DE69920426T2 - Auftragen einer lage von zusatzstoffen in der blattbildungspartie einer kartonmaschine - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen einer Lage aus einer Beimengung bei der Bahnformereinheit einer Kartonmaschine, wobei ein derartiges Verfahren aus der Druckschrift EP 0 651 092 A bekannt ist.
• Wie dies gut bekannt ist, wird Karton fast immer aus zwei oder mehr separaten Lagen hergestellt. In einem derartigen Fall werden die Bahnen, die durch zwei oder mehr Siebteile ausgebildet werden, vor der Pressenpartie übereinander kombiniert. In dem Fall von Bahnen, die mittels einer herkömmlichen Langsiebtechnik hergestellt werden, bringt ein Kombinieren der Flächenseiten der Bahnen, die nicht mit dem Sieb in Kontakt stehen, in der Regel keine Probleme mit sich, und in einem derartigen Fall ist die Festigkeit zwischen den Lagen in der Richtung Z der Bahn, die somit erhalten wird, das heißt die „Ply Bond" üblicherweise angemessen. Wenn jedoch die herkömmliche Langsiebtechnik angewendet wird, sind die Laufgeschwindigkeiten deutlich geringer als 1000 Meter je Minute. Wenn die Laufgeschwindigkeiten von gegenwärtigen neueren Kartonmaschinen auf eine Höhe ansteigen, die höher als 1000 Meter je Minute ist, ist es erforderlich, andere Techniken anzuwenden, beispielsweise die Spaltformertechnik. In einem derartigen Fall wird es ein Problem, dass die Kombination von zwei oder mehr Bahnen, die bei einem Spaltformer ausgebildet werden, nicht die Anforderungen im Hinblick auf die Festigkeit erfüllen, die gestellt werden. Die Verbindungsfestigkeit zwischen verschiedenen Lagen bei der Bahn ist vermindert. Insbesondere ist die Festigkeit in der Richtung Z betroffen, die durch ein sogenanntes „Scott Bond" wiedergegeben wird. Die schlechte Festigkeit trägt zu einer unausreichenden Konzentration an Feinstoffen an den Flächen der zu kombinierenden Lagen bei. Eine angemessene Konzentration an Feinstoffen an den zu kombinierenden Flächen unterstützt das Ply Bond zwischen den Flächen. Es hat sich als problematisch herausgestellt, Karton mittels einer Maschine herzustellen, bei der die sogenannten Siebseiten gegeneinander kombiniert werden. Dies wäre stets dann der Fall, wenn sämtlich Bahnformer Spaltformer wären. Dieses Problem tritt mitunter auch bei einer Kombination aus Bahnen auf, die sowohl mittels eines Hybridformers als auch mittels eines Langsiebes ausgebildet werden. Es sind Versuche unternommen worden, dieses Problem zu lösen, unter anderem indem Stärke als eine Lösung oder ein anderes Hilfsmittel, das die Verbindungsfestigkeit erhöht, direkt auf die Bahn gesprüht wird oder indem eine dünne Lage aus umfassend geschliffenem zelluloseartigem Halbstoff beispielsweise von einem separaten Stoffauflaufkasten, das heißt von einem zweiten Stoffauflaufkastenauf eine der zu kombinierenden Bahnen eingeleitet wird. Ein Modus war das Schleifen des Ganzstoffes der zu einer der Lagen tritt, bis zu einem Maße, das deutlich höher als normal ist.
• Nachstehend sind einige Lösungen des Standes der Technik detaillierter beschrieben.
