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Kenñwõrt: "Doppel-Tissue"
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Papiermaschine zum Herstellen mehrlagiger Faserstoffbahnen, insbesondere
sanitärer Papiere Die Erfindung geht aus von einer Papiermaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1, die bekannt ist aus der US-PS 3 844 881.
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In dieser bekannten Papiermaschine wird zunächst an einer Saugbrustwalze
mit Hilfe eines ersten Stoffauflaufes eine Fasersuspension auf ein Siebband aufgegeben
und vorentwässert. Danach wird auf die derart gebildete Faserstoffbahn mit Hilfe
eines zweiten Stoffauflaufs eine weitere Fasersuspension aufgegeben, die sich in
der Qualität von der ersten Fasersuspension unterscheiden kann. Nach dem zweiten
Stoffauflauf nähert sich das Siebband zusammen mit der sich bildenden mehrlagigen
Faserstoffbahn dem keilförmigen Einlaufspalt in eine gekrümmte Doppelsieb-Strecke.
Diese wird gebildet durch das schon genannte Siebband und durch ein zweites Siebband
sowie durch eine Formierwalze,
die im Inneren des zweiten Siebbandes
angeordnet ist. Diese Formierwalze ist als Saugwalze ausgebildet. Dies bedeutet
folgendes'. In der gekrümmten Strecke erfolgt die Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn,
insbesondere die Entwässerung der zweiten, oberen Lage sowohl nach unten durch das
zuerst genannte Siebband hindurch als auch nach oben durch das zweite Siebband hindurch.
Somit findet dort im Bereich der gekrümmten Doppelsieb-Strecke stets eine beidseitige
Entwässerung statt.
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Eine solche zweiseitige Entwässerung wird auch in vielen anderen,
zur Herstellung einer mehrlaOigen Faserstoffbahn dienenden Doppelsiebpapiermaschinen
angestrebt. Man ist nämlich stets darauf bedacht, daß die Entwässerung möglichst
rasch erfolgt. Darüber hinaus strebt man in vielen Fällen an, daß die gebildete
Faserstoffbahn auf ihren beiden Seiten eine möglichst gleichmäßige Qualität aufweist.
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Als Beispiele für solche bekannte Doppelsiebpapiermaschinen seien
die folgenden Schriften genannt: DE-AS 23 29 658, DE-OS 25 01 365, DE-OS 25 34 290,
US-PS 2 911 039, DE-OS 24 11 739.
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Bei einer weiteren bekannten Anordnung (Zeitschrift papier Technology
and Industrie, Juni 1979, Seiten 195 bis 201, insbesondere Fig. 9) ist folgendes
vorgesehen. Eine zweilagige Faserstoffbahn wird zunächst in einer Vorentwässerungszone
nach unten entwässert und in einer daran anschließenden gekrümmten Doppelsiebstrecke
nach oben.
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Ein Nachteil aller dieser bekannten Anordnungen besteht darin, daß
durch die zweiseitige Entwässerung sehr viel Fein- und Füllstoffe in das Siebwasser
gelangen. Sie werden zwar im Siebwasserkreislauf bekanntlich wieder in den Stoffauflauf
zurückgeführt. Jedoch kann es vorkommen, daß der Gehalt an Fein- und FUllstoffen
im Siebwasser im Laufe der Zeit so hoch wird, daß nicht mehr alle Anforderungen
an die Qualität des hergestellten Papieres erfüllt werden können. Man muß dann einen
höheren Anteil
des Siebwassers (als normalerweise üblich) aus dem
Kreislauf entfernen, wodurch hohe zusätzliche Kosten entstehen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die eingangs genannte
Papiermaschine dahingehend zu verbessern,daß weniger Fein- und Füllstoffe in das
Siebwasser gelangen.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination
gelöst.
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Durch die Erfindung gelingt es, in einer Papiermaschine, die für eine
hohe spezifische Produktionsleistung ausgelegt ist (dank der Führung der zu entwässernden
Faserstoffbahn durch eine gekrümmte Siebstrecke), die Entwässerung der Faserstoffbahn
so zu lenken, daß diese ausschließlich durch das eine Siebband hindurch stattfindet.
Es wird also bewußt auf die bisher stets erwünschte zweiseitige Entwässerung verzichtet
und damit auf die Möglichkeit, das Maximum an spezifischer Produktionsleistung zu
erzielen.
