DE2817479C2 - Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen ZellulosefaserproduktesInfo
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Description
Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, z. B. Papier, Pappe, Faltschachtelpappe und
Karton, sowie auf ein auf diese Weise hergestelltes Produkt und stellt eine Weiterentwicklung des Gegenstandes
der DE-PS 24 34 558 dar. Als spezielle Anwendung vorliegender Erfindung wird nachstehend
auf die Herstellung von Kartonmaterialien für Faltschachtelpappe und Papier bezug genommen.
Die DE-PS 24 34 558 betrifft ein Verfahren zum Befeuchten einer nach dem Trockenverfahren gelegten
Bahn aus Zellulosefasermaterial, indem eine Schicht aus wäßrigem Zellulosefasermaterial oder eine nach dem
Naßverfahren gelegte Bahn aus Zellulosefasermaterial mit einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn
aus Zellulosefasern kombiniert und die Anordnung dadurch konsolidiert wird, daß sie Wärme und Druck
ausgesetzt wird. Das Kombinieron einer nach dem
Naßverfahren gelegten Schicht mit einer nach dem Trockenverfahren gelegten .Schicht erfolgt hierbei,
damit die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit genügend Feuchtigkeit versehen wird, um eine
wirksame Konsolidierung bei einer nachfolgenden Stufe zu erzielen, ohne daß die nach dem Trockenverfahren
gelegten Fasern zu sehr beeinflußt werden. Die auf diese Weise hergestellte Bahn ist zweilagig. Des weiteren ist
w) aus dieser Entgegenhaltung bekannt daß zwei derartige
konsolidierte Anordnungen Rücken an Rücken miteinander verbunden werden, wobei die nach dem
Naßverfahren gelegten Bahnen die äußersten Schichten des Produktes und die nach dem Trockenverfahren
gelegten Bahnen die inneren Schichten des fertigen Produktes bilden. Ein derartiges Endprodukt das aus
zwei vorkonsolidierten Schichtanordnungen besteht, hat über die gesamte Dicke eine weitgehend gleichmäßige
Festigkeit Dieser Vorgang stellt nichts anderes dar als einen Laminierschritt, und ergibt keinen Aufbau mit
integraler mittlerer Schicht.
Aus der DE-AS 23 42 811 ist bekannt eine nach dem
Trockenverfahren geformte Zellulosebahn durch Wärme und Druck zu konsolidieren und sie zwischen zwei
im Naßverfahren gelegten Bahnen anzuordnen und zu laminieren. Die Vorkonsolidierung bewirkt daß eine
erhebliche Festigkeit in der nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht erzielt wird. Bei der auf diese Weise
hergestellten Bahn sind die Festigkeit und Steifigkeit ebenfalls weitgehend gleichmäßig über die gesamte
Dicke der Bahn verteilt
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 Bahn durch
Wärme und Druck zur Erzielung einer Festigkeit in der Bahn sind in der DE-OS P 23 33 732 beschrieben. Das
Konsolidieren einer nach dem Trockenverfahren gelegten Zellulosefaserbahn nach vorliegender Erfindung
ist im gleichen Sinne zu verstehen wie nach der soeben genannten Druckschrift
Die Zusammenhänge, aufgrund deren eine Konsolidierung durch Wärme und Druck eine Festigkeit in
einer nach dem Trockenverfahren gelegten Bahn erzeugt, sind nicht vollständig geklärt, es wird jedoch
angenommen, daß hierzu ein hohes Maß an Wasserstoffbindung zwischen den Fasern beiträgt
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes
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 bei einem Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes,
bei dem Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten Schichten konzentriert sind, aus sowohl nach
dem Naßverfahren als nach dem Trockenverfahren hergestellten Faservliesschichten, wobei die nach dem
Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten
angeordnet wird, vorgeschlagen, daß die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit der nach dem
Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert und dann erst durch Wärme und Druck konsolidiert wird. Wenn
eine nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit einer nach dem Naßverfahren gelegten Schicht in
Sandwichform kombiniert wird, werden die beiden Schichten in Kontakt miteinander gebracht, und zwar
entweder dadurch, daß eine Schicht über die andere gelegt wird, oder daß eine Schicht 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.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem Verfahren nach vorliegender Erfindung wird
die gesamte mehrschichtige Bahn einer Wärme- und Druckbehandlung ausgeretzt, durch die die Bahn zu
einem integralen Produkt wird, wobei die Struktur aller Schichten während dieses Vorgangs modifiziert wird
Bei einem Laminiervorgang hingegen werden die Schichten gebildet, bevor sie miteinander laminiert
werden, und der Laminiervorgang hat vergleichsweise einen wesentlich geringeren Einfluß auf die Struktur der
einzelnen Schichten. Im Falle der Erfindung wird die Bahn als Ganzes geformt, indem der Konsolidierschritt
bei dar mehrschichtigen Bahn durchgeführt wird, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten,
nach dem Naßverfahren gelegten Schichten konzentriert wird (Hauteffekt), diese Eigenschaft ist für
Faltkarton ideal Eine Folge dieser Anwendung des Hauteffektes auf mehrschichtige Zellulosebahnen ist,
dtß eine höhere Gesarrmeifigkeit bei einem gegebenen
Kartongewicht erzielt werden kann als mit herkömmlichen Kartonstrukturen, während die Fähigkeit zum
ausreichenden Aufspalten beim Falten erhalten bleibt (dies ist in der speziellen Figurenbeschreibung im
einzelnen dargelegt).
