EP1536063A1 - Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn - Google Patents

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EP1536063A1
EP1536063A1 EP04106062A EP04106062A EP1536063A1 EP 1536063 A1 EP1536063 A1 EP 1536063A1 EP 04106062 A EP04106062 A EP 04106062A EP 04106062 A EP04106062 A EP 04106062A EP 1536063 A1 EP1536063 A1 EP 1536063A1
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EP
European Patent Office
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fibrous web
section
headbox
web
pulp suspension
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04106062A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Susanne Berger
Reinhard Leigraf
Bernd Güldenberg
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • D21F9/006—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type paper or board consisting of two or more layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a paper, a Carton, a tissue or another fibrous web from a pulp suspension by means of a headbox, wherein the fibrous web a wire section, a Press section, a drying section and a calender passes.
  • a headbox which has a transverse Distributor for distributing the supplied stock suspension, a turbulence insert with a multitude of holes and channels, a machine-wide outlet channel with an outlet gap for delivering the pulp suspension to the Papermaking fabric and means for adjusting the consistency of the pulp suspension across the working width.
  • the means comprise lines for controlled suspension flows (section streams) with individually adjustable properties.
  • the headbox is across its width divided by dividing walls into sections. Each section is at least one Port provided for supplying a section stream. At the sectioned Section is followed by a turbulence insert.
  • the partitions extend fluidly over a substantial part of the flow path between the Supply of the section streams and the turbulence insert.
  • the outlet channel joins the turbulence insert.
  • the well-known headbox allows the two parameters consistency and Fiber orientation independently of each other transversely to the direction of the fibrous web thereby influencing the individual sections individual sections currents whose operating parameters such as the throughput, the Density and the fiber quality are adjustable by itself.
  • EP 0 774 540 A2 discloses a method for influencing the breaking length transverse profile a running fibrous web known. For a uniform tear length ratio adjust over the entire width of the web, the fiber layer adjusted differently over the web width in the edge area than in the middle area. Sectionally different turbulence states serve to influence the fiber position. Apertures, volume flows, substance densities, differential speeds between the wire speed and the fabric jet and wall roughness.
  • this object is achieved in a method of the aforementioned Art solved in that the headbox layered streams of pulp suspension with different properties, especially with different ones Elastizticiansmodulen be fed, from which in a wire section the a layered profile having fibrous web is produced.
  • the headbox may also be known as a multi-layer casserole, in particular Dreilichtenstoffauflauf be formed whose individual layers be acted upon by corresponding partial currents.
  • a one-sided painted Fibrous web would basically meet a two-layer casserole.
  • a suspension infused with a plastically deformable or elastic substance or is added to the associated partial flow it is understood that in addition to the middle Layer also the layers adjacent to this layer or all Layers, in particular all inner layers, a plastically deformable or elastic material may contain.
  • thermomechanical Fibrous suspension It is advantageous to use a mechanical pulp or a thermomechanical Fibrous suspension.
  • the fibrous web before the calender is heated to a temperature above the softening point of ingredients the fibrous web, in particular the lignin, cellulose and the Hemicellulose, lies.
  • a flow ratio control (FIG. 1 a) the ratio between the pulp suspension and a fiber pulp suspension containing or enriched with pulp or an at least partially thermomechanical pulp suspension can be adjusted by the two suspension flows in a mixer 1 according to DIN 19227 Part 1, page 9 be merged, from which a section stream Q M with the total concentration C M is led out.
  • the first, leading into the mixer 1 partial flow Q H has the concentration C H and is regulated before the flow ratio control loop by a flow rate control loop with respect to the flow rate.
  • the second, leading into the mixer 1 partial flow Q L with the concentration C L is controlled with respect to its volume flow through the control valve of the flow ratio control loop.
  • a variant of the control scheme is to set the two supplied partial flows Q H with the concentration C H and Q L with the concentration C L each separately via a flow rate control loop, the command values for the individual flow control are supplied from a central computer control. From the flow rate control loop, a section flow Q M is then delivered with a final concentration C M to a downstream headbox 2 (FIG. 2).
  • the sectioned section 3 is divided by a plurality of partitions 6.
  • a pulp suspension containing a plastically deformable substance is introduced exclusively into two middle sections 7, 8 in each case as a section flow.
