SE501332C2 - Sätt att forma en tissuepappersbana - Google Patents

Description

501 332 10 15 20 25 30 2 suspensionen. En utmärkt fördelning av fibrerna i suspensionen kommer att resultera i en utmärkt formation, medan en mindre bra fiberfördelning också kommer att resultera i en mindre bra formation och kan visa sig som till exempel "pin holes" och stråkbildning.

I dubbelviraforrnare för tillverkning av tidningspapper och andra tryckpappers- kvaliteter, såsom till exempel i SPEED-FORMER HS från Valmet Paper Machinery Inc och i den forinare för tillverkning av LWC-papper (bestruket lättviktspapper) som beskrivs i US-A- 4 790 909 (Beloit), är hastighetema mycket lägre, omkring 1300 - 1500 m/min respektive 900 - 1050 ni/min. I dessa fall skall den framställda pappersbanans två sidor vara så lika varandra som möjligt, alltså ett minimum av tvåsidighet, och retentionen av ñberfinmaterial och fyllmedel i banans ytskikt skall vara jämförbara med vad som erhålls i en planviraforrnare.

Pulp and Paper, december 1982, J C W Evans, "New twin wire former designed for maximum fines, solids retention", p 58, beskriver en modifierad ny utföringsform av Bel-Baie II dubbelviraforrnaren. Den nya forrnaren, som kallas Bel-Baie III, rapporteras vara konstruerad för att behålla fomiationen hos Bel-Baie II och erbjuda en förbättrad retention. Det rapporteras också att Bel-Baie II utförandet fortfarande rekommenderas för alla förfaranden för framställning av papper, förutom vid användning av mäld med högt innehåll av fiberfinmaterial och vid tissuetillverkning, där i det senare fallet en dubbelvira- tissueforrnare är att föredra.

UPPENBARAN DE AV UPPFINNINGEN Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt att framställa en tissuepappersbana med förbättrad forrnation och förbättrade dragstyrkeegenskaper utan någon nämnvärd försämring av retentionen vid jämförelse med tissuepappersbanor som framställts i konventionella dubbelviratissueformare.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås detta ändamål genom att man vid det inledningsvis angivna sättet avlägsnar i huvudsak allt dränerbart vatten från suspensionen under det att denna befinner sig i en zon som följer periferin av forrnningsvalsen fram till den punkt där de två forinningsvirorna löper av från fonnningsvalsens periferi, men att man lämnar kvar tillräckligi mycket dränerbart vatten för att ha en huvuddel av pappersfibrerna fria i suspensionen under en inledningsfas av ett efterföljande steg; och att man, i detta efterföljande steg, nedströms om zonen avlägsnar den återstående andelen av dränerbart vatten från suspensionen under det att man vibrerar suspensionen tillräckligt för 10 15 20 25 30 501 332 3 att skapa en mikroturbulens, som orsakar en småskalig rörelse hos fibrerna, så att de hindras från att bilda någon påtaglig fiberbana förrän det vatten som återstår i suspensionen är otillräckligt för att tillåta att fibrema väsentligen ändrar läge i förhållande till varandra.

I detta sammanhang avses med uttrycket "dränerbart vatten" det vatten som med användning av konventionell banfominingsteknik kan avlägsnas från den mellan de två foxmningsvirorna i en dubbelviraforrnare klämda suspensionen. Också när allt dränerbart vatten har avlägsnats, kan den nyformade pappersbanan fortfarande ha en fukthalt av exempelvis 85 % då den lämnar banformaren.

Genom att vid formningsvalsen avlägsna allt dränerbart vatten, förutom en liten andel som lämnas kvar för att tillåta en avsevärd mängd av fibrerna att röra sig i liten skala i suspensionen och ändra läge relativt varandra när de utsättes för vibrationer, förbättras banformationen och förvånansvärt nog är retentionen jämförbar med den som erhålls i en konventionell dubbelviraformare av valstyp i stället för att försämras till följd av vibrationema, såsom är fallet vid dubbelviraformare av bladtyp för framställning av tidningspapper och andra tryckpapperskvaliteter.

Företrädesvis uppnås mikroturbulensen genom att man vibrerar suspensionen med en frekvens av mint 100 Hz. Därmed hinner inte fibrema i suspensionen bygga upp början till en bana på var och en av virorna, och _ åtminstone i teorin - ska det vara möjligt att uppnå en ögonblicklig arksättning rakt igenom arket med bästa möjliga formation genom att avvattna suspensionen medan ñbrema hålls i konstant rörelse till dess det inte längre finns tillräckligt med vatten kvar för att medge ñberrörelser.

