DE2817479A1 - Verfahren zur herstellung eines zelluloseproduktes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines zelluloseproduktes

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Description

PATENTANWÄLTE
Dipl.-lng. A. Wasmeier
Dipl.-In
Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg 1
An das
Deutsche Patentamt
8000 hünchen 2		 Unser Zeichen
Our Ref.
K/p 9403		 D-8400 REGENSBURG 1
GREFLINGER STRASSE 7
Telefon (0941) 5 47 53
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Telex 6 5709 repat d
Tag
Data
19. April 197G
W/Ja
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Anmelder: Karl Kroyer St. Anne's Limited
St. Anne's ,Koad, bristol Bi>4 4Ai, England
Titel:
Verfahren zur Herstellung eines Zelluloseproduktes
Erfinder: 1. Brian William Attwood,
155 Memorial iioad, Hanham, Bristol, England
2. Dennis Raymond Hicklin, 1 Bumper Batch, Midford Koad, liath,
England
3. Derek Graham Walter White,
66 West Town Lane, Bristol BS4 5ÜB, England
Priorität: Großbritannien Nr. 17 923/77 vom 29. April 1977
609844/0862
Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 75020073) 5839300 Postscheck München 89369-801
Gerichtsstand Regensburg
Uie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, z.D. Papier, Pappe, Faltschachtelpappe und Kartopappe sowie auf ein auf diese Weise hergestelltes Produkt, und stellt eine Weiterentwicklung des Gegenstandes der DE-AS 24 34 55o dar. Obgleich vorliegende Erfindung nicht darauf beschrankt ist, wird nachstehend bezug auf die Herstellung von Kartonpappengüte/n von Faltschachtelpappe und Papier genommen.
Die DE-AS 24 34 558 zeigt ein Verfahren zum Befeuchten einer im Trockenverfahren gelegten üahn aus Zellulosefasermaterial, indem eine Schicht aus wässerigem, Zellulosefasermaterial oder eine nach den i-Jaßverfahren gelegte Liahn aus Zellulosefasermaterial mit einer nach dem Trockenverfahren gelegten Cahn aus Zellulosefasern kombiniert und die Anordnung dadurch konsolidiert wird, daß sie Wurme und Druck ausgesetzt wird. Diesem Vorschlag der Anmelderin ist auch zu entnehmen, daß zwei derartige konsolidierte Anordnungen Rücken an Rücken miteinander verbunden v/erden, wobei die im Maßverfahren gelegten [Jahnen die äußersten schichten des Produktes und die im Trockenverfahren gelegten Bahnen die irreren Schichten des fertigen Produktes bilden. Ein derartiges Endprodukt, das aus zwei vorkonsolidierten bchichtanordnungen besteht, hat über die gesamte Dicke eine verhältnismäßig gleichmäßige Festigkeit.
Desweiteren ist aus DE-AS 23 42 811 bekannt, eine nach dem Trockenverfahren geformte Zellulosebahn durch Wärme und Druck zu konsolidieren und sie zwischen zwei im Naßverfahren geformten Bahnen anzuordnen. Das auf diese Weise erzielte Produkt hat ebenfalls eine verhältnismäßig gleichförmige Festigkeit über die gesamte Dicke.
Das Verfahren des Legens von Zellulosefasern nach dem Trockenverfahren zur Ausbildung einer trocken gelegten Bahn und das Verfahren zum Konsolidieren einer nach dem Trockenverfahren gelegten üahn durch Wärme und
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Druck zur Erzielung einer Festigkeit in der Dahn sind in DE-PS ... (P 23 33 732) beschrieben. Das "Konsolidieren" einer nach dem Trockenverfahren gelegten Zellulosefaserbahn wird in vorliegender Anmeldung in dem gleichen Sinne wie in dem soeben genannten älteren Vorschlag der Anmelderin verstanden.
Die Zusammenhänge, aufgrund deren eine Konsolidierung durch Wärme und Druck eine Festigkeit in einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn erzeugt, ist noch nicht vollständig geklärt, es wird jedoch angenommen, daß hierzu ein hohes Mai3 an Wasserstoffbindung zwischen den Fasern beiträgt.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein mehrschichtiges Zellulosefaserprodukt zu schaffen, bei dem Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten Schichten konzentriert sind, und das die vorteilhaften Eigenschaften von nach dem Naßverfahren und nach dem Trockenverfahren gelegten Zellulosebahnen ausnützt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, bei dem Zellulosefasern nach dem Uaßverfahren gelegt werden, damit erste und zweite naßgelegte Schichten erhalten werden, bei dem Zellulosefasern nach dem Trockenverfahren gelegt werden, damit wenigstens eine trocken gelegte Schicht erhalten wird, und bei dem die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen den nach dem Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet wird, um das Produkt zu erzielen, vorgeschlagen, bei dem die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht durch Wärme und Druck konsolidiert wird, nachdem sie mit wenigstens einer der nach dem Naßverfahren gelegten Schichten kombiniert worden ist0 Wenn eine nach dem Trockenverfahren gelegte Bahn mit einer nach dem Naßverfahren gelegten Bahn in Sandwichform kombiniert wird, werden die beiden Bahnen in Kontakt miteinander
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gebracht, entweder dadurch, daß eine über die andere gelegt v/ird oder daß eine in Kontakt mit der anderen gepreßt wird; die Schichten der sich daraus ergebenden Anordnung, die voneinander unterscheidbar sind, sind von da ab fest miteinander verbunden.
