EP1199403A2 - Headbox trailing element in a paper-, board-, or tissue machine - Google Patents
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- EP1199403A2 EP1199403A2 EP01123705A EP01123705A EP1199403A2 EP 1199403 A2 EP1199403 A2 EP 1199403A2 EP 01123705 A EP01123705 A EP 01123705A EP 01123705 A EP01123705 A EP 01123705A EP 1199403 A2 EP1199403 A2 EP 1199403A2
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- D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lamelle eines Stoffauflaufs einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine.The invention relates to a lamella of a headbox of a paper, cardboard or Tissue machine.
Eine derartige Lamelle eines Stoffauflaufs in Form eines Mehrschichten-Stoffauflaufs ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 681 057 A2 (PA10068 EP) der Anmelderin bekannt. In der Düse des offenbarten Stoffauflaufs befindet sich mindestens eine Lamelle, die zwei benachbarte Suspensionsströme bis in den Bereich eines Austrittsspalts voneinander getrennt hält. Die Lamelle ist aus einem Kunststoff, dessen E-Modul in bevorzugter Weise kleiner 80.000 N/mm2 ist, gebildet.Such a lamella of a headbox in the form of a multilayer headbox is known from the applicant's European patent application EP 0 681 057 A2 (PA10068 EP). There is at least one lamella in the nozzle of the disclosed headbox, which keeps two adjacent suspension streams separated from one another up to the region of an outlet gap. The lamella is made of a plastic, the elastic modulus of which is preferably less than 80,000 N / mm 2 .
Gemäß dem bekannten Stand der Technik ist dieser Kunststoff ein Polycarbonat (PC), welches aufgrund seiner besonderen Eigenschaften eine unaufhaltsame Karriere als Werkstoff für viele moderne und technisch anspruchsvolle Anwendungen gemacht hat. So wurde zum Beispiel das high-tech Polycarbonat der Bayer AG unter dem Markennamen Makralon® und das von General Electric unter dem Markennamen Lexan® weltbekannt.According to the known prior art, this plastic is a polycarbonate (PC), which due to its special properties is an unstoppable Career as a material for many modern and technically demanding applications has made. For example, the high-tech polycarbonate became the Bayer AG under the Makralon® brand and that of General Electric World-famous under the Lexan® brand name.
Das Polycarbonat wird bei kostengünstigen Lamellen für Anwendungen, bei
denen der Einsatz von teuren Lamellen aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich
oder sinnvoll ist, wie zum Beispiel von Einschicht-Stoffaufläufen, bei denen die
Lamellen innerhalb der Düse enden, eingesetzt.
Nachteilhaft bei der Verwendung von Polycarbonat als Werkstoff für Lamellen ist,
dass die Verbindung zwischen der Lamelle und dem Stoffauflauf (Turbulenzerzeuger)
aufgrund der geringen Festigkeit von Polycarbonat größer als teilweise
gewünscht ausgeführt werden muss. Zudem weist das Polycarbonat noch mechanische,
chemische, thermische und verarbeitende Nachteile auf.The polycarbonate is used in low-cost fins for applications in which the use of expensive fins is not possible or sensible for economic reasons, such as single-layer headboxes in which the fins end inside the nozzle.
A disadvantage of using polycarbonate as the material for lamellas is that the connection between the lamella and the headbox (turbulence generator) has to be made larger than desired because of the low strength of polycarbonate. In addition, the polycarbonate has mechanical, chemical, thermal and processing disadvantages.
Bessere, jedoch auch teurere Werkstoffe für Lamellen stellen die Kohlefaser-Verbundwerkstoffe her, mittels denen Lamellen aus mehreren Teilen hergestellt werden. Die Kohlefaser-Verbundwerkstoffe eignen sich besonders bei Verwendungsfällen mit sehr hohen Anforderungen an Formstabilität und Konstanz des Strahldickenquerprofils, insbesondere bei Mehrschichten-Stoffaufläufen.Carbon fiber composites are better, but also more expensive, materials for fins forth, by means of which slats are made from several parts. The carbon fiber composites are particularly suitable for applications with very high demands on form stability and constancy of the Beam thickness cross profile, especially in multi-layer headboxes.
Allen bisher bekannten und verwendeten Werkstoffe für Lamellen zum Einsatz in Stoffaufläufen zur Herstellung einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension gebildeten Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, ist gemeinsam, dass sie die Lamellen empfindlich gegen mechanische Krafteinflüsse, wie zum Beispiel beim Handling, machen. Weiterhin weisen sie geringe Widerstandsfähigkeiten gegenüber hohen Temperaturen und Laugeneinwirkung beim Reinigen des Stoffauflaufs mittels "Auskochen" ("Boil Out") auf. Überdies verringern sich durch die genannten Eigenschaften der angeführten Werkstoffe noch die Standzeiten der Lamellen.All previously known and used materials for slats for use in Headboxes for the production of one from at least one fiber suspension formed fibrous web, in particular a paper or cardboard web, is common, that the slats are sensitive to mechanical forces, such as handling. Furthermore, they have low resistance against high temperatures and exposure to alkali Clean the headbox using "Boil Out". Also reduce the properties of the materials listed above the service life of the slats.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass dessen Lamelle sowohl eine bessere Kosten-Nutzen-Relation für alle möglichen Anwendungsfälle aufweist als auch den verschiedenen Betriebsbedingungen länger standhält. It is therefore an object of the invention to provide a headbox of the type mentioned to improve such that its lamella is both a better cost-benefit ratio for all possible applications as well as the various Withstands operating conditions longer.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass die Lamelle aus mindestens einem Hochleistungspolymer,
das eine hohe Festigkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine
gute bis sehr gute Laugen- und/oder Säurebeständigkeit aufweist, gebildet ist.