• In dem finnischen Patent Nr. 71 377 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Mehr-Lagen-Kartons beschrieben, wobei bei diesem Verfahren die Ganzstoffsuspension, die eine der Oberflächenlagen ausbildet, zu dem horizontalen Abschnitt des ersten Siebes zugeführt wird. Zwischen den Lagen wird eine dritte Ganzstoffsuspension, die die Zwischenlage ausbildet, vor einem keilartigen Zwischenraum, der durch das zweite Sieb ausgebildet wird, zu der Bahnlage zugeführt, die bereits ausgebildet worden ist. Danach treten das erste Sieb und beide Bahnlagen in Kontakt mit dem dritten Sieb, wobei zu seinem horizontalen Abschnitt die Ganzstoffsuspension zugeführt wird, die die andere Oberflächenlage ausbildet. Die Dichte der Ganzstoffsuspension, die die Zwischenlage ausbildet, ist erheblich höher als die Dichten der Ganzstoffsuspensionen, die die Oberflächenlagen ausbilden.
• In dem US Patent Nr. 5 607 555 ist eine Papiermaschine für die Herstellung von Mehr-Lagen-Papier beschrieben. Bei dieser Maschine sind zumindest zwei Doppelsiebformer vorhanden, die eine Mehr-Lagen-Papierbahn herstellen, wobei in diesem Zusammenhang ein Papier erhalten wird, dessen Eigenschaften an beiden Seiten gleich sind.
• In dem finnischen Patent Nr. 92 729 sind ein Ganzstoffzuführsystem für einen Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten und ein Verfahren bei dem Betrieb eines Mehr-Lagen-Stoffauflaufkastens beschrieben. Bei dieser Lösung wird in jeden Einlasskopf bei dem Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten ein aus dem gleichen frischen Ganzstoff hergestellter Ganzstoff eingeleitet, wobei zu diesem Ganzstoff die erforderlichen Chemikalien und Füllstoffe hinzugefügt werden.
• Jedoch bringen die Lösungen des Standes der Technik eine Anzahl an bedeutenden Nachteilen mit sich. Ein separater Stoffauflaufkasten, der Stärke oder Faserganzstoff sprüht, ist eine kostspielige Lösung, und seine Anwendung ist auf relativ niedrige Geschwindigkeiten begrenzt, die niedriger als 1000 Meter pro Minute bleiben. Die Stärkestrahlen verschlechtern die Lauffähigkeit erheblich, wobei sie die Siebe und Filze blockieren und die Maschinen verschmutzen, wobei in diesem Fall die Anlagen ziemlich häufig angehalten und gereinigt werden müssen. Somit können die erforderlichen Hilfsmittel auch nicht wahlweise hinzugefügt werden. Bei den meisten Systemen wird eine Anzahl an separaten Ganzstofflinien benötigt, wobei in diesem Fall das System ziemlich schwer und kostspielig zu betreiben ist. Ein Schleifen von einer der Ganzstofflagen verschlechtert das Ablaufen des Wassers deutlich und dadurch wird die Lauffähigkeit und die Herstelleffizienz verschlechtert und die Kosten werden erhöht. Bei einem Versuch zum Erzielen von Geschwindigkeiten, die höher als 1000 Meter je Minute sind, können derartige Einschränkungen nicht toleriert werden, und ein separater Strahl einer Beimengung, die das miteinander erfolgende Binden der unterschiedlichen Lagen unterstützt, wäre sogar bei diesen Geschwindigkeiten nicht möglich.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beim Auftragen einer Lage einer Beimengung bei der Bahnformereinheit einer Kartonmaschine, das Verfahren zum Herstellen von Karton und der Karton sind hauptsächlich durch die Angaben in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
• Die vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf diese Ausführungsbeispiele allein beschränkt sein soll.