  • a Pulp suspension between screens 13 and 14 applied to a headbox 12 .
  • a forming roller 15 run the sieves 13, 14 in a wedge shape toward each other and trap the pulp suspension between them. This is a first Dewatering the pulp suspension, and a fiber mat 16 is formed, from which the fibrous web arises.
  • twin-wire zone which ends at a Roller 17, for example, a Siebsaugwalze has.
  • a drainage box 18 compliant, contactable drainage strips 19 and a sieve suction box 20 are located.
  • the press section 21 comprises a press nip formed by two press rolls 23, 24.
  • the fibrous web 16 by means of a (not shown here) Transfer device around a guide roller 25 to a drying section 26 forwarded.
  • drying cylinders 27, 28, 29, a drying wire 30 and auresiebsaugwalze 31 a one-sided felted top dryer group.
  • Drying cylinders 32, 33, 34, 35 form a double-row drying group within the drying section 26.
  • the drying section 26 close to both sides of the Fiber web 16 heaters 36, 37, for example in the form of Heated dryers that heat the fibrous web 16 to a temperature that above the softening temperature of the paper, in particular in the Sections 7, 8 resulting middle layer 38 (Fig. 4a, b) of the fibrous web 16, contained cellulose, hemicellulose and lignin, so that the middle Layer 38 corresponding to the unevenness of the outer surfaces 39, 40 of Fiber web 16 yields elastically when passing through two smoothing rollers 41, 42 one of the heaters 36, 37 downstream calender passes.
  • the Layer 38 Due to the warming and the additional moisture is the Layer 38, due to its low modulus of elasticity, gets under the load the smoothing rollers 41, 42 plasticized and compressed. The surfaces 39, 40 become Smoothed without larger area voltage peaks occur on them.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (16) aus einer Faserstoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs (12), wobei die Faserstoffbahn (16) eine Siebpartie (13, 14), eine Pressenpartie (21), eine Trockenpartie (26) und ein Glättwerk (41, 42) durchläuft, ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoffauflauf (12) schichtförmige Teilströme der Faserstoffsuspension mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere mit verschiedenen Elastizitätsmodulen, zugeführt werden, aus denen in der Siebpartie (13, 14) eine ein schichtenförmiges Profil aufweisende Faserstoffbahn (16) erzeugt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Papier-, einer Karton-, einer Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs, wobei die Faserstoffbahn eine Siebpartie, eine Pressenpartie, eine Trockenpartie und ein Glättwerk durchläuft.
In der DE 40 19 593 C2 wird ein Stoffauflauf beschrieben, der einen quer liegenden Verteiler zum Verteilen der zugeführten Stoffsuspension, einen Turbulenzeinsatz mit einer Vielzahl von Löchern und Kanälen, einen maschinenbreiten Auslaufkanal mit einem Auslaufspalt zum Abgeben der Faserstoffsuspension an das Papiermaschinensieb und Mittel zum Einstellen der Stoffdichte der Faserstoffsuspension über die Arbeitsbreite hinweg vorsieht.
Die Mittel umfassen Leitungen für geregelte Suspensionsströme (Sektionsströme) mit individuell einstellbaren Eigenschaften. Der Stoffauflauf ist über seine Breite hinweg durch Trennwände in Sektionen unterteilt. Je Sektion ist wenigstens ein Anschluss zum Zuführen eines Sektionsstromes vorgesehen. An den sektionierten Abschnitt schließt sich ein Turbulenzeinsatz an. Die Trennwände erstrecken sich strömungsmäßig über einen wesentlichen Teil des Strömungsweges zwischen der Zuführung der Sektionsströme und dem Turbulenzeinsatz. Der Auslaufkanal schließt sich an den Turbulenzeinsatz an.
Der bekannte Stoffauflauf ermöglicht es, die beiden Parameter Stoffdichte und Faserorientierung unabhängig voneinander quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn dadurch zu beeinflussen, dass den einzelnen Sektionen individuelle Sektionsströme zugeführt werden, deren Betriebsparameter wie der Durchsatz, die Stoffdichte und die Faserqualität für sich allein einstellbar sind.
