EP0995834B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Schrumpfungs-Querprofils in einer Papiermaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Schrumpfungs-Querprofils in einer Papiermaschine Download PDF

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EP0995834B1
EP0995834B1 EP99112905A EP99112905A EP0995834B1 EP 0995834 B1 EP0995834 B1 EP 0995834B1 EP 99112905 A EP99112905 A EP 99112905A EP 99112905 A EP99112905 A EP 99112905A EP 0995834 B1 EP0995834 B1 EP 0995834B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
shrinkage
fibres
profile
fibers
machine
Prior art date
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EP99112905A
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English (en)
French (fr)
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EP0995834A1 (de
Inventor
Udo Grossmann
Günter Dr. Halmschlager
Erich Brunnauer
Alexander Wassermann
Eduard Bachler
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Priority to EP03001610A priority Critical patent/EP1323862B1/de
Publication of EP0995834A1 publication Critical patent/EP0995834A1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/022—Means for injecting material into flow within the headbox
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/08—Regulating consistency
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/09—Uses for paper making sludge
    • Y10S162/10—Computer control of paper making variables
    • Y10S162/11—Wet end paper making variables

Definitions

  • the invention relates to a method for equalization the property cross profile of a running material web Paper or cardboard according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a for carrying out the above-mentioned method suitable paper or board machine according to the Preamble of claim 12.
  • a method is known from the published patent application DE 37 15 551 A1 to reduce the flutter of the web edges Paper web, as well as a paper machine for performing this Procedure known.
  • a paper machine for performing this Procedure proposed in the edge region of the paper web to be produced a stock suspension with higher strength potential than in to use the remaining web width range.
  • the Paper machine is suggested to be in the headbox additional lines are provided which are of higher quality Stock suspension in the side areas of the headbox respectively.
  • At least the adjustment of an actuator is based on knowledge of the Behavior of the web property cross profile when changing actuator-derived prediction of impact of the actuator adjustment is made that at least one Web property cross profile before and after the adjustment is measured that the prediction about the impact of Actuator adjustments with the measured effect is compared, and that the existing knowledge be modified until there is a better match between predicted and measured impact.
  • Another object of the invention is a paper or board machine to carry out this method according to the invention To make available.
  • the inventors have recognized that due to the different shrinkage behavior of the paper web the width also others, essential for a good one Paper quality necessary quality criteria, for example the surface roughness or the strength values etc., change across the width depending on the shrinkage cross profile. It should therefore by equalizing the Shrinkage behavior of the paper web not only that Shrinkage behavior itself, but also with it correlated property parameters of the paper via the entire web width can be evened out.
  • the procedure is proposed to strengthen the Shrinkage of a sectional area due to increased Feeding fibers and / or other substances with increased Cause shrinkage tendency, or in another Embodiment in the "normal" mixture of the stock suspension Fibers and / or other substances with less Tendency to shrink due to fibers and / or fabrics with increased Tendency to replace shrinkage.
  • the desired fibers are advantageously added and / or other shrinkage influencing substances in the Headbox.
  • possible changes in basis weight caused by the metering of special fibers etc. could arise through a control mechanism in the known sectioned Headboxes with different material suspensions Concentration fed and controlled sectionally, can be compensated.
  • this is cited State of the art details how the feed from stock suspension of different properties to Headbox performed and the basis weight cross profile the material web can be kept even.
  • the Procedure is used to achieve or obtain a desired cross section suggested that in the constant part the paper machine or board machine at least two Stock suspension flows with fibers with different Shrinkage behavior and / or with other shrinkage influencing substances are provided and in the headbox area by sectional mixing of at least two stock suspension streams with fibers different tendency to shrink, the shrinkage of the Material web is compensated across the machine width, while the basis weight cross profile and / or that Cross section of fiber orientation through sectional addition of White water flows are influenced so that the desired basis weight profiles are retained, or can be achieved.
  • a special embodiment of the method set out above is that as fibers with increased Shrinkage behavior long fibers and as fibers with reduced shrinkage behavior, short fibers are used become.