Vorzugsweise wird die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schich konsolidiert, nachdem sie zwischen die im Nähverfahren gelegten Schichten eingesetzt worden ist.
Wenigstens eine der im Naßverfahren gelegten Schichten kann eine äußerst Lage des Produktes darstellen, und vorzugsweise sind beide äußersten Lagen des Produktes durch im Naßverfahren gelegte Schichten gebildet.
Die Konsolidierung wird vorzugsweise so durchgeführt, daß die Anordnung aus der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht mit einer oder beiden im Nähverfahren gelegten Schichten in Kontakt mit einem beheizten Konsolidierzylinder über eine Vielzahl von im Abstand um den Zylinder angeordneten Druckwalzen gepreßt wird. Die Temperatur des Konsolidierzylinders beträgt vorzugsweise mindestens 65 C, und jede Druckwalze wird vorzugsweise mit einem Druck von wenigstens 25 kg pro linearen Zentimeter (klc) aufgebracht. Die Temperatur des Konsolidierzylinders liegt vorzugsweise im bereich von 90 bis IuO C, und der durch jede Druckwalze aufgebrachte Druck liegt vorzugsweise im Bereich von 35-45 klc.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Zellulosefasern, die die oder jede im Trocken verfahren gelegte Schicht ergeben, liegt vorzugsweise im Bereich von ό bis 12 Gewichtsprozent unmittelbar bevor die Fasern gelegt werden.
Nachdem die oder jede im Trockenverfahren gelegte Schicht trockengelegt worden ist, bevor sie jedoch mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert wird, kann die oder jede im Trockenverfahren gelegte Schicht
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mit Vi'asser besprüht v/erden, damit der Feuchtigkeitsgehalt bis auf 20 bis 25 Gewichtsprozent gebracht wird. Andererseits kann die Feuchtigkeit, die zur Konsolidierung der oder jeder trockengelegten Schicht erforderlich ist, vollständig durch den Feuchtigkeitsgehalt der im i-laßverfahren gelegten Schicht(en) zugeführt werden.
Das Verfahren kann ferner umfassen, daß eine im ilaßverfahren gelegte Schicht zwischen zweijim Trockenverfahren gelegte Schichten eingesetzt wird, und dai3 dann die im Trockenverfahren gelegten Schichten zwischen äußerste, im Naßverfahren gelegte Schichten vor dem Konsolidieren eingesetzt werden.
Das Verfahren kann ferner mit einschließen, daß eine einzige, im Trocken-f verfahren gelegte Schicht mit einer im liaxlverfahren gelegten Schicht kombiniert wird, daß die Kombination konsolidiert wird, und daß dann eine zweite, im Naßverfahren gelegte Schicht mit der im Trockenverfahren gelegten Schicht kombiniert wird, damit eine im Trockenverfahren gelegte! Schicht zwischen zwei im IJaßverfahren gelegten schichten eingesetzt wird^
Die bevorzugte ÄisfUhrungsform des Verfahrens umfaßt das Anordnen wenigstens einer im Trockenverfahren gelegten Schicht zwischen einem Paar von im Naßverfahren gelegten Schichten und in der Konsolidierung der Anordnung.
Der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht kann vor dem Kombinieren mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht bis zu 5 Gewichtsprozent Stärke oder anderes Bindemittel aufgegeben werden.
Die oder jede im Naßverfahren gelegte Schicht kann von einem Stoffauflaufbehälter und einer Stauvorrichtung einer Zylinderformmaschine oder ßüttenmaschine (Vat-Maschine) abgelegt werden oder auf einer Fourdrinier
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maschine hergestellt sein.
