[0001] 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.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn
zur Verfügung zu stellen, das die Glanzfleckigkeit verringert.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung
und den Zeichnungen.
[0012] 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.
[0013] Von Vorteil ist der Einsatz einer einen Holzstoff enthaltenden oder einer thermomechanischen
Faserstoffsuspension.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
[0017] 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.
[0018] 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
Q
M mit der Gesamtkonzentration C
M herausgeführt wird. Der erste, in den Mischer 1 führende Teilstrom Q
H hat die Konzentration C
H und wird noch vor dem Durchflussverhältnisregelkreis durch einen Durchflussmengenregelkreis
bezüglich der Durchflussmenge geregelt. Der zweite, in den Mischer 1 führende Teilstrom
Q
L mit der Konzentration C
L wird bezüglich seines Volumenstroms über das Stellventil des Durchflussverhältnisregelkreises
geregelt.
[0019] Eine Variante zu dem Regelschema besteht darin, die beiden zugeführten Teilströme
Q
H mit der Konzentration C
H und Q
L mit der Konzentration C
L 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 Q
M mit einer Endkonzentration C
M an einen nachgeschalteten Stoffauflauf 2 (Fig. 2) abgegeben.
[0020] In dem Stoffauflauf 2 wird die Stoffsuspension in einzelnen Strömen mit den Sektionsströmen
Q
Mi (i = 1, 2, ... n) und der Konzentration C
Mi 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.
[0021] Der Stoffauflauf 2 kann selbstverständlich auch als Mehrschichtenstoffauflauf ausgeführt
sein, wobei vorzugsweise jeder Schicht ein Schichtstrom Q
SMi (i = 1, 2, ... n) mit einer jeweiligen Konzentration C
SMi (i = 1, 2, ... n) zugeführt wird.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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
[0028]
- 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
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.