Hochleistungspolymere zählen zu den thermoplastischen Kunststoffen, kurz
Thermoplaste genannt, und zeichnen sich unter anderem durch eine sehr hohe
maximale Gebrauchstemperatur nach UL 746 B (US-Prüfvorschriften der Underwright
Laboratories) beziehungsweise IEC 216, die im Bereich von 160 °C bis 260
°C liegt, also eine sehr gute Wärmebeständigkeit, eine gute bis sehr gute Laugenbeständigkeit
und erhöhte Festigkeitswerte aus.
Aufgrund dieser exemplarisch angeführten Eigenschaften (mechanisch, thermisch
und chemisch) eignen sich Hochleistungspolymere in geradezu optimaler Weise
für den Einsatz als Werkstoff für Lamellen. Sie weisen eine erhöhte Kosten-Nutzen-Relation
auf und halten auch erschwerten Betriebsbedingungen länger stand.This object is achieved according to the invention in a headbox of the type mentioned at the outset in that the lamella is formed from at least one high-performance polymer which has high strength, high heat resistance and good to very good alkali and / or acid resistance.
High-performance polymers are among the thermoplastics, called thermoplasts for short, and are characterized, among other things, by a very high maximum service temperature according to UL 746 B (US test regulations from Underwright Laboratories) and IEC 216, which is in the range of 160 ° C to 260 ° C , a very good heat resistance, a good to very good alkali resistance and increased strength values.
Because of these exemplary properties (mechanical, thermal and chemical), high-performance polymers are ideally suited for use as a material for lamellas. They have an increased cost-benefit ratio and can withstand difficult operating conditions for longer.
Damit die mechanischen Eigenschaften der Lamelle erhöht und deren Empfindlichkeit gegen mechanische Krafteinflüsse erniedrigt werden, weist das Hochleistungspolymer eine Zugfestigkeit R m (DIN 53455) im Bereich von 50 N/mm2 bis 150 N/mm2, vorzugsweise von 70 N/mm2 bis 110 N/mm2, und eine Bruchdehnung A5 (DIN 53455) im Bereich von 20 % bis 80 %, vorzugsweise von 30 % bis 60 %, auf. Überdies weist das Hochleistungspolymer einen Elastizitätsmodul E (DIN 53457, ISO 527-2) im Bereich von 500 N/mm2 bis 10.000 N/mm2, vorzugsweise von 1.000 N/mm2 bis 5.000 N/mm2, auf.In order to increase the mechanical properties of the lamella and to reduce its sensitivity to the effects of mechanical forces, the high-performance polymer has a tensile strength R m (DIN 53455) in the range from 50 N / mm 2 to 150 N / mm 2 , preferably from 70 N / mm 2 to 110 N / mm 2 , and an elongation A 5 (DIN 53455) in the range from 20% to 80%, preferably from 30% to 60%. In addition, the high-performance polymer has a modulus of elasticity E (DIN 53457, ISO 527-2) in the range from 500 N / mm 2 to 10,000 N / mm 2 , preferably from 1,000 N / mm 2 to 5,000 N / mm 2 .
Die Verbindung zwischen der Lamelle und dem Turbulenzerzeuger kann kleiner ausgeführt werden, wenn das Hochleistungspolymer eine Kerbschlagzähigkeit (ISO 179) von 40 kJ/m2 bis 100 kJ/m2, vorzugsweise von 45 kJ/m2 bis 90 kJ/m2, aufweist. The connection between the lamella and the turbulence generator can be made smaller if the high-performance polymer has a notched impact strength (ISO 179) of 40 kJ / m 2 to 100 kJ / m 2 , preferably 45 kJ / m 2 to 90 kJ / m 2 ,
Das Verhalten der Lamelle gegen Feuchtigkeit und Wasser (Hydrolysebeständigkeit) wird entscheidend verbessert, wenn das Hochleistungspolymer eine Feuchtigkeitsaufnahme FA (ISO 62) im Bereich von 0,05 % bis 2 %, vorzugsweise von 0,2 % bis 1,2 %, aufweist.The behavior of the lamella against moisture and water (resistance to hydrolysis) is significantly improved when the high performance polymer absorbs moisture FA (ISO 62) in the range of 0.05% to 2%, preferably from 0.2% to 1.2%.
