Dreischichtenstoffauflauf

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Dreischichtenstoffauflauf und ein Verfahren zur Aufbringung einer dreischichtigen Stoffsuspension auf ein Sieb zur Herstellung einer dreischichtigen Faserbahn, insbesondere eines Papieres.

[0002] Bekannt sind Dreischichtenstoffaufläufe mit feststehenden Lamellen, wie sie beispielsweise in der EP 0 581 051 A1 beschrieben sind. Hier ergibt sich das Problem, daß Differenzstrahlgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten entweder nicht oder nur teilweise über angebaute Blenden oder nur über eine Variation der Zufuhrmenge zu den einzelnen Schichten eingestellt werden können. Die Bauweise dieser Stoffaufläufe ist relativ einfach, jedoch ist ihre Variabilität auch relativ gering.

[0003] Dem gegenüber ist beispielsweise aus der DE-OS 37 04 462 ein Mehrschichtenstoffauflauf bekannt, dessen Lamellen zwischen den einzelnen Düsenräumen zur Einstellung unterschiedlicher Geschwindigkeiten und Drücke der Stoffsuspension in den einzelnen Zwischenräumen um ihre Längsachse schwenkbar ausgebildet und von außen manuell einzustellen sind. Vorteilhaft ist hier, daß eine große Variabilität bezüglich der Einstellung der Differenzstrahlgeschwindigkeiten besteht, jedoch ist es nachteilig, daß die Herstellung solch eines Stoffauflaufes aufwendig ist, da an jeder Lamelle ein hochgenauer Mechanismus zur Einstellung der Lamellenposition notwendig ist.

[0004] Weiterhin offenbart die GB 2 094 364 A einen Mehrschichtenstoffauflauf mit einem nachgeordneten Doppelsiebformer, der ein vor Anlauf an eine Entwässerungswalze in eine Vorentwässerungsstrecke geführtes Sieb (Untersieb) aufweist, an deren Anfang sich zumindest eine Austrittsöffnung des Mehrschichtenstoffauflaufs befindet. Der Mehrschichtenstoffauflauf ist mit Trennelementen ausgestattet, die derart ausgebildet und geführt sind, dass am Anfang der Vorentwässerungsstrecke allein der dem ersten Sieb (Untersieb) benachbarte, erste Stoffstrom auf das erste Sieb (Untersieb) auftrifft und zumindest das letzte Trennelement eine solche Länge aufweist, dass der von ihm getragene, letzte Stoffstrom unmittelbar in den konvergierenden Spalt zwischen den Sieben (Untersieb, Obersieb) gerichtet ist. Die einzelnen Stoffströme treffen also nacheinander auf dem Sieb (Untersieb) auf.

[0005] Ein weiterer Mehrschichtenstoffauflauf ist auch aus der DE 43 07 143 A1 bekannt. Dieser Mehrschichtenstoffauflauf weist wiederum in seiner Düse angebrachte Lamellen auf, die jedoch in je einem Gelenk momentfrei beweglich sind und gegebenenfalls eine entsprechende Kontur (konkave oder konvexe Form) aufweisen. Hierdurch können die Strahlgeschwindigkeiten in den einzelnen Schichten beeinflusst, aber nicht individuell mit einem bestimmten Geschwindigkeitsgradienten eingestellt werden.

[0006] Wesentliche Gründe für die Notwendigkeit der Geschwindigkeitsbeeinflussung der einzelnen Stoffsuspensionsschichten sind:

• Die Formation ist auch eine Funktion der Geschwindigkeitsunterschiede der einzelnen Stoffstrahlen. Die auf diesem Wege mögliche Variation der Scherkräfte zwischen Flüssigkeitsschichten erzeugt formationsbeeinflussende Turbulenzen, was eine eventuell gewünschte Beeinflussung der Formation der Papierbahne erlaubt.
• Durch Variation der Strahlgeschwindigkeit einer Außenschicht werden, abhängig von der Größe des Strahlwinkels und der Strahl/Sieb-Geschwindigkeitsdifferenz, die Ausrichtung und die Längen der Halbachsen der Reißlängenellipsen der Papierbahn beeinflußt. Diese korrelieren wiederum mit der Ausrichtung und statistischen Verteilung der Fasern um die Hauptrichtung in der Außenschicht. Eine Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften der Papierbahn ist somit möglich.
• Eine Papierbahn schrumpft bei Trocknung bevorzugt in der Richtung quer zur Faserlage, d.h. sie verformt sich bei Feuchteänderungen entsprechend dieser Eigenschaft. Sind die Faserlage und die Verteilung in den Außenschichten einer Papierbahn unterschiedlich, so begünstigt dies den sogenannten "Curl" eines Blattes, d.h. die Tendenz eines Papierblattes, sich bei Feuchteänderungen zu rollen. Die Rollneigung kann durch Geschwindigkeitsänderungen daher ebenfalls beeinflußt werden.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreischichtenstoffauflauf aufzuzeigen, der einerseits die Vorzüge einer großen Variabilität der Einstellung von Differenzgeschwindigkeiten der Schichten bietet, andererseits jedoch auch möglichst kostengünstig herzustellen ist.
Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer dreischichtigen Faserbahn für den Bereich des Stoffauflaufes darzustellen, das zu besonders guten Ergebnissen bezüglich der Schichtreinheit, der Abdeckung der Mittelschicht und der Formation führt.