  • Another or also feasible variant is that as fibers with elevated Shrinkage behavior of highly digested fibers and as Fibers with low shrinkage behavior little disrupted fibers are used.
  • fibers whose shrinkage behavior due to a higher grinding is increased, or their Shrinkage behavior due to less grinding is lowered.
  • CMC Carboxymethyl cellulose
  • fibers respectively Fiber mixtures, the starting material of which is not wood - how for example plastic fibers - represents a possible one Variant.
  • the inventors propose one Paper or board machine with a constant part, a headbox with at least one stock suspension feed from the Constant part, a wet section, a press section and to design a dryer section in such a way that the Constant part has at least two areas different material suspensions with fiber mixtures provide different shrinkage behavior that Stock suspension feeds from the constant part to the Headbox at least two strands for the at least two have different substance suspensions and in the range the headbox has a large number of sectional mixing points are provided, which the substance suspensions with different shrink properties merges.
  • the different Fiber mixtures are made by either Fiber material with longer or shorter fibers is used and / or more or less disrupted fibers and / or more or less ground fibers and / or the Shrinkage influencing substances for the substance suspension be used. According to their processing and / or Structure and / or their starting material produce this Fibers a different shrinkage behavior, which can ultimately be used over the entire Web width a uniform shrinkage behavior of the To generate material web.
  • Figure 1 shows a typical shrink cross profile of paper webs.
  • the edge areas B 1 and B 3 are characterized by high shrinkage gradients and high absolute values of the shrinkage ⁇ 2 .
  • the shrinkage is at a relatively low level and is almost straight and horizontal.
  • This course of shrinkage is typical for many types of paper, but there are also many other forms of cross-section shrinkage. These depend on many parameters, such as the type of paper and the design of the process steps in paper production - for example the drying process.
  • shrinkage transverse profiles with an asymmetrical course or with a non-linear course can also occur in the central region B 2 of the paper web.
  • FIG. 2 shows a shrinkage cross profile 1 after the proportion of fibers with a lower tendency to shrink has been increased in the edge regions B 1 and B 3 of the paper web - or - the proportion of fibers with a greater tendency to shrink has been reduced, while the composition of the stock suspension in the central region B 2 the paper web has remained unchanged.
  • FIG. 3 shows an example of a headbox according to the dilution water principle for the application of the method according to the invention, as described for example in the above-mentioned DE 40 19 593.
  • the suspension Q F is fed in front of the turbulence generator at several feed points 7, distributed over the headbox width.
  • This suspension Q F contains fibers which differ in their shrinkage behavior from the fibers which are contained in the suspension Q H. For example, if the fibers in Q F have a lower tendency to shrink than those in Q H , the cross-sectional shrinkage profile 1 shown in FIG. 1 can be improved by increasing the sectional volume flow Q F at the edges.
  • the feed points 7 for Q F can be distributed uniformly or unevenly - for example only at the edges - over the width of the headbox.
  • the geometry of the feed for Q F can preferably be designed such that the sectional total volume flow at the outlet of the nozzle remains constant despite the variation of Q F.
  • Such a design of a headbox is described in detail in DE 42 11 291.
  • Cross distribution pipes or central distributors can be used to distribute the suspensions over the headbox width.
  • FIG. 4 shows the initial area of a paper machine with a primary headbox 2, which applies stock suspension to a sieve 11.
  • the screen 11 is deflected via rollers 12 and the dewatering of the stock suspension takes place in a known manner via dewatering elements 13, consisting of suction boxes and dewatering strips.
  • a secondary headbox 2.1 is provided, via which the stock suspension Q F can be applied in sections metered over the machine width to the already existing stock suspension layer.
  • FIG. 4a shows view A from FIG. 4, in which the secondary headbox 2.1 is shown.
  • the secondary headbox has a transverse distributor 3.1, via which the stock suspension Q F is fed machine-wide to the first chamber 8.1 of the headbox.