Um ein effizientes und kostengünstiges Reinigen der Lamelle zu ermöglichen, weist das Hochleistungspolymer eine Wärmebeständigkeit WB (DIN 53461) im Bereich von 120 °C bis 230 °C, vorzugsweise von 170 °C bis 220 °C, und eine gute bis sehr gute Laugenbeständigkeit auf. Mit diesen Werten ist die Anwendung der Reinigung durch "Auskochen" des Stoffauflaufs, dass heisst das Vorhandensein von Temperaturen im Bereich von 100 °C bei gleichzeitiger Anwendung von 20 %iger Natronlauge (NaOH) möglich.To enable efficient and cost-effective cleaning of the slat, the high-performance polymer has a heat resistance WB (DIN 53461) in Range from 120 ° C to 230 ° C, preferably from 170 ° C to 220 ° C, and a good to very good alkali resistance. With these values is the application cleaning by "boiling out" the headbox, that is, the existence of temperatures in the range of 100 ° C with simultaneous application of 20% sodium hydroxide solution (NaOH) possible.
Um die Maßhaltigkeit der Lamelle auch während des Betriebs sicherzustellen, weist das Hochleistungspolymer eine geringe Quellung Q, insbesondere eine geringe lineare Quellung QL, im vorzugsweisen Bereich von 0,02 % bis 0,1 % auf.In order to ensure the dimensional stability of the lamella even during operation, the high-performance polymer has a low swelling Q, in particular a low linear swelling Q L , in the preferred range from 0.02% to 0.1%.
Aus der Gruppe der Hochleistungspolymere, die die vorgenannten Anforderungen beim Betrieb und während der Reinigung eines Stoffauflaufs in vorzüglicher Weise erfüllen, empfehlen sich das Polyphenylsulfon (PPSU), das Polyethersulfon (PES), das Polyetherimid (PEI) und das Polysulfon (PSU), wobei die drei erstgenannten Hochleistungspolymere erst in jüngster Vergangenheit entwickelt wurden.From the group of high-performance polymers that meet the above requirements in operation and during the cleaning of a headbox in an excellent manner polyphenyl sulfone (PPSU), the polyether sulfone, is recommended (PES), the polyetherimide (PEI) and the polysulfone (PSU), the first three High-performance polymers have only been developed in the recent past.
Je nach Anwendungsfall kann die bis in den Bereich des Düsenendes gehende Lamelle in ihrem strukturlosen Endbereich - in Strömungsrichtung gesehen - ein stumpfes Lamellenende mit einer Höhe von kleiner 0,4 mm, vorzugsweise von kleiner 0,3 mm, oder in ihrem strukturierten Endbereich - in Strömungsrichtung gesehen - ein stumpfes Lamellenende mit einer Höhe von größer 0,5 mm aufweisen. Der strukturierte Endbereich kann in weiterer Gestaltung die Struktur von Nuten mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe aufweisen.Depending on the application, it can go as far as the area of the nozzle end Lamella in its structureless end area - seen in the direction of flow blunt slat end with a height of less than 0.4 mm, preferably of less than 0.3 mm, or in its structured end area - in the direction of flow seen - have a blunt slat end with a height of greater than 0.5 mm. The structured end area can further structure the structure of Grooves with rectangular and / or wedge-shaped and / or parabolic and / or have a round shape with constant and / or different depth.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Lamelle in homogenem Aufbau vollständig aus einem Hochleistungspolymer gebildet, in alternativer Ausgestaltung ist lediglich das Lamellenende aus mindestens einem Hochleistungspolymer gebildet. Diese beiden Ausgestaltungen stellen also sicher, dass zumindest der kritische Bereich einer Lamelle, nämlich das Lamellenende in der bevorzugten Ausführung einer Lamellenspitze, die günstigen Eigenschaften eines Hochleistungspolymers aufweisen.In an advantageous embodiment, the lamella is complete in a homogeneous structure formed from a high-performance polymer, in an alternative embodiment is only the slat end is formed from at least one high-performance polymer. These two configurations therefore ensure that at least the critical one Area of a slat, namely the slat end in the preferred embodiment a lamellar tip, the favorable properties of a high-performance polymer exhibit.
Die erfindungsgemäße Lamelle kann weiterhin in einem Stoffauflauf mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) ausgebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung des Stoffauflaufs wird die Möglichkeit geschaffen, den Durchsatz, die Stoffdichte und somit das Flächengewicht und die Faserorientierung sektional regeln zu können, und dies bei Vorhandensein optimaler Lamellen.The lamella according to the invention can also be sectioned in a headbox Material density control (dilution water technology) should be designed. With this design of the headbox, the possibility is created that Throughput, the consistency and thus the basis weight and the fiber orientation to be able to regulate in sections, and this with the presence of optimal slats.
Um den heutigen und zukünftigen Produktionsanforderungen hinsichtlich Produktionsmenge und dergleichen Rechnung zu tragen, kann die Lamelle in einem Stoffauflauf für eine Strahlgeschwindigkeit von größer 1.500 m/s, vorzugsweise von größer 1.800 m/s, ausgelegt ist, eingebaut sein.The current and future production requirements with regard to production quantity and to take account of the like, the slat in one Headbox for a jet speed greater than 1,500 m / s, preferably greater than 1,800 m / s.
Die Lamelle kann auch in einem als Mehrschichten-Stoffauflauf ausgebildeten Stoffauflauf eingebaut sein, wobei die Lamelle, die im wesentlichen die vorgenannten Eigenschaften aufweist, als Trennlamelle des Mehrschichten-Stoffauflaufs ausgebildet ist. The lamella can also be designed in a multi-layer headbox Headbox to be installed, the lamella, which is essentially the aforementioned Features as a separating lamella of the multi-layer headbox is trained.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the aforementioned and still to be explained below Features of the invention not only in the respectively specified combination, but can also be used in other combinations or alone are without departing from the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further features and advantages of the invention emerge from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing.
