EP0761874A2 - Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Papiers oder Kartons - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Papiers oder Kartons Download PDF

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EP0761874A2
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sieve
forming
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area
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Heinz Steckenreuter
Helmut Stoerr
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Voith Patent GmbH
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Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/02—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the Fourdrinier type
    • D21F11/04—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the Fourdrinier type paper or board consisting on two or more layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
    • D21F9/003—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a multilayer paper or cardboard according to the preamble of claim 1.
  • Devices of this type have the advantage that the layers can be formed separately. However, this can lead to so-called gap strength problems, in particular in the case of multilayer cardboard, i.e. to problems regarding the adhesion between the layers.
  • the attached twin wire formers are also very complex, both in terms of the device, as well as the space and energy requirements.
  • the invention is therefore based on the object of creating a device of the type mentioned at the outset in which the advantages of influencing the formation, the high gap strength and the ply bond can be achieved with relatively little effort.
  • the device according to the invention has the essential advantage that the forming roll ensures optimum sheet formation and, due to the centrifugal forces in the forming roll area, the fine substances which support the rubber effect are brought very early to the later rubber side of the upper layer.
  • the subsequent, relatively steep downward double-wire section with forming strips favors the removal of water. You can work on the strips completely without or with little negative pressure, since the falling water essentially only has to be redirected.
  • the former is easy to regulate and requires little energy. So it is achieved with relatively simple means that when bringing together the upper and lower layers establish a high gap strength without the formation being adversely affected.
  • the forming strips in the downward part of the twin wire former can be attached to one or both sides. As is known, such strips are pressed against the sieves in such a way that they change their course. This results in pressure and suction on the fiber suspension layer between the sieves.
  • the fine substances important for gushing can be concentrated in the side of the upper layer that will later be used for gushing by means of controlled negative pressure and / or sensitively adjustable forming strips on the outer screen.
  • a reduced L / Q ratio can be generated by forming roll dewatering, that is the strength ratio of the dry web, measured lengthways, in relation to the cross-measured strength.
  • FIG. 1 shows an example of a twin wire former 3 belonging to the device according to the invention.
  • An inner wire 4 and an outer wire 5 are brought together in the area of the forming roller 8. Introduces into this area of the gusset Headbox 1 a suspension jet 9.
  • the two screens 4 and 5 and the suspension layer located between them are dewatered on the forming roller 8 essentially in the course of the wrap angle ⁇ . Part of the water can be thrown through the outer sieve 5 into the water pan 14.
  • the twin wire is then guided tangentially away from the forming roller 8, it essentially having a downward direction.
  • forming strips 10 and 11 are attached on both sides, ie in the inner wire 4 and in the outer wire 5. However, strips on both sides are not always necessary.
  • strips 11 mounted in the outer sieve 5 can be made movable and elastically supported towards the sieve.
  • the water passing through the sieves on the strips is collected in water tanks 12 and 13, respectively.
  • the water pan 12 located in the inner sieve 4 can be provided with a negative pressure. This additional effort is only necessary in special cases.
  • the two sieves are separated, the fiber layer being held on the inner sieve 4 and, when deflected, deposited on the lower layer 7 formed on the primary longitudinal sieve 2 via the deflecting roller 15.
  • the resulting multi-layer web remains on the primary longitudinal screen 2, while the inner screen 4 is lifted off and returned to the forming roller 8.
  • a suction box 16 can favor the holding of the layers on the primary longitudinal screen 2.
  • Fig. 2 the headbox 1 and 1 'is shown very schematically in two extreme positions. It can be seen that the surface normal N is drawn on the beam 9, which forms a plane. This surface normal N takes the angle ⁇ to the vertical V1 (left side of the figure). The right side of the figure shows a perpendicularly formed suspension beam 9 ', the normal N' of which forms an angle ⁇ 'to the vertical V1.
  • the sector 12 is shown in FIG. 3. It is limited by an angle ⁇ with respect to the vertical V2 inwards and by an angle ⁇ 'with respect to the vertical V2 outwards.
  • the two screens 4 and 5 are to take a course in this area which lies within the sector 12.
  • the sieves run in a meandering manner between forming strips 10, 11 arranged on both sides of the sieves, as is exaggeratedly shown in FIG. 4.
  • the deflection H of the sieves can be seen between adjacent, opposing forming strips 10 and 11, shown here by arrows on the outer sieve 5.