[0008] Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des ersten Vorrichtungsanspruches und des ersten Verfahrensanspruches gelöst.

[0009] Der Erfinder hat erkannt, daß sich eine wesentliche Verbesserung der Qualität, insbesondere auch bezüglich der Schichtreinheit, der Abdeckung der Mittelschicht und der Formation, eines dreischichtigen Papieres erreichen läßt, wenn beim Einschießen der dreischichtigen Stoffsuspension in den Siebzwickel die von der Formierwalze abgelegenen Strahlschichten eine höhere Geschwindigkeit aufweisen als die der Formierwalze nahegelegenen Strahlschichten. Zur Verwirklichung dieser Forderung ist es ausreichend, wenn bei den in einem Dreischichtenstoffauflauf vorhandenen zwei Trennlamellen eine feststehend ist und die andere mit einem Gelenk versehen ist. Somit entsteht ein Dreischichtenstoffauflauf, der einerseits den technologischen Vorteil eine variablen Strahlgeschwindigkeit aufweist, andererseits aber kostengünstiger herzustellen ist als der bekannte Stoffauflauf, bei dem alle Lamellen beweglich ausgebildet sind.

[0010] Es ergeben sich hieraus zwei unterschiedliche Ausführungsformen, die zu jeweils unterschiedlichen Ergebnissen der Geschwindigkeitsverteilung führen.

[0011] Einerseits ein Stoffauflauf, in dem die starre Trennlamelle der Formierwalze benachbart ist. Hier weisen die Mittelschicht und die Außenschicht eine gleichhohe und gegenüber der Innnenschicht erhöhte Strahlgeschwindigkeit auf.

[0012] Andererseits kann die schwenkbar gelagerte Trennlamelle benachbart zur Formierwalze angeordnet sein. In diesem Fall wird ausschließlich die Außenschicht mit einer gegenüber der Innenschicht und der Mittelschicht erhöhten Strahlgeschwindigkeit betrieben. Wird die Lage der Trennlamelle zwangsgesteuert, so kann hierdurch auch eine Abstufung aller drei Geschwindigkeiten der Stoffsuspension erreicht werden.

[0013] Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben:

Fig. 1:

Erfindungsgemäßer Stoffauflauf mit einer starren und einer schwenkbaren Trennlamelle;

Fig. 2:

Erfindungsgemäßer Stoffauflauf mit schwenkbarer, der Formierwalze benachbarter Trennlamelle;

Fig. 3:

Erfindungsgemäßer Stoffauflauf mit starrer, der Formierwalze benachbarter Trennlamelle.

[0014] Figur 1 zeigt einen schematisch dargestellten Stoffauflauf im Schnitt, der beispielhaft über drei Verteilrohre 1 mit unterschiedlichen Stoffsuspensionsströmen versorgt wird. Die Stoffsuspension tritt durch die Turbulenzeinsätze 2 jeweils in die Düse ein, die aus den Außenwänden 3 und den innenliegenden Trennlamellen 4, 5 gebildet wird. Die eine der Trennlamellen 4 ist erfindungsgemäß starr ausgebildet, während die andere Trennlamelle 5 über ein Gelenk 6 schwenkbar ausgeführt ist. Es entstehen auf diese weise drei getrennte Stoffströme (Außenschicht 7, Mittelschicht 8 und Innenschicht 9), die durch die variabl einstellbare, schwenkbare Trennlamelle 5 in ihrer Relativgeschwindigkeit zueinander einstellbar sind.