Es zeigen
- Figur 1:
- einen schematischen Längsschnitt eines Stoffauflaufs mit zwei erfindungsgemäßen Lamellen;
- Figur 2:
- eine schematische Raumansicht eines Mehrschichten-Stoffauflaufs mit einer erfindungsgemäßen Lamelle;
- Figur 3a:
- einen schematischen Längsschnitt eines Endbereichs einer erfindungsgemäßen Lamelle; und
- Figur 3b:
- schematische Draufsichten auf strukturierte Endbereiche von erfindungsgemäßen Lamellen.
- Figure 1:
- a schematic longitudinal section of a headbox with two lamellae according to the invention;
- Figure 2:
- is a schematic spatial view of a multi-layer headbox with a lamella according to the invention;
- Figure 3a:
- a schematic longitudinal section of an end region of a lamella according to the invention; and
- Figure 3b:
- schematic plan views of structured end areas of lamellae according to the invention.
Die Figur 1 zeigt im schematischen Längsschnitt einen Stoffauflauf 1. Dieser
Stoffauflauf 1 umfasst eine Zuführvorrichtung 2 für die Faserstoffsuspension 3 in
den Stoffauflauf 1. Die Zuführvorrichtung 2 ist als Querverteilrohr 4 ausgebildet;
sie kann in weiterer Ausführung jedoch auch einen Zentralverteiler mit Zuführschläuchen
umfassen. Der Stoffauflauf 1 besteht weiterhin aus einer maschinenbreiten
Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroturbulenzen ("Turbulenzerzeuger") 5,
der eine maschinenbreite Vorkammer 6 in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension
3 vorgeordnet ist. Der Turbulenzerzeuger 5 besteht gemäß dem
Stand der Technik aus einer Vielzahl von in Zeilen und in Spalten nebeneinander
und übereinander liegenden Turbulenzrohren 5.2 unterschiedlichster Gestalt. Dem
Turbulenzerzeuger 5 ist in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3
eine maschinenbreite Auslaufdüse 7 zum Verteilen der Faserstoffsuspension 3
zwischen zwei Siebe (Untersieb 8.1, Obersieb 8.2) eines nicht näher dargestellten
Doppelsiebformers (Gapformer) 9 nachgeordnet; in weiterer Ausführung kann die
Faserstoffsuspension 3 jedoch auch nur auf ein Sieb eines Langsieb- oder Hybridformers
verteilt werden. In der Auslaufdüse 7 des Stoffauflaufs 1 sind zwei
maschinenbreite Lamellen 10.1, 10.2 angebracht.FIG. 1 shows a headbox 1 in a schematic longitudinal section
Headbox 1 comprises a
Erfindungsgemäß sind die beiden Lamellen 10.1, 10.2 aus mindestens einem
Hochleistungspolymer 11, das eine hohe Festigkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit
und eine gute bis sehr gute Laugen- und/oder Säurebeständigkeit aufweist,
gebildet.
Das Hochleistungspolymer 11 weist eine Zugfestigkeit Rm (DIN 53455) im Bereich
von 50 N/mm2 bis 150 N/mm2, vorzugsweise von 70 N/mm2 bis 110 N/mm2, und
eine Bruchdehnung A5 (DIN 53455) im Bereich von 20 % bis 80 %, vorzugsweise
von 30 % bis 60 %, auf. Überdies weist das Hochleistungspolymer 11 einen Elastizitätsmodul
E (DIN 53457, ISO 527-2) im Bereich von 500 N/mm2 bis 10.000
N/mm2, vorzugsweise von 1.000 N/mm2 bis 5.000 N/mm2, auf.
Das Hochleistungspolymer 11 weist weiterhin eine Kerbschlagzähigkeit (ISO 179)
von 40 kJ/m2 bis 100 kJ/m2, vorzugsweise von 45 kJ/m2 bis 90 kJ/m2, auf, damit
die Verbindung zwischen den Lamelle 10.1, 10.2 und dem Turbulenzerzeuger 5
kleiner ausgeführt werden kann.
Damit das Verhalten der beiden Lamellen 10.1, 10.2 gegen Feuchtigkeit und
Wasser (Hydrolysebeständigkeit) entscheidend verbessert wird, weist das Hochleistungspolymer
11 eine Feuchtigkeitsaufnahme FA (ISO 62) im Bereich von 0,05
% bis 2 %, vorzugsweise von 0,2 % bis 1,2 %, auf.
Unter reinigungstechnischen Gesichtspunkten weist das Hochleistungspolymer 11
der beiden Lamellen 10.1, 10.2 eine Wärmebeständigkeit WB (DIN 53461) im Bereich
von 120 °C bis 230 °C, vorzugsweise von 170 °C bis 220 °C, und eine gute
bis sehr gute Laugenbeständigkeit auf, da mit diesen Werten die Anwendung der
Reinigung durch "Auskochen" des Stoffauflaufs 1, dass heisst das Vorhandensein
von Temperaturen im Bereich von 100 °C bei gleichzeitiger Anwendung von 20
%iger Natronlauge (NaOH) ermöglicht wird.