Die nach dem Trockenverfahren gelegte Bahn bzw. gelegten Bahnen des Kartons nach vorliegender
Erfindung sind voluminöser und weniger dicht als die vorkonsolidierte, nach dem Trockenverfahren gelegte
Schicht nach der DE-AS 23 42 811, so daß im Falle der
ι ο Erfindung die Festigkeit des Produktes insbesondere auf
die äußersten Lagen konzentriert wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß die innere, nach dem Trockenverfahren gelegte
Schicht mit der Feuchtigkeit zum Konsolidieren aus nach dem Naßverfahren gelegten Schichten auf beiden
Seiten in symmetrischer Weise versehen wird und daß eine integrale Mittelschicht erzielt wird, so daß eine
Grenzfläche zwischen den vorkonsolidierten, nach dem Trockenverfahren gelegten Schichten vermieden wird.
Eine symmetrische Feuchtigkeitsverteilung auf beiden Seiten der nach dem Trocken-»erfahren gelegten
Schicht trägt, dazu bei, daß die Bahneigenschaften auf
beiden Seiten der fertigen Bahn symmetrisch verteilt sind. Festigkeit und Steifigkeit eines Kartons werden
erhöht, ohne daß es erforderlich ist die Dicke und das Gewicfit proportional zu vergrößern.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert Es zeigen
Fig. 1—5 schematische Darstellungen von fünf verschiedenen Ausführungsformen von Einrichtungen
nach der Erfindung,
Fig.6—3 Blockschaltbilder, die unterschiedliche
Verfahrensabläufe nach vorliegender Erfindung darstellen, und
durch drei mehrschichtige Produkte nach der Erfindung.
sern 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
so Oberfläche des Formsiebes 11 transportiert auf der sie
eine trocken gelegte Fasermatte bilden; die eingeschlossene Luft wird durch das Formsieb 11 über den
Vakuumkasten 13 gesaugt Ein Druckwalzenspalt der Jur».n die Walzen 14 gebildet wird, gibt einen Druck von
8-16 kg pro linearen Zentimeter (klc) auf die 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 gelegen Matte auf einen Wert von 20 bis 25
In F i g. 1 sind erste und zweite Zylinderförmmaschinen
zum Naßlegen mit 16 und 17 dargestellt Die erste Zylinderformmaschine 16 besitzt einen Formzylinder
18, einen Explosionskammer-Stoffauflaufbehälter und eine Stauvorrichtu-y? 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 18
abzulegen; eine erste Übertragungswalze 20 steht mit
dem Formzylinder 18 und eine zweite Übertragungswalze 21 mit einem Konsolidierzylinder 22 in Kontakt,
der auf mindestens 65°C aufgeheizt ist; ein endloses Sieb 23 ist um die ersten und zweiten Übertragungswalzen
20,21 geschlungen.
Die zweite Zylinderformmaschine 17 weist in
ähnlicher Weise einen Formzylinder 24, eine Formeinrichtung 25 zum Ablegen nassen 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 Druckwalzenspalte von wenigstens 25 klc um den Umfang erzielt werden, und eine F.nHahnahmewalze 1.1
zur Übertragung der Bahn, die von dem Konsolidierzylinder 22 kommt, auf bekannte Trocknungs- und
Oberflächenbearbeitungsabschnitte (nicht dargestellt) auf.