[0015] Figur 2 zeigt den erfindungsgemäßen Stoffauflauf in sehr vereinfachter Form in Zusammenhang mit einer zugehörigen Formierwalze 10, über die ein Sieb 11 läuft. In dieser Ausführung ist gemäß Anspruch 3 die schwenkbare Trennlamelle 5 der Formierwalze zugeordnet, so daß erfindungsgemäß ausschließlich die Außenschicht 7 mit einer gegenüber den beiden Suspensionsströmen 8 und 9 erhöhten Strahlgeschwindigkeit betrieben wird.

[0016] Dem gegenüber zeigt die Figur 3 die umgekehrte Situation, in der gemäß Anspruch 2 die starre Trennlamelle 4 der Formierwalze benachbart ist. Mit dieser Ausführung können erfindungsgemäß die Mittelschicht 8 und die Außenschicht 7 eine gleichhohe und gegenüber der Innenschicht 9 erhöhte Strahlgeschwindigkeit aufweisen.

Ansprüche

1. Dreischichtenstoffauflauf zur Herstellung einer mehrschichtigen Faserstoffbahn mit einer Stoffauflaufdüse und mit zwei Trennlamellen (4, 5), wobei in Laufrichtung gesehen auf einer Seite des Dreischichtenstoffauflaufes ein über eine Formierwalze (10) laufendes Sieb (11) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,

1.1 daß eine der beiden Trennlamellen (4) starr ausgebildet ist und die andere Trennlamelle (5) mit einem Gelenk (6) versehen ist und

1.2 daß die beiden Trennlamellen (4, 5) im Bereich der Stoffauflaufdüse enden.

2. Dreischichtenstoffauflauf gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die starr ausgebildete Trennlamelle (4) der Formierwalze (10) benachbart angeordnet ist.

3. Dreischichtenstoffauflauf gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die schwenkbar ausgebildete Trennlamelle (5) der Formierwalze (10) benachbart angeordnet ist.

4. Dreischichtenstoffauflauf gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die schwenkbare Lamelle (5) so eingestellt ist, daß die Strahlgeschwindigkeit der Mittel- und der Außenschicht (8, 7) höher als die der Innenschicht (9) ist.

5. Dreischichtenstoffauflauf gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlgeschwindigkeit der Außenschicht (7) höher als die der Mittelschicht (8) ist.

6. Dreischichtenstoffauflauf gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
schwenkbare Trennlamelle (5) so eingestellt ist, daß die Strahlgeschwindigkeit der Außenschicht (7) höher als die der Mittel- und Innenschicht (8, 9) ist.

7. Verfahren zur Aufbringung einer dreischichtigen Faserstoffsuspension auf ein Sieb
dadurch gekennzeichnet,

7.1 daß über die Maschinenbreite hinweg mit Hilfe eines Dreischichtenstoffauflaufes drei unterschiedliche Faserstoffsuspensionsströme erzeugt werden;

7.2 daß die drei Faserstoffsuspensionsströme unmittelbar vor oder beim Auftreffen auf das Sieb (11) zusammengeführt werden;

7.3 daß das Sieb (11) beim Auftreffen der drei Faserstoffsuspensionsströme über eine Formierwalze (10) geführt wird; und

7.4 daß die Geschwindigkeiten der Faserstoffsuspensionsströme so eingestellt werden, daß die Geschwindigkeit des Faserstoffsuspensionsstromes der Außenschicht (7) größer ist als die der Innenschicht (9).

8. Verfahren gemäß Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Geschwindigkeit der Mittelschicht (8) größer als die Geschwindigkeit der Innenschicht (9) und gleich der Geschwindigkeit der Außenschicht (7) ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Geschwindigkeit der Mittelschicht (8) größer als die Geschwindigkeit der Innenschicht (9) und kleiner als die Geschwindigkeit der Außenschicht (7) ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Geschwindigkeit der Mittelschicht (8) gleich der Geschwindigkeit der Innenschicht (9) ist.

Claims

1. Three-layer flowbox for producing a multilayer fibrous web, having a flowbox nozzle and having two dividing lamellae (4, 5), on one side of the three-layer flowbox, as viewed in the running direction, a wire (11) running over a forming roll (10) being provided, characterized

1.1 in that one of the two dividing lamellae (4) is designed to be rigid and the other dividing lamella (5) is provided with a hinge (6), and

1.2 in that the two dividing lamellae (4, 5) end in the area of the flowbox nozzle.

2. Three-layer flowbox according to Claim 1, characterized in that the rigidly designed dividing lamella (4) is arranged adjacent to the forming roll (10).