Damit die Maßhaltigkeit der Lamellen 10.1, 10.2 auch während des Betriebs
sichergestellt ist, weist das Hochleistungspolymer 11 eine geringe Quellung Q,
insbesondere eine geringe lineare Quellung QL, im vorzugsweisen Bereich von
0,02 % bis 0,1 % auf.
Aus der Gruppe der Hochleistungspolymere 11, welche die an sie gestellten Anforderungen
beim Betrieb und während der Reinigung eines Stoffauflaufs in vorzüglicher
Weise erfüllen, empfehlen sich das Polyphenylsulfon (PPSU), das Polyethersulfon
(PES), das Polyetherimid (PEI) und das Polysulfon (PSU).
Vorteilhafterweise sind die beiden Lamellen 10.1, 10.2 in homogenem Aufbau aus
je einem Hochleistungspolymer, wobei in selbstverständlicher Weise verschiedene
Hochleistungspolymere ihre Anwendung finden können, gebildet.
In Figur 1 ist weiterhin erkennbar, dass die Lamelle 10.1, welche ein stumpfes
Lamellenende aufweist, gelenkig und die Lamelle 10.2, welche ein spitzes Lamellenende
aufweist, starr an ihren entgegen der Strömungsrichtung S (Pfeil) der
Faserstoffsuspension 3 gerichteten Enden 12.1, 12.2 am Turbulenzerzeuger 5
gelagert sind; sie können in weiterer Ausführung jedoch auch im Turbulenzerzeuger
5, dass heisst zwischen je zwei Zeilen der Turbulenzrohre 5.2, gelagert sein.
Um den heutigen und zukünftigen Produktionsanforderungen hinsichtlich Produktionsmenge
und dergleichen Rechnung zu tragen, sind die Lamellen 10.1,
10.2 des Stoffauflaufs 1 unter hydraulischen und strömungstechnischen Gesichtspunkten
für eine Strahlgeschwindigkeit vS (Pfeil) von größer 1.500 m/s, vorzugsweise
von größer 1.800 m/s, ausgelegt.According to the invention, the two lamellae 10.1, 10.2 are formed from at least one high-
The high-
The high-
So that the behavior of the two lamellae 10.1, 10.2 against moisture and water (resistance to hydrolysis) is decisively improved, the high-
From the point of view of cleaning technology, the high-
In order that the dimensional stability of the fins 10.1, 10.2 is also ensured during operation, the high-
From the group of high-
Advantageously, the two lamellae 10.1, 10.2 are each made of a high-performance polymer in a homogeneous structure, it being understood that different high-performance polymers can be used.
In FIG. 1 it can also be seen that the lamella 10.1, which has a blunt lamella end, is articulated and the lamella 10.2, which has a pointed lamella end, rigidly at its ends 12.1, 12.2 on the turbulence generator, which are directed counter to the flow direction S (arrow) of the
In order to take into account the current and future production requirements with regard to production volume and the like, the lamellae 10.1, 10.2 of the headbox 1 are, from a hydraulic and fluidic point of view, for a jet speed v S (arrow) of greater than 1,500 m / s, preferably greater than 1,800 m / s , designed.
Der in Figur 2 in schematischer Raumansicht dargestellte Stoffauflauf ist als
Mehrschichten-Stoffauflauf 1.1 ausgebildet, der nur schematisch dargestellte Zuführvorrichtungen
2, 2.1, 2.2 zum Zuführen von verschiedenen Faserstoffsuspensionen
3, 3.1, 3.2 aufweist. Die Auslaufdüse 7 ist in bekannter Weise durch zwei
maschinenbreite Stromführungswände 13.1, 13.2 begrenzt. Diese sind über je
einen bekannten Turbulenzerzeuger 5, 5.1 mit einer mittleren stationären Trennwand
14 verbunden. Am auslaufseitigen Ende der Trennwand 14 ist wiederum
mittels eines Gelenks 15 eine Trennlamelle 16 schwenkbar befestigt. Abweichend
hiervon kann die Trennlamelle 16 auch starr an der Trennwand 14 befestigt sein.The headbox shown in Figure 2 in a schematic spatial view is as
Multilayer headbox 1.1 is formed, the feed devices shown only schematically
2, 2.1, 2.2 for feeding
Erfindungsgemäß ist der Mehrschichten-Stoffauflauf 1.1 als Stoffauflauf mit sektionierter
Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie), wie er in der
deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 (PA04598 DE) der Anmelderin
beansprucht wird, ausgebildet. Der Inhalt dieser Offenlegungsschrift wird hiermit
vollumfänglich, ohne dass hierauf weiter Bezug genommen wird, in den Offenbarungsgehalt
dieser Anmeldung mit aufgenommen. Ein erster Faserstoffsuspensionsstrom
mit hoher Konsistenz QH.1 gelangt über ein Querverteilrohr 4 und über
eine davon abgezweigte Reihe von sektionalen Zuführleitungen 17...17.n zum
Turbulenzerzeuger 5. Abweichend von Figur 2 kann in jeder sektionalen Zuführleitung
17...17.n ein Volumenstromregler vorgesehen sein. Um nunmehr eine sektionierte
Stoffdichteregelung realisieren zu können, wird ein zweiter Faserstoffsuspensionsstrom
mit niedriger Konsistenz QL, beispielsweise Siebwasser-I, über
ein Querverteilrohr 4.1 und sektionalen Zuführleitungen 18...18.n in die sektionalen
Zuführleitungen 17...17.n geführt. Jede der sektionalen Zuführleitungen
18...18.n weist ein Regelventil 19...19.n auf, um damit einen regelbaren sektionalen
Faserstoffsuspensionsstrom QL zu je einer zugeordneten Mischstelle
20...20.n zu führen, wo er mit dem sektionalen Faserstoffsuspensionsstrom QH.1
vermischt wird. Ein dritter Faserstoffsuspensionsstrom mit mittlerer oder hoher
Konsistenz QH.2 gelangt über ein Querverteilrohr 4.2 und über eine davon abgezweigte
Reihe von sektionalen Zuführleitungen 21...21.n zum Turbulenzerzeuger
5.1. Bei dieser Ausgestaltung des Mehrschichten-Stoffauflaufs 1.1 wird damit die
Möglichkeit geschaffen, den Durchsatz, die Stoffdichte und somit das Flächengewicht
und die Faserorientierung sektional regeln zu können, und dies bei Vorhandensein
einer optimalen Trennlamelle 16.