Aus der EP 0 774 540 A2 ist ein Verfahren zur Beeinflussung des Reißlängen-Querprofils einer laufenden Faserstoffbahn bekannt. Um ein gleichmäßiges Reißlängenverhältnis über die gesamte Breite der Bahn einzustellen, wird die Faserlage über die Bahnbreite im Randbereich anders eingestellt als im mittleren Bereich. Zur Beeinflussung der Faserlage dienen sektional verschiedene Turbulenzzustände, Blendenöffnungen, Volumenströme, Stoffdichten, Differenzgeschwindigkeiten zwischen der Siebgeschwindigkeit und dem Stoffstrahl und Wandrauhigkeiten.
Bei bekannten Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen besteht insbesondere bei gestrichenen Papieren sowie beim Offsetdruck auf dem Papier das Problem der Glanzfleckigkeit. Bei Papierbahnen ist es ein wesentliches Qualitätsmerkmal, dass sie frei von derartigen Glanzflecken sind. Glanzfleckigkeit tritt verstärkt bei hohen Dicken- und Flächengewichtsunterschieden im Papier auf. Diese Flächengewichtsunterschiede führen beim Kalandrieren zu Spannungsspitzen, die sich auf die Oberflächenbeschaffenheit bzw. auf die Glanzwirkung auswirken.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn zur Verfügung zu stellen, das die Glanzfleckigkeit verringert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass dem Stoffauflauf schichtförmige Teilströme der Faserstoffsuspension mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere mit verschiedenen Elastizitätsmodulen, zugeführt werden, aus denen in einer Siebpartie die ein schichtenförmiges Profil aufweisende Faserstoffbahn erzeugt wird.
Dabei kann der Stoffauflauf auch als bekannter Mehrschichtenstoffauflauf, insbesondere Dreischichtenstoffauflauf, ausgebildet sein, dessen einzelne Schichten durch entsprechende Teilströme beaufschlagt werden. Bei einer einseitig gestrichenen Faserstoffbahn würde im Grunde ein Zweischichtenstoffauflauf genügen.
Durch dieses Verfahren lässt sich auch das Volumen des Papiers steigern. Spannungsspitzen beim Kalandrieren werden durch eine kompressible oder plastisch verformbare Mittellage im Papier vermieden. Schwankungen in der Beschaffenheit der Oberflächendichte werden schon bei geringeren Kalanderlasten verringert.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Von Vorteil ist es, wenn mindestens zur Bildung einer mittleren Schicht eine Suspension mit einem plastisch verformbaren oder elastischen Stoff eingeströmt oder dem zugehörigen Teilstrom zugesetzt wird. Es versteht sich, dass neben der mittleren Schicht auch die an diese Schicht angrenzenden Schichten oder alle Schichten, insbesondere alle inneren Schichten, einen plastisch verformbaren oder elastischen Stoff enthalten können.
Von Vorteil ist der Einsatz einer einen Holzstoff enthaltenden oder einer thermomechanischen Faserstoffsuspension.
Zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Faserstoffbahn vor dem Glättwerk auf eine Temperatur erwärmt wird, die oberhalb des Erweichungspunkts von Inhaltsstoffen der Faserstoffbahn, insbesondere des Lignins, der Zellulose und der Hemizellulose, liegt.
Durch die Verwendung einer Holzstoff enthaltenden Faserstoffsuspension oder einer thermomechanischen Faserstoffsuspension oder auch anderer Stoffe, die plastisch verformbar oder elastisch sind und einen geringen Elastizitätsmodul aufweisen, in der Mittellage oder in den mittleren Lagen der Papierbahn werden beim Kalandrieren durch die Erweichung, beispielsweise des Lignins, in Verbindung mit hohen Temperaturen im Kalander Spannungsspitzen vermieden. Durch diese Maßnahme wird das Auftreten von Glanzfleckigkeit durch eine über die Papierbahn gleichmäßig verdichtete Oberfläche reduziert oder ausgeschlossen.
Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a, b
Schemen zur Regelung der Konzentration in einem Suspensionsstrom in einem Stoffauflauf,
Fig. 2
einen Stoffauflauf im Längsschnitt,
Fig. 3
eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und
Fig. 4a, b
Querschnitte der Faserstoffbahn vor und nach dem Durchlaufen des Kalanders.