Auf jedem der Siebe 23 und 28 wird eine im Naßverfahren gelegte Zelluloseschicht mit Hilfe der
Formzylinder und Formeinrichtungen ausgebildet. Die im Trockenverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 11
wird auf die im Naßverfahren gelegte Schicht auf dem Sieb 28 mit Hilfe einer Übertragungswalze 31
übertragen, die mit der im Naßverfahren gelegten Schicht auf dem Sieb 28 mit einem Druck von 1,7 bis
3,5 klc in Kontakt steht. Die kombinierten Schichten auf dem Sieb 28 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 gelegten
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 F i g. 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 zweite, 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 ein bahnförmiges Material direkt auf ihr Sieb aufbringt Es sind zwei
Trockeniegungsabschnitte 10 vorgesehen, die beide im Aufbau und in der Wirkungsweise ähnlich dsns nach
F i g. 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 gelegte Schicht auf dem Sieb 41 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. Wassersprühköpfe 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 Walzenspalte, die durch die
Umfangsdruckwalzen 46 gebildet werden, übertragen, wo sie mit der Temperatur und dem Druck, auf die in
Verbindung mit Fig. I 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 F i g. 3 ist eine Anordnung von im Naßverfahren und im Trockenverfahren arbeitenden Einrichtungen
dargestellt, die in ihrem Aufbau und in ihrer Arbeitsweise denen nach F i g. 2 ähnlich sind (ähnliche
Einrichtungen haben die gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 2). mit der Ausnahme, daß eine weitere im
Naßverfahren arbeitende Maschine 50 ähnlich der Maschine 34 zwischen den im Trockenverfahren
arbeitenden Maschinen vorgesehen ist, so daß eine im Naßverfahren gelegte Schicht zwischen die beiden im
Trockenverfahren gelegten Schichten sandwichartig eingesetzt werden kann. Die Sprühköpfe 49 sind direkt
auf die im Trockenverfahren gelegten Bahnen gerichtet, bevor sie die im Trockenverfahren arbeitenden
Maschinen verlassen.
Die fünfschichtige Bahn, die mit der Einrichtung nach
F i g. 3 konsolidiert worden ist, hat den schematisch im Querschnitt in F i g. 12 gezeigten Aufbau und besitzt in
dieser Reihenfolge eine äußere, im Naßverfahren gelegte Schicht 51, eine sperrige, im Trockenverfahren
gelegte Schicht 52, eine mittlere, im Naßve-iahren
gelegte Schicht 53, eine sperrige, im Trockenverfahren gelegte Schicht 54 und eine äußere, im Naßverfahren
gelegte Schicht 55. Man hat festgestellt, daß die im Naßverfahren gelegte Schicht 53 zusätzliche Feuchtigkeit
ergibt, um eine Konsolidierung der innersten Teile der im Trockenverfahren gelegten Schichten zu
gewährleisten.
In F i g. 4 sind eine im Trockenverfahren arbeitende Maschine 10, erste und zweite, im Naßverfahren
arbeitende Maschinen 56,57, und ein Konsolidierzylinder
58 gezeigt Die im Naßverfahren arbeitenden Maschinen 56, 57 weisen entsprechende Formzylinder
59, 60, Fonneinrichtungen 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.
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, fiine weitere Konsolidierwalze 71
wirkt im Umfangsbereich zwischen den Walzen 69 und 70 gegen den Konsolidierzylinder. Das endlose Sieb 11
de im Trockenverfahren arbeitenden Maschine 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 NaDverfahren und im Trockenverfahren arbeitenden Maschinen ist so gewählt,
daß die im Naßverfahren arbeitende Maschine 56 eine naßgelegte Bahn auf den Konsolidierzylinder
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 Gummiwai/.en 119 mit einem Druck von
1,7 bis 3,5 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 Nähverfahren gelegten Schicht, die durch die Formeinrichtung 113 erzielt wird,
angeordnet ist.
Die sich ergebende vierschichtijje Bahn wird dann von dem Sieb 114 auf ein weiteres endloses Formsieb
120 mit Hilfe einer Übertragungswulze 121, um die das Sieb 114 geschlungen ist, in Walzenspaltkontakt mit
einer Vakuumübertragungswalze 122, um die das Sieb 120 geschlungen ist, übertragen.
, Hip im Trockenverfahren arbeitende MsEchi- ep.^¥2hr!eis!2t, dsQ die Bsh" s«f dss Sisb !20 überträfen
ne 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 irn 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 beschriebenen Art erhalten wird. Die dreiscf 'chtige 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 Aufbaus von im Trockenverfahren 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 Zellulosefasern 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 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 Material auf das Formsieb 107
Qber Übertragungswalzen 110, 111 mit einem Druck
von 1,7 bis 33 Wc 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 Materialbahn, die sich bereits auf dem Sieb 114 befindet,
mit Hilfe einer Projektionsiormeinrichiung 116 abgelegt
werden. Endwässerungsschaufeln 117 und ein
Auffangbehälter 118 sind zum Entwässern der Bahn auf -'ο wird.
