DE2817479C2

DE2817479C2 - Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes

Info

Publication number: DE2817479C2
Application number: DE2817479A
Authority: DE
Inventors: Brian William Hanham Bristol Attwood; Denis Raymond Bath Hicklin; Derek Graham Walter Bristol White
Original assignee: KARL KROYER ST ANNE'S Ltd BRISTOL GB
Current assignee: KARL KROYER ST ANNE'S Ltd BRISTOL GB
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1982-05-06
Also published as: SE7804954L; GB1595905A; AU3519778A; DE2817479A1; CA1110892A; FR2388937A1; FI781229A; JPS5411310A; NO781534L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur

Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, z. B. Papier, Pappe, Faltschachtelpappe und Karton, sowie auf ein auf diese Weise hergestelltes Produkt und stellt eine Weiterentwicklung des Gegenstandes der DE-PS 24 34 558 dar. Als spezielle Anwendung vorliegender Erfindung wird nachstehend auf die Herstellung von Kartonmaterialien für Faltschachtelpappe und Papier bezug genommen.

Die DE-PS 24 34 558 betrifft ein Verfahren zum Befeuchten einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn aus Zellulosefasermaterial, indem eine Schicht aus wäßrigem Zellulosefasermaterial oder eine nach dem Naßverfahren gelegte Bahn aus Zellulosefasermaterial mit einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn aus Zellulosefasern kombiniert und die Anordnung dadurch konsolidiert wird, daß sie Wärme und Druck ausgesetzt wird. Das Kombinieron einer nach dem Naßverfahren gelegten Schicht mit einer nach dem Trockenverfahren gelegten .Schicht erfolgt hierbei, damit die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit genügend Feuchtigkeit versehen wird, um eine wirksame Konsolidierung bei einer nachfolgenden Stufe zu erzielen, ohne daß die nach dem Trockenverfahren gelegten Fasern zu sehr beeinflußt werden. Die auf diese Weise hergestellte Bahn ist zweilagig. Des weiteren ist

w) aus dieser Entgegenhaltung bekannt daß zwei derartige konsolidierte Anordnungen Rücken an Rücken miteinander verbunden werden, wobei die nach dem Naßverfahren gelegten Bahnen die äußersten Schichten des Produktes und die nach dem Trockenverfahren gelegten Bahnen die inneren Schichten des fertigen Produktes bilden. Ein derartiges Endprodukt das aus zwei vorkonsolidierten Schichtanordnungen besteht, hat über die gesamte Dicke eine weitgehend gleichmäßige Festigkeit Dieser Vorgang stellt nichts anderes dar als einen Laminierschritt, und ergibt keinen Aufbau mit integraler mittlerer Schicht.

Aus der DE-AS 23 42 811 ist bekannt eine nach dem Trockenverfahren geformte Zellulosebahn durch Wärme und Druck zu konsolidieren und sie zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Bahnen anzuordnen und zu laminieren. Die Vorkonsolidierung bewirkt daß eine erhebliche Festigkeit in der nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht erzielt wird. Bei der auf diese Weise

hergestellten Bahn sind die Festigkeit und Steifigkeit ebenfalls weitgehend gleichmäßig über die gesamte Dicke der Bahn verteilt

Das Verfahren des Legens von Zellulosefasern nach dem Trockenverfahren zur Ausbildung einer trocken gelegten Bahn und das Verfahren zum Konsolidieren einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn durch Wärme und Druck zur Erzielung einer Festigkeit in der Bahn sind in der DE-OS P 23 33 732 beschrieben. Das Konsolidieren einer nach dem Trockenverfahren gelegten Zellulosefaserbahn nach vorliegender Erfindung ist im gleichen Sinne zu verstehen wie nach der soeben genannten Druckschrift

Die Zusammenhänge, aufgrund deren eine Konsolidierung durch Wärme und Druck eine Festigkeit in einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn erzeugt, sind nicht vollständig geklärt, es wird jedoch angenommen, daß hierzu ein hohes Maß an Wasserstoffbindung zwischen den Fasern beiträgt

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes zu schaffen, bei dem Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten Schichten konzentriert sind, und das die vorteilhaften Eigenschaften von nach dem Naßverfahren und nach dem Trockenverfahren gelegten Zellulosebahnen ausnützt