In einer Durchflussverhältnisregelung (Fig. 1a) lässt sich das Verhältnis zwischen der Faserstoffsuspension und einer ausschließlich Holzstoff enthaltenden oder mit diesem angereicherten Faserstoffsuspension oder einer wenigstens teilweise thermomechanischen Faserstoffsuspension dadurch einstellen, dass gemäß DIN 19227 Blatt 1, Seite 9 die beiden Suspensionsströme in einem Mischer 1 zusammengeführt werden, aus dem ein Sektionsstrom QM mit der Gesamtkonzentration CM herausgeführt wird. Der erste, in den Mischer 1 führende Teilstrom QH hat die Konzentration CH und wird noch vor dem Durchflussverhältnisregelkreis durch einen Durchflussmengenregelkreis bezüglich der Durchflussmenge geregelt. Der zweite, in den Mischer 1 führende Teilstrom QL mit der Konzentration CL wird bezüglich seines Volumenstroms über das Stellventil des Durchflussverhältnisregelkreises geregelt.
Eine Variante zu dem Regelschema besteht darin, die beiden zugeführten Teilströme QH mit der Konzentration CH und QL mit der Konzentration CL jeweils separat über einen Durchflussmengenregelkreis einzustellen, wobei die Führungsgrößen für die einzelne Mengenregelung aus einer zentralen Rechnersteuerung zugeführt werden. Aus dem Durchflussmengenregelkreis wird dann ein Sektionsstrom QM mit einer Endkonzentration CM an einen nachgeschalteten Stoffauflauf 2 (Fig. 2) abgegeben.
In dem Stoffauflauf 2 wird die Stoffsuspension in einzelnen Strömen mit den Sektionsströmen QMi (i = 1, 2, ... n) und der Konzentration CMi einem sektionierten Abschnitt 3 des Stoffauflaufs 2 zugeführt, von wo aus die Stoffsuspension in den Turbulenzeinsatz 4 eingeführt wird. Anschließend gelangt sie in eine Düse 5; von dort wird sie durch einen Austrittsspalt der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn zugeführt. Der sektionierte Abschnitt 3 ist durch eine Vielzahl von Trennwänden 6 unterteilt. Somit lässt sich beispielsweise vorsehen, dass eine einen plastisch verformbaren Stoff enthaltende Faserstoffsuspension ausschließlich in zwei mittlere Sektionen 7, 8 jeweils als Sektionsstrom eingebracht wird. Ebenso ist es aber entsprechend der gewünschten Papierqualität auch möglich, derartige Sektionsströme auch in den den beiden Sektionen 7, 8 benachbarten Sektionen 9, 10 einzubringen.
Der Stoffauflauf 2 kann selbstverständlich auch als Mehrschichtenstoffauflauf ausgeführt sein, wobei vorzugsweise jeder Schicht ein Schichtstrom QSMi (i = 1, 2, ... n) mit einer jeweiligen Konzentration CSMi (i = 1, 2, ... n) zugeführt wird.
In einer sich oberhalb eines Maschinenfundaments 11 (Fig. 3) erstreckenden Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wird aus einem Stoffauflauf 12 eine Faserstoffsuspension zwischen Siebe 13 und 14 aufgebracht. Auf dem Radius einer Formierwalze 15 laufen die Siebe 13, 14 keilförmig aufeinander zu und schließen die Faserstoffsuspension zwischen sich ein. Dabei erfolgt eine erste Entwässerung der Faserstoffsuspension, und es bildet sich eine Fasermatte 16, aus der die Faserstoffbahn entsteht.
Ab der Formierwalze 15 beginnt die Doppelsiebzone, die ihren Endpunkt bei einer Walze 17, beispielsweise einer Siebsaugwalze, hat. In der Doppelsiebzone können sich noch weitere Entwässerungselemente wie ein Entwässerungskasten 18, nachgiebige, anpressbare Entwässerungsleisten 19 und ein Siebsaugkasten 20 befinden.
An die Nasspartie mit den Sieben 13, 14 schließt sich eine Pressenpartie 21 an, zu der ein endloses Band 22 die Faserstoffbahn 16 überführt. Die Pressenpartie 21 umfasst einen von zwei Presswalzen 23, 24 gebildeten Pressspalt.