Die von dem Sieb 120 aufgenommene Bahn wird um einen Teil des Umfangs eines Konsolidierzylinders 123
geführt, der auf eine Temperatur von 1500C aufgeheizt
wird, und wird gegen die Oberfläche des Konsolidierzy-
.?■< linders 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.
in Die konsolidierte vierschichtige Bahn 125, die den
schematisch im Schnitt in Fig. 11 gezeigten Aufbau besitzt, wird dann von dem Konsolidierzylinder 123
abgenommen und bekannten Trocknungs- und Oberflächenendbearbeitungsabschnitten (nicht gezeigt) aufge-
i) geben.
Das Prinzip des Verfahrens nach vorliegender Erfindung ist im Blockschaltbild in den Fig. 6 —9
dargestellt, aus denen sich ergibt, daß eine im Trockenverfahren gelegte innere Schicht mit minde-
JO stens einer im Naßverfahren gelegten Schicht vor dem
Konsolidiervorgang kombiniert und vorzugsweise, wie in den Fig. 6-8 gezeigt, sandwichartig zwischen den
beiden im Naßverfahren gelegten ,Schichten vor dem Konsolidiervorgang angeordnet wird.
4> Die nassen Schichten können mit einem Grundgewicht
im Bereich von 10— 100 g/m2, und die trockengelegte Schicht oder die trockengelegten Schichten mit
einem Grundgewicht von 20-300 g/m2 hergestellt werden, was ein Gesamtgrundgewicht für das Produkt
w von 40 — 500 g/m2 ergibt Bei einer bestimmten Anlage
kann jede im Naßverfahren gelegte äußere Schicht ein "Grundgewicht von 30 g/m2 und die innere, im Trockenverfahren
gelegte Schicht ein Grundgewicht von 200 g/m2 haben, was ein Gesamtgrundgewicht von
260 g/m2 ergibt.
Die nachfolgende Tabelle gibt bestimmte Eigenschaften einer nach vorliegender Erfindung hergestellten
Pappe im Vergleich zu Eigenschaften von Pappen, die nach bekannten Trockenlegungs- und Naßlegungstechniken
hergestellt werden, an.
In der Tabelle bezeichnen
In der Tabelle bezeichnen
Schichten von gebleichter Zellulosefaser und eine mittlere Schicht aus schnellgetrockneter
mechanischer ZcHuicsefaser besitzt,
BundC sind typische im Naßverfahren geformte
Pappen,
D ist eine doppelt bekleidete, im Naßverfahren F, G
geformte Weißpappe mit zwei äußeren Schichten aus gebleichter chemischer Zellulosepulpe
und einer inneren Schicht aus mechanischer Zellulosepulpe, >
Naßverfahren gelegten und einer im Trocken- XD verfahrsn gelegten Schicht besteht, und
IO
sind zw?i dreischichtige Pappen nach vorliegender Erfindung, bei denen eine im Trockenverfahren
gelegte Schicht in Sandwichform zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet und konsolidiert ist.
bedeutet »in Bearbeitungsrichtung« und
bedeutet »quer zur Bearbeitungsrichtung«.
bedeutet »in Bearbeitungsrichtung« und
bedeutet »quer zur Bearbeitungsrichtung«.
Puppe | (iriiml- | Dicke | Stellkeil | M) | Verh.illm·» | ι MD M) |
gewicht | I (gm) | 12 | ||||
(g/m2) | (vm) | (Kenleyeinheit) | 12 | MII'M) | ||
Λ | 295 | 475 | MD | 8 | 1.2 | ,., |
B | 275 | 450 | 14 | 10 | 20.8 | |
C" | 270 | 350 | 36 | 13 | 15 | |
I) | 280 | .150 | 28 | IX | ; ■> | I7." |
I | 270 | 420 | 32 | l,> | 16.1 | |
F- | 280 | 425 | 20 | 1." | 23.2 | |
Ci | 285 | 475 | 30 | 1.2 | 2l>.4 | |
32 |
Aus der Tabelle ergibt sich, daß die im Trockenverfahren geformte Pappe (A) dem »Quadrat« sehr nahe
kommt, und zwar in dem Sinn, daß das Verhältnis der Steifigkeit in Bearbeitungsrichtung zur Querbearbei- v>
tungsrichtung 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
Naßverfahren geformten Pappen (gemessen durch r. ^MD · 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. j ■<
Somit kombiniert das Produkt nach vorliegender Erfindung die Steifigkeit eines im Naßverfahren
gelegten Produktes mit den »Quadrate-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 Naßverfahren 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 so werden, so daß es nicht mehr erforderlich ist, dem
fertigen Produkt Schicht- und Oberflächenüberzugsmittel
aufzugeben.
