DE4321268A1 - Stoffauflauf und Verfahren zur Erzeugung einer mehrschichtigen und mehrlagigen Papierbahn - Google Patents
Stoffauflauf und Verfahren zur Erzeugung einer mehrschichtigen und mehrlagigen PapierbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf zur Erzeugung
einer mehrschichtigen Papierbahn bzw. die Kombination
mehrerer ein- oder mehrschichtiger Stoffaufläufe zur
Erzeugung einer mehrlagigen Papierbahn und ein Verfahren
hierzu.
Ein mehrschichtiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus der
DE-OS 40 29 545 A1 bekannt. Er dient bei voneinander
unabhängiger Beschickung der einzelnen Düsenräume mit
Stoffsuspensionen zur Herstellung einer mehrschichtigen
Papierbahn. Zwischen den einzelnen Düsenräumen des
Mehrschichtenstoffauflaufes sind schwenkbare quer über die
Maschinenbreite verlaufende Lamellen angebracht, die ein
frühzeitiges Vermischen der unterschiedlichen
Stoffsuspensionsströme verhindern.
Ebenso sind Papiermaschinen zur Herstellung mehrlagiger
Papierschichten mit Hilfe mehrerer voneinander unabhängig
wirkender Stoffaufläufe bekannt, wie es z. B. in der
Offenlegungsschrift DE 40 31 038 A1 beschrieben ist. In
dieser Schrift wird eine Papiermaschine dargestellt, in der
auf mehreren miteinander laufenden Sieben unabhängig
voneinander Papierlagen erstellt werden, die in der
nachfolgenden Verarbeitung, d. h. noch vor der Pressenpartie
der Papiermaschine aufeinandergelegt werden und so ein
mehrlagiges Papier entstehen lassen.
Ein nicht gelöstes Problem bei diesen mehrschichtigen und
mehrlagigen Papieren ist die Einstellung des
Faserorientierungs- und Flächengewichts-Querprofils.
Insbesondere ist es z. B. bei einem
Dreischichtenstoffauflauf sehr schwierig, eine
Flächengewichtsbeeinflussung der mittleren Schicht
durchzuführen, gleichzeitig ergeben sich Probleme durch an
der Düse angebrachte Blenden bezüglich der
Faserorientierung der äußeren Schichten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen mehrschichtigen
Stoffauflauf darzustellen, bzw. ein Verfahren zur Erzeugung
einer mehrlagigen oder mehrschichtigen Stoffbahn
darzustellen, mit dem es möglich ist, eine Beeinflussung
von Faserorientierungs- und Flächengewichts-Querprofilen in
den einzelnen Lagen unabhängig voneinander durchzuführen
und damit eine Papierbahn mit verbesserter Planlage,
verbessertem Flächengewichts-Querprofil bei gleichzeitig
wirtschaftlicher Herstellung darzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche gelöst.
Der Erfinder hat folgendes erkannt: Bei mehrschichtigen und
mehrlagigen Papieren müssen das Faserorientierungs- und
Flächengewichts-Querprofil eingestellt werden. Die
Faserorientierungs-Querprofileinstellung kann in einem
modernen Stoffauflauf über die sektionale Beeinflussung von
Volumenströmen erfolgen, während die Flächengewichts-
Querprofileinstellung über die sektionale Beeinflussung der
Stoffdichte erfolgen kann. Die Eigenschaften der
Einzelschichten bzw. Einzellagen unterscheiden sich z. B. in
Bezug auf Festigkeit, Rohstoffkosten, Reißverhalten und
ihre Wirkung auf z. B. die Planlage des Blattes, bzw. die
Druckfähigkeit des Papieres grundlegend. Auf diese Weise
läßt sich z. B. durch eine gezielte Beeinflussung der
Faserorientierung einer äußeren Schicht oder Lage sehr
wirkungsvoll die Planlage des Blattes beeinflussen, während
ein gleichmäßiges Flächengewicht am besten über die
mittlere Schicht beeinflußt wird.
Nachfolgend seien einige Beispiele anhand unterschiedlicher
Ausführungen beschrieben:
Besteht ein Papier aus drei Schichten, so werden die beiden
äußeren Lagen mit langfaseriger Stoffsuspension betrieben,
die für die Wirkung der dort vorgenommenen
Faserorientierungsbeeinflussung besonders effizient sind,
während die mittlere Schicht, mit Kurzfasern betrieben wird,
wobei in dieser mittleren Schicht das gleichmäßige
Flächengewichts-Querprofil eingestellt wird. Der Grund für
die Beeinflussung der Planlage des Blattes über die äußere
Schicht liegt darin, daß mit zunehmendem Abstand einer
Schicht von der Mittelschicht des Blattes kleine Spannungen
in dieser Schicht auch eine zunehmende Wirkung auf die
Verformung des Blattes erreichen. Diese Verformungen werden
dadurch sektional gesteuert, daß die Faserorientierung in
der Außenschicht beeinflußt wird. Die Effizienz dieser
Vorgehensweise wird dadurch gesteigert, daß in der
Außenschicht vorzugsweise lange Fasern eingesetzt werden,
die den notwendigen Spannungsaufbau begünstigen.