  • a plurality of valves 6 is interposed between the distributor 3.1 and the first chamber 8.1 of the headbox 2.1, which enables a metered supply of the suspension Q F which is sectioned over the machine width.
  • a turbulence generator 9.1 and a subsequent nozzle 10.1 are shown in a known manner.
  • FIG. 5 shows a spatial representation of the beginning of a four-wire paper machine with a headbox 2, to which the high and low-consistent stock suspension streams Q H and Q L are fed.
  • the headbox 2 distributes the stock suspension evenly over the screen 11.
  • the screen 11 is deflected over a plurality of rollers 12 and then on the headbox 2 dewatering elements 13 are provided which dewater the fibrous layer lying on the screen 11.
  • a spray pipe 17 running across the machine width.
  • the spray pipe 17 has a plurality of spray nozzles 15 and 16, which are arranged here by way of example only to the edges of the paper web and thus only the edges of the paper web with the suspension Q F spray.
  • the use of fibers or fiber mixtures, the starting material of which is not wood, such as plastic fibers, is also within the scope of the invention.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergleichmäßigung des Eigenschaftsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des obengenannten Verfahrens geeignete Papier- oder Kartonmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Aus der Offenlegungsschrift DE 37 15 551 A1 ist ein Verfahren zur Verringerung des Flatterns der Bahnränder einer Papierbahn, sowie eine Papiermaschine zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Gemäß dieser Offenlegungsschrift wird vorgeschlagen, im Randbereich der herzustellenden Papierbahn eine Stoffsuspension mit höherem Festigkeitspotential als im übrigen Bahnbreitenbereich zu verwenden. Bezüglich der Papiermaschine wird vorgeschlagen, daß im Stoffauflauf zusätzlich Leitungen vorgesehen sind, welche die höherwertige Stoffsuspension in den Seitenbereichen des Stoffauflaufes zuführen.
Trotz dieser seitlichen Zuführung von unterschiedlichen Stoffsuspensionen oder unterschiedlichen Zusätzen zur Stoffsuspension ergibt sich für die entstehende Materialbahn eine unterschiedliche Schrumpfung über die Breite der Materialbahn. In der Regel schrumpfen die Ränder in der Folge der weiteren Bearbeitung in der Papiermaschine stärker, als die mittleren Bereiche der Materialbahn. Allerdings kann auch durch unterschiedlich schnelle Trocknung oder durch unterschiedliche Bearbeitung über die gesamte Materialbahn ein unterschiedliches Schrumpfungsverhalten über die gesamte Breite der Materialbahn entstehen. Somit ist das Problem der ungleichmäßigen Schrumpfung nicht nur auf die Ränder der Papierbahn begrenzt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 42 448 A1 des Anmelders ist weiterhin ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Auswirkung der Verstellung von bei der Herstellung einer Materialbahn eingesetzten, über die Bahnbreite verteilt angeordneten, die Materialbahneigenschaften beeinflussenden Stellgliedern bekannt.
Dabei ist vorgesehen, dass bei der Verstellung mindestens eines Stellglieds eine aus Erkenntniswerten über das Verhalten des Bahneigenschaft-Querprofils bei der Veränderung von Stellgliedern abgeleitete Vorhersage über die Auswirkung des Stellgliedverstellung getroffen wird, dass mindestens ein Bahneigenschaft-Querprofil vor und nach der Verstellung gemessen wird, dass die Vorhersage über die Auswirkung der Stellgliedverstelllungen mit der gemessenen Auswirkung verglichen wird, und dass die bestehenden Erkenntniswerte abgewandelt werden, bis sich eine bessere Übereinstimmung zwischen vorhergesagter und gemessener Auswirkung ergibt.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bei der Herstellung einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton darzustellen, welches eine Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn über die gesamte Breite bewirkt.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Papier- oder Kartonmaschine zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
Die Erfinder haben erkannt, daß sich aufgrund des unterschiedlichen Schrumpfungsverhaltens der Papierbahn über die Breite auch andere, wesentliche für eine gute Papierqualität notwendige Qualitätskriterien, zum Beispiel die Oberflächenrauhigkeit oder die Festigkeitswerte usw., über die Breite je nach Schrumpfungsquerprofil verändern. Es soll also durch die Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Papierbahn nicht nur das Schrumpfungsverhalten selbst, sondern auch die damit korrelierten Eigenschaftsparameter des Papiers über die gesamte Bahnbreite vergleichmäßigt werden.
