DE3306145C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier durch Zuführen von Papierstoff zu einem zusammenlaufenden Spalt zwischen zwei perforierten Bahnbildungssieben und durch Entwässern und Bahnbildung des Stoffes durch Bewegung der Siebe mit dem dazwischen befindlichen Stoff entlang einer konvex gekrümmten glatten Fläche eines Siebtragelements, wobei mindestens zwei blattartige Teilstrahlen von Papierstoff mit seitlich gleicher Abmessung übereinander mit Abstand voneinander und parallel zueinander oder in etwas zusammenlaufenden Richtungen in den Spalt abgegeben werden, so daß die benachbarten Flächen der Teilstrahlen sich allmählich nähern und sich treffen, um einen geschichteten Strahl zu bilden, wenn die Strahlen sich in Richtung auf das enge Ende des Spaltes bewegen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Mehrschichtpapier dadurch herzustellen, daß mehrere Strahlen von Papierstoff aus der Stauöffnung eines Mehrschicht-Stoffauflaufs mit im wesentlichen mehreren übereinander angeordneten Stoffaufläufen in einem gemeinsamen Gehäuse auf ein Formiersieb abgegeben werden.

Mehrschicht-Stoffaufläufe zum Formieren von mehreren Schichten gleichzeitig sind auch durch die DE-PS 8 99 896 vorgeschlagen worden. Dabei müssen die die Geschwindigkeiten der einzelnen Strahlen in dem mehrschichtigen Papierstoff koordiniert werden, um eine Relativgeschwindigkeit und somit eine Vermischung der Papierstoffe zu vermeiden, wenn diese die Stauöffnung verlassen. Die Technik hat dies von jeher als Forderung für die Bedingung einer Schichtreinheit betrachtet.

Es ist auch ein Mehrschicht-Stoffauflauf mit oberen und unteren Wänden und mit getrennte Kanäle bildenden Zwischenwänden bekannt (DE-PS 19 07 213), welcher verschiedene Stoffe oder Stoffe mit verschiedenen Geschwindigkeiten in aufeinanderfolgender Form durch Stauöffnungen, die in Maschinenrichtung voneinander getrennt sind, auf eine feste oder eine Saug-Brustwalze aufbringt. Solche Maschinen, in denen Schichten nacheinander abgelegt werden, sind auf niedrige Maschinengeschwindigkeiten beschränkt, und sie sind nicht zur Herstellung von Leichtgewichtspapier, wie Seidenpapier, geeignet. In den vergangenen Jahren ist eine ausgezeichnete Schichtreinheit erreicht worden, indem die Stoffstrahlen daran gehindert wurden, nach Verlassen der Stauöffnung zusammen zu kommen, und zwar über eine kurze Entfernung in Richtung von der Stauöffnung zur Formierzone, wobei nach Verlassen der Stauöffnung Luftkeile zwischen den Strahlen aufrechterhalten wurden. Hochwirksame Verfahren und Vorrichtungen, welche solche Luftkeile verwenden, sind in der CA-PS 11 07 111 und in der CA-PS 11 34 658 offenbart.

Es ist auch ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (DE 29 16 351 A1), bei welchem die Geschwindigkeiten der getrennten Stoffströme im wesentlichen gleich sind. Mit dem bekannten Verfahren werden keine optimale Blattformation und Schichtreinheit erreicht.

Die nicht vorveröffentlichte DE 31 26 460 A1 offenbart auch eine Stoffauflaufvorrichtung, bei welcher die Freiheiten bezüglich der Stoffzufuhr und der Bildung der einzelnen Schichten erhalten bleiben. Ferner können die Strömungsgeschwindigkeiten verschiedener Schichten beliebig eingestellt werden, um eine bestimmte Ausrichtung der Stoffasern in den einzelnen Schichten zu erreichen. Irgendwelche Angaben über die Größe von Geschwindigkeitsunterschieden oder der Geschwindigkeit einer bestimmten Stoffschicht sind nicht enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bei der Herstellung von Papier, vorzugsweise Mehrschichtpapier, eine Verbesserung der Blattformation erreicht wird, und mit welchem auch eine verbesserte Schichtreinheit erreichbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Geschwindigkeiten der Teilstrahlen so einstellt, daß die Geschwindigkeit des der konvex gekrümmten glatten Oberfläche zunächst liegenden Teilstrahles größer ist als diejenige eines benachbart abgegebenen Teilstrahles. Hierdurch ergibt sich eine Verbesserung in der Schichtreinheit und in der Formation.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Beschreibung von ver­ schiedenen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeich­ nung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch eine Darstellung eines Mehrschicht-Stoff­ auflaufes, der zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,