Selbstverständlich kann auch der in Figur 1 dargestellte Stoffauflauf 1 als Stoffauflauf
mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie)
ausgebildet sein, entsprechend vorgenannten Ausführungen.
Weiterhin ist die Trennlamelle 16 des Mehrschichten-Stoffauflaufs 1.1 aus einem
Hochleistungspolymer 11 gebildet ist, das im wesentlichen die vorgenannten Eigenschaften
aufweist.
Ein Vorteil in der Verwendung eines Hochleistungspolymers als Lamellen-Werkstoff
ist auch darin zu finden, dass es auch im Falle eines ungewollten Ausfalls der
Stoffauflaufpumpe, in dessen Folge sehr hohe Drücke zwischen den Schichten in
der Düse herrschen, zu keinem Lamellenbruch aufgrund der guten mechanischen
Eigenschaften der Hochleistungspolymere kommt.According to the invention, the multilayer headbox 1.1 is designed as a headbox with sectioned stock density control (dilution water technology) as claimed in the applicant's German patent application DE 40 19 593 A1 (PA04598 DE). The content of this published specification is hereby incorporated in full in the disclosure content of this application, without further reference being made to it. A first fibrous suspension stream with a high consistency Q H.1 reaches the turbulence generator 5 via a
Of course, the headbox 1 shown in FIG. 1 can also be designed as a headbox with sectioned stock density control (dilution water technology), in accordance with the aforementioned statements.
Furthermore, the separating
Another advantage of using a high-performance polymer as the lamella material is that even in the event of an unwanted failure of the headbox pump, which results in very high pressures between the layers in the nozzle, there is no lamella breakage due to the good mechanical properties of high-performance polymers is coming.
Die Figur 3a zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Endbereichs 22 einer
erfindungsgemäßen Lamelle 10.1.
Erfindungsgemäß kann die bis in den Bereich des Düsenendes gehende Lamelle
10.1 in ihrem strukturlosen Endbereich 22 - in Strömungsrichtung S (Pfeil) gesehen
- ein stumpfes Lamellenende 23 mit einer Höhe H von kleiner 0,4 mm, vorzugsweise
von kleiner 0,3 mm, aufweisen. Im Endbereich 22 kann die Lamelle
10.1 dabei eine konstante Höhe h oder eine abnehmende Höhe h' aufweisen.
Weiterhin kann erfindungsgemäß die bis in den Bereich des Düsenendes gehende
Lamelle 10.1 in ihrem strukturierten Endbereich 22 - in Strömungsrichtung
S (Pfeil) gesehen - ein stumpfes Lamellenende 23 mit einer Höhe H von größer
0,5 mm aufweisen. Der strukturierte Endbereich 22 kann in weiterer Gestaltung
die Struktur von Nuten 24 mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger
und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe
T aufweisen. FIG. 3a shows a schematic longitudinal section of an
According to the invention, the lamella 10.1 extending into the area of the nozzle end can have a
Furthermore, according to the invention, the lamella 10.1 extending into the region of the nozzle end can have a
Weiterhin kann zumindest das Lamellenende 23 aus mindestens einem Hochleistungspolymer
11 gebildet sein (gestrichelte Trennlinie).Furthermore, at least the
Die Figur 3b zeigt drei schematische und beispielhafte Draufsichten gemäß des
Ansichtspfeils B der Figur 3a auf strukturierte Endbereiche 22 von erfindungsgemäßen
Lamellen 10.1.
Es ist klar ersichtlich, dass die strukturierten Endbereiche 22 der erfindungsgemäßen
Lamellen 10.1 eine Vielzahl an Nuten 24 mit rechteckiger (A) und/oder
keilförmiger (B) und/oder parabelförmiger (C) und/oder runder Form mit konstanter
und/oder unterschiedlicher Tiefe aufweisen können.