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, bei dem Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten Schichten konzentriert sind, aus sowohl nach dem Naßverfahren als nach dem Trockenverfahren hergestellten Faservliesschichten, wobei die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet wird, vorgeschlagen, daß die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit der nach dem Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert und dann erst durch Wärme und Druck konsolidiert wird. Wenn eine nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit einer nach dem Naßverfahren gelegten Schicht in Sandwichform kombiniert wird, werden die beiden Schichten in Kontakt miteinander gebracht, und zwar entweder dadurch, daß eine Schicht über die andere gelegt wird, oder daß eine Schicht in Kontakt mit der anderen gepreßt wird; die Schichten der sich daraus ergebenden Anordnung, die voneinander unterscheidbar sind, sind von da ab fest miteinander verbunden.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem Verfahren nach vorliegender Erfindung wird die gesamte mehrschichtige Bahn einer Wärme- und Druckbehandlung ausgeretzt, durch die die Bahn zu einem integralen Produkt wird, wobei die Struktur aller Schichten während dieses Vorgangs modifiziert wird Bei einem Laminiervorgang hingegen werden die Schichten gebildet, bevor sie miteinander laminiert werden, und der Laminiervorgang hat vergleichsweise einen wesentlich geringeren Einfluß auf die Struktur der einzelnen Schichten. Im Falle der Erfindung wird die Bahn als Ganzes geformt, indem der Konsolidierschritt bei dar mehrschichtigen Bahn durchgeführt wird, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten, nach dem Naßverfahren gelegten Schichten konzentriert wird (Hauteffekt), diese Eigenschaft ist für Faltkarton ideal Eine Folge dieser Anwendung des Hauteffektes auf mehrschichtige Zellulosebahnen ist, dtß eine höhere Gesarrmeifigkeit bei einem gegebenen Kartongewicht erzielt werden kann als mit herkömmlichen Kartonstrukturen, während die Fähigkeit zum ausreichenden Aufspalten beim Falten erhalten bleibt (dies ist in der speziellen Figurenbeschreibung im einzelnen dargelegt).

Die nach dem Trockenverfahren gelegte Bahn bzw. gelegten Bahnen des Kartons nach vorliegender Erfindung sind voluminöser und weniger dicht als die vorkonsolidierte, nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht nach der DE-AS 23 42 811, so daß im Falle der

ι ο Erfindung die Festigkeit des Produktes insbesondere auf die äußersten Lagen konzentriert wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß die innere, nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit der Feuchtigkeit zum Konsolidieren aus nach dem Naßverfahren gelegten Schichten auf beiden Seiten in symmetrischer Weise versehen wird und daß eine integrale Mittelschicht erzielt wird, so daß eine Grenzfläche zwischen den vorkonsolidierten, nach dem Trockenverfahren gelegten Schichten vermieden wird.

Eine symmetrische Feuchtigkeitsverteilung auf beiden Seiten der nach dem Trocken-»erfahren gelegten Schicht trägt, dazu bei, daß die Bahneigenschaften auf beiden Seiten der fertigen Bahn symmetrisch verteilt sind. Festigkeit und Steifigkeit eines Kartons werden erhöht, ohne daß es erforderlich ist die Dicke und das Gewicfit proportional zu vergrößern.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert Es zeigen

Fig. 1—5 schematische Darstellungen von fünf verschiedenen Ausführungsformen von Einrichtungen nach der Erfindung,

Fig.6—3 Blockschaltbilder, die unterschiedliche Verfahrensabläufe nach vorliegender Erfindung darstellen, und

Fig. 10, 11, 12 schematische Schnittdarstellungen

durch drei mehrschichtige Produkte nach der Erfindung.

