NL8020187A - - Google Patents

Description

V

/........ ...... ........ 80 20 1 8 7 T Tj/Se/Mölnycke-2

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van papier.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ; voor het vormen van een papierbaan in een papiervervaardi-, . gingsinrichting van het fourdrinier type en op een inrich ting voor het uitvoeren van de werkwijze.

- 5 Het is van uitzonderlijk belang voor de eigen schappen van het vervaardigde papier, dat de papierbaan in ; het natte gedeeltevan de inrichting vervaardigd wordt onder beheerste omstandigheden.

Normaal wordt het materiaal in de vorm van een 10 vrije straal uit de kopkast of de draad gespoten waar het materiaal wordt ontwaterd en een papierbaan wordt gevormd. De vorming van de baan wordt beïnvloed door veel verschil-| lende verstorende faktoren, zoals bijvoorbeeld een onvol ledige dispersie van de vezels in het materiaal, een niet 15 uniforme stroming van het materiaal uit de kopkast, verschillen in snelheid tussen de materiaalstraal en de draad, een niet uniforme ontwatering vanwege ongeschikte of gebrekkige ontwateringsorganen. Het is in het bijzonder moeilijk om de twee eerstgenoemde verstorende faktoren op te 20 heffen. Om geometrisch-mechanische redenen, hebben de vezels een neiging om te vlokken. Deze neiging tot vlokken neemt toe met eeri toenemende vezelconcentratie en vezel-lengte. Om een papier te maken met een goede vorming,moeten de vezelvlokken goed in het materiaal zijn gedispergeerd.

25 Dit kan worden bereikt dóór een zeer lage vezelconcentratie, maar meestal is dit niet aantrekkelijk, omdat het noodzakelijk is met grote materiaalstromen te werken. Een degradatie van de vezelvlokken kan worden bereikt door middel van een fijne turbulentie in de materiaalstroom. Ma-30 chinefabrikanten trachten daarom in de kopkast dergelijke stromingsgeometrieën op te wekken, waardoor een turbulentie óp kleine schaal met een voldoende intensiteit wordt bereikt. Ervaringen uit de praktijk hebben echter aangetoond, 8020187 ; -2- dat hierdoor een dilemma wordt gevormd. De opgewekte turbulentie heeft vaak een relatief breed spectrum, d.w.z. een turbulentie op relatief grote schaal gemengd met een turbulentie op kleine schaal. De turbulentie op kleine schaal 5 sterft snel uit waardoor snel hernieuwde vlokvorming optreedt. De grote wervelingen, die veel energie hebben, heb-ben een langere levensduur en hebben vaak de mogelijkheid om in de stroming uit de kopkast mee te werken. Een te hoog turbulentieniveau in de uit de kopkast uitgestoten materi-10 aalstroom heeft een wijziging van de straalgeometrie tot gevolg (welke straalgeometrie oorspronkelijk wordt bepaald door de geometrie van de sleuf). De dikte van de materiaalstroom toont plaatselijke variaties in tijd en tegelijkertijd over de inrichting. Wanneer de substantie van het ge-15 vormde blad afhangt van de dikte van de materiaallaag over de draad, varieert de substantie dienovereenkomstig plaatselijk in de papierbaan.

De bovengenoemde problemen, die vaak een onvoldoende ontvlokking van het materiaal betekenen, omdat 20 het noodzakelijké turbulentieniveau op onaanvaardbare wijze de baanvorming op het draad zal storen, zijn natuurlijk ernstiger op een fourdrinier-inrichting dan op een dubbeldraads inrichting. Op deze laatste, is de vrije straal-lengte in het algemeen klein, en vindt de ontwatering:'snel plaats, 25 zodat diktevariaties in de materiaallaag niet voldoende tijd hebben om in dezelfe mate te groeien als op een fourdrinier-inrichting.