3. Three-layer flowbox according to Claim 1, characterized in that the pivotably designed dividing lamella (5) is arranged adjacent to the forming roll (10).

4. Three-layer flowbox according to Claim 2, characterized in that the pivotable lamella (5) is set in such a way that the jet speed of the middle layer and of the outer layer (8, 7) is higher than that of the inner layer (9).

5. Three-layer flowbox according to Claim 4, characterized in that the jet speed of the outer layer (7) is higher than that of the middle layer (8).

6. Three-layer flowbox according to Claim 3, characterized in that the pivotable dividing lamella (5) is set in such a way that the jet speed of the outer layer (7) is higher than that of the middle and inner layer (8, 9).

7. Method of applying a three-layer fibrous stock suspension to a wire,
characterized

7.1 in that three different fibrous stock suspension streams are produced over the machine width with the aid of a three-layer flowbox;

7.2 in that the three fibrous stock suspension streams are led together immediately before or as they impinge on the wire (11);

7.3 in that the wire (11) is led over a forming roll (10) at the point of impingement of the three fibrous stock suspension streams; and

7.4 in that the speeds of the fibrous stock suspension streams are set in such a way that the speed of the fibrous stock suspension stream of the outer layer (7) is greater than that of the inner layer (9).

8. Method according to Claim 7, characterized in that the speed of the middle layer (8) is greater than the speed of the inner layer (9) and equal to the speed of the outer layer (7).

9. Method according to Claim 7, characterized in that the speed of the middle layer (8) is greater than the speed of the inner layer (9) and lower than the speed of the outer layer (7).

10. Method according to Claim 7, characterized in that the speed of the middle layer (8) is equal to the speed of the inner layer (9).

Revendications

1. Caisse de tête à trois couches pour la fabrication d'une bande fibreuse multicouche comprenant une tubulure de caisse de tête et deux lattes de séparation (4, 5), un tamis (11) étant prévu d'un côté de la caisse de tête à trois couches, vue dans la direction d'avance, s'étendant par-dessus un rouleau de formage (10), caractérisée en ce que,

1.1 l'une des deux lattes de séparation (4) est rigide et l'autre latte de séparation (5) est pourvue d'une articulation (6) et

1.2 les deux lattes de séparation (4, 5) se terminent dans la région de la tubulure de caisse de tête.

2. Caisse de tête à trois couches selon la revendication 1, caractérisée en ce que la latte de séparation rigide (4) est adjacente au rouleau de formage (10).

3. Caisse de tête à trois couches selon la revendication 1, caractérisée en ce que la latte de séparation pivotante (5) est adjacente au rouleau de formage (10).

4. Caisse de tête à trois couches selon la revendication 2, caractérisée en ce que la latte pivotante (5) est ajustée de telle sorte que la vitesse de jet de la couche centrale et de la couche extérieure (8, 7) est supérieure à celle de la couche intérieure (9).

5. Caisse de tête à trois couches selon la revendication 4, caractérisée en ce que la vitesse de jet de la couche extérieure (7) est supérieure à celle de la couche centrale (8).

6. Caisse de tête à trois couches selon la revendication 3, caractérisée en ce que la latte de séparation pivotante (5) est ajustée de telle sorte que la vitesse de jet de la couche extérieure (7) soit supérieure à celle de la couche centrale et de la couche intérieure (8, 9).

7. Procédé pour l'application d'une suspension fibreuse en trois couches sur un tamis,
caractérisé en ce que

7.1 trois courants de suspension fibreuse différents sont produits sur toute la largeur de la machine à l'aide d'une caisse de tête à trois couches ;

7.2 les trois courants de suspension fibreuse sont réunis directement avant ou à leur arrivée sur le tamis (11) ;

7.3 le tamis (11) est guidé sur un rouleau de formage (10) lors de l'arrivée des trois courants de suspension fibreuse ; et

7.4 les vitesses des courants de suspension fibreuse sont ajustées de telle sorte que la vitesse du courant de suspension fibreuse de la couche extérieure (7) soit supérieure à celle de la couche intérieure (9).

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vitesse de la couche centrale (8) est supérieure à la vitesse de la couche intérieure (9) et est égale à la vitesse de la couche extérieure (7).

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vitesse de la couche centrale (8) est supérieure à la vitesse de la couche intérieure (9) et est inférieure à la vitesse de la couche extérieure (7).

10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vitesse de la couche centrale (8) est égale à la vitesse de la couche intérieure (9).

Zeichnung