In den Fig. 1-4 ist jeweils mindestens eine Einrichtung 10 dargestellt mit deren Hilfe Zellulosefa-

sern nach dem Trockenverfahren gelegt werden, und die ein endloses Formsieb 11, einen oder mehrere Verteilerköpfe 12 über dem Sieb, und einen Vakuumkasten 13 unterhalb des Siebes direkt nach unten an den Verteilerkopf oder die Verteilerköpfe anschließend aufweist Trockene Fasern, d. h. Holzzellulose, gemischt mit 5% Stärkebindemittel und etwa 6-12 Gewichtsprozent Feuchtigkeit werden durch ein Luftverteilersystem (nicht dargestellt) in einem Luftstrom durch den Verteilerkopf oder die Verteilerköpfe 12 auf die

so Oberfläche des Formsiebes 11 transportiert auf der sie eine trocken gelegte Fasermatte bilden; die eingeschlossene Luft wird durch das Formsieb 11 über den Vakuumkasten 13 gesaugt Ein Druckwalzenspalt der Jur».n die Walzen 14 gebildet wird, gibt einen Druck von 8-16 kg pro linearen Zentimeter (klc) auf die trocken gelegte Matte auf, um sie zu verdichten. Dann wird Wasser auf die verdichtete Matte aus der Wassersprühvorrichtung 15 aufgesprüht, um den Feuchtigkeitsgehalt der trocken gelegen Matte auf einen Wert von 20 bis 25

Gewichtsprozent zu bringen.

In F i g. 1 sind erste und zweite Zylinderförmmaschinen zum Naßlegen mit 16 und 17 dargestellt Die erste Zylinderformmaschine 16 besitzt einen Formzylinder 18, einen Explosionskammer-Stoffauflaufbehälter und eine Stauvorrichtu-y? 19 der in den brit Patentanmeldungen 19 053/75 und 7070/77 beschriebenen Art, die nunmehr als »Formeinrichtung« bezeichnet wird, um nasses Zellulosefasermaterial auf dem Formzylinder 18

abzulegen; eine erste Übertragungswalze 20 steht mit dem Formzylinder 18 und eine zweite Übertragungswalze 21 mit einem Konsolidierzylinder 22 in Kontakt, der auf mindestens 65°C aufgeheizt ist; ein endloses Sieb 23 ist um die ersten und zweiten Übertragungswalzen 20,21 geschlungen.

Die zweite Zylinderformmaschine 17 weist in ähnlicher Weise einen Formzylinder 24, eine Formeinrichtung 25 zum Ablegen nassen Zellulosefasermaterials auf dem Formzylinder 24, eine Übertragungswalze 26 in Kontakt mit dem Formzylinder 24, eine Berührübertragungswalze 27 (kiss transfer roll) in Kontakt mit dem Sieb 23 und ein endloses Sieb 28, das um die Walzen 26 und 27 geschlungen ist, auf.

Es sind wenigstens zwei Druckwalzen 29 in Kontakt mit dem aufgeheizten Konsolidierzylinder vorgesehen, damit Druckwalzenspalte von wenigstens 25 klc um den Umfang erzielt werden, und eine F.nHahnahmewalze 1.1 zur Übertragung der Bahn, die von dem Konsolidierzylinder 22 kommt, auf bekannte Trocknungs- und Oberflächenbearbeitungsabschnitte (nicht dargestellt) auf.

Auf jedem der Siebe 23 und 28 wird eine im Naßverfahren gelegte Zelluloseschicht mit Hilfe der Formzylinder und Formeinrichtungen ausgebildet. Die im Trockenverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 11 wird auf die im Naßverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 28 mit Hilfe einer Übertragungswalze 31 übertragen, die mit der im Naßverfahren gelegten Schicht auf dem Sieb 28 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc in Kontakt steht. Die kombinierten Schichten auf dem Sieb 28 werden dann auf die im Naßverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 23 mit Hilfe einer Berührübertragungswalze 27 mit einem Druck von 1.7 bis 3,5 klc übertragen, so daß die im Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen den im Naßverfahren gelegten Schichten in Sandwichform angeordnet ist. Die dreischichtige Bahn, die nunmehr einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 30 Gewichtsprozent besitzt, wird dann durch die Konsolidierspalte um den Umfang des Konsolidierzylinders herum mit einer Temperatur von 115° C und einem Spaltdruck von 45 klc geführt. Die konsolidierte, dreischichtige Bahn gelangt dann in Trocknungs- und Endbearbeitungsabschnitte.