Het tot een vaste toestand ontwateren van de afzonderlijke vezels in een vezelbed in een fourdrinier-30 inrichting, geschiedt met verschillende soorten ontwaterings-organen, zoals vormtafels, tafelrollen, folies, en natte zuigkasten. Deze organen hebben, behalve het gemeenschappelijke belangrijke doel van ontwatering, ook gemeenschappe-» lijk, dat deze, in meerdere of mindere mate, verstoringen 35 in de materiaallaag introduceren. Als voorbeeld kan ontwatering door middel van folies worden beschreven. Een folie-strook wordt onder een bepaalde hoek ten opzichte van de draad gepositioneerd, zodat een divergerende ruimte wordt 8 02 0 1 8 7 . -3-. .

gevormd met draad in de richting van de inrichting. Wanneer de draad met deimateriaailaag over de strook beweegt, wordt een vacuum gevormd in de divergerende ruimte waardoor de ontwatering ontstaat. Een grotere of kleinere hoeveelheid 5 van het afgevoerde water beweegt met de draad aan de onderzijde daarvan naar de volgende foliestrook, waar het aan de voorzijde van de foliestrook wordt afgeschraapt. Dit af-; schrapen van het water heeft een drükpuls tot gevolg, die i omhoog gericht is naar de draad en de op de draad liggende 10 reeds gevormde baan. De grootte van de drukpuls is een funk-| tie van de hoeveelheid afgeschraapt water, de schraaphoek en de draadsnelheid. Om reeds genoemde redenen heerst in het uit de kopkast stromende materiaal vaak een toestand i van vlokvorming, die voor de papiervorming onaanvaardbaar i · 15 is. De aan de voorrand van de foliestroken geproduceerde drukpulsen introduceren schuifspanningen in het materiaal op de draad, welke spanningen een positief ontvlokkingsef- i fekt hebben in een vroeg stadium van de baanvorming. Dit effekt is echter moeilijk te beheersen en te sterke druk-20 pulsen in een iets latere fase van de baanvorming kunnen een reeds op de draad gevormd vezelnetwerk verstoren en i daardoor de baanvorming ongunstig beinvloeden.

Om de bovengenoemde problemen op te lossen zijn ' verschillende werkwijzen en constructies voorgesteld. Het .-.-..,25 is bijvoorbeeld bekend om op een kopkast op zodanige een sleuforgaan aan te brengen, dat een bovenste lip van het sieuforgaan zich in de bewegingsrichting van de draad voorwaarts daaroverheen uitstrekt en over een zich onder de draad bevindend ontwateringsorgaan. Het doel is om een con-30 vergerende ruimte te vormen tussen de bovenste lip en de draad, welke ruimte aangepast is aan de ontwateringssnelheid, zodat de materiaalstroom in deze ruimte konstant gehouden kan worden. Dit resulteert tijdens het grootste gedeelte van het ontwateringsproces in een materiaallaag, die goed 35 wordt bepaald door de uitstekende bovenlip en de draad, en waarin in de kopkast opgewekte hydrodynamische verstoringen : zich niet kunnen ontwikkelen. De convergerende ruimte tussen de uitstekende bovenste lip en de draad kan met betrekking ^™; β'0;2 01 8 7 -4- tot zijn vorm zodanig worden gedefinieerd, dat de bovenste lip stijf is en de draad wordt ondersteund door een ontwa-teringsorgaan, dat de draad een bepaalde spanning geeft.

Het ontwateringsorgaan kan een zuigrol zijn of een vlakke 5 zuigkast, met een willekeurige uitvoeringsvorm. Het open oppervlak in het deksel van de zuigkast kan een gatenpatroon of een patroon van sleuven hebben, dat zibh dwars op de inrichting uitstrekt. Alle zuigkastbedekkingen hebben ’ gemeen, dat het openoopen-Oppervlak en resp. de bedekte 10: gebieden daarvan zodanig zijn aangebracht, dat de draad ! op een wijze wordt ondersteund, die een minimale buiging : in de zuiggebieden inhoudt. De zuigkast in sekties zijn on derverdeeld, zodat verschillende vacuumniveaus in de verschillende sekties kunnen worden aangelegd. Met deze con-15 structie kan de ontwateringssnelheid worden beheerst zoda-' nig dat deze aangepast is aan de convergerende vormings-- ruimte. Zoals reeds eerder werd beschreven met betrekking tot folies, heeft een ondersteuning onder de draad in een ontwateringsfase tot gevolg, dat drukpulsen omhoog worden 20 gericht tegen de draad welke een degradatie-effekt op de gevormde baan kunnen hebben. De situatie wordt nog versterkt doordat het gevormde vezelnetwerk bovendien niet blootgesteld is aan stabiliserende zuigkrachten boven de bedekte gedeelten van de zuigkast. , .,.