Weitere Kombinationen hinsichtlich der Ausgestaltung der strukturierten Endbereiche
sind aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 29 810 A1 (PA05205
DE) der Anmelderin bekannt. Der Inhalt dieser Offenlegungsschrift wird hiermit
vollumfänglich, ohne dass hierauf weiter Bezug genommen wird, in den Offenbarungsgehalt
dieser Anmeldung mit aufgenommen.FIG. 3 b shows three schematic and exemplary top views according to the view arrow B of FIG. 3 a on
It is clearly evident that the
Further combinations with regard to the design of the structured end regions are known from the applicant's German published application DE 43 29 810 A1 (PA05205 DE). The content of this published specification is hereby incorporated in full in the disclosure content of this application, without further reference being made to it.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, dessen Lamelle sowohl eine bessere Kosten-Nutzen-Relation für alle möglichen Anwendungsfälle aufweist als auch den verschiedenen Betriebsbedingungen länger standhält. In summary, it should be noted that a headbox of the invention initially mentioned type is created, the lamella of which is both a better one Has cost-benefit ratio for all possible use cases as well withstands the various operating conditions for longer.
- 11
- Stoffauflaufheadbox
- 1.11.1
- Mehrschichten-StoffauflaufMulti-layer headbox
- 2, 2.1, 2.22, 2.1, 2.2
- Zuführvorrichtungfeeder
- 3, 3.1, 3.23, 3.1, 3.2
- FaserstoffsuspensionFibrous suspension
- 4, 4.1, 4.24, 4.1, 4.2
- Querverteilrohrtransverse distribution
- 5, 5.15, 5.1
- Turbulenzerzeugerturbulence generator
- 5.25.2
- Turbulenzrohrturbulence tube
- 66
- Vorkammerantechamber
- 77
- Auslaufdüseslice
- 8.18.1
- Untersiebbottom wire
- 8.28.2
- Obersiebtop wire
- 99
- Doppelsiebformer (Gapformer)Twin wire former (gap former)
- 10.1, 10.210.1, 10.2
- Lamellelamella
- 1111
- HochleistungspolymerHigh-performance polymer
- 12.1, 12.212.1, 12.2
- EndeThe End
- 13.1, 13.213.1, 13.2
- Maschinenbreite StromführungswandMachine-wide power supply wall
- 1414
- Trennwandpartition wall
- 1515
- Gelenkjoint
- 1616
- Trennlamelleseparating lamella
- 17...17.n17 ... 17.n
- Sektionale ZuführleitungSectional feed line
- 18...18.n18 ... 18.n
- Sektionale ZuführleitungSectional feed line
- 19...19.n19 ... 19.n
- Regelventilcontrol valve
- 20...20.n20 ... 20.n
- Mischstellemixing point
- 21...21.n21 ... 21.n
- Sektionale ZuführleitungSectional feed line
- 2222
- Endbereichend
- 2323
- Lamellenende lamella end
- 2424
- Nutgroove
- A, B, C A , B , C
- DraufsichtTop view
- BB
- Ansichtspfeilview arrow
- HH
- Höheheight
- hH
- Höhe (konstant)Height (constant)
- h'H'
- Höhe (abnehmend)Height (decreasing)
- QH.1 Q H.1
- Erster Faserstoffsuspensionsstrom mit hoher Kons.First pulp suspension stream with high cons.
- QH.2 Q H.2
- Dritter Faserstoffsuspensionsstrom mit mittl./hoh. Kons.Third fiber suspension stream with medium / high. Cons.
- QL Q L
- Zweiter Faserstoffsuspensionsstrom mit niedriger Kons.Second pulp suspension stream with low cons.
- SS
- Strömungsrichtungflow direction
- TT
- Tiefedepth
- vS v p
- Strahlgeschwindigkeitjet speed
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10.1, 10.2) aus mindestens einem Hochleistungspolymer (11), das eine hohe Festigkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine gute bis sehr gute Laugen- und/oder Säurebeständigkeit aufweist, gebildet ist.Lamella (10.1, 10.2) of a headbox (1) of a paper, cardboard or tissue machine,
characterized in that the lamella (10.1, 10.2) is formed from at least one high-performance polymer (11) which has high strength, high heat resistance and good to very good alkali and / or acid resistance.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) eine Zugfestigkeit Rm (DIN 53455) im Bereich von 50 N/mm2 bis 150 N/mm2, vorzugsweise von 70 N/mm2 bis 110 N/mm2, und eine Bruchdehnung A5 (DIN 53455) im Bereich von 20 % bis 80 %, vorzugsweise von 30 % bis 60 %, aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to claim 1,
characterized in that the high-performance polymer (11) has a tensile strength R m (DIN 53455) in the range from 50 N / mm 2 to 150 N / mm 2 , preferably from 70 N / mm 2 to 110 N / mm 2 , and an elongation at break A 5 (DIN 53455) in the range from 20% to 80%, preferably from 30% to 60%.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) einen Elastizitätsmodul E (DIN 53457, ISO 527-2) im Bereich von 500 N/mm2 bis 10.000 N/mm2, vorzugsweise von 1.000 N/mm2 bis 5.000 N/mm2, aufweist. Lamella (10.1, 10.2) according to claim 1 or 2,
characterized in that the high-performance polymer (11) has an elastic modulus E (DIN 53457, ISO 527-2) in the range from 500 N / mm 2 to 10,000 N / mm 2 , preferably from 1,000 N / mm 2 to 5,000 N / mm 2 , having.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) eine Kerbschlagzähigkeit (ISO 179) von 40 kJ/m2 bis 100 kJ/m2, vorzugsweise von 45 kJ/m2 bis 90 kJ/m2, aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the high-performance polymer (11) has a notched impact strength (ISO 179) of 40 kJ / m 2 to 100 kJ / m 2 , preferably 45 kJ / m 2 to 90 kJ / m 2 .