Die konsolidierte, dreischichtige Bahn hat den schematisch im Querschnitt in F i g. 10 gezeigten Aufbau und besitzt eine vergleichsweise sperrige, mittlere, im Trockenverfahren gelegte Schicht 32, die zwischen kräftigen Schichten 33 angeordnet sind, welche durch die im Naßverfahren gelegten Schichten dargestellt sind. Die Bahn besitzt glatte Oberflächen, gute Falteigenschaften, ein Steifigkeitsverhältnis (Steifigkeit in Bearbeitungsrichtung zu Steifigkeit in Querbearbeitungsrichtung) im Bereich von 1,5:1 und eine Gesamtsteifigkeit, die etwa den doppelten Wert eines im normalen Trockenverfahren hergestellten Materials hat

In Fig.2 sind erste und zweite, im Naßverfahren arbeitende Maschinen 34, 35 dargestellt, die Zylinderformmaschinen 36, 37, Formeinrichtungen 38, 39 und endlose Siebe 40, 41 aufweisen; die Anordnung ist so gewählt, daß jede Formeinrichtung ein bahnförmiges Material direkt auf ihr Sieb aufbringt Es sind zwei Trockeniegungsabschnitte 10 vorgesehen, die beide im Aufbau und in der Wirkungsweise ähnlich dsns nach F i g. 1 sind und die so angeordnet sind, daß aufeinanderfolgende, im Trockenverfahren gelegte Schichten auf die im Naßverfahren gelegte Schicht auf

dem Sieb 40 durch entsprechende Übertragungswalzen 42, 43 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc übertragen werden. Die im Naßverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 41 wird aber dann auf die im Trockenverfahren gelegten Schichten auf dem Sieb 40 durch Übertragungswalzen 44 mit Drücken von 1,7 bis 3,5 klc übertragen, so daß die im Trockenverfahren gelegten Schichten zwischen den im Naßverfahren gelegten Schichten sandwichartig angeordnet sind. Wassersprühköpfe 49 sind in Abständen längs des Trumes des Siebes 40 so angeordnet, daß genügend Feuchtigkeit für die im Trockenverfahren gelegten Schichten bereitgestellt wird, daß die mehrschichtige Bahn einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 30% für die Konsolidierung besitzt. Die vierschichtige Bahn wird dann auf einen Konsolidierzylinder 45 und Walzenspalte, die durch die Umfangsdruckwalzen 46 gebildet werden, übertragen, wo sie mit der Temperatur und dem Druck, auf die in Verbindung mit Fig. I bezug genommen ist, konsolidiert wird. Die konsolidierte Bahn wird dann auf Endbearbeitungsabschnitte (nicht dargestellt) übertragen.

Die konsolidierte, vierschichtige Bahn hat den Aufbau, der schematisch im Querschnitt in Fig. 11 dargestellt ist und besitzt zwei vergleichsweise sperrige, im Trockenverfahren gelegte mittlere Schichten 47, die zwischen starke dünne Schichten 48 gesetzt sind, welche durch die im Naßverfahren gelegten Schichten gebildet werden.

In F i g. 3 ist eine Anordnung von im Naßverfahren und im Trockenverfahren arbeitenden Einrichtungen dargestellt, die in ihrem Aufbau und in ihrer Arbeitsweise denen nach F i g. 2 ähnlich sind (ähnliche Einrichtungen haben die gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 2). mit der Ausnahme, daß eine weitere im Naßverfahren arbeitende Maschine 50 ähnlich der Maschine 34 zwischen den im Trockenverfahren arbeitenden Maschinen vorgesehen ist, so daß eine im Naßverfahren gelegte Schicht zwischen die beiden im Trockenverfahren gelegten Schichten sandwichartig eingesetzt werden kann. Die Sprühköpfe 49 sind direkt auf die im Trockenverfahren gelegten Bahnen gerichtet, bevor sie die im Trockenverfahren arbeitenden Maschinen verlassen.

Die fünfschichtige Bahn, die mit der Einrichtung nach F i g. 3 konsolidiert worden ist, hat den schematisch im Querschnitt in F i g. 12 gezeigten Aufbau und besitzt in dieser Reihenfolge eine äußere, im Naßverfahren gelegte Schicht 51, eine sperrige, im Trockenverfahren gelegte Schicht 52, eine mittlere, im Naßve-iahren gelegte Schicht 53, eine sperrige, im Trockenverfahren gelegte Schicht 54 und eine äußere, im Naßverfahren gelegte Schicht 55. Man hat festgestellt, daß die im Naßverfahren gelegte Schicht 53 zusätzliche Feuchtigkeit ergibt, um eine Konsolidierung der innersten Teile der im Trockenverfahren gelegten Schichten zu gewährleisten.