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Da bei der Erfindung außerdem von der bekannten Möglichkeit Gebrauch
gemacht wird, daß die Fasersuspension der zweiten Lage erst dann auf das Siebband
aufgegeben wird, wenn die erste Lage schon vorentwässert ist, dient die erste Lage
bei der gesamten Entwässerung der zweiten Lage als Filterhilfsschicht. Hierdurch
kann, verglichen mit der bekannten Papiermaschine, ein weitaus größerer Anteil der
Fein- und Füllstoffe in der sich bildenden Papierbahn festgehalten werden. Es gelangt
nur noch ein verhältnismäßig geringer Anteil der Feln- und Füllstoffe in das Siebwasser.
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Zugleich wird ein weiterer wesentlicher Vorteil gewonnen: Die einzelnen
Lagen der erzeugten Faserstoffbahn werden daran gehindert, daß sie sich in unerwünschter
Weise vermischen. Dies ist dann von Bedeutung, wenn sich die mehrlagige Faserstoffbahn
aus Faserstoffen unterschiedlicher Qualität und/oder unterschiedlicher Farbe zusammensetzen
soll. So kann z.B. eine zweilagige
Faserstoffbahn aus einer Unterschicht
bestehen, die aus Fasern verhältnismäßig geringer Qualität gebildet ist, und aus
einer Oberschicht, die aus hochwertigem Fasermaterial gebildet ist.
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Durch die Erfindung wird es hierbei ermöglicht, daß die obere, hochwertige
Lage außerordentlich dünn gehalten werden kann und daß sie dennoch die Unterschicht
lückenlos oder wenigstens angenähert lückenlos abdeckt.
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Eine wichtige Voraussetzung für die Erfindung besteht - wie schon
erwähnt - darin, daß eine auf das Siebband aufgebrachte Lage schon bis zu einem
gewissen Grad vorentwässert sein muß, bevor die Fasersuspension (oder mit anderen
orten: der Stoff) für die nächste Lage auf das Siebband auftrifft. DJh. zwischen
den Auftreffbereichen von zwei hintereinanderliegenden Stoffstrahlen muß in Sieblaufrichtung
ein mehr oder weniger großer Abstand eingehalten werden. Die Größe dieses Abstandes
richtet sich teils nach der Qualität und dem Entwässerungsverhalten des für die
jeweilige erste Lage verwendeten Faserstoffes, teils nach der Bauart der Entwässerungselemente,
die dem ersten Stoffauflauf zugeordnet sind.
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So ist z.B. dann ein verhältnismäßig großer Abstand vorzusehen, wenn
der Stoff für die erste Lage auf eine geradlinige Siebstrecke aufgebracht wird,
die durch Saugkästen gestützt ist. Der Abstand kann kürzer werden, wenn das Siebband
im Auftreffbereich des Stoffes für die erste Lage von einer Brustwalze der sogenannten
offenen Bauart (z.B. gemäß DE-AS 13 03 226, Fig. 2, oder US-PS 3 017 928h gestützt
ist. Eine weitere Verkürzung ist möglich bei Verwendung einer Saugbrustwalze (z.B.
gemäß DE-AS 13 03 226, Fig. 35.
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Bei Verwendung einer offenen Brustwalze oder einer Saugbrustwalze
kann es möglich sein, zwei (oder mehrere) Stoffaufläufe zu einem Mehrfach-Stoffauflauf
zusammenzufassen (Anspruch 6), wie in ähnlicher Bauart bekannt aus DE-OS 19 07 213.
Dabei müssen
aber Vorkehrungen getroffen sein, die sicherstellen,
daß sich zwei Stoffstrahlen nicht zu früh, jedenfalls nicht vor dem Auftreffen auf
das Siebband vermischen. Hierzu kommen z.B.
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feste oder bewegliche Trennwände in Betracht gemäß der vorgenannten
DE-OS 19 07 213. Zusätzlich kann dafür gesorgt werden, daß nach dem Austritt von
zwei Stoffstrahlen aus dem Stoffauflauf die beiden Stoffstrahlen über eine gewisse
Strecke getrennt gehalten werden, z.B. mit Hilfe eines gasförmigen Keiles gemäß
DE-OS 29 16 351.
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Besonders vorteilhaft ist jedoch die Anwendung des Gedankens der parallelen
Patentanmeldung P (Voith-Aktenzeichen P 3851), wonach bei Verwendung z.B. eines
Dreifach-Stoftauflaufes zwischen zwei Stoffströmen ein Siebwasserstrom als Trennschicht
angeordnet wird (Anspruch 8). Durch diese Methode kann der Anteil der in der fertigen
Faserstoffbahn enthaltenen Fein- und Füllstoffe noch weiter erhöht werden.