Fig. 2 eine Ansicht des Abgabeendes des in Fig. 1 gezeigten Stoffauflaufes in vergrößertem Maßstab, wobei zwischen den Stoffstrahlen "Luftkeile" angeordnet sind, und

Fig. 3 schematisch einen Mehrschicht-Stoffauflauf, in dem die Geschwindigkeitsdifferenzen in den verschiedenen Kanälen durch Änderung der Kanalneigungen erzeugt werden können.

In Fig. 1 ist ein "Luftkeil"-Mehrschicht-Stoffauflauf einer solchen Art gezeigt, wie sie in der CA-PS 11 34 658 offenbart ist. Dieser Stoffauflauf dient zur Abgabe mehrerer Strahlen 11 aus Papierstoff zu einer Formierfläche 12. Die Strahlen 11 werden in einen Spalt 13 abgegeben, der durch äußere und innere endlose Siebe 14 und 15 oder durch andere perforierte Formier-Gewebebän­ der begrenzt ist, die über eine Brustwalze 16 und eine glatte Formierwalze 17 in üblicher Weise laufen. Wenn gewünscht, kann ein gekrümmter Formierschuh oder ein ähnliches ein Sieb tragen­ des Element mit einer konvex gekrümmten glatten Oberfläche die glatte Formierwalze 17 ersetzen.

Der Stoffauflauf 10 ist in mehrere Stoff-Strömungskanäle 18, 19 und 20 unterteilt, und zwar durch mehrere starre Trennwände oder Trennflügel 21 und 22, deren stromaufwärts gelegene Enden 23 und 24 an dem Stoffauflauf starr befestigt sind, während die stromabwärts gelegenen Enden 25 und 26 sich einen kurzen Abstand durch die Stoffauflauf-Stauöffnung 27 erstrecken. Luft oder ein anderes geeignetes Gas wird durch die Leitungen 28 und 29 und die Durchgänge 30 und 31 zu den stromaufwärts gelegenen Enden der Durchgänge 32 und 33 zugeführt, die in den Flügeln 21 und 22 gebildet sind, um so die "Luftkeile" 11a (Fig. 2) zwischen den verschiedenen Strahlen aufrechtzuerhalten, wenn diese die Stauöffnung verlassen, wie es in der CA-PS 11 34 658 beschrieben ist.

Getrennte Papierstoffsorten werden den Kanälen 18, 19 und 20 zu­ geführt, und zwar durch eine Rohrbank, die Anordnungen von Roh­ ren 34, 35 und 36 enthält. Die verschiedenen Papierstoffsorten, die auf diese Weise zugeführt werden, werden in gewünschter Weise unter Druck gehalten, und zwar durch getrennte und nicht darge­ stellte Ventilatorpumpen. Auch die obere Stauöffnungslippe 37 ist in üblicher Weise (nicht gezeigt) ausgerüstet, um durch An­ heben und Absenken die Stauöffnung einzustellen. In wünschens­ werter Weise können die Trennelemente 21 und 22 an ihren strom­ abwärts gelegenen Enden mit flexiblen Folien 38 und 39 versehen sein, die aus einem geeigneten Material, wie Kunststoff, be­ stehen. Die Folien 38 und 39 können die gleiche Breite haben wie die Trennwände 21 und 22, und sie können sich einen ausrei­ chenden Abschnitt in Maschinenrichtung erstrecken, um die Strah­ len für eine kurze Entfernung getrennt zu halten, nachdem diese am stromabwärts gelegenen Ende des Luftkeiles zusammenkommen. Diese Folien vermeiden eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu den Ebenen der Strahlen stromabwärts der Luftkeile.

In der praktischen Anwendung der Erfindung hat sich gezeigt, daß, wenn die Papierstoffgeschwindigkeit im Kanal 18, der der glatten Formierwalze 17 benachbart ist, etwas höher gehalten wird (z. B. im Bereich von bis zu 10%, jedoch mindestens 15 m/min höher) als die Papierstoffgeschwindigkeit von wenigstens einem der benachbarten Strahlen, und wenn die Geschwindigkeit eines Strahles, der von der glatten Formierwalze 17 weiter entfernt ist, höchstens im wesentlichen gleich derjenigen eines benachbarten Strahles ist, der der glatten Formierwalze 17 näher liegt, ein Mehrschichtpapier mit höchster Schichtreinheit und Formation erzeugt wird.