Nach einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung wird ein mehrschichtiges Zellulosefaserprodukt vorgeschlagen, das wenigstens eine im Trocke iverfahren gelegte Schicht besitzt, die zwischen äußersten, im Nai3verfahren gelegten Schichten angeordnet ist und konsolidiert wird, und zwar nach dem erfindungsyemäßen Verfahren.
iJachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführuncjsbeisielen erläutert. Es zeigen:
Fig. Ι-ΰ schematische Darstellungen von fünf verschiedenen Ausführungsformen von Einrichtungen nach der Erfindung,
Fig. 6-9 Blockschaltbilder, die unterschiedliche Verfahrensabläufe nach vorliegender Erfindung darstellen, und
Fig. 10, 11, 12 schematische Schnittdarstellungen durch drei mehrschichtige Produkte nach der Erfindung.
xn den Fig. 1-4 ist jeweils mindestens eine Einrichtung 10 dargestellt, mit deren Hilfe Zellulosefasern nach dem Trockenverfahren gelegt werden, und die ein endloses Formsieb 11, einen oder mehrere'Verteilerköpfe 12 über dem Sieb, und einen Vakuumkasten 13 unterhalb des Siebes direkt nach unten an den Verteilerkopf oder die Verteilerköpfe anschließend aufweist. Trockene Fasern, d.h. Holzzellulose, gemischt mit 5 % Stärkebindemittel und etwa 6-12 Gewichtsprozent Feuchtigkeit, werden durch ein Luftverteilersystem (nicht dargestellt) in einem Luftstrom durch den Verteilerkopf oder die Verteilerköpfe 12 auf die Oberfläche des Formsiebeü 11 transportiert, auf der sie eine trocken gelegte Fasermatte bilden; die eingeschlossene Luft wird durch das Formsieb 11 über den Vakuumkasteψ 13 gesaugt. Ein Druckwalzenspalt, der durch die Walzen 14 gebildet wird, gibt einen Druck von 8 - 16 kg pro linearen Zentimeter(klc) auf die
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trocken gelegte Matte auf, um sie zu verdichten. Dann wird 'Wasser auf die verdichtete Matte aus der Wassersprühvorrichtung 15 aufgesprüht, um den Feuchtigkeitsgehalt der trocken gelegten Matte auf einen Viert von 20 bis 25 Gewichtsprozent zu bringen.
In Fig. 1 sind erste und zweite Zylinderformmaschinen zum Naßlegen mit Io und 17 dargestellt. Die erste Zylinderformmaschine Io besitzt einen Formzylinder 18, einen Explosionskammer-Stoffauflaufbehälter und eine Stauvorrichtung 19 der in den brit. Patentanmeldungen 19 053/75 und 7070/77 beschriebenen Art, die nunmehr als "Formeinrichtung" bezeichnet ; wird, um nasses Zellulosefasermaterial auf dem Formzylinder Iu abzulegen;} eine erste Übertragungswalze 20 steht mit dem Formzylinder 18 und eine zweite Übertragungswalze 21 mit einem Konsolidierzylinder 22 in Kontakt, j der auf mindestens 65 C aufgeheizt ist; ein endloses Sieb 23 ist um die ersten und zweiten Übeftragungswalzen 20, 21 geschlungen.
Die zweite Zylinderformmaschine 17 weist in ähnlicher Weise einen Formzylinder 24, eine Formeinrichtung 25 zum Ablegen nassem Zellulosefasermaterials auf dem Formzylinder 24, eine Übertragungswalze 26 in Kontakt mit dem Formzylinder 24, eine Berührübertragungswalze 27 (kiss transfer roll) in Kontakt mit dem Sieb 23 und ein endloses Sieb 28, das um die Walzen 26 und 27 geschlungen ist, auf.
Es sind wenigstens zwei Druckwalzen 29 in Kontakt mit dem aufgeheizten Konsolidierzylinder vorgesehen, damit Üruckwalzenspalte von wenigstens 25 klc um den Umfang erzielt werden, und eine Endabnahmewalze 13 zur Übertragung der Bahn, die von dem Konsolidierzylinder 22 kommt, auf bekannte Trocknungs- und Oberflächenendbearbeitungsabschnitte (nicht dargestellt) auf.
Auf jedem der Siebe 23 und 28 wird eine im Naßverfahren gelegte Zellu-
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loseschicht mit Hilfe der Formzylinder und Formeinrichtungen ausgebildet Die im Trockenverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb Π wird auf die im Wählverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 28 mit HiJf e einer Übertragungswalze 31 übertragen, die mit der im Naßverfahren gelegten Schicht auf dem Sieb 20 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc in Kontakt steht. Die kombinierten Schichten auf dem Sieb 23 werden dann auf die im Naßverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 23 mit Hilfe einer Berührübertragungswalze 27 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc übertragen, so daß die im Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen den im Naßverfahren gelegte Schichten in Sandwichform angeordnet ist. Die dreischichtige Bahn, die nunmehr einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 30 Gewichtsprozent besitzt, wird dann durch die Konsolidierspalte um den Umfang des Konsolidierzylinders herum mit einer Temperatur von 115 C und einem Spaltdruck von 45 klc geführt. Die konsolidierte, dreischichtige Bahn gelangt dann in Trocknungs- und Endbearbeitungsabschnitte.