För att åstadkomma vibrationer med liten amplitud, som skapar mikroturbulensen, föredrar vi att vid ett läge nedströms om forrnningsvalsen men uppströms om den andra valsen anordna en flerbladsavvattningslåda, Avvattningslådan har ett flertal på konstant avstånd från varandra belägna avvattningsblad av lika storlek, företrädesvis minst fyra avvattningsblad med ett delningsavstånd centrum till centrum av storleksordningen 50 - 330 mm, för anliggningskontakt mot en angränsande av formningsvirorna och bildning av en huvudsakligen konvext krökt yta som stöder den nämnda angränsande forrnningsviran. Även om installationen av en flerbladsavvattningslåda i enlighet med föreliggande uppfinning kan tillämpas vid olika konfigurationer av dubbelviratissueformare, föredrar vi att utgå från en dubbelviraformare av i grunden "C-wrap"-typ och anordna avvattningslådan inuti slingan av den forrnningsvira som utgör en yttre forrnningsvira relativt formnings- 10 15 20 25 30 501 332 4 valsen och den andra formningsviran i dubbelviraformaren, under det att den andra valsen är anordnad inuti slingan av den inre formningsviran.

Det är också att föredra, att som forrnningsvals anordna en sugformningsvals, och att avvattna suspensionen igenom båda forrnningsviroma i den zon där de båda delvis omsluter formningsvalsen. Jämfört med en slätytad fonnningsvals kommer en sugforrnningsvals att bidraga till förbättrad formation vid medel- och högre ytvikter. Denna effekt är mer uttalad vid returñber och ökande ytvikt. Den yttre fonnningsvirans omslutningsvinkel på sug- formningsvalsen är lämpligen av storleksordningen l5° - 45° medan den på en slätytad formningsvals skulle vara av storleksordningen 45° - l35°.

För att ha en optimal mängd (lämpligtvis från cirka l % till cirka 10 %, företrädesvis cirka l % till cirka 2 %) av dränerbart vatten kvar i suspensionen när den delvis avvattnade suspensionen klämd mellan de två formningsviroma kommer fram till flerbladsavvattningslådan, föredrar vi att anordna en inloppslåda för att spruta ut suspensionen in i formnings gapet, anordna en bröstvals for den yttre formningsviran omedelbart uppströms om formningsgapet, och vrida inloppslådan och bröstvalsen som en enhet runt en rotationsaxel för forrnningsvalsen för att justera omslumingsgraden for den yttre formningsviran på forrnningsvalsen, och därigenom också justera andelen dränerbart vatten som avlägsnas från suspensionen vid fonnningsvalsen.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 är en sidovy av en dubbelviratissueforrnare av vals typ modifierad till en formare av vals-blad-typ genom installation av en avvattningslåda med ett flertal avvattningsblad i enlighet med en utföringsforrn av föreliggande uppfinning.

Figur 2 är förstorad sidovy av den i figur l visade flerbladsavvattningslådan.

Figur 3 är ett diagram som visar formationsförbättiingen hos banor framställda av nyfiber vid olika hætighetsskillnader i vals-blad-formaren enligt figur l jämfört med sådana som framställts under likartade betingelser i två till teknikens ståndpunkt hörande formare av "C-wrap"-typ med en fonnningsvals med öppen yta respektive med slät yta.

Figur 4 är ett diagram som visar fomiationsforbättriiigen som funktion av MD/CD dragstyike- kvoten i okräppade nyñberbanor framställda i vals-blad-formaren jämfört med sådana som framställts under likartade betingelser i två till teknikens ståndpunkt hörande formare av "C-wrap"-typ med en fonnningsvals med öppen yta respektive med slät yta.

Figurema 5 och 6 är diagram liknande figurema 3 och 4 men med returfiberbanori stället för nyñbcrbanor. 10 15 20 25 30 501 332 5 Figur 7 är ett diagram som visar formationsförbättringen som funktion av ytvikten hos okräppade nyñberbanor framställda i vals-blad-formaren enligt figur l jämfört med sådana som framställts under likartade betingelser i två till teknikens ståndpunkt hörande formare av "C-wrap"-typ med en formningsvals med öppen yta respektive med slät yta.