In einem typischen Vergleichsbetrieb, wobei die Trennflügel 21 und 22 festgelegt sind, so daß sie vor Beginn des Betriebes eine dreifache 4 mm-Stauöffnung bilden, wurde ein Zweischicht-Papier erzeugt, in dem gelbgefärbter Laubholz-Faserstoff in dem Kanal 18 und blaugefärbte Nadelholz-Faserstoffe in die Kanäle 19 und 20 eines Stoffauflaufs wie diejenige nach Fig. 1 gefördert wurde. Nach Inbetriebnahme wurden die Ventilatorpumpen-Geschwindigkeiten für die drei Kanäle für das 3 × 4 mm Stauöffnungs-Verhältnis ein­ gestellt. Die Strahlgeschwindigkeiten in den Stauöffnungen wur­ den dann gemessen und sie betrugen 952 m/min, 962 m/min und 954 m/min am Auslaß von den Kanälen 18, 19 bzw. 20.

Die Maschine wurde mit einer Geschwindigkeit von 800 m/min betrieben, und es wurde das so hergestellte Papier auf Schicht­ reinheit geprüft, indem es in mehrere Schichten aufgespalten wurde, die Fasern eingefärbt wurden und jede Schicht unter einem Mikroskop betrachtet wurde, worauf die Anzahl an in den Schichten enthaltenen Laufholz- und Nadelholz-Fasern gezählt wurden. Die Oberflächenschichtreinheit für die Laubholz- und Nadelholz-Schichten betrugen 90% bzw. 96%.

Die Geschwindigkeit der den Laubholz-Stoff in dem Kanal 18 lie­ fernden Ventilatorpumpe wurde dann erhöht, bis die Geschwin­ digkeit des abgegebenen Strahles mit 980 m/min gemessen wurde, während die Geschwindigkeiten der aus den Kanälen 19 und 20 ausgetragenen Strahlen etwa 959 m/min und 949 m/min betrugen. Das Papier wurde wiederum hergestellt mit einer Maschinen- Laufgeschwindigkeit von 800 m/min. Die Oberflächenschicht- Reinheit des so hergestellten Papieres wurde in gleicher Weise bestimmt und wurde mit 94% bzw. 98% für die Laubholz- und Nadelholz-Schichten festgestellt, also war sie höher als in dem Vergleichslauf. Die Verbesserung in der Schichtreinheit und Formation wurde bei Inspektion der aus den gefärbten Papierstoffen erzeugten Muster ohne weiteres festgestellt.

Die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Strahlen können wirksam erzeugt werden durch Veränderung der Geschwindigkeiten der Pumpen, die die verschiedenen Papierstoffe den Kanälen 18, 19 und 20 zuführen. Die Geschwindigkeitsdifferenzen können aber auch durch Einstellung der Stauöffnung durch Heben oder Senken der oberen Stauöffnungslippe 37 in bekannter Weise erzeugt wer­ den. Wahlweise können Geschwindigkeitsdifferenzen erzeugt werden durch Einstellung der Geometrie der Stoffauflauf-Strömungs­ kanäle. Dies kann ausgeführt werden durch Konstruktion des Stoffauflaufes derart, daß entweder der Boden oder die obere Abdeckung nach einwärts oder auswärts bewegt werden kann, um die Konvergenz in einem oder mehreren der Kanäle zu ändern, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

In Fig. 3 ist der Stoffauflauf 10 mit einem Zwischendeckenteil 40 versehen, der am stromabwärts gelegenen Ende 41 befestigt ist, sich jedoch an seinem anderen Ende 42 frei bewegen kann. Der Deckenteil 40 bildet einen Abschluß für eine flache Kammer 43, die ein geeignetes Strömungsmittel unter Druck aufnimmt, das über eine Leitung 44 zugeführt wird, und zwar von einer nicht dargestellten gesteuerten Schwelle. Eine übliche Dichtung (nicht gezeigt) ist am stromaufwärts gelegenen Ende 42 des Deckenteiles 40 vorgesehen, um eine Bewegung des letzteren zu ermöglichen, während ein Lecken entweder von Papierstoff aus dem Kanal 18 in die Kammer 43 oder von Strömungsmittel aus der Kammer 43 in den Kanal 18 zu verhindern.