Die konsolidierte, dreischichtige Bahn hat den schematisch im Querschnitt in Fig. 10 gezeigten Aufbau und besitzt eine vergleichsweise sperrige, mittlere, im Trockenverfahren gelegte Schicht 32, die zwischen kräftigen Schichten 33 angeordnet sind, welche durch die im Naßverfahren gelegten Schichten dargestellt sind. Die Bahn besitzt glatte Oberflächen, gute Falteigenschaften, ein Steifigkeitsverhältnis (Steifigkeit in Bearbeitungsrichtung zu Steifigkeit in Querbearbeitungsrichtung) im Bereich von 1,5:1 und eine Gesamtsteifigkeit, die etwa den doppelten Wert eines im normalen Trockenverfahren hergestellten Materials hat.
In Fig. 2 sind erste und zwate, im Naßverfahren arbeitende Maschinen 34, 35 dargestellt, die Zylinderformmaschinen 36, 37, Formeinrichtungen 38, 39 und endlose Siebe 40, 41 aufweisen; die Anordnung ist so gewählt, daß jede Formeinrichtung «in bahnförmiges Material direkt auf ihr Sieb aufbringt. Es sind zwei Trockenlegungsabschnitte 10 vorgesehen, die beide
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im Aufbau und in der Wirkungsweise ähnlich dem nach Fig. 1 sind, und die so angeordnet sind, daß aufeinanderfolgende, im Trockenverfahren gelegte Schichten auf die im Naßverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 40 durch entsprechende Übertragungswalzen 42, 43 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc übertragen werden. Die im Naßverfahren gelegteSchicht auf dem Sieb41 wird aber dann auf die im Trockenverfahren gelegten Schichten auf dem Sieb 40 durch Übertragungswalzen 44 mit Drücken von 1,7 bis 3,5 klc übertragen, so daß die im Trockenverfahren gelegten Schichten zwischen den im Naßverfahren gelegten Schichten sandwichartig angeordnet sind. W'assersprühköpfe 49 sind in Abständen längs des Trumes des Siebes 40 so angeordnet, daß genügend Feuchtigkeit für die im Trockenverfahren gelegten Schichten bereitgestellt wird, daß die mehrschichtige Bahn einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 30 % für die Konsolidierung besitzt. Die vierschichtige Bahn wird dann auf einen Konsolidierzylinder 45 und Walzer spalte, die durch die Umfangsdruckwalzen 46 gebildet werden, übertragen, wo sie mit der Temperatur und dem Druck, auf die in Verbindung mit Fig. 1 bezug genommen ist, konsolidiert wird. Die konsolidierte Bahn wird dann auf Endbearbeitungsabschnitte (nicht dargestellt) übertragen.
Die konsolidierte, vierschichtige Bahn hat den Aufbau, der schematisch im Querschnitt in Fig. 11 dargestellt ist und besitzt zwei vergleichsweise sperrige, im Trockenverfahren gelegte mittlere Schichten 47, die zwischen starke dünne Schichten 48 gesetzt sind, welche durch die im Naßverfahren gelegten Schichten gebildet werden.
In Fig. 3 ist eine Anordnung von im Naßverfahren und im Trockenverfahren arbeitenden Einrichtungen dargestellt, die in ihrem Aufbau und in ihrer Arbeitsweise denen nach Fig. 2 ähnlich sind (ähnliche Einrichtungen haben die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 2), mit der Ausnahme, daß eine weitere im Naßverfahren arbeitende Haschine 50 ähnlich der Maschine 34 zwischen den im Trockenverfahren arbeitenden Maschinen vorgesehen ist,
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so daß eine im Nähverfahren gelegte Schicht zwischen die beiden im Trockenverfahren gelegten Schichten sandv/ichartig eingesetzt werden kann. Die Sprühköpfe 49 sind direkt auf die im Trockenverfahren gelegten Bahnen gerichtet, bevor sie die im Trockenverfahren arbeitenden Maschine ι verlassen.