Nach der Pressenpartie 21 wird die Faserstoffbahn 16 mittels einer (hier nicht dargestellten) Überführeinrichtung um eine Leitwalze 25 herum zu einer Trockenpartie 26 weitergeleitet. In dieser bilden Trockenzylinder 27, 28, 29, ein Trockensieb 30 und eine Trockensiebsaugwalze 31 eine einseitig oben befilzte Trockengruppe.
Trockenzylinder 32, 33, 34, 35 bilden eine zweireihige Trockengruppe innerhalb der Trockenpartie 26. An die Trockenpartie 26 schließen sich zu beiden Seiten der Faserstoffbahn 16 Heizeinrichtungen 36, 37 an, beispielsweise in Form von Schwebetrocknern, die die Faserstoffbahn 16 auf eine Temperatur erwärmen, die oberhalb der Erweichungstemperatur der im Papier, insbesondere in der aus den Sektionen 7, 8 entstandenen mittleren Schicht 38 (Fig. 4a, b) der Faserstoffbahn 16, enthaltenen Zellulose, Hemizellulose und Lignin, liegt, so dass die mittlere Schicht 38 entsprechend den Unebenheiten der äußeren Oberflächen 39, 40 der Faserstoffbahn 16 elastisch nachgibt, wenn sie durch zwei Glättwalzen 41, 42 eines den Heizeinrichtungen 36, 37 nachgeordneten Kalanders hindurchläuft.
Aufgrund der Erwärmung und der zusätzlich vorhandenen Feuchtigkeit gibt die Schicht 38 aufgrund ihres niedrigen Elastizitätsmodul nach und wird unter der Last der Glättwalzen 41, 42 plastifiziert und komprimiert. Die Oberflächen 39, 40 werden geglättet, ohne dass auf ihnen größere flächige Spannungsspitzen auftreten.
Bezugszeichenliste
1
Mischer
2
Stoffauflauf
3
Sektionierter Abschnitt
4
Turbulenzeinsatz
5
Düse
6
Trennwand
7
Sektion
8
Sektion
9
Sektion
10
Sektion
11
Maschinenfundament
12
Stoffauflauf
13
Sieb
14
Sieb
15
Formierwalze
16
Faserstoffbahn (Fasermatte)
17
Walze
18
Entwässerungskasten
19
Entwässerungsleisten
20
Siebsaugkasten
21
Pressenpartie
22
Endloses Band
23
Presswalze
24
Presswalze
25
Leitwalze
26
Trockenpartie
27
Trockenzylinder
28
Trockenzylinder
29
Trockenzylinder
30
Trockensieb
31
Trockensiebsaugwalze
32
Trockenzylinder
33
Trockenzylinder
34
Trockenzylinder
35
Trockenzylinder
36
Heizeinrichtung
37
Heizeinrichtung
38
Mittlere Schicht
39
Oberfläche
40
Oberfläche
41
Glättwalze
42
Glättwalze

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (16) aus einer Faserstoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs (12), wobei die Faserstoffbahn (16) eine Siebpartie (13, 14), eine Pressenpartie (21), eine Trockenpartie (26) und ein Glättwerk (41, 42) durchläuft,
    dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoffauflauf (12) schichtförmige Teilströme der Faserstoffsuspension mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere mit verschiedenen Elastizitätsmodulen, zugeführt werden, aus denen in der Siebpartie (13, 14) eine ein schichtenförmiges Profil aufweisende Faserstoffbahn (16) erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zur Bildung einer mittleren Schicht (38) ein plastisch verformbarer oder elastischer Stoff eingeströmt oder dem zugehörigen Teilstrom zugesetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Stoff eine Holzstoff enthaltende oder eine thermomechanische Faserstoffsuspension verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (16) vor dem Glättwerk (41, 42) auf eine Temperatur erwärmt wird, die oberhalb des Erweichungspunkts von Inhaltsstoffen der Faserstoffbahn (16), insbesondere des Lignins, der Zellulose und der Hemizellulose, liegt.
EP04106062A 2003-11-28 2004-11-25 Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn Withdrawn EP1536063A1 (de)

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