• 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das für die Herstellung von Karton besonders geeignet ist und bei dem die Ganzstoffströmung, die aus dem gleichen frischen Ganzstoff hergestellt wird, in zwei Teilströmungen geteilt ist. Zu der Seite, die an der Seite der zu kombinierenden Lage angeordnet wird, werden die erforderlichen Beimengungen hinzugefügt, um den Feinstoffgehalt in der Lage zu erhöhen und um die Verbindungsfestigkeit zwischen den Seiten bis zu einem optimalen Maß an einem optimalen Punkt zu unterstützen. Die Teilströmungen treten in den Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten und von diesem zu einem Spaltformer. In dieser Weise werden günstige Eigenschaften bei der Formierung und der Festigkeit und eine gute Innenverbindungsfestigkeit für den Karton erzielt. Somit werden aus dem gleichen Zwischenganzstoff 11 zwei Teilströmungen 12₁ und 12₂ erzeugt. Zu der Teilströmung 12₁ , aus der die Seite ausgebildet wird, die an der Seite der zu kombinierenden Lage angeordnet wird, werden an dem Punkt 14₁ vor der Pumpe 22, an dem Punkt 14₂ nach der Pumpe 22 und/oder an dem Punkt 14₃ nach dem Maschinensieb 33 die Beimengungen hinzugefügt, um den Feinstoffgehalt in der Lage und die Verbindungsfestigkeit zwischen den Seiten zu erhöhen. Danach treten die Teilströmungen 12₁ und 12₂ in den Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten 44, der in der herkömmlichen Weise Einlassköpfe, eine Röhrensammelleitung, die mit jedem Einlasskopf verbunden ist, eine Zwischenkammer, die mit der Röhrensammelleitung verbunden ist, einen Turbulenzgenerator und Turbulenzröhren, einen Auslaufdüsenkonus nach dem Turbulenzgenerator und Flügel, die die Lagen in dem Auslaufdüsenkonus trennen, hat. Von dem Stoffauflaufkasten wird die Bahn in den Former übertragen, in dem mit dem Bezugszeichen 55₁ das erste Formersieb bezeichnet ist, mit dem Bezugszeichen 55₂ das zweite Formersieb bezeichnet ist, mit dem Bezugszeichen 66₁ eine Formerwalze bezeichnet ist und mit dem Bezugszeichen 66₂ die Formerwalze bezeichnet ist.
• 2 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Ganzstoffströmung, die aus dem gleichen frischen Ganzstoff hergestellt wird, in drei Teilströmungen geteilt wird, wobei von diesen Strömungen zu den Seiten, die an den Seiten der zu kombinierenden Lagen sitzen, die erforderlichen Beimengungen hinzugefügt werden, um die Feinstoffgehalte in den Lagen zu erhöhen und um die Verbindungsfestigkeit zwischen den Seiten bis zu einem optimalen Maß und an einem optimalen Punkt zu unterstützen. Danach treten die Teilströmungen in einen Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten und weiter zu einem Spaltformer. Bei dieser Lösung werden aus dem gleichen frischen Ganzstoff 11 drei separate Teilströmungen 12₁ , 12₂ und 12₃ ausgebildet. Zu den Seiten, die an den Teilströmungen 12₁ und 12₃ ausgebildet werden und die an den Seiten der zu kombinierenden Lagen angeordnet werden, werden an den Punkten 14₁ vor den Pumpen 22₁ und 22₃ , an den Punkten 14₂ nach den Pumpen 22₁ und 22₃ und/oder an den Punkten 14₃ nach den Maschinensieben 33₁ und 33₃ die Beimengungen hinzugefügt, um die Feinstoffgehalte in den Lagen und die Verbindungsfestigkeit zwischen den Seiten zu erhöhen. Danach treten die Teilströmungen 12₁ , 12₂ und 12₃ in den Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten 44 und weiter zu dem Spaltformer. Als eine alternative Lösung können die Beimengungen zu lediglich einer Teilströmung 12₁ , 12₂ oder 12₃ hinzugefügt werden.
• 3 zeigt eine bevorzugte Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Lage 13, die eine Beimengung enthält und die zu kombinieren ist, durch einen Doppel-Lagen-Stoffauflaufkasten 44₁ zu einem Spaltformer eingeleitet wird, und die somit erhaltene Bahn mit einer zweiten Bahn kombiniert wird, die von einem normalen Stoffauflaufkasten 44₂ und von einem zweiten Spaltformer abgeleitet wird. Mit dem Bezugszeichen 55₁ ist das erste Formersieb bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 55₂ ist das zweite Formersieb bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 55₃ ist das dritte Formersieb bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 55₄ ist das vierte Formersieb bezeichnet.