Die fünfschichtige Bahn, die mit der Einrichtung nach Fig. 3 konsolidier: worden ist, hat den schematisch im Querschnitt in i-'ig. 12 gezeigten Aufbau und besitzt in dieser Reihenfolge eine äußere, im Naßverfahren gelegte Schicht 51, eine sperrige, im Trockenverfahren gelegte Schicht 52,j eine mittlere, im Naßverfahren gelegte Schicht 53, eine sperrige, im j Trockenverfahren gelegte Schicht 54 und eine äußere, im Naßverfahren gelegte Schicht 55. Man hat festgestellt, daß die im Naßverfahren gelegt^ Schicht 53 zusätzliche Feuchtigkeit ergibt, um eine Konsolidierung der innersten Teile der im Trockenverfahren gelegten Schichten zu gewährleisten.
In Fig. 4 sind eine im Trockenverfahren arbeitende Maschine 10, erste und zweite, im Naßverfahren arbeitende Haschinen 56, 57, und ein Konsolii dierzylinder 53 gezeigt. Die im Naßverfahren arbeitenden Maschinen 56, 57 weisen entsprechende Formsy linder 59, 60, Formeinrichtungen 61, 62, endlose Siebe 63, 64, Übertragungswalzen 65, 66, die die Siebe gegen die Formzylinder drücken, und Übertragungswalzen 67, 68, die die Siebe gegen die Konsolidierzylinder drücken, auf.
Das endlose Sieb 11 der im Trockenverfahren arbeitenden Maschine ist um Übertragungswalzen 69, 70 herumgeführt, die im Abstand um den Umfang des Konsolidierzylinders 58 herum versetzt sind und denen ein ausreichender Druck aufgegeben wird, um Konsolidierspalte zu erzielen. Eine weitere Konsolidierwalze 71 wirkt im Umfangsbereich zwischen den Walzen 69 und 70 gegen den Konsolidierzylinder. Das endlose Sieb 11 der im Trockenverfahren
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arbeitenden Haschine wird gegen die Oberfläche des Konsolidierzylinders über einem Teil des Umfanges gehalten. Ein Sprühkopf 15 ist auf die im Trockenverfahren gelegte Bahn gerichtet, bevor die Bahn den Konsolidierzylinder erreicht, so daß der Wassergehalt auf den für den Konsolidiervorgang erforderlichen Wert gebracht wird.
Die Anordnung der im Naßverfahren und im Trockenverfahren arbeitenden Maschinen ist so gewählt, daß die im Naßverfahren arbeitende Maschine eine naßgelegte Bahn auf den Konsolidierzylinder aufbringt, die im Trockenverfahren arbeitende Maschine eine trockengelegte Bahn auf die Oberseite der naßgelegten Bahn aufbringt, wenn sie auf dem Konsolidierzylinder angeordnet ist, und die kombinierten Bahnen bei den Temperaturen und Drücken, die in Verbindung mit Fig. 1 angegeben sind, konsolidiert werden, und daß die im Naßverfahren arbeitende Maschine 57 die zweite naßgelegte Bahn auf die konsolidierten kombinierten Bahnen auf dem Konsolidierzylinder mit einem Druck von 25 klc aufbringt, damit eine dreischichtige Bahn der in Verbindung mit Fig. 10 beshriebenen Art erhalten wird. Die dreischichtige Bahn wird im Anschluß daran von dem Konsolidierzylinder abgenommen und in bekannte Trocknungs- und Endbearbeitungsabschnitte (nicht gezeigt) übergeführt.
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Aufbaues von im Trocken verfahren arbeitenden und im Naßverfahren arbeitenden Maschinen, wie sie praktisch zur Herstellung einer vierschichtigen Bahn, die schematisch in Fig. 11 dargestellt ist, verwendet werden können.
In Fig. 5 sind zwei Verteilerköpfe 101, 102 zum Trockenlegen von Zellulos fasern gezeigt, um aufeinanderfolgende Zelluloseschichten übereinander auf einem durchlöcherten, durchlaufenden Formsieb oder Formband 103 auszubilden. Unterhalb des Siebes 103 und unmittelbar unter den Verteilerköpfen 101, 102 sind Vakuumkästen 104, 105 vorgesehen, um die Fasern auf
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das Sieb aufzubringen.
Eine Druckformeinrichtung 106 legt eine Bahn aus nassem Zellulosefasermaterial auf ein zweites, durchlöchertes, durchlaufendes Formsieb oder Formband 107. Das auf dem Sieb 107 abgelegte Material wird durch Entwässerungsschaufeln 108 und Vakuumkästen 109 entwässert. Die im Trockenverfahren gelegten Schichten auf dem Formsieb 103 werden auf das im Naßverfahren gelegte fiaterial auf das Formsieb 107 über Übertragungs-Walzen 110, 111 mit einem Druck von 1,7 bis 3,5 klc übertragen. Die übertragungswalze 111 ist, wie durch Pfeile 112 angedeutet, einstellbar.