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Schutz wird ferner beansprucht für das im Anspruch 13 angegebene Verfahren,
das vorzugsweise mit Hilfe der erfindungsgemäßen Papiermaschine durchgeführt werden
kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung
beschrieben. Darin zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Doppelsiebformers
einer Papiermaschine für die Herstellung zweilagiger Papiere; Fig. 2 einen Ausschnitt
aus Fig, 1 mit einer geänderten Vorentwässerungszone; Fig. 3 einen Ausschnitt aus
Fig. 1 einer weiteren Variante der Vorentwässerungs zone; Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel
mit einem Doppeldüsen-St offauf lauf;
Fig. 5 eine Anordnung, bei
der die Entwässerung in der gekrümmten Strecke zwischen einem Siebband und einem
Filzband erfolgt; Fig. 6 eine Anordnung mit einem Dreifach-Stoffauflauf.
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Der in Fig. 1 dargestellte Doppelsiebformer umfaßt im wesentlichen
die folgenden Teile: 10 Entwässerungssiebband, 11 Saugbrustwalze, 12 erster Stoffauflauf
an der Saugbrustwalze ;1, 13 Vorentwässerungszone, 14 Leitwalzen für das Entwässerungssiebband
10, 15 Obersiebband, 16 im Inneren des Obersiebbandes 15 liegende Formierwalze,
deren Walzenkörper massiv, also wasserundurchlässig ist, 17 "gekrümmte Strecke";
dies ist derjenige Teil des Umfanges der Formierwalze 16, der von beiden Siebbändern
10 und 15 gemeinsam umschlungen ist.
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18 Leitwalzen für das Obersiebband, 19 zweiter Stoffauflauf, dessen
Austrittsöffnung in das Zentrum des keilförmigen Einlaufspaltes gerichtet ist, der
an der Formierwalze 17 am Zulauf des Siebbandes 10 gebildet ist.
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20 Wanne zum Auffangen des in der Vorentwässerungszone 13 anfallenden
Siebwassers.
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21 Wanne zum Auffangen des im Bereich der Formierwalze 16 anfallenden
Siebwassers.
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22 Abnahmesaugwalze, 23 Abnahmefilz, der mit Hilfe der Abnahmesaugwalze
22 die gebildete zweilagige Papierbahn vom Entwässerungssiebband 10 abnimmt und
den weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Stationen der Papiermaschine
zuführt
In Fig. 2 ist rolgendes erkennbar: 10 Entwässerungssiebband,
lia offene Brustwalze, z.B. Egoutteurwalze, 12a erster Stoffauflauf, 13' Saugkasten,
angeordnet in der Vorentwässerungszone 13, 14 Leitwalze, 15 Obersiebband, 16 Formierwalze,
19 zweiter Stoffauflauf.
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Die Ausführung nach Fig. 3 weicht von derjenigen nach Fig. 2 durch
die folgenden Teile ab: 11b massive Brustwalze, 12b erster Stoffauflauf, dessen
Austrittsöffnung einem Bereich unmittelbar hinter der Brustwalze 11b zugeordnet
ist, 13a zwei Entwässerungssaugkästen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 4 besteht nur ein geringer Abstand zwischen
einer im Inneren des Entwässerungssiebbandes 10 liegenden Saugbrustwalze llc und
der Formierwalze 16. Dementsprechend sind die beiden, in Fig. 1 getrennten Stoffaufläufe
12 und 19 nunmehr zu einem insgesamt mit 30 bezeichneten Doppelstoffauflauf zusammengefaßt.
Eine gemeinsame Siebwasserauffangwanne 31 hat eine Zwischenwand 32, die in den zwischen
den beiden Walzen llc und 16 befindlichen Zwickel hineinragt. Dadurch können wie
in Fig. 1 die aus den beiden Stoffaufläufen 12 und 19 stammenden Siebwässer getrennt
aufgefangen werden.
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Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung weicht insoweit von der Fig. 2 ab,
als anstelle einer Siebleitwalze 14 nunmehr eine Saugwalze 14a angeordnet ist. Diese
liegt also im Inneren des Entwässerungssiebbandes 10 und ist auf einem Teil ihres
Umfanges von diesem Siebband 10 und gleichzeitig von einem Filzband 15a umschlungen.
Dieses
ist derart ausgebildet, daß es möglichst wasserundurchlässig
ist.
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Der in Fig. 6 gezeigte und einen Dreifach-Düsenstoffauflauf 100 aufweisende
Doppelsiebformer hat ein erstes Siebband 101, das über eine Brustwalze 102 läuft
und sodann zusammen mit einem zweiten Siebband 103 einen Formierzylinder 104 umschlingt.
Man erkennt noch eine zweiteilige Siebwasser-Auffangwanne 105, die eine Zwischenwand
106 aufweist. Jeder Hälfte dieser Wanne 105 ist eine eigene Entleerleitung 107 bzw.