• 4 zeigt eine zweite bevorzugte Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Lagen 13₁ und 13₂ , die eine Beimengung enthalten und die zu kombinieren sind, in zwei separate Mehr-Lagen-Stoffauflaufkästen eingeleitet werden, das heißt hierbei Doppel-Lagen-Stoffauflaufkästen 44₃ , 44₄ , und die Bahnen, die Beimengungen enthalten, treten zu Spaltformern und werden dann miteinander kombiniert. Wenn zwei Lagen, die Beimengungen enthalten, kombiniert werden, wird eine stärkere Verbindungslage erzielt, die bei Anwendungen erforderlich ist, die eine höhere Festigkeit erforderlich machen.
• 5 zeigt eine Lösung, bei der die äußersten Lagen 13₃ und 13₄ eines Drei-Lagen-Stoffauflaufkastens 44₅ , wobei die äußeren Lagen Beimengungen enthalten, als Verbindungslagen wirken, mit denen die von zwei normalen Stoffauflaufkästen 44₆ und 44₇ abgeleiteten Ganzstofflagen kombiniert werden. Mit den Bezugszeichen 55₁ .., 55₆ sind die Formersiebe bezeichnet.
• Bei den erfindungsgemäßen Lösungen ist es ein wesentliches Merkmal, dass es bei der Herstellung von Karton möglich ist, einen Spaltformer bei einem Mehr-Lagen-Verfahren bei hohen Geschwindigkeiten in Größenordnungen von mehr als 1000 Meter pro Minute anzuwenden. In einem derartigen Fall wird die Beimengung, die den Feinstoffgehalt und/oder die Verbindungsfestigkeit erhöht, als eine Lage auf die Seite aufgebracht, die an der zu kombinierenden Seite der Lage angeordnet wird. Somit wird ein höherer Feinstoffgehalt an der Seite erzielt, die beispielsweise an der Seite einer mittleren Lage angeordnet wird, wobei in diesem Zusammenhang die Verbindungsfestigkeit und die Innenverbindungsfestigkeit zwischen den Lagen erhöht werden. Wenn die erfindungsgemäße Lösung bei einem Drei-Lagen-Stoffauflaufkasten angewendet wird, werden vorzugsweise die Beimengungen zu den äußersten Seiten zugeführt. Die Mittel, die in dieser Weise als Lagen angewendet werden können, sind Stärke, Füllstoff, Feinstoffe, Retentionsstoffe wie beispielsweise Polyacrylamid, Polyacrylimid, spezielle Chemikalien, Wasser abweisende Leime und dergleichen. Bei dieser Lösung ist es in vorteilhafter Weise ebenfalls möglich, den gleichen frischen Ganzstoff und eine Basisganzstofflinie zu verwenden. Des weiteren ist es möglich, die schlechten Eigenschaften eines Spaltformers zu ändern, um die Lauffähigkeit zu verbessern und um zu helfen, dass die Maschine sauber bleibt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Verteilung der Feinstoffe auf Faserbasis, der Füllstoffe und der Stärke bei der Oberflächenlage, der Rahmenlage und/oder der Bodenlage des Kartons so reguliert, dass die Konzentration dieser Mittel an der Seite höher ist, die an der mittleren Lage angeordnet wird. Die Menge an Beimengung kann optimiert werden und außerdem trifft dies ebenfalls auf den Ort zu, an dem diese hinzugefügt wird, wobei in dieser Weise eine optimale Verbindung zwischen den Lagen erzielt wird. Dies wird außerdem bei der Druckqualität des Erzeugnisses reflektiert. Die Beimengung oder die Beimengungen können als Lagen an lediglich der zu kombinierenden Seite oder alternativ auch an mehreren Lagen, die aus Teilströmungen bestehen, aufgebracht werden.