Eine zweite Bahn aus nassem Zellulosefasermaterial wird Von einer Formeinrichtung 113 (vat former) auf ein endloses Sieb 114 abgelegt, während es um einen Formzylinder 115 geführt wird. Eine weitere Schicht aus Zellulosematerial kann wahlweise auf der zweiten fiaterialbahn, die sich bereits auf dem Sieb 114 befindet, mit Hilfe einer Projektionsformeinrichtung 116 abgelegt werden. Entwässerungsschaufeln 117 und ein Auffangbehälter Ho sind zum Entwässern der Bahn auf dem Sieb 114 vorgesehen.
Die kombinierten, im Trockenverfahren gelegten und im Naßverfahren gelegten Schichten auf dem Sieb 107 werden auf die im Naßverfahren gelegte Bahn auf dem Sieb 114 über Gummiwalzen 119 mit einem Druck von 1,7 bis 3, klc übertragen, so daß die im Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen der im Naßverfahren gelegten Schicht, die durch die Druckformeinrichtung 106 erhalten wird, und der im Naßverfahren giegtenSchicht, die durch die Formeinrichtung 113 erzielt wird, angeordnet ist.
Die sich ergebende vierschichtige Bahn wird dann von dem Sieb 114 auf ein weiteres endloses Formsieb 120 mit Hilfe einer Übertragungswalze 121, um die das Sieb 114 geschlungen ist, in Walzenspaltkontakt mit einer Vakuumübertragungswalze 122, um die das Sieb 120 geschlungen ist, übertragen.
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Das durch die "Walze 122 erzeugte Vakuum gewährleistet, da3 die Bahn auf das Sieb 120 übertragen wird.
Die von dem Sieb 120 aufgenommene üahn wird um einen Teil des Umfanges eines Konsolidierzylinders 123 geführt, der auf eine Temperatur von 150 C aufgeheizt wird, und wird gegen die Oberfläche des Konsolidierzylinders 123 über drei Druckwalzen 124 gedrückt, die auf die Unterseite des Siebes 120 wirken, damit Druckwalzenspalte mit wenigstens 25 klc, vorzugsweise 35-45 klc um den Umfang des Zylinders 123 erzielt werden.
Die konsolidierte vierschichtige Üahn 125, die den schematisch im Schnit in Fig. 11 gezeigten Aufbau besitzt, wird dann von dem Konsolidierzylinder 123 abgenommen und bekannten Trocknungs- und Oberflächenendbearbeitungsabschnitten (nicht gezeigt) aufgegeben.
Das Prinzip des Verfahrens nach vorliegender Erfindung ist im Blockschal bild in den Fig. 6-9 dargestellt, aus denen sich ergibt, daß eine im Trockenverfahren gelegte innere Schicht mit mindestens einer im Naßverfahren gelegten Schicht vor dem Konsolidiervorgang kombiniert und vorzugsweise, wie in den Fig. 6-8 gezeigt, sandwichartig zwischen den beidei im Naßverfahren gelegten Schichten vor dem Konsolidiervorgang angeordnet wird.
Die nassen Schichten können mit einem Grundgewicht im Bereich von
2
10-100 g /m , und die trockengelegte Schicht oder die trockengelegten
2 Schichten -mit einem Grundgewicht von 20-300 g /m hergestellt werden, was ein Gesamtgrundgewicht für das Produkt von 40-500 g /m ergibt. Bei eine: bestimmten Anlage kann jede im Naßverfahren gelegte äußere Schicht ein
2
Grundgewicht von 30 g /m und die innere, im Trockenverfahren gelegte
2
Schicht ein Grundgewicht von 200 g /m haben, was ein Gesamtgrundgewicht
2
von 260 g /m ergibt.
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Die nachfolgende Tabelle gibt bestimmte Eigenschaften einer nach vorliegender Erfindung hergestellten Pappe im Vergleich zu Eigenschaften von Pappen, die nach bekannten Trockenlegungs- und iiaßlegungstechniken hergestellt v/erden, an.
In der Tabelle bezeichnen
A eine trockengeformte Pappe, die zwei äußere Schichten von gebleichter Zellulosefaser und eine mittlere Schicht aus schnellgetrockneter nechanischer Zellulosefaser besitzt,
[ι und C sind typische im Naßverfahren geformte Pappen,
D ist eine doppelt bekleidete, im Naßverfahren geformte WeiOpappe mit zv/ei äußeren Schichten aus gebleichter chemischer Zellulosepulpe und einer inneren Schicht aus mechanischer Zellulosepulpe,
E ist eine zweischichtige Pappe, die aus einer im ilaßverfahren gelegten und einer im Trockenverfahren gelegten Schicht besteht, und
F1G sind zwei dreischichtige Pappen nach vorliegender Erfindung, bei denen eine im Trockenverfahren gelegte Schicht in Sandwichform zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet und konsolidiert ist
MD bedeutet "in Bearbeitungsrichtung" und
XD bedeutet "quer zur Bearbeitungsrichtung".