Durch Steuerung des Strömungsmitteldruckes in der Kammer 43 in bezug auf den Papierstoff-Strömungsdruck in der Kammer 18 kann das stromaufwärts gelegene Ende des Deckenteiles 40 abgelenkt werden, um die Konvergenz des Kanales und infolgedessen die Stoffgeschwindigkeit darin zu ändern. Dies bewirkt eine Druck­ differenz über dem benachbarten Flügel 21, was zu einer Bewe­ gung des stromabwärts gelegenen Endes des Flügels führt, so daß die verschiedenen Strahlgeschwindigkeiten erzeugt werden, wäh­ rend die Strömungsgeschwindigkeiten konstant bleiben.

Die Erfindung schafft somit ein neues und höchst wirksames Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtpapier mit ausgezeich­ neter Schichtreinheit und Formation. Aufgrund dieser höchst wünschenswerten Eigenschaften kann ein größerer Teil weniger kostspieliger Fasern verwendet werden, ohne daß die Qualität des Papieres wesentlich herabgesetzt wird, so daß es mit gerin­ geren Kosten erzeugt werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Papier durch Zuführen von Papierstoff zu einem zusammenlaufenden Spalt zwischen zwei perforierten Bahnbildungssieben und durch Entwässern und Bahnbildung des Stoffs durch Bewegung der Siebe mit dem dazwischenbefindlichen Stoff entlang einer konvex gekrümmten glatten Fläche eines Siebtragelements, wobei zumindest zwei blatt­ artige Teilstrahlen von Papierstoff mit seitlich gleicher Abmessung übereinander mit Abstand von­ einander und parallel zueinander oder in etwas zusammenlaufenden Richtungen in den Spalt abgegeben werden, so daß die benachbarten Flächen der Teil­ strahlen sich allmählich nähern und sich treffen, um einen geschichteten Strahl zu bilden, wenn die Strahlen sich in Richtung auf das enge Ende des Spaltes bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Geschwindigkeiten der Teilstrahlen (11) so einstellt, daß die Geschwindigkeit des der konvex gekrümmten glatten Oberfläche (an 17) zunächst liegenden Teilstrahles (11) größer ist als die­ jenige eines benachbart abgegebenen Teilstrahles (11).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten der Teilstrahlen (11) so eingestellt werden, daß die Geschwindigkeit des der konvex gekrümmten glatten Oberfläche (an 17) zunächst liegenden Teilstrahles (11) größer ist als diejenigen von wenigstens einem der anderen abgegebenen Teil­ strahlen (11), und zwar um einen Betrag im Bereich bis zu zehn Prozent, jedoch mindestens um 15 m/min größer, und daß die Geschwindigkeit eines von dieser Oberfläche (an 17) weiter entfernt liegenden Teilstrahles (11) höchstens wesentlich gleich derjenigen eines benachbarten, der genannten Ober­ fläche näher gelegenen Teilstrahles ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Teilstrahlen durch Stoffauflaufdüsenöffnungen (27) ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Geschwindigkeiten der abgegebenen Teilstrahlen durch Einstellung wenigstens einer der Düsenöffnungen (27) eingestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der die abgebenen Teilstrahlen (11) bildende Papierstoff den Stoffauflaufdüsenöffnungen (27) durch übereinander­ liegende Strömungskanäle (18, 19, 20) in einem Stoffauflauf (10) oder einer Anordnung übereinander­ liegender Stoffaufläufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeiten der abgegebenen Teilstrahlen (11) durch Einstellung der Geometrie wenigstens eines der Kanäle (18, 19, 20) eingestellt werden (Fig. 3).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, wobei der die abgegebenen Teilstrahlen (11) bildende Papier­ stoff den Stoffauflaufdüsenöffnungen (27) durch übereinanderliegende Strömungskanäle in einem Stoffauflauf (10) oder einer Anordnung übereinander­ liegender Stoffaufläufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeiten der abgegebenen Teilstrahlen (11) wenigstens zum Teil durch Veränderung der Stoffdurchflußmengen durch die Kanäle (18, 19, 20) eingestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die abgegebenen Teilstrahlen (11) aus verschiedenen Papierstoffsorten gebildet werden.