108 zugeordnet. Diese münden in getrennte Siebwassezbehälter 109 bzw. 110, jeweils
mit Speisepumpe 111 bzw. 112, Zuleitung 113 bzw. 114 für frischen Stoff und mit
zum Stoffauflauf 100 führender Druckleitung 115 bzw. 116.
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Der Stoffauflauf 100 hat in der üblichen Weise zwei zueinander konvergierende
Außenwände 95 und 96, die eine Düsenkammer 120 begrenzen, ferner einen Düsenaustrittsspalt
121 mit einer verstellbaren Blende 122 sowie am Einlaßende eine Lochplatte 123.
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Vorzugsweise wird man die obere Au3enwand 95 um ein gewisses Maß über
das Ende der unteren Außenwand 96 am Austrittsspalt 121 vorstehen lassen. In der
Düsenkammer 120 sind zwei starre Zwischenwände 124 vorgesehen. Diese erstrecken
sich in Querrichtung über die gesamte Maschinenbreite, in Längsrichtung jedoch von
der Lochplatte 123 nur bis etwa in den mittleren Bereich der Düsenkammer 120. Dadurch
sind im Eintrittsbereich der Düsenkammer 120 drei übereinanderliegende Strömungskanäle
125, 126 und 127 gebildet. Jedem dieser Strömungskanäle ist ein Rohrverteiler zugeordnet,
jeweils insgesamt mit 128, 129 bzw. 130 bezeichnet.
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In die beiden außen liegenden Rohrverteiler 128 und 130 münden die
schon genannten Druckleitungen 116 bzw. 115, über die frische Fasersuspension herangeführt
wird. Der mittlere Rohrverteiler 129 wird dagegen mit Siebwasser ohne Zusatz, frischen
Faserstoffes
beschickt. Hierzu ist an die beiden Siebwa,sserbehälter
109 und 110 eine zusätzliche Speisepumpe 117 angeschlossen. Diese kann mit Hilfe
von Ventilen 118 wahlweise aus dem einen oder aus dem anderen Siebwasserbehälter
oder zugleich aus beiden Behältern ansaugen. Sie fördert das Siebwasser über die
Leitung 119 in den Rohrverteiler 129. Bei Bedarf kann man diesem Siebwasser Feststoffe
zusetzen, vorzugsweise solche, die aus einer zur Papiermaschine gehörenden Rückgewinnungsanlage
stammen.
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Im Stoffauflauf 100 werden die anfangs durch die Strömungskanäle 125
und 127 geführten Stoffströme nach dem Ende der Zwischenwånde 124 nur noch durch
den dazwischen befindlichen Siebwasserstrom voneinander getrennt. Im Bereich des
Düsenaustritts 121 gelangt zunächst der aus dem Kanal 125 kommende Stoffstrom auf
das Siebband 101, wobei sich dort sehr rascieine Faserstoffbahn bildet. Gleichzeitig
gelangt der obere Stoffstrom (der vom Kanal 127 kommt) in den keilförmigen Einlaufspalt,
der an der Formierwalze 104 gebildet ist einerseits von dem oberen Siebband 103
und andererseits von dem unteren Siebband 101 mit der darauf schon gebildeten Faserschicht.
Es bildet sich nun aus dem oberen Stoffstrom eine zweite Faserschicht.
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Die Formierwalze 104 hat einen massiven, wasserundurchlässigen Walzenmantel,
so daß die Entwässerung der zweiten Schicht ausschließlich durch das erste Siebband
101 und durch die zuvor gebildete erste Faserschicht hindurch stattfindet. Dabei
wird ein großer Teil der Fein- und Füllstoffe - sowohl aus dem oberen Stoffstrom
als auch aus dem Siebwasserstrom - in der sich bildenden Faserstoffbahn zurückgehalten.
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Ergänzung zu Fig. 5: Diese Anordnung könnte noch derart abgewandelt
werden, daß die Brustwalze lla und die Saugwalze 14a zu einer einzigen Saugbrustwalze
(oder Saug-Rundsiebromner) zusammengefaßt werden. Eine weitere denkbare Ergänzung
beider Varianten besteht darin, daß man anstelle des Filzbandes 15a ein Siebband
verwendet. Damit hierbei eine Entwässerung durch dieses Siebband hindurch vermieden
wird, könnte im Umschlingungsbereich der Saugwalze 14a eine konkav geformte, wasserundurchlässige
Stützeinrichtung vorgesehen werden, die das Siebband 15a gegen das Entwässerungssiebband
10 stützt.
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