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Tabelle
Grundgewicht
(g/m2)		 Dicke
(μηι)		 Steifigkeit (gm)
(Kenleyeinheit)
i-D XD		 12 Verhältnis
id/xd 		M rü.xD
295 475 14 12 1.2 13
Pappe 275 450 36 ö 3 20,0
A 270 350 28 10 3,5 15
ΰ 280 350 32 13 3,2 17,9
C 270 4λΟ 20 Ic 1,5 10,1
D 280 425 30 27 1,7 23,2
E 285 475 32 1,2 29,4
F
G
Aus der Tabelle ergibt sich, daß die im Trockenverfahren geformte Pappe
(A) dem "Quadrat" sehr nahe kommt, und zwar in dem Sinn, daß das Verhält· nis der Steifigkeit in Bearbeitungsrichtung zur Querbearbeitungsrichtung nahe bei 1 liegt, während die im Naßverfahren geformten Pappen (B, C, D) Steifigkeitsverhältnisse von 3 und darüber haben und somit nicht
"quadratisch" sind. Die Gesamtsteifigkeit der im NaSverfahren geformten
Pappen (gemessen durch V M).XD) ist wesentlich höher als das der im
Trockenverfahren geformten Pappe.
Die mehrschichtigen Pappen (E, F, G) haben Steifigkeitsverhältnisse, die mit denen von im Trockenverfahren geformter Pappe (A) vergleichbar sind, haben jedoch eine Gesamtsteifigkeit, die der von im Naßverfahren geformten Pappen (B, C, D) vergleichbar ist. Insbesondere ist die Gesamtsteifigkeit der Pappen (F, G) nach vorliegender Erfindung der irgendeiner der im Naßverfahren geformten Pappen überlegen.
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oomit kombiniert das Produkt nach vorliegender Erfindung die Steifigkeit eines im Uaßverfahren gelegten Produktes mit den "Quadrat"-Eigenschaften eines im Trockenverfahren gelegten Produktes.
Ein weiterer Vorteil des Produktes nach vorliegender Erfindung besteht darin, daß der mittlere Teil dieses Produktes verhältnismäßig sperrig ist und eine geringe Festigkeit im Vergleich zu der Festigkeit und höheren Dichte der im Uaßverfahren geformten äußeren Schichten besitzt, so daß die Festigkeit des Produktes in den äußersten Schichten konzentriert ist und damit die Falteigenschaften verstärkt sind.
Ferner können dem Material für die im Naßverfahren geformten Schichten vor dem Legen der Schichten Schlicht- und Oberflächenüberzugsmittel beigegeben werden, so daß es nicht mehr erforderlich ist, dem fertigen Produkt Schlicht- und Oberflächenüberzugsmittel aufzugeben.
Es braucht nicht notwendig sein, der im Trockenverfahren gelegten Bahn Wasser hinzuzufügen, da der Wassergehalt der im Naßverfahren gelegten Schichten genügend groß sein kann, damit eine Konsolidierung der im Trockenverfahren gelegten mittleren Schicht erreicht wird.
Für das Verfahren nach vorliegender Erfindung sind andere Möglichkeiten von im S-ia3verfahren arbeitenden Haschinen möglich. Beispielsweise kann eine herkömmliche Zylinderformmaschine oder Vat-Maschine oder aber eine Fourdriniermaschine mit Vakuumkästen verwendet werden*
Vorstehend sind vier Ausführungsbeispiele beschrieben worden, es sind jedoch im Rahmen vorliegender Erfindung eine Reihe von Variationen möglich, um ein mehrschichtiges Produkt herzustellen, bei dem eine in Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei äußeren im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet ist. Beispielsweise können
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Mehrfach-Trockenlegungsköpfe auf dem Trockenlegungssieb verwendet werden. Ferner können Vakuumwalzen in Verbindung mit den i<Sa«legungssieben verwendet werden. Eine geringe Konsolidierung kann der im Trockenverfahren gelegten Schicht aufgegeben werden, bevor sie mit den im iJa '.!verfahren gelegten Schichten kombiniert wird; diese Kombination erhält dann die vollständige Konsolidierbehandlung. Trockene Fasern können selbst direkt auf eine im Naßverfahren gelegte Bahn aufgebracht werden. Ferner können im Trockenverfahren gelegte Schichten nit im Malverfahren gelegten Schichten kombiniert und dann Rücken an Rücken (d.h. trockene Schicht gegen trockene Schicht) vor dem Konsolidieren verbunden werden.