;v_______ ..· 1 ' huidige ..... . ........... . . .

2Ί5"' ' ^T5?^^gê^'döër''"vafr'ldë7üYtvihdihg'';is>::dé:"±ir^erband mèt^:'^;··::^·.·'.· de papierbaanvorming optredende eerder genoemde nadelen zo ; goed 'mogelijk te verhelpen. Dit doel is bereikt, doordat de vorming plaatsvindt in een ruimte tussen een buigzame bovenlip, die zich uitstrekt van het sleuforgaan en een gedeelte 30 van de draad, welk gedeelte tenminste aan het einde van het vormingsgebied niet wordt ondersteund, zoals verder uiteengezet in de bijgevoegde conclusies.

Doordat tenminste het einde van de vorming van de papierbaan plaatsvindt in een ruimte tussen een buigzame 35 bovenste lip en een niet-ondersteund gedeelte van de draad, worden de hydrodynamische verstoringen gedempt en kan daar-.- door een meer uniforme substantie van de papierbaan worden ; · O'* 0-ï t -5- gehandhaafd. De convergerende vormruimte past zichzelf au-tomatisch aan aan de wijze van het ontwateringsproces.

De materiaalconcentratie in de kopkast kan worden vergroot zonder het vormproces te beïnvloeden. Dit is in het bijzon-5 der gunstig wanneer het papier met een hoog gewicht wordt gemaakt. De ontwatering geschiedt door vacuum aan het on-deroppervlak van del: draad, tijdens het vormingsproces. Tengevolge van het feit, dat het niet ondersteunde draad-gedeelte zich langs de buigzame bovenlip uitstrekt bij in-10 stand gehouden vacuum, treden geen verstoringen op in de papierbaan wanneer deze de vormruimte verlaat. De zich tus-1 sen de buigzame bovenste lip en de baan gevormde vloeistof- film wordt in de baan naar beneden gezogen, zodra de baan de vormruimte verlaat.

t 15 . Behalve een ongestoorde baanvorming, maakt de

Uitvinding ook een hoge ontwateringskapaciteit mogelijk. Hierdoor kan het draadgedeelte van de papiervervaardigings-inrichting worden verkort.

De uitvinding kan ook worden toegepast op het 20 vervaardigen van papier in meerdere lagen, waarbij het materiaal door twee of meer sleuforganen op de draad wordt gebracht en waarbij bij voorkeur een buigzame bovenste lip is aangebracht aan het bovenste gedeelte van elk sleuforgaan en en wel op een zodanige wijze, dat de bovenste lip 25 voor een hogere laag zich verder dan de bovenste lip voor een laag daaronder uitstrekt.

De uitvinding wordt hierna aan de hand van enige uitvoeringsvoorbeelden beschreven aan de hand van de bijgevoegde tekeningen.

30 Figuur 1- 3 zijn doorsneden door drie uitvoerings vormen van de uitvinding.

Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm voor het vervaardigen van papier in meerdere lagen.

Figuur 5 toont een andere uitvoeringsvorm van 35 de inrichting.

Fig.1 toont een sleuforgaan 1 van een kopkast (niet getoond). Het materiaal 2 wordt door het sleuforgaan t 8020187 -6- L—-- óp een draad 3 gebracht, die over een rol 4 loopt. Een buigzame bovenste lip 5 strekt zich uit van het bovenste gedeelte van het sleuforgaan en is met bevestigingsmiddelen 6 aan het sleuforgaan bevestigd. De sleufopening kan door 5 instelmiddelen 7 worden ingesteld. Het sleuforgaan moet zodanig worden gericht, dat een kleine hoek wordt gevormd tussen de materiaalstroom en de draad, welke hoek bij voorkeur kleiner moet zijn dan 15°.

Tussen de buigzame bovenlip 5 en de draad, wordt 10 een vormruimte 8 voor de papierbaan gevormd. Onder de ruimte 8 is een zuigkast 9 aangebracht, die zich uitstrekt over de gehele breedte van de baan en naar boven toe open is , , zodat de draad niet-ondersteund over de zuigkast beweegt.