Betrachtet man einen Zweischichtenstoffauflauf in
Verbindung mit einem Langsieb, so wird der Einfluß von
Querströmungen in der Düse auf die Faserorientierung durch
die Differenz von Strahlgeschwindigkeit zu
Siebgeschwindigkeit verstärkt. Aus diesem Grund ist es
sinnvoll, die siebnahe Schicht zur
Faserorientierungsbeeinflussung einzusetzen. Hierbei würde
somit die Faserorientierungsbeeinflussung in der dem Sieb
zugewandten Schicht und die Flächengewichtsbeeinflussung in
der dem Sieb abgewandten Schicht durchgeführt.
Ein besonderer Vorteil bei diesen beschriebenen
Ausführungen bzw. Verfahren der Herstellung einer
Papierbahn liegt darin, daß die beeinflussenden Maßnahmen
jeweils an der Stelle ihrer maximalen Wirkung vorgenommen
werden, und gleichzeitig daß die notwendigen konstruktiven
Voraussetzungen auf das absolut erforderliche Minimum
beschränkt werden. So ist es z. B. so wie in der Fig. 1 zu
sehen möglich, einen dreischichtigen Stoffauflauf so zu
gestalten, daß die sektional zugeführten Stoffströme der
peripheren Schichten lediglich durch Drosselvorrichtungen
G2 und G3 geregelt werden, da hiermit die Faserorientierung
beeinflußt wird, während die zentrale Schicht über die
aufwendigere Stoffsuspensionszuführung mit zwei
unterschiedlichen Stoffdichten, die über ein Mischsystem
sektional der zentralen Schicht zugeführt werden, verfügt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird z. B. die
Eigenschaft eines Mischventiles, das im Gebrauchsmuster
G 92 05 111 offengelegt ist, genutzt, daß bei einer
Einleitung eines Nebenstromes in einen Hauptstrom das
Gesamtvolumen des aus dem Mischer herauskommenden Stromes
unabhängig von der Menge des Nebenstromes konstant bleibt.
Auf diese Weise ist es möglich, mit einem einzigen Ventil
G1 je Sektion eine sektionale Stoffdichteänderung der
zentralen Schicht durchzuführen, ohne gleichzeitig eine
unerwünschte Querströmung in dieser Lage zu erzeugen,
wodurch die Faserorientierung immer konstant bleibt.
Erfindungsgemäß ist es natürlich auch möglich, anstelle mit
einem einzigen mehrschichtigen Stoffauflauf eine
mehrschichtige Papierbahn mit Hilfe mehrerer hintereinander
geschalteter einlagiger Stoffaufläufe eine entsprechende
mehrlagige Papierbahn zu bilden. Wobei die Beeinflussung
der Eigenschaften der einzelnen Lagen äquivalent zu dem
Mehrschichtenstoffauflauf vorgenommen wird.
Es versteht sich, daß bei solch relativ komplexen
Einstellmöglichkeiten an einem Stoffauflauf die moderne
automatische Meß- und Regeltechnik Einsatz findet, mit der
im On-line-Betrieb die entsprechenden Faserorientierungs-
und Flächengewichts-Querprofilmessungen durchgeführt werden
und über entsprechende Regelstrecken die einzelnen
sektionsweise und wirkungsweise zugeordneten Ventile
gesteuert werden können.
Claims (12)
1. Mehrschichtenstoffauflauf einer Papiermaschine zur
Herstellung einer Papierbahn mit mehreren Schichten
mit unterschiedlichen Eigenschaften, dadurch
gekennzeichnet, daß
1.1 in mindestens einer Schicht zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils sektionale Volumenströme mit individuell einstellbarer Stoffdichte vorgesehen sind;
1.2 in mindestens einer anderen Schicht zur Einstellung des Faserorientierungs-Querprofils sektionale Volumenströme mit einstellbarem Durchfluß vorgesehen sind.
1.1 in mindestens einer Schicht zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils sektionale Volumenströme mit individuell einstellbarer Stoffdichte vorgesehen sind;
1.2 in mindestens einer anderen Schicht zur Einstellung des Faserorientierungs-Querprofils sektionale Volumenströme mit einstellbarem Durchfluß vorgesehen sind.
2. Mehrschichtenstoffauflauf gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in jeder einzelnen Schicht
entweder alleine die sektionale Faserorientierung oder
alleine das sektionale Flächengewicht beeinflußt wird.
3. Mehrschichtenstoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß genau zwei
Schichten vorgesehen sind, wobei:
3.1 in der ersten Schicht zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils sektionale Volumenströme mit individuell einstellbarer Stoffdichte vorgesehen sind; und
3.2 in der zweiten Schicht zur Einstellung des Faserorientierungs-Querprofils sektionale Volumenströme mit einstellbarem Durchfluß vorgesehen sind.
3.1 in der ersten Schicht zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils sektionale Volumenströme mit individuell einstellbarer Stoffdichte vorgesehen sind; und
3.2 in der zweiten Schicht zur Einstellung des Faserorientierungs-Querprofils sektionale Volumenströme mit einstellbarem Durchfluß vorgesehen sind.
4. Mehrschichtenstoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß genau drei
Schichten vorgesehen sind, wobei:
4.1 in der zentralen Schicht zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils sektionale Volumenströme mit individuell einstellbarer Stoffdichte vorgesehen sind;
4.2 in mindestens einer peripheren Schicht zur Einstellung des Faserorientierungs-Querprofils sektionale Volumenströme mit einstellbarem Durchfluß vorgesehen sind.
4.1 in der zentralen Schicht zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils sektionale Volumenströme mit individuell einstellbarer Stoffdichte vorgesehen sind;
4.2 in mindestens einer peripheren Schicht zur Einstellung des Faserorientierungs-Querprofils sektionale Volumenströme mit einstellbarem Durchfluß vorgesehen sind.
5. Naßpartie einer Papiermaschine zur Bildung einer
mehrlagigen Papierbahn, wobei:
5.1 nacheinander mindestens zwei Stoffaufläufe vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, daß
5.2 die nacheinander geschalteten Stoffaufläufe über die Maschinenbreite mit sektionierter Stoffzufuhr vorgesehen sind; wobei
5.2.1 mindestens ein Stoffauflauf zur Beeinflussung des Faserorientierungs- Querprofils mit - bezüglich des Volumenstroms - sektioniert einstellbarem Durchfluß vorgesehen ist;
5.2.2 mindestens ein Stoffauflauf zur Beeinflussung des Flächengewichts- Querprofils mit - bezüglich der Stoffdichte - individuell einstellbarer Sektionsstromzufuhr vorgesehen ist.
5.1 nacheinander mindestens zwei Stoffaufläufe vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, daß
5.2 die nacheinander geschalteten Stoffaufläufe über die Maschinenbreite mit sektionierter Stoffzufuhr vorgesehen sind; wobei
5.2.1 mindestens ein Stoffauflauf zur Beeinflussung des Faserorientierungs- Querprofils mit - bezüglich des Volumenstroms - sektioniert einstellbarem Durchfluß vorgesehen ist;
5.2.2 mindestens ein Stoffauflauf zur Beeinflussung des Flächengewichts- Querprofils mit - bezüglich der Stoffdichte - individuell einstellbarer Sektionsstromzufuhr vorgesehen ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen/
mehrschichtigen Papierbahn, gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
6.1 der/den Siebpartie/n werden mittels mindestens eines Stoffauflaufes mehrere Schichten/Lagen von Stoffsuspension zugeführt; wobei
6.2 in mindestens einer Schicht/Lage das Faserorientierungs-Querprofil beeinflußt wird;
6.3 in mindestens einer anderen Schicht/Lage das Flächengewichts-Querprofil beeinflußt wird.
6.1 der/den Siebpartie/n werden mittels mindestens eines Stoffauflaufes mehrere Schichten/Lagen von Stoffsuspension zugeführt; wobei
6.2 in mindestens einer Schicht/Lage das Faserorientierungs-Querprofil beeinflußt wird;
6.3 in mindestens einer anderen Schicht/Lage das Flächengewichts-Querprofil beeinflußt wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die Beeinflussung der Faserorientierung
und des Flächengewichts unbeeinflußt voneinander
vorgenommen wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die Beeinflussung der Faserorientierung
und des Flächengewichts unbeeinflußt und unabhängig
voneinander in unterschiedlichen Schichten/Lagen
vorgenommen wird.
9. Verfahren gemäß einem der Anspruch 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der
Faserorientierung mit Hilfe von einstellbaren,
sektionalen Volumenstromdurchflüssen vorgenommen wird.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flächengewichts-Querprofil mit
Hilfe von einstellbaren sektionalen
Stoffsuspensionsdichten vorgenommen wird.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstellung der sektionalen
Volumenstromdurchflüsse zumindest auch mit Hilfe einer
Blende am Austrittsspalt erfolgt.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstellung der sektionalen
Volumenstromdurchflüsse zumindest auch mit Hilfe eines
veränderbaren Strömungswiderstandes vor dem
Austrittsspalt erfolgt.
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