Die Temperatur des Konsolidierzylinders liegt in der Großenordnungvon 65-ibO C, und der von jeder Konsolidierwalze aufgebrachte Kansolidierdruck liegt in der Größenordnung von 25-45 klc; es können jedoch für spezielle Anwendungsfälle Temperaturen und Drücke außerhalb dieser angegebenen Wertbereiche angewendet werden.
Den trockenen Fasern kann bis zu 15 Gewichtsprozent Stärke zugefügt v/erden.
Die Faltbarkeit des mehrschichtigen Produktes nach vorliegender Erfindung ist im Vergleich zu der Faltbarkeit der besten im Naßverfahren gelegten Pappen außerordentlich gut.
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Claims (16)

  1. Patentansprüche
    1· Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß Zellulosefasern zur Ausbildung
    erster und zweiter naß gelegter Schichten im Haßverfahren gelegt
    werden, daß Zellulosefasern zur Ausbildung wenigstens einer trockengelegten Schicht im Trockenverfahren gelegt v/erden, daß die oder jede trocken gelegte Schicht sandwichartig zwischen den im Naßverfahren
    gelegten Schichten angeordnet werden, und daß die oder jede im Trocker verfahren gelegte Schicht durch Wärme und Druck konsolidiert wird,
    nachdem sie mit wenigstens einer der im Naßverfahren gelegten Schich-
    ten kombiniert worden ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht nach der Schihtung zwischen den naß gelegten Lagen konsolidiert wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Konsolidierung durch Unterdrucksetzen der Kombination aus der oder
    jeder nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht mit einer oder beider im Naßverfahren gelegten Schichten in Kontakt mit einem aufgeheizten Konsolidierungszylinder über eine Vielzahl von Druckwalzen, die um
    den Zylinder im Abstand angeordnet sind, vorgenommen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Konsolidierungszylinders mindestens 65 C beträgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Konsolidierungszylinders im Bereich von 90 C bis 180 C liegt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede
    ORIGINAL INSPECTED
    Druckwalze mit einem Druck von mindestens 25 kg pro linearen Zentimeter (klc) aufgebracht wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch jede Druckwalze aufgebrachteDruck in der Größenordnung von 35-45 klc liegt
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Zellulosefasern, der die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht ergibt, vorzugsweise im Bereich von ό-12 Gewichtsprozent unmittelbar vor dem Legen der Fasern j beträgt.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem trocken Legen der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht, jedoch vor ihrer Verbindung mit einer im Nähverfahren gelegten Schicht, die oder jede im Trockenverfahren gelegte Schicht mit Wasser besprüht wird, damit der Feuchtigkeitsgehalt bis auf 20 bis 25 Gewichtsprozent gebracht wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Konsolidieren der oder jeder im Trockenverfahren gelegter Schicht erforderliche Feuchtigkeit vollständig durch den Feuchtigkeitsgehalt der im Naßverfahren gelegten Schichten) zugeführt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 5 Gewichtsprozent Stärke oder anderes Bindermittel der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht vor dem Verbinden mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht aufgegeben wird.
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  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daB wenigstens eine der im iJaßverfahren gelegten Lagen eine äußerste Schicht des Produktes darstellt.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da.3 die beiden äußersten Schichten des Produktes durch im Naßverfahren gelegte Schichten gebildet werden.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Naßverfahren gelegte Schicht zwischen zwei Trockenverfah-j ren gelegten Schichten angeordnet wird und daß dann die im Trockenverfahren gelegte Schicht vor dem Konsolidieren zwischen den äußerste im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet werden.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige im Trockenverfahren gelegte Sc-hicht mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert wird, daß die Kombination konsolidiert wird und daß dann eine zweite im Naßverfahren gelegte Schicht mit der im Trockenverfahren gelegten Schicht kombiniert wird,\ damit eine im Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen den beiden im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet wird.
  16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine im Trockenverfahren gelegte Schicht zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet und die Kombination konsolidiert wird.
    17o Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede im Naßverfahren gelegte Schicht aus einem Stoffauflaufbehälter und einer Stauvorrichtung, einer Zylinderform- oder Vat-Maschine oder auf einer Fourdriniermaschine aufgetragen wird.
    809844/086?
    13. Mehrlagiges faserförmiges Zelluloseprodukt, gekennzeichnet durch wenigstens eine im Trockenverfahren gelegte Schicht, die zwischen äußersten im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet ist sowie konsolidiert wird, und zwar nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
    8098U/086?
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