In F i g. 4 sind eine im Trockenverfahren arbeitende Maschine 10, erste und zweite, im Naßverfahren arbeitende Maschinen 56,57, und ein Konsolidierzylinder 58 gezeigt Die im Naßverfahren arbeitenden Maschinen 56, 57 weisen entsprechende Formzylinder 59, 60, Fonneinrichtungen 61, 62, endlose Siebe 63, 64, Übertragungswalzen 65, 66, die die Siebe gegen die Formzylinder drücken, und Übertragungswalzen 67,68, die die Siebe gegen die Konsolidierzylinder drücken, auf.

Das endlose Sieb 11 der im Trockenverfahren

arbeitenden Maschine ist um Übertragungswalzen 69, 70 herumgeführt, die im Abstand um den Umfang des Konsolidierzylinders 58 herum versetzt sind und denen ein ausreichender Druck aufgegeben wird, um Konsolidierspalte zu erzielen, fiine weitere Konsolidierwalze 71 wirkt im Umfangsbereich zwischen den Walzen 69 und 70 gegen den Konsolidierzylinder. Das endlose Sieb 11 de im Trockenverfahren arbeitenden Maschine wird gegen die Oberfläche des Konsolidierzylinders über einem Teil des Umfanges gehalten. Ein Sprühkopf 15 ist auf die im Trockenverfahren gelegte Bahn gerichtet, bevor die Bahn den Konsolidierzylinder erreicht, so daß der Wassergehalt auf den für den Konsolidiervorgang erforderlichen Wert gebracht wird.

Die Anordnung der im NaDverfahren und im Trockenverfahren arbeitenden Maschinen ist so gewählt, daß die im Naßverfahren arbeitende Maschine 56 eine naßgelegte Bahn auf den Konsolidierzylinder dem Sieb 114 vorgesehen.

Die kombinierten, im Trockenverfahren gelegten und im Naßverfahren gelegten Schichten auf dem Sieb 107 werden auf die im Naßverfahren gelegte Bahn auf dem Sieb 114 über Gummiwai/.en 119 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc übertragen, so daß die; im Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen der im Naßverfahren gelegten Schicht, die durch die Druckformeinrichtung 106 erhalten wird, und der im Nähverfahren gelegten Schicht, die durch die Formeinrichtung 113 erzielt wird, angeordnet ist.

Die sich ergebende vierschichtijje Bahn wird dann von dem Sieb 114 auf ein weiteres endloses Formsieb 120 mit Hilfe einer Übertragungswulze 121, um die das Sieb 114 geschlungen ist, in Walzenspaltkontakt mit einer Vakuumübertragungswalze 122, um die das Sieb 120 geschlungen ist, übertragen.

Das durch die Walze 122 erzeugte Vakuum

, Hip im Trockenverfahren arbeitende MsEchi- ^ep.^¥2hr!eis!2t, dsQ die Bsh" s«f dss Sisb !20 überträfen

ne eine trockengelegte Bahn auf die Oberseite der naßgelegten Bahn aufbringt, wenn sie auf dem Konsolidierzylinder angeordnet ist, und die kombinierten Bahnen bei den Temperaturen und Drücken, die in Verbindung mit Fig. 1 angegeben sind, konsolidiert werden, und daß die irn Naßverfahren arbeitende Maschine 57 die zweite naßgelegte Bahn auf die konsolidierten kombinierten Bahnen auf dem Konsolidierzylinder mit einem Druck von 25 klc aufbringt, damit eine dreischichtige Bahn der in Verbindung mit Fig. 10 beschriebenen Art erhalten wird. Die dreiscf 'chtige Bahn wird im Anschluß daran von dem Konsolidierzylinder abgenommen und in bekannte Trocknungs- und Endbearbeitungsabschnitte (nicht gezeigt) übergeführt.

Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Aufbaus von im Trockenverfahren arbeitenden und im Naßverfahren arbeitenden Maschinen, wie sie praktisch zur Herstellung einer vierschichtigen Bahn, die schematisch in Fig. 11 dargestellt ist, verwendet werden können.