Demgemäß wird vorgeschlagen, das Verfahren zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn dahingehend zu verbessern, daß das Schrumpfungsquerprofil der Materialbahn während ihres Entstehungsprozesses durch über die Breite sektionale Beeinflussung der örtlichen Zusammensetzung der Stoffsuspension mit Komponenten mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten vergleichmäßigt wird. Wird dies erreicht, so ergibt sich auch zwangsläufig eine Reduktion der Unterschiede der Eigenschaften der Materialbahn über die gesamte Breite, insbesondere auf deren Oberfläche, zum Beispiel Rauhigkeit.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird vorgeschlagen, eine Verstärkung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch vermehrtes Zuführen von Fasern und/oder sonstigen Stoffen mit erhöhter Schrumpfungstendenz herbeizuführen, oder in einer weiteren Ausführungsform im "normalen" Gemisch der Stoffsuspension Fasern und/oder sonstigen Stoffen mit geringerer Schrumpfungstendenz durch Fasern und/oder Stoffe mit erhöhter Schrumpfungstendenz zu ersetzen.
Wird eine Verminderung der Schrumpfung eines bestimmten sektionalen Bereiches gewünscht, so kann dies gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung dadurch geschehen, daß vermehrt Fasern und/oder sonstige Stoffe mit verminderter Schrumpfungstendenz in dieser Sektion zugeführt werden, beziehungsweise daß das "normale" Fasergemisch durch ein Fasergemisch mit verminderter Schrumpfungstendenz ersetzt wird. Entsprechendes gilt im umgekehrten Sinne für eine Erhöhung der Schrumpfung.
Vorteilhaft geschieht die Zudosierung der gewünschten Fasern und/oder sonstiger schrumpfungsbeeinflussender Stoffe im Stoffauflauf. Bezüglich der Möglichkeiten von Zudosierungen oder Zumischungen von Stoffsuspensionen mit unterschiedlichen Fasereigenschaften wird auf frühere Patentanmeldungen der Anmelderin DE 37 41 603 A1, DE 40 19 593 A1, DE 44 22 907 A1, DE 42 37 304 A1 und DE 42 11 291 A1 verwiesen. Insbesondere wird bezüglich des zitierten Standes der Technik darauf hingewiesen, daß mögliche Flächengewichtsänderungen, die durch die Zudosierung von speziellen Faserstoffen etc., entstehen könnten, durch einen Regelmechanismus in den bekannten sektionierten Stoffaufläufen, die mit Stoffsuspensionen unterschiedlicher Konzentration gespeist und sektional gesteuert werden, ausgeglichen werden können. Ebenso ist in diesem zitierten Stand der Technik detailliert angegeben, wie die Zuführung von Stoffsuspension unterschiedlicher Eigenschaften zum Stoffauflauf durchgeführt und das Flächengewichtsquerprofil der Materialbahn gleichmäßig gehalten werden kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird zum Erreichen beziehungsweise Erhalten eines gewünschten Querprofils vorgeschlagen, daß im Konstanten Teil der Papiermaschine oder Kartonmaschine mindestens zwei Stoffsuspensionsströme mit Fasern mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten und/oder mit sonstigen schrumpfungsbeeinflussenden Stoffen bereitgestellt werden und im Bereich des Stoffauflaufes durch sektionale Mischung von mindestens zwei Stoffsuspensionsströmen mit Fasern unterschiedlicher Schrumpfungstendenz, die Schrumpfung der Materialbahn über die Maschinenbreite ausgeglichen wird, während das Flächengewichtsquerprofil und/oder das Faserorientierungsquerprofil durch sektionale Zudosierung von Siebwasserströmen so beeinflußt wird/werden, daß die gewünschten Flächengewichtsprofile erhalten bleiben, beziehungsweise erreicht werden.