Figur 8 är ett diagram som visar förbättringen i "specifikt dragindex" (engelska: tensile efficiency) hos kräppade nyfiberbanor framställda vid olika hastighetsskillnader i vals-blad- formaren enligt figur 1 jänifört med sådana som framställts under likartade betingelser i en till teknikens ståndpunkt hörande formare av "C-wrap"-typ med en foimningsvals med öppen yta.

Figur 9 är ett diagram som visar förbättringen i specifikt dragindex som funktion av MD/CD dragstyrkekvoten i okräppade nyfiberbanor framställda i vals-blad-formaren enligt figur l jämfört med sådana som framställts under likartade betingelser i en till teknikens ståndpunkt hörande fonnare av "C-wrap"-typ med en formningsvals med öppen yta.

Figur 10 är ett diagram som visar skiktrenheten i en treskikts bana framställd i vals-blad- formaren enligt figur 1.

Figurerna l 1, 12 och 13 är schematiska sidovyer av ytterligare fyra dubbelviratissuefoimare modifierade till vals-blad-forrnare genom installation av en flerbladsavvattningslåda i enlighet med föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DEN MEST FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN Den i figur l visade formaren är baserad på en konventionell dubbelviratissueforrnare av valstyp som har modifierats i några avseenden med hänsyn till de förfarandesteg som utförs, i enlighet med föreliggande uppfinning, för att forma en tissuepappersbana W i en dubbelviraformare med en roterbar forniningsvals 1. Ett känt sätt att forma en tissue- pappersbana i en konventionell dubbelviratissueformare av valstyp innefattar följande steg, nämligen: a) Att man från en inloppslåda 2 sprutar in en stråle, som huvudsakligen består av en vattenhaltig suspension av pappersfibrer, i ett konvergerande forrnnings gap 5 som bildas mellan två slingformiga forrnningsviror 3 och 4 när dessa först konvergerar och möts på periferin av den roterbara formningsvalsen 1 och sedan partiellt omsluter fominingsvalsens periferi. Viran 3 utgör yttervira i förhållande till viran 4 i en zon där viroma partiellt omsluter ett parti av fonriningsvalsens periferi, och formningsvalsen 1 är belägen inuti innerviraslingan 4. Den visade inloppslådan 2 är en flerskiktsinloppslåda som avger en 10 15 20 25 30 501 332 6 flerskiktsmäldstråle in i formningsgapet 5, närmare bestämt en treskiktsinloppslåda, men den skulle lika gäma kunna vara en tvåskikts- eller enskiktsinloppslåda. b) Att man bringar den vattenhaltiga suspensionen att bli ett skikt mellan de två formningsviroma 3 och 4 och avvattnar suspensionen genom åtminstone den ena av dem under det att de partiellt omsluter formningsvalsens periferi. c) Att man fortsätter avvattningen och avlägsnar en tillräcklig andel av vatten från suspensionen för att pappersñbrema skall bilda en fiberbana W. d) Att man låter de två fonnningsviroma 3 och 4 med pappersñbrema inklämda mellan dem löpa fram till och runt ett parti av en andra vals 6. e) Att man separerar den ena av de två formningsvirorna 3 och 4 från den bildade ñberbanan W och den andra formningsviran tidigast på den nämnda andra valsen 6.

För att åstadkomma ett sätt att forma en tissuepappersbana med förbättrad formation och förbättrade dragstyrkeegenskaper utan någon nämnvärd försämring av retention och, vid flerskiktsbanor, skiktrenhet, jämfört med tissuepappersbanor som framställts i konventionella dubbelviratissueformare, kompletteras det ovan angivna kända sättet med följande steg i enlighet med föreliggande uppfinning: f) Att man avlägsnar i huvudsak allt dränerbart vatten från suspensionen under det att denna befinner sig i en zon Z som följer periferin av forrnningsvalsen 1 fram till den punkt där de två formningsvirorna 3 och 4 löper av från formningsvalsens periferi, men att man lämnar kvar tillräckligt mycket dränerbart vatten för att ha en huvuddel av pappersñbrema fria i suspensionen under en inledningsfas av steg g); och g) Att man nedströms om zonen Z avlägsnar den återstående andelen av dränerbart vatten från suspensionen under det att man vibrerar suspensionen tillräckligt för att skapa en mikroturbulens, som orsakar en småskalig rörelse hos fibrerna, så att de hindras från att bilda någon påtaglig fiberbana förrän det vatten som återstår i suspensionen är otillräckligt för att tillåta att fibrerna väsentligen ändrar läge i förhållande till varandra.