• Mittels der vorliegenden Erfindung kann die Seite der zu kombinierenden Bahn, die in Kontakt mit einer zweiten Bahn gelangt, im Hinblick auf die Verbindungsfestigkeit günstig gestaltet werden. Somit wird diese Seite bereits in dem Stoffauflaufkasten derart ausgebildet, dass im Hinblick auf die Verbindungseigenschaften mittels der Feinstoffe oder der Konzentration an Stärke oder dergleichen günstig ist. Mittels der Reihenfolge und der Menge des Hinzufügens ist es außerdem möglich, einen wesentlichen Effekt auf die Eigenschaften zu haben, die bei dem Erzeugnis oder bei dem Prozess erwünscht sind. Neben der Anwendung von Beimengungen als Lagen in der bei der vorliegenden Erfindung beschriebenen Weise ist es natürlich auch möglich, ein herkömmliches Messen von Beimengungen in der normalen Weise auszuführen. Da die vorliegende Erfindung die Anwendung von Spaltformern bei der Herstellung von Karton anstelle des herkömmlichen Langsiebverfahrens ermöglicht, ist keine große Siebgrube erforderlich, erfordert die Anlage weniger Raum, ist eine Anwendung von geringeren Wassermengen, weniger Entwässerungselementen möglich und ist es außerdem ein Laufen bei einer höheren Dichte als in dem Fall eines Langsiebes möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei einer Obersiebeinheit als auch bei einer sogenannten Rahmenlage angewendet werden. Bei der Herstellung von einigen Spezialerzeugnissen kann dieses Verfahren auch einen zweiten Stoffauflaufkasten insgesamt ersetzen.

Claims (5)

1. Verfahren für ein Herstellen von Karton, bei dem zwei oder mehr Bahnen mittels separater Bahnformereinheiten (55₁ , 55₂ ; 55₃ , 55₉ ) ausgebildet werden und dann miteinander kombiniert werden, um eine Mehr-Lagen-Bahn auszubilden, wobei zumindest eine Lage (13) aus Ganzstoff, der aus zumindest einem Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten (44₁ ) zu einem Spaltformer ausgegeben wird, eine Beimengung hat und die mittels des Spaltformers ausgebildete Bahn mit zumindest einer Bahn kombiniert wird, die von einer zweiten Kombination aus einem Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten (44₂ ) oder einem normalen Stoffauflaufkasten und einem Spaltformer herrührt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimengung zu zumindest einer Teilströmung (12₁ ) hinzugefügt wird, die eine Seite ausbildet, die an der Seite einer Bahn angeordnet wird und mit dieser kombiniert wird, die durch eine andere Bahnformereinheit ausgebildet wird, um die Feinstoffgehalte in den Bahnlagen und die Verbindungsfestigkeit zwischen den zu kombinierenden Seiten zu erhöhen, wobei die Beimengung an einem Punkt (14₁ ) vor einer Pumpe (22), an einem Punkt (14a₂ ) nach der Pumpe (22) und/oder an einem Punkt (14₃ ) nach einem Maschinensieb (33) hinzugefügt wird und danach die Teilströmungen (12₁ und 12₂ ) zu einem Mehr-Lagen-Stoffauflaufkasten (44) und weiter zu dem Spaltformer treten.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimengung Stärke, Feinstoffe, Füllstoffe, Retentionsmittel, Wasser abweisende Leime und spezielle Chemikalien aufweist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung (11) des frischen Ganzstoffes in drei separate Teilströmungen (12₁ , 12₂ , 12₃ ) verzweigt, bei denen die Beimengung zu zumindest einer Teilströmung (12₁ ) hinzugefügt wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagenbilden von einer Beimengung bei einer Obersiebeinheit stattfindet.