Eine besondere Ausgestaltung des oben dargelegten Verfahrens besteht darin, daß als Fasern mit erhöhtem Schrumpfungsverhalten lange Fasern und als Fasern mit reduziertem Schrumpfungsverhalten kurze Fasern eingesetzt werden.
Eine andere oder auch zusätzlich durchführbare Variante besteht darin, daß als Fasern mit erhöhten Schrumpfungsverhalten hoch aufgeschlossene Fasern und als Fasern mit niedrigem Schrumpfungsverhalten wenig aufgeschlossene Fasern verwendet werden.
Außerdem besteht zusätzlich oder ersatzweise die Möglichkeit, Fasern zu nutzen, deren Schrumpfungsverhalten aufgrund einer höheren Mahlung erhöht ist, beziehungsweise deren Schrumpfungsverhalten wegen einer geringeren Mahlung erniedrigt ist. Ebenso können andere Stoffe zugesetzt werden, die die Schrumpfung beeinflussen, zum Beispiel fördern (CMC = Carboxymethyl Cellulose) oder hemmen (Kunstharze, Naßfestmittel). Auch der Einsatz von Fasern beziehungsweise Fasergemischen, deren Ausgangsstoff nicht Holz ist - wie beispielsweise Kunststoffasern -, stellt eine mögliche Variante dar.
Gemäß der zweiten Aufgabe schlagen die Erfinder vor, eine Papier- oder Kartonmaschine mit einem Konstanten Teil, einen Stoffauflauf mit mindestens einer Stoffsuspensionszuführung aus dem Konstanten Teil, einer Naßpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie dahingehend auszugestalten, daß der Konstante Teil mindestens zwei Bereiche aufweist, die unterschiedliche Stoffsuspensionen mit Fasergemischen mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten bereitstellen, die Stoffsuspensionszuführungen vom Konstanten Teil zum Stoffauflauf mindestens zwei Stränge für die mindestens zwei unterschiedlichen Stoffsuspensionen aufweisen und im Bereich des Stoffauflaufes eine Vielzahl von sektionalen Mischstellen vorgesehen werden, welche die Stoffsuspensionen mit unterschiedlichen Schrumpfungseigenschaften zusammenführt. Wie bereits oben ausgeführt, können die unterschiedlichen Fasergemische dadurch hergestellt werden, daß entweder Fasermaterial mit längeren oder kürzeren Fasern verwendet werden und/oder mehr oder weniger aufgeschlossene Fasern und/oder mehr oder weniger gemahlene Fasern und/oder die Schrumpfung beeinflussende Stoffe für die Stoffsuspension genutzt werden. Entsprechend ihrer Bearbeitung und/oder Struktur und/oder ihres Ausgangsmaterials erzeugen diese Fasern ein unterschiedliches Schrumpfungsverhalten, welches dazu eingesetzt werden kann, letztendlich über die gesamte Bahnbreite ein gleichmäßiges Schrumpfungsverhalten der Materialbahn zu erzeugen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß das vorgenannte Verfahren sowohl mit einen Stoffauflauf mit Verdünnungswasserregelung, als auch mit verstellbarer Blende durchführbar ist. Bei einem verdünnungswassergeregelten Stoffauflauf bestehen die Aktuatoren für die Flächengewichtquerprofilregelung meist aus Ventilen zur Steuerung der Verdünnungsströme. Bei blendengeregelten Stoffaufläufe stellen die Verstellspindeln der Stoffauflaufblende diese Aktuatoren für die Flächengewichtsquerprofilregelung dar.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen zum ersten Verfahrensanspruch, beziehungsweise zum ersten Vorrichtungsanspruch und in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen dargestellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:
Figur 1:
Typisches Schrumpfungsquerprofil einer Papierbahn;
Figur 2:
Schrumpfungsquerprofil nach erfindungsgemäßer Beeinflussung des sektionalen Schrumpfungsverhaltens durch sektionale Zusammensetzungsänderung des Stoffsuspension;
Figur 3:
Stoffauflauf nach dem Verdünnungswasserprinzip für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 4:
Anfangsbereich einer Papiermaschine mit primärem und sekundärem Stoffauflauf;
Figur 4a:
Ansicht A aus Figur 4;
Figur 5:
Anfangsbereich einer Papiermaschine mit Spritzrohr zu Auftragen von schrumpfungsbeeinflussenden Mitteln;
Figur 1 zeigt ein typisches Schrumpfungsquerprofil von Papierbahnen. Die Randbereiche B1 und B3 sind durch hohe Schrumpfungsgradienten und hohe Absolutwerte der Schrumpfung ε2 gekennzeichnet. Im mittleren Bereich B2 liegt die Schrumpfung auf einem relativ niedrigem Niveau und verläuft nahezu gerade und horizontal. Dieser Schrumpfungsverlauf ist zwar typisch für viele Papiersorten, jedoch treten daneben noch viele andere Formen von Schrumpfungsquerprofilen auf. Diese sind von vielen Parametern, wie zum Beispiel der Papiersorte und der Gestaltung der Verfahrensschritte bei der Papierherstellung - zum Beispiel dem Trocknungsprozeß - abhängig. Beispielsweise können auch Schrumpfungsquerprofile mit asymmetrischem Verlauf oder mit nichtlinearem Verlauf im mittleren Bereich B2 der Papierbahn auftreten.
Figur 2 zeigt ein Schrumpfungsquerprofil 1, nachdem in den Randbereichen B1 und B3 der Papierbahn der Anteil der Fasern mit kleinerer Schrumpfungsneigung erhöht wurde - oder - der Anteil der Fasern mit größerer Schrumpfungsneigung reduziert wurde, während die Zusammensetzung der Stoffsuspension im mittleren Bereich B2 der Papierbahn unverändert geblieben ist. Hierbei kann es, zur Erreichung eines möglichst linearen Verlaufes der Schrumpfung, auch notwendig sein, die Randbereiche über die Breite zu sektionieren und die Beeinflussung der Schrumpfung in den Sektionen unterschiedlich stark zu betreiben.
Figur 3 zeigt beispielhaft einen Stoffauflauf nach dem Verdünnungswasserprinzip für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie er beispielhaft in der oben erwähnten DE 40 19 593 beschrieben ist. Neben den Hoch- und Niederkonsistenz-Teilströmen QH und QL wird vor dem Turbulenzerzeuger an mehreren Zufuhrstellen 7, über die Stoffauflaufbreite verteilt, die Suspension QF zugeführt. Diese Suspension QF enthält Fasern, die sich in ihrem Schrumpfungsverhalten von den Fasern unterscheiden, die in der Suspension QH enthalten sind. Besitzen zum Beispiel die Fasern in QF eine geringere Schrumpfungsneigung als diejenigen in QH, so kann das in Figur 1 dargestellte Schrumpfungsquerprofil 1 dadurch verbessert werden, daß an den Rändern der sektionale Volumenstrom QF erhöht würde.
Die Zufuhrstellen 7 für QF können gleichmäßig oder ungleichmäßig - zum Beispiel nur an den Rändern - über die Stoffauflauf-Breite verteilt sein. Die Geometrie der Zuführung für QF kann vorzugsweise so gestaltet sein, daß der sektionale Gesamtvolumenstrom am Austritt der Düse trotz Variation von QF konstant bleibt. Eine derartige Ausgestaltung eines Stoffauflaufes ist in DE 42 11 291 ausführlich beschrieben. Zum Verteilen der Suspensionen über die Stoffauflaufbreite können Querverteilrohre oder auch Zentralverteiler eingesetzt werden.