De zuigkast en het niet-ondersteunde draadgedeelte strekken 15 zich over een afstand voorbij de bovenlip 5 uit. De lengte van deze extra afstand moet tenminste 10% van de lengte van i de vormruimte dragen.

Tengevolge van het vacuum in de zuigkast, wordt het materiaal snel in de vormruimte ontwaterd. Het vacuum 20 in de zuigkast moet 0,2-1,0 mm waterkolom bedragen, en bij voorkeur ongeveer 0,5 mm waterkolom.

Tengevolge van de beheerste vorming van de papierbaan in de ruimte tussen de buigzame bovenlip en het nietr-ondersteunde draadgedeelte, kan de materiaalconcentra-25 tie in de kopkast gehandhaafd worden op 0,1-1,0% ,bij voorkeur op Ö,3-Ö,8%, wannéér papier'met'eëh rage‘substantie wordt vervaardigd, en op 1,0-2,0%, bij voorkeur 1,3-1,7%, bij het maken van dik papier

De in fig.1 getoonde buigzame, bovenlip 5 heeft 30 een glad onderoppervlak. Om de microturbulentie in het materiaal in het begingedeelte van de vormruimte te versterken, kan het onderoppervlak van de bovenlip voorzien zijn van ongelijkmatigheden 10, zoals in fig.2 wordt getoond, waardoor schuifspanningen in de stroom worden geïntroduceerd.

35 Deze krachten hebben een ontvlokkingseffekt op het materiaal , waardoor de baanvorming wordt verbeterd. Overeenkomstige details in fig.2 hebben dezelfde verwijzingsnummers als in fig.1. In fig.2 is te zien, dat de bovenlip 5 zodanig 8020187 " ' ' . . -7-.

! is bevestigd, dat de lip eenvoudiger en sneller verwisseld kan worden.

Fig.3 toont een verdere uitvoeringsvorm van het sleuforgaan 1, waarbij de buigzame bovenlip 5 langs de .5 bevestigde rand voorzien is van een verdikt gedeelte 11, dat in een groef 12 in de bevestigingsmiddelen 6 past. De groef 12 strekt zich uit over de gehele breedte van het sleuforgaan en vereenvoudigt de verwisseling van de boven-.’ lip 5.

:10 Fig.4 toont een uitvoeringsvorm voor het.ver- ; vaardigen van papier met meer lagen. De kopkast 13 is voor zien van drie kamers 13a,b en c, met drie sleuforganen la, b en c, die elk voorzien zijn van een buigzame bovenlip 5a, ; b en c. De onderste bovenlip 5a strekt zich over een gedeel-15 te van het niet-ondersteunde gedeelte van de draad 3 uit.

De centrale bovenlip 5b strekt zich uit over een afstand voorbij de bovenlip 5a, en de bovenste bovenlip 5c strekt zich uit over een afstand voorbij de bovenlip 5b. Wanneer de papierbaan een ander aantal lagen omvat, wordt de inrich-:20 ting dienovereenkomstig geconstrueerd.

Fig.5 toont een verdere uitvoeringsvorm waarbij, zoals in de uitvoeringsvorm van fig.2, een sterkere micro-turbulentie in' het materiaal bij de aanvang van de vcimruim-i te wordt verkregen. Volgens deze uitvoeringsvorm is een 25 ..aantal ontwaterinqsstroken 14 aanqebracht onder de draad in het begin van de zuigzone. De funktie van de stroken 14 is om hydrodynamische schuifkrachtvelden in de stroom op te wekken naast de draad. Deze hebben een ontvlokkingseffekt op het materiaal. Tegelijkertijd zal het reeds gevormde 30 vezelnetwerk losgemaakt worden, waardoor de voortgaande ontwatering wordt vergemakkelijkt. Verder komt deze uitvoeringsvorm overeen met de uitvoeringsvorm van fig.1.