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) eine Feuchtigkeitsaufnahme FA (ISO 62) im Bereich von 0,05 % bis 2 %, vorzugsweise von 0,2 % bis 1,2 %, aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the high-performance polymer (11) has a moisture absorption FA (ISO 62) in the range from 0.05% to 2%, preferably from 0.2% to 1.2%.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) eine Wärmebeständigkeit WB (DIN 53461) im Bereich von 120 °C bis 230 °C, vorzugsweise von 170 °C bis 220 °C, aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the high-performance polymer (11) has a heat resistance WB (DIN 53461) in the range from 120 ° C to 230 ° C, preferably from 170 ° C to 220 ° C.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) eine geringe Quellung Q, insbesondere eine geringe lineare Quellung QL, im vorzugsweisen Bereich von 0,02 % bis 0,1 % aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the high-performance polymer (11) has a low swelling Q, in particular a low linear swelling Q L , in the preferred range from 0.02% to 0.1%.
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungspolymer (11) ein Polyphenylsulfon (PPSU), ein Polyethersulfon (PES), ein Polyetherimid (PEI) oder ein Polysulfon (PSU) ist. Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the high-performance polymer (11) is a polyphenyl sulfone (PPSU), a polyether sulfone (PES), a polyetherimide (PEI) or a polysulfone (PSU).
dadurch gekennzeichnet, dass die bis in den Bereich des Düsenendes gehende Lamelle (10.1, 10.2) in ihrem strukturlosen Endbereich (22) - in Strömungsrichtung (S) gesehen - ein stumpfes Lamellenende (23) mit einer Höhe (H) von kleiner 0,4 mm, vorzugsweise von kleiner 0,3 mm, aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the lamella (10.1, 10.2) extending into the region of the nozzle end has a blunt lamella end (23) with a height (H) of less than 0.4 in its structureless end region (22) as seen in the direction of flow (S) mm, preferably less than 0.3 mm.
dadurch gekennzeichnet, dass die bis in den Bereich des Düsenendes gehende Lamelle (10.1, 10.2) in ihrem strukturierten Endbereich (22) - in Strömungsrichtung (S) gesehen - ein stumpfes Lamellenende (23) mit einer Höhe (H) von größer 0,5 mm aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the lamella (10.1, 10.2) extending into the area of the nozzle end has a blunt lamella end (23) with a height (H) of greater than 0.5 in its structured end area (22) as seen in the direction of flow (S) mm.
dadurch gekennzeichnet, dass der strukturierte Endbereich (22) die Struktur von Nuten (24) mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe (T) aufweist.Lamella (10.1, 10.2) according to claim 10,
characterized in that the structured end region (22) has the structure of grooves (24) with rectangular and / or wedge-shaped and / or parabolic and / or round shape with constant and / or different depths (T).
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Lamellenende (23) aus mindestens einem Hochleistungspolymer (11) gebildet ist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that at least the slat end (23) is formed from at least one high-performance polymer (11).
dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10.1, 10.2) in homogenem Aufbau aus einem Hochleistungspolymer (11) gebildet ist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the lamella (10.1, 10.2) is formed in a homogeneous structure from a high-performance polymer (11).
dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10.1, 10.2) in einem Stoffauflauf (1) mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) eingebaut ist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the lamella (10.1, 10.2) is installed in a headbox (1) with sectioned material density control (dilution water technology).
dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10.1, 10.2) in einem Stoffauflauf (1) für eine Strahlgeschwindigkeit (vs) von größer 1.500 m/s, vorzugsweise von größer 1.800 m/s, ausgelegt ist, eingebaut ist.Lamella (10.1, 10.2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the lamella (10.1, 10.2) is installed in a headbox (1) for a jet speed (v s ) of greater than 1,500 m / s, preferably greater than 1,800 m / s.
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
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PLAX | Notice of opposition and request to file observation + time limit sent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2 |
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26 | Opposition filed |
Opponent name: METSO PAPER, INC. Effective date: 20070220 |
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PLBB | Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received |
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PLCK | Communication despatched that opposition was rejected |
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APBM | Appeal reference recorded |
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APBP | Date of receipt of notice of appeal recorded |
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APAH | Appeal reference modified |
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APBQ | Date of receipt of statement of grounds of appeal recorded |
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REG | Reference to a national code |
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APBU | Appeal procedure closed |
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RDAG | Patent revoked |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: PATENT REVOKED |
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27W | Patent revoked |
Effective date: 20121127 |
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REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R107 Ref document number: 50109859 Country of ref document: DE Effective date: 20130725 |
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REG | Reference to a national code |
Ref country code: AT Ref legal event code: MA03 Ref document number: 327372 Country of ref document: AT Kind code of ref document: T Effective date: 20121127 |
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REG | Reference to a national code |
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PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
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