Företrädesvis åstadkommes mikroturbulensen genom att man vibrerar suspensionen med en frekvens av minst 100 Hz. Därvid har pappersfibrerna i suspensionen inte tid att bygga upp början till en bana på var och en av de två formningsvirorna, varför det - åtminstone i teorin - är möjligt att åstadkomma en ögonblicklig arksättning tvärs igenom arket med bästa möjliga formation genom att slutföra avvattningen av suspensionen medan fibrema hålls i konstant rörelse till dess det inte längre finns tillräckligt med vatten kvar för att medge fiberrörelser. 10 15 20 25 30 501 332 7 För att erhålla vibrationer av liten amplitud och skapa den eftersträvade mikroturbu- lensen föredrar vi att anordna en flerbladsavvattningslåda 7 i en position nedströms om formningsvalsen 1 men uppströms om den andra valsen 6, såsom framgår av den i figur 1 visade utföringsformen. Avvattningslådan 7 är där belägen inuti slingan av den fonnningsvira som utgör en yttre formningsvira 3 relativt forrnningsvalsen 1 och den andra formningsviran 4 i dubbelviraformaren, under det att den andra valsen 6 är anordnad inuti slingan av den inre forrnningsviran 4. Avvattningslådan 7, som visas i större skala i figur 2, har vidare ett flertal långsträckta, på konstant avstånd från varandra belägna, mot nötning motståndskraftiga avvattningsblad 8, som är anordnade sida vid sida och sträcker sig över bredden på formningsvirorna 3 och 4. Lämpligtvis finns det minst fyra avvattningsblad 8 av lika storlek anordnade på ett centrumavstånd av storleksordningen 50 till 330 mm för anliggningskontakt mot en angränsande 3 av formningsviroma 3 och 4 och de är belägna så, att de definierar en huvudsakligen konvext krökt yta som stöder den nämnda angränsande forrnningsviran 3. Med hänsyn till vardagsspråket kommer avvattningsbladen 8 fortsättningsvis att kallas avvattningsblad oavsett deras faktiska form, som kan vara av vilket lämpligt tvärsnitt som helst, t ex i huvudsak kvadratiskt.

Iden föredragna utföringsform som tydligast visas i figur 2 har avvattningslådan 7 nio avvattningsblad 8 monterade på en lådforrnig bärare 9 för att bilda den konvext krökta stödytan, vilken kan ha en krökningsradie av storleksordningen 5 m. De visade avvattningsbladen 8 har en i tvärsnitt rektangulär grundform och en bredd av storleksord- ningen 50 mm, med undantag av det främsta eller mest uppströms belägna bladet, som på sin uppströms- eller framkantssida är breddat till bildning av en egg, som fonnas mellan en toppsida och en framkantslångsida på avvattningsbladet och innesluter en eggvinkel av storleksordningen 45°. Framkantslångsidan och bakkantslångsidan på var och en av de övriga avvattningsbladen har närmast toppsidan ett parti, som lutar inåt med en vinkel av storleksordningen l5°, så att den bildade inneslutna eggvinkeln blir av storleksordningen 75° och så att dessa övriga avvattningsblad blir symmetriska. Alla avvattningsbladen 8 har en toppsida som bildar en del av den krökta virastödytan. Denna toppsida är utformad med en längsgående ås belägen ungefär 25 mm från bakkanten på avvattningsbladet, och från denna ås sluttar både ett främre och ett bakre parti av toppsidan nedåt med liten vinkel, företrädesvis av storleksordningen 0,25°.

En skiljevägg 10 delar den lådformiga bäraren 9 för avvattningsbladen 8 i ett ' uppströms eller främre rum 11 och ett nedströms eller bakre rum 12, som båda är försedda 501 332 10 15 20 25 30 8 med utlopp 13 respektive 14 för vatten som avlägsnats från den mellan viroma klämda suspensionen vid slutet av banfonnningssteget. Båda rummen är också försedda med rörstutsar 15 respektive 16 för anslutning via icke visade tryckregleringsdon till ett likaledes icke visat vakuumsystem för sugassistans vid avvattningen. Rörstutsen 16 är monterad i en övre vägg av det bakre rummet 12 utom räckhåll för eventuella stänk av avlägsnat vatten, under det att rörstutsen 15 är monterad i en bakre vägg av det främre rummet 11 och skyddas för vattenstänk av en mellan rörstutsen och avvattningsbladen insatt skärmplåt 17. Altemativt kan vakuumsystemet vara försett med en icke visad vattenavskiljare och anslutet till utloppen 13 och 14. Upptill är den lådformiga bäraren 9 ledbart upphängd i två hållare 18, av vilka en visas i figur l, och hållama är justerbart fastsatta på en stativdel 19 i ett stativ för dubbelviraformaren. På avstånd från de två hållarna 18 finns det två lägesjusteringsdon för den lådformiga bäraren 9, av vilka ett visas i form av en stång 20, vars den ena ände är ledbart fastsatt vid den lådforrniga bäraren 9 och vars andra ände är justerbart fastsatt vid en annan del 21 av stativet.