In Fig. 5 sind zwei Verteilerköpfe 101, 102 zum Trockenlegen von Zellulosefasern gezeigt, um aufeinanderfolgende Zelluloseschichten übereinander auf einem durchlöcherten, durchlaufenden Formsieb oder Formband 103 auszubilden. Unterhalb des Siebes 103 und unmittelbar unter den Verteilerköpfen 101, 102 sind Vakuumkästen 104, 105 vorgesehen, um die Fasern auf das Sieb aufzubringen.

Eine Druckformeinrichtung 106 legt eine Bahn aus nassem Zellulosefasermaterial auf ein zweites, durchlöchertes, durchlaufendes Formsieb oder Formband 107. Das auf dem Sieb 107 abgelegte Material wird durch Entwässerungsschaufeln 108 und Vakuumkästen 109 entwässert. Die im Trockenverfahren gelegten Schichten auf dem Formsieb 103 werden auf das im Naßverfahren gelegte Material auf das Formsieb 107 Qber Übertragungswalzen 110, 111 mit einem Druck von 1,7 bis 33 Wc übertragen. Die Übertragungswalze 111 ist, wie durch Pfeile 112 angedeutet, einstellbar.

Eine zweite Bahn aus nassem Zellulosefasermaterial wird von einer Formeinrichtung 113 (vat former) auf ein endloses Sieb 114 abgelegt, während es um einen Formzylinder 115 geführt wird. Eine weitere Schicht aus Zellulosematerial kann wahlweise auf der zweiten Materialbahn, die sich bereits auf dem Sieb 114 befindet, mit Hilfe einer Projektionsiormeinrichiung 116 abgelegt werden. Endwässerungsschaufeln 117 und ein Auffangbehälter 118 sind zum Entwässern der Bahn auf -'ο wird.

Die von dem Sieb 120 aufgenommene Bahn wird um einen Teil des Umfangs eines Konsolidierzylinders 123 geführt, der auf eine Temperatur von 150⁰C aufgeheizt wird, und wird gegen die Oberfläche des Konsolidierzy-

.?■< linders 123 über drei Druckwalzen 124 gedrückt, die auf die Unterseite des Siebes 120 wirken, damit Druckwalzenspalte mit wenigstens 25 klc, vorzugsweise 35-45 klc um den Umfang des Zylinders 123 erzielt werden.

in Die konsolidierte vierschichtige Bahn 125, die den schematisch im Schnitt in Fig. 11 gezeigten Aufbau besitzt, wird dann von dem Konsolidierzylinder 123 abgenommen und bekannten Trocknungs- und Oberflächenendbearbeitungsabschnitten (nicht gezeigt) aufge-

i) geben.

Das Prinzip des Verfahrens nach vorliegender Erfindung ist im Blockschaltbild in den Fig. 6 —9 dargestellt, aus denen sich ergibt, daß eine im Trockenverfahren gelegte innere Schicht mit minde-

JO stens einer im Naßverfahren gelegten Schicht vor dem Konsolidiervorgang kombiniert und vorzugsweise, wie in den Fig. 6-8 gezeigt, sandwichartig zwischen den beiden im Naßverfahren gelegten ,Schichten vor dem Konsolidiervorgang angeordnet wird.

4> Die nassen Schichten können mit einem Grundgewicht im Bereich von 10— 100 g/m², und die trockengelegte Schicht oder die trockengelegten Schichten mit einem Grundgewicht von 20-300 g/m² hergestellt werden, was ein Gesamtgrundgewicht für das Produkt

w von 40 — 500 g/m² ergibt Bei einer bestimmten Anlage kann jede im Naßverfahren gelegte äußere Schicht ein "Grundgewicht von 30 g/m² und die innere, im Trockenverfahren gelegte Schicht ein Grundgewicht von 200 g/m² haben, was ein Gesamtgrundgewicht von 260 g/m² ergibt.