Die Figur 4 zeigt den Anfangsbereich einer Papiermaschine mit einem primären Stoffauflauf 2, der Stoffsuspension auf ein Sieb 11 aufträgt. Das Sieb 11 wird über Walzen 12 umgelenkt und die Entwässerung der Stoffsuspension findet in bekannter Weise über Entwässerungselemente 13, bestehend aus Saugkästen und Entwässerungsleisten, statt. Anschließend an den primären Stoffauflauf 2 ist ein sekundärer Stoffauflauf 2.1 vorgesehen, über den die Stoffsuspension QF sektionsweise über die Maschinenbreite dosiert auf die bereits bestehende Stoffsuspensionslage aufgebracht werden kann.
Die Figur 4a zeigt die Ansicht A aus der Figur 4, in der der Sekundärstoffauflauf 2.1 dargestellt ist. Der Sekundärstoffauflauf weist einen Querverteiler 3.1 auf, über den die Stoffsuspension QF maschinenbreit der ersten Kammer 8.1 des Stoffauflaufes zugeführt wird. Zwischen dem Verteiler 3.1 und der ersten Kammer 8.1 des Stoffauflaufes 2.1 ist eine Vielzahl von Ventilen 6 zwischengeschaltet, die eine dosierte und über die Maschinenbreite sektionierte Zuführung der Suspension QF ermöglicht. Im Anschluß an die erste Kammer 8.1 des Stoffauflaufes ist in bekannter Weise ein Turbulenzerzeuger 9.1 und eine anschließende Düse 10.1 dargestellt.
Die Figur 5 zeigt in räumlicher Darstellung den Beginn einer Langsieb-Papiermaschine mit einem Stoffauflauf 2, zu dem die hoch- und niederkonsistenten Stoffsuspensionsströme QH und QL zugeführt werden. Der Stoffauflauf 2 verteilt die Stoffsuspension gleichmäßig über das Sieb 11. Das Sieb 11 wird über mehrere Walzen 12 umgelenkt und anschließend an den Stoffauflauf 2 sind Entwässerungselemente 13 vorgesehen, welche die auf dem Sieb 11 liegende Faserstofflage entwässert. In Maschinenrichtung gesehen hinter dem Stoffauflauf 2 ist ein quer über die Maschinenbreite verlaufendes Spritzrohr 17 vorgesehen. Dem Spritzrohr 17 wird die schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension QF zugeführt, die erfindungsgemäß ein Faserstoffgemisch enthält, welches sich bezüglich seiner Schrumpfungstendenz von dem Faserstoffgemisch der Stoffsuspension QH unterscheidet, beziehungsweise können über dieses Spritzrohr 17 auch direkt schrumpfungsbeeinflussende Substanzen, wie beispielsweise (CMC = Carboxymethyl Cellulose), Naßfestmittel oder ähnliches zugeführt werden. Das Spritzrohr 17 weist mehrere Spritzdüsen 15 und 16 auf, die hier beispielhaft ausschließlich an den Rändern der Papierbahn angeordnet sind und somit ausschließlich die Ränder der Papierbahn mit der Suspension QF besprühen. Auch liegt der Einsatz von Fasern beziehungsweise Fasergemischen, deren Ausgangsstoff nicht Holz ist, - wie beispielsweise Kunststoffasern - im Rahmen der Erfindung.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren und den in den Figuren dargestellten Vorrichtungen ist es nun möglich, bei der Herstellung einer laufenden Materialbahn aus Papier- oder Karton eine Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn über die gesamte Bahnbreite zu bewirken.