Vid den i figur 1 visade föredragna utföringsformen är forrnningsvalsen en sugfonn- ningsvals 1, och en bröstvals 22 för den yttre formningsviran 3 är belägen inuti formningsviraslingan i ett sådant läge relativt formningsvalsen 1 och flerbladsavvattnings- lådan 7 att den yttre formningsviran 3 kommer att omsluta sugfonnningsvalsens 1 omkrets över en vinkel ot av storleksordningen l5° - 45°. En formningsvals med slät yta skulle kunna användas, men detta är mindre föredraget och skulle kräva en omslutningsvinkel ot av storleksordningen 45° - l35°. Oberoende av vilken typ av forrnningsvals som används kan det, i de fall då ett brett område av ytvikter skall framställas på vals-blad-forrnaren enligt uppfinningen, vara fördelaktigt att konstruera formaren på sådant sätt att man kan svänga inloppslådan 2 och bröstvalsen 22 som en enhet runt formningsvalsens 1 rotationsaxel. Därigenom blir det möjligt att justera omslutnings graden (vinkeln ot) för den yttre fonnningsviran 3 på formningsvalsen 1 och således också reglera andelen dränerbart vatten som avlägsnas från suspensionen vid formningsvalsen 1. Av det dränerbara vattnet avlägsnar man lämpligtvis från omkring 90 % till omkring 99 %, företrädesvis omkring 98 % till omkring 99 %, från suspensionen vid fonnningsvalsen 1, så att inte mer än från omkring 1 % till omkring 10%, företrädesvis omkring l % till omkring 2 %, av det dränerbara vattnet finns kvar i suspensionen då den kommer fram till flerbladsavvattnings- lådan 7. Denna lilla kvarvarande mängd av dränerbart vatten ger den fördelen att det inte blir någon försämring av retentionen och/eller skiktrenheten, men att trots detta man 10 15 20 25 30 501 332 9 underlättar uppnåendet av en plötslig "total sättning av arket" ( dvs i princip ingen bildning av början på en bana på formningsviroma 3 och 4 med suspension av lägre koncentration klämd mellan dem), vilket vi tror kräver en kontinuerlig småskalig rörelse hos ñbrema till dess det vatten som återstår i suspensionen är otillräckligt för att medge att ñbrema väsentligt ändrar läge relativt varandra.

Efter det att banan W formats på flerbladsavvattningslådan 7 löper banan liggande mellan de två forrnningsvirorna fram till och runt den andra valsen 6. Denna vals visas som en slätytad vals men kan, om så önskas, lika väl utgöras av en sugvals som hjälper till att avlägsna vatten från banan W. Vid den i figur l visade utföringsformen ger en slät yta på den andra valsen 6 den fördelaktiga "registervalseffekten", som bidrar till att banan W häftar fast mot den inre formningsviran 4 när den yttre forrnningsviran 3, då den lämnar den andra valsen 6, avlänkas en liten vinkel från den inre formningsviran 4 och den av denna buma banan W. För att med säkerhet åstadkomma den önskade överföringen av banan W till den inre formningsviran 4 kan en överföringssuglåda 23 vara anordnad nedströms om den andra valsen 6 inuti den inre formningsviraslingan.