  • the upper layer 6 formed in the twin-wire former is held on the inner wire 4 after the wire separation and then placed on the lower layer 7. This arrangement is optimal in most cases for solving the task.
  • FIG. 7 shows a favorable technical design of the separating suction device 17. It is realized by dividing the water tub 12 and placed under negative pressure. It contains several sieve guide strips 18.

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Abstract

Ein als Gapformer betriebener Doppelsiebformer (3) mit einem Innensieb (4) und einem Außensieb (5) enthält im initialen Formierbereich eine Formierwalze (8) mit mindestens 800 mm Durchmesser. Nach dem Ablaufen der Siebe von der Formierwalze gelangen sie in eine mit Formierleisten (10, 11) versehenen Bereich, in dem die Siebe relativ steil abwärts laufen. Die so gebildete obere Lage (6) wird auf eine untere Lage (7) abgelegt, die auf dem Primärlangsieb (2) bereits gebildet wurde.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Papiers oder Kartons gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Vorrichtungen dieser Art haben den Vorteil, daß die Lagen separat gebildet werden können. Dabei kann es jedoch, insbesondere bei mehrlagigem Karton, zu sogenannten Spaltfestigkeitsproblemen kommen, d.h. zu Problemen hinsichtlich der Haftung zwischen den Lagen. Auch sind die aufgesetzten Doppelsiebformer sehr aufwendig, sowohl bezüglich der Vorrichtung, als auch des Platz- und Energiebedarfes.
  • Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der mit relativ wenig Aufwand die Vorteile der Formationsbeeinflussung, der hohen Spaltfestigkeit und des Plybond realisierbar sind.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen erreicht.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß durch die Formierwalze eine optimale Blattbildung erfolgt und infolge der Zentrifugalkräfte im Formierwalzenbereich die die Gautschwirkung unterstützenden Feinstoffe sehr früh an die spätere Gautschseite der oberen Lage gebracht werden. Die anschließende relativ steil abwärts führende Doppelsiebstrecke mit Formierleisten begünstigt das Abführen von Wasser. Dabei kann an den Leisten ganz ohne oder mit geringem Unterdruck gearbeitet werden, da das herabstürzende Wasser im wesentlichen nur umgelenkt werden muß. Der Former ist leicht zu regeln und erfordert wenig Energieaufwand. So wird insgesamt mit relativ einfachen Mitteln erreicht, daß sich beim Zusammenbringen der oberen mit der unteren Lage eine hohe Spaltfestigkeit einstellt, ohne daß die Formation negativ beeinflußt worden ist.
  • Die Formierleisten im abwärts gerichteten Teil des Doppelsiebformers können auf einer oder auf beiden Seiten angebracht sein. Bekanntlich werden solche Leisten derart gegen die Siebe angedrückt, daß sie deren Verlauf verändern. Dadurch erfolgen Druck- und Sogwirkung auf die zwischen den Sieben befindliche Fasersuspensionsschicht.
  • Die zur Vergautschung wichtigen Feinstoffe können durch gesteuerten Unterdruck und/oder feinfühlig verstellbare Formierleisten am Außensieb mit besonders guter Wirkung in der später zur Vergautschung dienenden Seite der oberen Lage konzentriert werden.
  • Als dem Sieb zugewandte Hüllfläche von hintereinanderliegenden Leisten ist sowohl eine gerade als auch eine konvexe Kontur möglich. Erfindungsgemäß kann durch Formierwalzenentwässerung ein verringertes L/Q-Verhältnis erzeugt werden, ist das das Festigkeitsverhältnis der trockenen Bahn, längs gemessen, ins Verhältnis gesetzt zur quergemessenen Festigkeit.