Die nachfolgende Tabelle gibt bestimmte Eigenschaften einer nach vorliegender Erfindung hergestellten Pappe im Vergleich zu Eigenschaften von Pappen, die nach bekannten Trockenlegungs- und Naßlegungstechniken hergestellt werden, an.
In der Tabelle bezeichnen

A eine trockengeformte Pappe, die zwei äußere

Schichten von gebleichter Zellulosefaser und eine mittlere Schicht aus schnellgetrockneter

mechanischer ZcHuicsefaser besitzt,

BundC sind typische im Naßverfahren geformte Pappen,

D ist eine doppelt bekleidete, im Naßverfahren F, G

geformte Weißpappe mit zwei äußeren Schichten aus gebleichter chemischer Zellulosepulpe und einer inneren Schicht aus mechanischer Zellulosepulpe, >

E ist eine zweischichtige Pappe, die aus einer im MD

Naßverfahren gelegten und einer im Trocken- XD verfahrsn gelegten Schicht besteht, und

Tabelle

IO

sind zw?i dreischichtige Pappen nach vorliegender Erfindung, bei denen eine im Trockenverfahren gelegte Schicht in Sandwichform zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet und konsolidiert ist.
bedeutet »in Bearbeitungsrichtung« und
bedeutet »quer zur Bearbeitungsrichtung«.

Puppe	(iriiml-	Dicke	Stellkeil	M)	Verh.illm·»	ι MD M)
	gewicht		I (gm)	12
	(g/m²)	(vm)	(Kenleyeinheit)	12	MII'M)
Λ	295	475	MD	8	1.2	,.,
B	275	450	14	10		20.8
C"	270	350	36	13		15
I)	280	.150	28	IX	; ■>	I⁷."
I	270	420	32		l,>	16.1
F-	280	425	20	1."	23.2
Ci	285	475	30	1.2	2^l>.4
32

Aus der Tabelle ergibt sich, daß die im Trockenverfahren geformte Pappe (A) dem »Quadrat« sehr nahe kommt, und zwar in dem Sinn, daß das Verhältnis der Steifigkeit in Bearbeitungsrichtung zur Querbearbei- v> tungsrichtung nahe bei 1 liegt, während die im Naßverfahren geformten Pappen (B, C, D) Steifigkeitsverhältnisse von 3 und darüber haben und somit nicht »quadratisch« sind. Die Gesamtsteifigkeit der im Naßverfahren geformten Pappen (gemessen durch r. ^MD · XD) ist wesentlich höher als das der im Trockenverfahren geformten Pappe.

Die mehrschichtigen Pappen (E, F, G) haben Steifigkeitsverhältnisse. die mit denen von im Trockenverfahren geformter Pappe (A) vergleichbar sind, haben ·■« jedoch eine Gesamtsteifigkeit. die der von im Naßverfahren geformten Pappen (B, C. D) vergleichbar ist. Insbesondere ist die Gesamtsteifigkeit der Pappen (F. G) nach vorliegender Erfindung der irgendeiner der im Naßverfahren geformten Pappen überlegen. j ■<

Somit kombiniert das Produkt nach vorliegender Erfindung die Steifigkeit eines im Naßverfahren gelegten Produktes mit den »Quadrate-Eigenschaften eines im Trockenverfahren gelegten Produktes.

Ein weiterer Vorteil des Produktes nach vorliegender >" Erfindung besteht darin, daß der mittlere Teil dieses Produktes verhältnismäßig sperrig ist und eine geringe Festigkeit im Vergleich zu der Festigkeit und höheren Dichte der im Naßverfahren geformten äußeren Schichten besitzt, so daß die Festigkeit des Produktes in den äußersten Schichten konzentriert ist und damit die Falteigenschaften verstärkt sind.

Ferner können dem Material für die im Naßverfahren geformten Schichten vor dem Legen der Schichten Schlicht- und Oberflächenüberzugsmittel beigegeben so werden, so daß es nicht mehr erforderlich ist, dem fertigen Produkt Schicht- und Oberflächenüberzugsmittel aufzugeben.

Es braucht nicht notwendig sein, der im Trockenverfahren gelegten Bahn Wasser hinzuzufügen, da der Wassergehalt der hu Naßverfahren gelegten Schichten genügend groß sein kann, damit eine Konsolidierung der im Trockenverfahren gelegten mittleren Schicht erreicht wird.

Für das Verfahren n.'jh vorliegender Erfindung sind andere Möglichkeiten von im NaOverfahren arbeitenden Maschinen möglich. Beispielsweise kann eine herkömmliche Zylinderformmaschine oder Vat-Maschine oder aber eine Fourdriniermaschine mit Vakuumkästen verwendet werden.