För att icke onödigtvis överlasta ritningama har vi underlåtit att visa viss utrustning, som i och för sig är nödvändig eller fördelaktig för att köra en dubbelvirafonnare, men som inte utgör någon del av föreliggande uppfinning. T ex finns det ett icke visat första bakvattentråg beläget mellan bröstvalsen 22 och avvattningslådan 7 för att samla upp bakvatten som passerar genom den yttre formningsviran 3 i zonen Z och kastas ut från forrnningsvalsen 1. Vidare finns det på motsatt sida om den inre forrnningsviran 4 en icke visad bakvattendeflektor monterad på kort avstånd från den inre formningsviran 4 omedelbart nedströms om den punkt där formningsvirorna löper av från forrnningsvalsen 1. Deflektom är försedd med en krökt förlängning som sträcker sig över formningsvalsens 1 högst belägna parti till ett icke visat andra bakvattentråg placerat till höger om forrnningsvalsen 1 i ñgur 1 för att samla upp bakvatten som passerat genom den inre formningsviran 4 in i sugformningsvalsen 1, där det tillfälligt förvarats till dess forrnningsviroma lämnar sugzonen.

Figurema 3 - 10 visar förbättringen i några relevanta egenskaper hos en tissuepappers- bana formad i enlighet med föreliggande uppfinning. I figurerna 3 - 9 betecknar öppna kvadratpunkter (D) mätvärden som hänför sig till tissuebanor formade i en dubbelviratissue- forrnare av vals-blad-typ av det slag som visas i figur 1, medan fyllda kvadratpunkter (I) och fyllda triangelpunkter (A) betecknar mätvärden som hänför sig till banor formade i en 501 332 10 15 20 25 30 10 konventionell tissueformare av "C-wrap"-typ med en sugformningsvals respektive en slätytad formningsvals.

Skillnaden mellan den från inloppslådan 2 utsprutade mäldstrålens hastighet (Vsuåle) och formningsviromas 3 och 4 hastighet (Vvm) påverkar fonnationen hos banan W.

Figurema 3 och 4 är diagram som visar variationema i "betaformation" med varierande hastighetsskillnader respektive varierande MD/CD dragstyrkekvoter. Alla betaformations- värden som vi hänvisar till har mätts på okräppade banprover.

Tennen "betaformation" avser den medelst betastrålnin g uppmätta standardavvikelsen i ytvikt. Således är ett lågt värde på betaformation bättre än ett högt. Ett lämpligt instrument för mätning av betaformation är AMBERTEC Beta Formation Tester som kan skaffas från Ambertec Oy, Esbo, Finland.

Termen "MD/CD dragstyrkekvot" avser dragstyrkan hos en bana i dess längsriktning (dvs maskinriktningen) delad med den i banans tvärsriktning. Dragstyrkeproven utfördes i enlighet med den standardiserade testproceduren SCAN-P 44:81 (TAPPI T-494).

I figur 3 är de flesta punkter försedda med ett tvåsiffrigt decimaltal, vilket anger MD/CD dragstyrkekvoten för ett banprov av en viss angiven betaformation och framställd med en viss angiven hastighetsskillnad i en vals-blad-fonnare, en formare av "C-wrap"-typ med sugfonnningsvals respektive en forrnare av "C-wrap"-typ med slätytad forrnningsvals.

Testvärdena i figur 4 hänför sig till okräppade banor, medan MD/CD-värdena i ñgur 3 hänför sig till kräppade banor. I övriga avseenden är banorna med de i figurema 3 och 4 visade provresultaten identiska och består i huvudsak av nyñber och har en ytvikt av 20 g/mz. Alla ytvikter som vi refererar till är mätta på okräppade banprover, nyfibern utgjordes av 50 % skandinavisk barrved och 50 % eukalyptus, och banorna framställdes från en mäld med en freeness av omkring 600 CSF. Freeness eller CSF-tal (Canadian Standard Freeness) är ett mått på mäldens dränerbarhet och bestäms i enlighet med standardiserade testprocedurer, t ex SCAN-C 21 eller SCAN-M 4 (TAPPI T-227).

De banor, som de i figurerna 6 och 7 visade testresultaten är baserade på, skiljer sig från dem i figurema 3 och 4 endast därigenom att de består i huvudsak av returfiber från tvärrandigt s k tabulatorpapper (eng. "computer print-out") för datorutskrift på löpande bana. Returfiberrnälden hade en freeness av omkring 250 CSF.