Bezugszeichenliste
1
Schrumpfung
2
primärer Stoffauflauf
2.1
sekundärer Stoffauflauf
3
Verteiler
3.1
Querverteiler
4
Behälter
5
Verbindungsleitung
6
Ventile
7
Zufuhrstellen/Ventile
8
erste Kammer im Stoffauflauf
8.1
erste Kammer im Stoffauflauf
9
Turbulenzerzeuger
9.1
Turbulenzerzeuger
10
Düse
10.1
Düse
11
Sieb
12
Walzen
13
Entwässerungselemente
14
Zufuhrstellen
15, 16
Spritzdüsen
17
Spritzrohr
18
schrumpfungsbeeinflussende Flüssigkeitszufuhr
19
Verdünnungswasserzufuhr
20
Stoffsuspensionszufuhr
QL
niederkonsistente Stoffsuspension
QH
hochkonsistente Stoffsuspension
QF
schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension

Claims (12)

  1. Verfahren zur Vergleichmäßigung des Eigenschaftsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton mit mindestens den folgenden Verfahrensschritten:
    1.1 Erzeugen mindestens einer maschinenbreiten Stoffsuspensionslage auf einem Sieb (11) oder zwischen zwei Sieben und
    1.2 Entwässern, Pressen und Trocknen der aus der Stoffsuspensionslage entstehenden Materialbahn,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    1.3 das Schrumpfungsquerprofil (1) der Materialbahn während ihres Entstehungsprozesses durch über die Breite sektionale Beeinflussung der örtlichen Zusammensetzung der Stoffsuspension durch das Verändern der Anteile der Komponenten mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten vergleichmäßigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch vermehrtes Zuführen von Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit erhöhter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch den Ersatz von Fasern mit verminderter Schrumpfungstendenz durch Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit erhöhter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verminderung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch vermehrtes Zuführen von Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit verminderter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verminderung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch den Ersatz von Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz durch Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit verminderter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung der gewünschten Fasern und/oder sonstiger Stoffe im Stoffauflauf und/oder im Naßteil geschieht.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Konstanten Teil der Papier- oder Kartonmaschine mindestens zwei Stoffsuspensionsströme mit Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten bereitgestellt werden und im Bereich des Stoffauflaufes durch sektionale Mischung von mindestens zwei Stoffsuspensionsströmen mit Fasern und/oder sonstiger Stoffe unterschiedlicher Schrumpfungstendenz die Schrumpfung der Materialbahn über die Maschinenbreite ausgeglichen wird, während das Flächengewichtsquerprofil und/oder das Faserorientierungsquerprofil durch sektionale Dosierung von Verdünnungswasser beeinflußt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz lange Fasern und als Fasern mit erniedrigter Schrumpfungstendenz kurze Fasern eingesetzt werden.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz hoch aufgeschlossene Fasern und als Fasern mit erniedrigter Schrumpfungstendenz niedrig aufgeschlossene Fasern eingesetzt werden.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz höher gemahlene Fasern und als Fasern mit erniedrigter Schrumpfungstendenz niedriger gemahlene Fasern eingesetzt werden.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Schrumpfungserhöhung Carboxymethyl Cellulose (CMC) und/oder sonstige Stoffe und zur Schrumpfungshemmung Kunstharze und/oder Naßfestmittel und/oder sonstige Stoffe verwendet werden.
  12. Papier- oder Kartonmaschine mit einem Konstanten Teil, einem Stoffauflauf und mindestens einer Stoffsuspensionszuführung vom Konstanten Teil, einer Naßpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie, wobei
    12.1 im Bereich des Stoffauflaufes eine Vielzahl von sektionalen Zuführungen von Stoffströmen unterschiedlicher Eigenschaften und deren Mischung vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    12.2 der Konstante Teil mindestens zwei Bereiche aufweist, die unterschiedliche Stoffsuspensionen mit Fasergemischen mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten bereitstellen,
    12.3 die Stoffsuspensionszuführungen vom Konstanten Teil zum Stoffauflauf mindestens zwei Stränge für die mindestens zwei unterschiedlichen Stoffsuspensionen aufweisen und
    12.4 im Bereich des Stoffauflaufes eine Vielzahl von sektionalen Mischstellen vorgesehen sind, welche die Stoffsuspensionen mit unterschiedlichen Schrumpfungsverhalten zusammenführen.
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