8020187

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een papierbaan in een papiervervaardigingsinrichting van het fourdriniertype, waarbij het materiaal door een sleufor-gaan(l)op de draad (3) wordt gebracht, met het kenmerk,dat 5 de papierbaan gevormd wordt in een ruimte (8) tussen een van het sleuforgaan uitstrekkende buigzame bovenlip (5) en een gedeelte van de draad, welk gedeelte tenminste aan i : 1 het einde van het vormingsgebied niet-ondersteund is, ter- I ’ wijl het materiaal tegelijkertijd door middel van vacuum 10 door dat gedeelte van de draad wordt ontwaterd, en dat ! ...·: het vacuum onveranderd wordt gehouden na de vorming, ter wijl de papierbaan zich op het niet-ondersteunde gedeelte ; van de draad bevindt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken-15 merk, dat de;:;papierbaan gevormd wordt in de ruimte (8) tussen de buigzame bovenlip (5) en een niet-ondersteund gedeelte van de draad (3).

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het materiaal ontwaterd wordt in de vormruimte 20 . (8) op een zodanige wijze, dat na de vormruimte (8) geen vrij vloeistofoppervlak overblijft op de baan.

4. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat aanhhët begin van de vorming het materiaal in microturbulentie wordt gebracht. ...... .........

25 S. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat een papierbaan met verschillende lagen gevormd wordt door op zichzelf bekende wijze het materiaal door opeenvolgende sleuven (la,b,c) uit te stoten en dat de lagen na elkaar en boven elkaar worden gevormd tussen de 30 buigzame bovenlip (5a,b,c)daarvan en het gedeelte van de draad (3), welk gedeelte tenminste aan het einde van de vorming niet-ondersteund is.

6. Inrichting voor het vormen van een papierbaan in een papiervervaardigingsinrichting van het fourdrinier-35 type, met de werkwijze volgens conclusie 1, omvattende een kopkast met een sleuf or gaan (1) voor het uitstoten van het 8020187 f . t -9- • ; 1__" materiaal(2) op de draad (3), met het kenmerk, dat de ruimte (8) voor het vormen van de papierbaan bepaald wordt door een buigzame bovenlip (5) die uitsteekt van het bovenste gedeelte van het sleuforgaan (1) en een gedeelte van de 5 draad (3), welk gedeelte tenminste aan het einde vau de vormruimte (8) niet-ondersteund wordt, dat het niet-onder-' steunde gedeelte van de draad zich boven een naar boven toe open zuigkast (9) voor het ontwateren van het materiaal bevindt, en dat het niet-ondersteunde gedeelte van dedraad 1Ö (3) zich uitstrekt over een afstand langs de buigzame boven- ; lip (5) in de bewegingsrichting van de draad (3).

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk , dat de ruimte (8) voor het vormen van de papierbaan bepaald wordt door de buigzame bovenlip (5) en een niet-15 ondersteund gedeelte van de draad (3).

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat het niet-ondersteunde gedeelte van de draad (3) zich over een afstand voorbij de bovenlip (5) uitstrekt, waarbij de lengte van deze extra afstand tenminste 10% van 20 de lengte van de vormruimte (8) bedraagt.

9. Inrichting volgens een van de conclusies 6-8, met het kenmerk, dat de buigzame bovenlip (5) een glad onderoppervlak heeft.

10. Inrichting volgens een van de conclusies 6-8, ..:./-:/.-:25 met het kenmerk, dat het onderoppervlak van de buigzame bovenlip (5) aan het begin van de vormruimte (8) voorzien is van ongelijkmatigheden (10). ·'·., 11. Inrichting volgens conclusie 6, met het ken merk, dat ontwateringsstroken (14) onder de draad zijn 30 aangebracht aan het begin van de vormruimte (8).

12. Inrichting volgens een van de conclusies 6-11, met het kenmerk, dat verschillende sleuforganen (la,b, c) na elkaar zijn aangebracht voor het vervaardigen van papier in meer lagen op op zichzelf bekende wijze, en dat 35 elk sleuforgaan (la,b,c) op zodanige wijze voorzien is van een buigzame bovenlip (5a,b,c) dat de bovenlip voor een hogere laag zich voorbij de bovenlip voor de laag daar onder uit strekt en vormruimtes vormt tezamen met het gedeelte 8020187 -10- van de draad (3), welk ', gedeelte tenminste aan het einde van de vormruimte (8) niet-ondersteund wordt. ..... ‘iOö'JSvLC