Vorstehend sind vier Ausführungsbeispiele beschrieben worden, es sind jedoch im Rahmen vorliegender Erfindung eine Reihe von Variationen möglich, um ein mehrschichtiges Produkt herzustellen, bei dem eine im Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei äußeren im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet ist. Beispielsweise können Mehrfach-Trockcnlegungsköpfe auf dem Trockenl'gungssieb verwendet werden. Ferner können Vakuumwalzen in Verbindung mit den Naßlegungssieben verwendet werden. Eine geringe Konsolidierung kann der im Trockenverfahren gelegten Schicht aufgegeben werden, bevor sie mit den im Naßverfahren gelegten Schichten kombiniert wird: diese Kombination erhält dann die vollständige Konsolidierbehandlung. Trockene Fasern können selbst direkt auf eine im Naßverfahren gelegte Bahn aufgebracht werden. Ferner können im Trockenverfahren gelegte Schichten mit im Naßverfahren gelegten Schichten kombiniert und dann Rücken an Rücken (d. h. trockene Schicht gegen trockene Schicht) vor dem Konsolidieren verbunden werden.

Die Temperatur des Konsolidierzylinders liegt in der Größenordnung von 65—180°C und der von jeder Konsolidierwalze aufgebrachte Konsolidierdruck liegt in der Größenordnung von 25—45klc; es können jedoch für spezielle Anwendungsfälle Temperaturen und Drücke außerhalb dieser angegebenen Wertbereiche angewendet werden.

Den trockenen Fasern kann bis zu 15 Gewichtsprozent Stärke zugefügt werdea

Die Faltbarkeit des mehrschichtigen Produktes nach '. orliegender Erfindung ist im Vergleich zu der Faltbarkeit der besten im Naßverfahren gelegten Pappen außerordentlich gut

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, bei dem Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten Schichten konzentriert sind, aus sowohl nach dem Naßverfahren als auch nach dem Trockenverfahren hergestellten Faservliesschichten, wobei die im Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit der nach dem Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert und dann erst durch Wärme und Druck konsolidiert wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsolidierung dadurch vorgenommen wird, daß die Kombination aus der oder jeder nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht mit einer ader beiden im Naßverfahren gelegten Schichten in Kontakt mit einem aufgeheizten Konsolidierungszylinder Ober eine Vielzahl von Druckwalzen, die um den Zylinder im Abstand angeordnet sind, unter Druck gesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Konsolidierungszylinders mindestens 65° C beträgt

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Konsolidierungszylinders im Bereich von 90° C bis 180° C Hegt

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckwalze mit einem Druck von mindestem 25 kg pro linearen Zentimeter (klc) angept eß' wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch jede Druckwalze aufgebrachte Druck in der Größenordnung von 35-45 klc liegt

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Zellulosefasern, der die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht ergibt, vorzugsweise im Bereich von 6—12 Gewichtsprozent unmittelbar vor dem Legen der Fasern beträgt

8. Verfahren nach einem der Ansprache 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trockenlegen der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht, jedoch Vor ihrer Verbindung mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht die oder jede im Trockenverfahren gelegte Schicht mit Wasser so besprüht wird, daß damit der Feuchtigkeitsgehalt auf 20 bis 25 Gewichtsprozent gebracht ist

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Konsolidieren der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht erforderliche Feuchtigkeit vollständig durch den Feuchtigkeitsgehalt der im Naßverfahren gelegten Schicht bzw. Schichten zugeführt wird

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 5 Gewichtsprozent Stärke oder anderes Bindemittel der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht vor dem Verbinden mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht aufgegeben wird.

I1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß eine im Naßverfahren gelegte Schicht zwischen zwei im Trockenverfahren gelegten Schichten angeordnet wird und daß dann

die im Trockenverfahren gelegte Schicht vor dem Konsolidieren zwischen den äußersten im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit einer nach dem Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert wird, daß die Kombination konsolidiert wird und daß dann eine zweite nach dem Naßverfahrev.. gelegte Schicht mit der nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht kombiniert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede im Naßverfahren gelegte Schicht aus einem Stoffauflaufbehälter und einer Stauvorrichtung, einer Zylinderform- oder Vat-Maschine oder auf einer Fourdriniermaschine aufgetragen wird.