  • Die Erfindung wird beschrieben und erläutert anhand von schematischen Zeichnungen in Seitenansicht. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    Beispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung;
    Fig. 2
    Erläuterungen zur Festlegung der Parameter im Bereich der Formierwalze;
    Fig. 3+4
    desgleichen im Bereich des Doppelsiebs nach der Formierwalze;
    Fig. 5+6
    weitere Formen des Erfindungsgegenstandes;
    Fig. 7
    eine Variante im Detail.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörenden Doppelsiebformers 3. Ein Innensieb 4 und ein Außensieb 5 werden im Bereich der Formierwalze 8 zusammengeführt. In diesen Bereich des Siebzwickels führt ein Stoffauflauf 1 einen Suspensionsstrahl 9 ein. Die beiden Siebe 4 und 5 sowie die dazwischen befindliche Suspensionsschicht werden auf der Formierwalze 8 im wesentlichen im Verlauf des Umschlingungswinkels ∂ entwässert. Ein Teil des Wassers kann dabei durch das Außensieb 5 in die Wasserwanne 14 abgeschleudert werden. Das Doppelsieb wird anschließend von der Formierwalze 8 tangential weggeführt, wobei es im wesentlichen eine abwärtsführende Richtung hat. In der hier gezeigten Ausführungsform sind auf beiden Seiten, d.h. im Innensieb 4 und im Außensieb 5, Formierleisten 10 bzw. 11 angebracht. Beidseitig angebrachte Leisten sind aber nicht immer erforderlich. Mit Vorteil können im Außensieb 5 angebrachte Leisten 11 zum Sieb hin beweglich und elastisch abgestützt ausgeführt sein. In an sich bekannter Weise wird das an den Leisten durch die Siebe hindurchtretende Wasser in Wasserwannen 12 bzw. 13 aufgefangen. In besonderen Fällen kann z.B. die im Innensieb 4 liegende Wasserwanne 12 mit einem Unterdruck versehen sein. Dieser zusätzliche Aufwand ist aber nur in Sonderfällen notwendig. Nach Verlassen des Formierleistenbereiches werden die beiden Siebe getrennt, wobei die Faserschicht am Innensieb 4 gehalten und bei Umlenkung über die Umlenkwalze 15 auf die auf dem Primärlangsieb 2 gebildete untere Lage 7 abgelegt wird. Die so entstandene Mehrlagenbahn verbleibt auf dem Primärlangsieb 2, während das Innensieb 4 abgehoben und zur Formierwalze 8 zurückgeführt wird. Ein Saugkasten 16 kann das Halten der Lagen auf dem Primärlangsieb 2 begünstigen.
  • In Fig. 2 ist sehr schematisch der Stoffauflauf 1 bzw. 1' in zwei extremen Lagen gezeigt. Man sieht, daß auf dem Strahl 9, der eine Ebene bildet, die Flächennormale N eingezeichnet ist. Diese Flächennormale N nimmt zur vertikalen V1 den Winkel α (linke Seite der Figur) ein. Die rechte Seite der Figur zeigt einen senkrecht gebildeten Suspensionsstrahl 9', dessen Normale N' zur vertikalen V1 einen Winkel α' bildet.
  • In Fig. 3 ist der Sektor 12 eingezeichnet. Er wird begrenzt durch einen Winkel β bezüglich der Vertikalen V2 nach innen und durch einen Winkel β' bezüglich der Vertikalen V2 nach außen. Die beiden Siebe 4 und 5 sollen in diesem Bereich einen Verlauf einnehmen, der innerhalb des Sektors 12 liegt.
  • Zwischen beidseitig der Siebe angeordneten Formierleisten 10, 11 verlaufen die Siebe mäanderförmig, wie es übertrieben in Fig. 4 dargestellt ist. Man erkennt zwischen benachbarten, sich gegenüberstehenden Formierleisten 10 und 11 die Ablenkung H der Siebe, hier durch Maßpfeile am Außensieb 5 gezeigt.
  • Eine weitere Variante in der Anordnung ist denkbar, wenn zwar die obere Lage 6 auf dem Innensieb 4 gehalten wird, wie in Fig. 1 gezeigt, der Formierleistenbereich jedoch eine Krümmung hat, die entgegen der Formierwalze 8 ist (Fig. 5). Diese spezielle Form bringt bei sonst gleichen Verhältnissen einen größeren Umschlingungswinkel δ an der Formierwalze 8 mit sich. Ein Trennsauger 17 hält dabei die Faserschicht am Innensieb 4.
  • In den in Fig. 1 und 5 gezeigten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes wird die im Doppelsiebformer gebildete obere Lage 6 nach der Siebtrennung auf dem Innensieb 4 gehalten und anschließend auf die untere Lage 7 abgelegt. Diese Anordnung ist in den meisten Fällen zur Lösung der gestellten Aufgabe optimal.
  • Wie die Fig. 6 zeigt, ist aber auch eine Umkehrung dieses Prinzips in der Art möglich, daß nach der Trennung des Innensiebs 4 vom Außensieb 5 die obere Lage 6 auf dem Außensieb 5 verbleibt und von diesem auf die untere Lage 7 abgelegt wird.