Es braucht nicht notwendig sein, der im Trockenverfahren
gelegten Bahn Wasser hinzuzufügen, da der Wassergehalt der hu Naßverfahren gelegten Schichten
genügend groß sein kann, damit eine Konsolidierung der im Trockenverfahren gelegten mittleren Schicht
erreicht wird.
Für das Verfahren n.'jh vorliegender Erfindung sind
andere Möglichkeiten von im NaOverfahren arbeitenden Maschinen 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 im
Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei äußeren im Naßverfahren gelegten Schichten
angeordnet ist. Beispielsweise können Mehrfach-Trockcnlegungsköpfe
auf dem Trockenl'gungssieb verwendet werden. Ferner können Vakuumwalzen in
Verbindung mit den Naßlegungssieben verwendet werden. Eine geringe Konsolidierung kann der im
Trockenverfahren gelegten Schicht aufgegeben werden, bevor sie mit den im Naßverfahren 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 mit im Naßverfahren 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 Größenordnung von 65—180°C und der von jeder
Konsolidierwalze aufgebrachte Konsolidierdruck liegt in der Größenordnung von 25—45klc; 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 werdea
Die Faltbarkeit des mehrschichtigen Produktes nach '. orliegender Erfindung ist im Vergleich zu der
Faltbarkeit der besten im Naßverfahren gelegten Pappen außerordentlich gut
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:I. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Zellulosefaserproduktes, bei dem Festigkeit und Steifigkeit in den äußersten Schichten konzentriert sind, aus sowohl nach dem Naßverfahren als auch nach dem Trockenverfahren hergestellten Faservliesschichten, wobei die im Trockenverfahren gelegte Schicht sandwichartig zwischen zwei im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit der nach dem Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert und dann erst durch Wärme und Druck konsolidiert wird.Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsolidierung dadurch vorgenommen wird, daß die Kombination aus der oder jeder nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht mit einer ader beiden im Naßverfahren gelegten Schichten in Kontakt mit einem aufgeheizten Konsolidierungszylinder Ober eine Vielzahl von Druckwalzen, die um den Zylinder im Abstand angeordnet sind, unter Druck gesetzt wird.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Konsolidierungszylinders mindestens 65° C beträgt4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Konsolidierungszylinders im Bereich von 90° C bis 180° C Hegt5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckwalze mit einem Druck von mindestem 25 kg pro linearen Zentimeter (klc) angept eß' wird.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch jede Druckwalze aufgebrachte Druck in der Größenordnung von 35-45 klc liegt7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Zellulosefasern, der die oder jede nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht ergibt, vorzugsweise im Bereich von 6—12 Gewichtsprozent unmittelbar vor dem Legen der Fasern beträgt8. Verfahren nach einem der Ansprache 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trockenlegen der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht, jedoch Vor ihrer Verbindung mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht die oder jede im Trockenverfahren gelegte Schicht mit Wasser so besprüht wird, daß damit der Feuchtigkeitsgehalt auf 20 bis 25 Gewichtsprozent gebracht ist9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Konsolidieren der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht erforderliche Feuchtigkeit vollständig durch den Feuchtigkeitsgehalt der im Naßverfahren gelegten Schicht bzw. Schichten zugeführt wird10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 5 Gewichtsprozent Stärke oder anderes Bindemittel der oder jeder im Trockenverfahren gelegten Schicht vor dem Verbinden mit einer im Naßverfahren gelegten Schicht aufgegeben wird.I1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß eine im Naßverfahren gelegte Schicht zwischen zwei im Trockenverfahren gelegten Schichten angeordnet wird und daß danndie im Trockenverfahren gelegte Schicht vor dem Konsolidieren zwischen den äußersten im Naßverfahren gelegten Schichten angeordnet werden.12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige nach dem Trockenverfahren gelegte Schicht mit einer nach dem Naßverfahren gelegten Schicht kombiniert wird, daß die Kombination konsolidiert wird und daß dann eine zweite nach dem Naßverfahrev.. gelegte Schicht mit der nach dem Trockenverfahren gelegten Schicht kombiniert wird.13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 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.
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