengenannten Verfahrensschritte in einen
Regelkreis eingebunden ist, so daß eine automatische
Regelung der Stellglieder am Stoffauflauf gegeben ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens betritt eine Kombination
mit dem Einsatz von die Entwässerungsgeschwindigkeit
beeinflußenden Chemikalien. Dies hat den großen
Vorteil, daß nicht nur Einfluß auf die Formation,
sondern gleichzeitig auch auf die Blattzusammensetzung
genommen werden kann, da so die Bindungskräfte der von
Auswaschungen betroffenen Fein- und Füllstoffen
beeinflußt werden können.
Gemäß diesem Gedanken ist es besonders vorteilhaft, in
Bereichen mit höherem Durchsatz eine Füllstoffzugabe,
vorzugsweise über sektional zugeführte Flüssigkeit,
vorzunehmen. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn
die Zuführung oder der Abzug von Flüssigkeit zur
Einstellung des spezifischen
Stoffsuspensionsdurchsatzes in z-Richtung gesehen in
Randbereichen des Stoffauflaufes stattfindet, wodurch
auch im wesentlichen die Blattober- oder die
Blattunterseite beeinflußt wird.
Das oben geschilderte Verfahren kann bei jeder
bekannten Ausgestaltung des Naßbereichs einer
Papiermaschine eingesetzt werden, jedoch ist es
besonders vorteilhaft dieses Verfahren für
Doppelsiebformer einzusetzen, da die geschilderte
Beeinflussung der Formation im Doppelsiebformer
besonders ausgeprägt ist.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und in
den Ansprüchen bezeichneten Merkmale der Erfindung
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination,
sondern auch in anderen Kombinationen oder in
Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
Es wird weiterhin darauf hingewiesen, daß der
Offenbarungsgehalt der obengenannten Veröffentlichungen
vollinhaltlich in die vorliegende Anmeldung
miteinbezogen wird.
Claims (9)
1. Verfahren zur Einstellung eines gleichmäßigen
Eigenschaftsquerprofils einer Papierbahn be
züglich Formation, Flächengewicht und Faser
orientierung in einer Papiermaschine mit Hilfe
eines sektionsweise stoffdichtebeeinflußten
Stoffauflaufes mit verstellbarem Düsenauslauf
spalt, gekennzeichnet durch die folgenden Ver
fahrensschritte:
- 1. 1.1 Messen und Einstellen des gewünschten Flächen gewichtsquerprofils durch Beeinflussung der sektionalen Stoffdichte im Stoffauflauf,
- 2. 1.2 anschließend Beeinflussung des Formationsquer profils durch Beeinflussung des sektionalen, spezifischen Stoffsuspensionsdurchsatzes am Düsenauslaufspalt,
- 3. 1.3 gleichzeitig oder anschließend Vergrößerung des Düsenauslaufspaltes an Stellen mit erhöhtem Stoffsuspensionsdurchsatz und umgekehrt zur Erreichung eines gewünschten Faserorientie rungsquerprofils.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Veränderung des Düsenaus
laufspaltes proportional zur Änderung des spe
zifischen Stoffsuspensionsdurchsatzes vorgenom
men wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Veränderung des Düsenaus
laufspaltes derart vorgenommen wird, daß nach
der Einstellung ein gewünschtes
Geschwindigkeitsquerprofil am Düsenauslaufspalt
vorliegt.
4. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
einer der oben genannten Verfahrensschritte in
einen Regelkreis eingebunden ist.
5. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
entwässerungsverzögernde und/oder entwässe
rungsbeschleunigende Chemikalien, vorzugsweise
im Randbereich, zugesetzt werden.
6. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Beein
flussung der spezifischen Stoffsuspensions
durchsätze durch sektionales Abziehen oder
Zuspeisen von Flüssigkeit erreicht wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß in Bereichen
mit höherem Durchsatz eine Füllstoffzugabe,
vorzugsweise über sektional zugeführte Flüssig
keit, stattfindet.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-8, da
durch gekennzeichnet, daß die Zuführung oder
der Abzug von Flüssigkeit in z-Richtung gesehen
in den Randbereichen erfolgt.
9. Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppel
siebformer eingesetzt wird.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
DE19835295A DE19835295A1 (de) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | Verfahren zur Einstellung eines gleichmäßigen Eigenschaftsquerprofils einer Papierbahn |
DE59905149T DE59905149D1 (de) | 1998-08-05 | 1999-05-03 | Verfahren zur Einstellung eines gleichmässigen Eigenschaftsquerprofils einer Papierbahn |
AT99108743T ATE238449T1 (de) | 1998-08-05 | 1999-05-03 | Verfahren zur einstellung eines gleichmässigen eigenschaftsquerprofils einer papierbahn |
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US09/366,650 US6203665B1 (en) | 1998-08-05 | 1999-08-04 | Process for setting a uniform characteristic cross-direction profile for a paper web |
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