  • In Fig. 7 ist eine günstige technische Ausführung des Trennsaugers 17 dargestellt. Er wird durch Abteilen von der Wasserwanne 12 realisiert und unter Unterdruck gesetzt. Er enthält mehrere Siebführungsleisten 18.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Herstellen eines mehrlagigen Papiers oder Kartons mit einem Primärlangsieb (2) und einem darüber angeordneten, als Gapformer ausgebildeten Doppelsiebformer (3) mit einem Innensieb (4) und einem Außensieb (5) sowie mit im Doppelsiebbereich an mindestens einem dieser Siebe anliegenden, den Siebverlauf ändernden Formierleisten (10,11), wobei der Doppelsiebformer (3) eine obere Lage (6) des mehrlagigen Papiers oder Kartons bildet und auf eine untere Lage (7) ablegt, indem die beiden Siebe (4 und 5) wieder getrennt werden und die obere Lage (6) am Innensieb (4) oder Außensieb (5) zum Primärlangsieb (2) weitergeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß
    a) der Doppelsiebformer (3) anfangs eine vom Innensieb (4) umschlungene Formierwalze (8) mit mindestens 800 mm Außendurchmesser aufweist,
    b) der Winkel (α), den die auf den Suspensionsstrahl (9) gefällte Normale (N) bei dessen Auftreffen auf die Formierwalze (8) zur Vertikalen (V1) bildet, zwischen - 60o (Suspensionsstrahl aufwärts gerichtet) und + 90o (Suspensionsstrahl abwärts gerichtet) beträgt,
    c) Innensieb (4) und Außensieb (5) nach der Formierwalze (8) im Bereich der Formierleisten (10,11) einen Verlauf einnehmen, der abwärts gerichtet ist und dabei innerhalb eines Sektors (12) liegt, der zur Innensiebseite in einem Winkel (β) von maximal 10o und zur Außensiebseite in einem Winkel (β') von maximal 45o von der Vertikalen (V2) abweicht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Winkel (α), den die auf den Suspensionsstrahl (9) gefällte Normale (N) bei dessen Auftreffen auf die Formierwalze (8) zur Vertikalen (V1) bildet, zwischen - 10o (Suspensionsstrahl leicht aufwärts gerichtet) und + 90o (Suspensionsstrahl abwärts gerichtet) beträgt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem abwärts gerichteten Bereich des Dopppelsiebes beidseitig Formierleisten (10 und 11) angebracht sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Siebe im Bereich der Formierleisten (10, 11) einen mäanderförmigen Lauf bilden.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mäanderform durch Ablenkung (H) der Siebe an benachbarten, sich gegenüberliegenden Formierleisten (10,11) im Bereich zwischen 0,5 und 5 mm entsteht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mehrere zu einem Sieb gehörende, in Laufrichtung direkt hintereinander angeordnete Formierleisten (10,11) an ihrer dem Sieb zugewandten Seite, in Sieblaufrichtung gesehen, eine gewölbte Hüllkurve bilden.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wölbung der Hüllkurve dieselbe Krümmungsrichtung hat wie die Formierwalze (8).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Umschlingungswinkel (∂) von beiden Sieben (4, 5) an der Formierwalze (8) 10o bis 180o beträgt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Umschlingungswinkel (∂) von beiden Sieben (4, 5) an der Formierwalze (8) 10o bis 100o beträgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich von wenigstens 90 % der Formierleisten (10,11) kein Unterdruck angelegt ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an keiner der Formierleisten (10, 11) Unterdruck angelegt ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die am Außensieb (5) anliegenden Formierleisten (11) zum Sieb hin beweglich und elastisch abgestützt sind.
  13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in Laufrichtung hinter den Formierleisten (10, 11) am Innensieb (4) ein Trennsauger (17) anliegt, in dessen Wirkungsbereich das Außensieb (5) abgeführt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Trennsauger (17) als Baueinheit mit der die Formierleisten (10) am Innensieb (4) aufnehmenden Wasserwanne (12) ausgebildet ist, wobei durch Abtrennung im Trennsauger (17) ein anderer Unterdruck als in der Wasserwanne (12) möglich ist.
  15. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Formierwalze (8) im Umschlingungsbereich ein Unterdruck nach innen angelegt ist.
  16. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die obere Lage (6) der unteren Lage (7) so zugeführt wird, daß nach der Trennung des Innensiebes (4) vom Außensieb (5) die obere Lage am Innensieb (4) gehalten und dann auf die untere Lage (7) abgelegt wird.
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