Figurema 3 - 6 visar klart att jämfört med tissuebanor formade i konventionella dubbelviraforrnare av valstyp, där som regel en mindre tillfredsställande formation måste accepteras i de fall som höga MD/CD dragstyrkekvoter eftersträvas, banor som formats i 10 15 20 25 30 501 332 11 enlighet med föreliggande uppfinning bibehåller en mycket tillfredsställande formation också vid höga dragstyrkekvoter. Såsom visas i figurema 3 och 5 är betaforrnationen för en bana som formats på vals-blad-forrnaren, i motsats till den för en bana som formats på en forrnare av "C-wrap"-typ med en sugforrnningsvals eller slätytad forrrmingsvals, i huvudsak konstant vid hastighetsskillnader (Vmje - Vvira)av storleksordningen från omkring -200 rn/min till omkring +250 m/min. Möjligheten att forma tissuebanor som förutom en mycket tillfredsställande formation har höga MD/CD dragstyrkekvoter, dvs dragstyrke- kvoter inom området 2 - 5, är av stort intresse vid framställning av de flesta olika tissueprodukter, och utnyttjandet av hastighetsskillnader är det allmänt gängse sättet att få höga MD/CD dragstyrkekvoter. En jämförelse av figurerna 3 och 4 med figurema 5 och 6 visar klart att i de fall som banoma formas av returfiber i stället för nyñber blir fördelama med föreliggande uppfinning än mer uttalade. Följaktligen kan sättet enligt föreliggande uppfinning också karakteriseras som mycket okänsligt för ändringar i freeness.

Figur 7 är ett diagram som visar den lilla ökningen i betaformation med ökande ytvikt för en bana som framställts på vals-blad-formaren i motsats till den avsevärt större ökningen för en bana som framställts på en formare av "C-wrap" -typ med sugformnings- vals eller slätytad formningsvals. Som framhållits ovan är betaformation standardavvikelse i ytvikt, och ett lågt värde är bättre än ett högt. Betaformationen mättes på okräppade banor med en MD/CD dragstyrkekvot av 2 - 4 efter kräppning och de bestod huvudsakligen av nyñber. Till och med vid en ytvikt av omkring 28 g/mz har en bana som formats i enlighet med föreliggande uppfinning på en vals-blad-formare bättre betaformation än en bana med en ytvikt av omkring 20 g/mz som formats på en konventionell formare av "C-wrap"-typ med sugformningsvals. Figur 7 visar tydligt att sättet enligt föreliggande uppfinning är fördelaktig över ett stort ytviktsområde.

Figurema 8 och 9 är diagram som visar variationema i "specifikt dragindex" (engelska: tensile efficiency) med varierande hastighetsskillnader respektive varierande MD/CD dragstyrkekvoter. Termen "specifikt dragindex" avser dragindex för banprovet uttryckt som en procentsats av dragindex för ett laboratorieark framställt av mäld från maskinkaret i enlighet med den standardiserade testproceduren SCAN-C 26:76 eller SCAN-M 5:76 (TAPPI T-205), och sättet att bestämma dragindex beskrivs i SCAN-C 28:76 eller SCAN-M 8:76 (TAPPI T-220). De i Figurema 8 och 9 visade testresultaten hänför sig till tissuebaneprover som består i huvudsak av nyfiber och har en ytvikt av 20 g/mz, och värdena på det specifika dragindexet har uppmätts på okräppade banprover. 501 332 10 15 20 25 30 12 Också i detta fall betecknar de öppna kvadratpunkterna mätvärden som hänför sig till tissuebanor formade i en dubbelviratissuefomiare av vals-blad-typ av det slag som visas i figur l, medan de fyllda kvadratpunktema betecknar mätvärden som hänför sig till banor formade i en konventionell tissueformare av "C-wrap"-typ med en sugforrnningsvals, och de tvåsiffriga decimaltalen anger MD/CD dragstyrkekvoterna efter kräppning av de olika banprovema. Av figurerna 8 och 9 framgår tydligt att förbättringen i specifikt dragindex hos banor formade i enlighet med föreliggande uppfinning jämfört med specifikt dragindex hos banor formade i en konventionell dubbelviratissueformare av "C-wrap"-typ är avsevärd.

Figur 10 är ett diagram som visar skiktrenheten hos en treskiktsbana med en ytvikt av 22,5 g/mz formad i enlighet med föreliggande uppfinning. Ytviktsuppdelningen är 30 % lövved, 40 % barrved och 30 % lövved (eukalyptus). I motsats till vad som kunde förväntas är skiktrenheten fullt jämförbar med den som erhålls i en konventionell dubbelviratissueformare av valstyp.

Vid en summering av fördelama med formningssättet enligt föreliggande uppfinning får vi följande: Forrnation Som visats ovan kan en förbättrad formation erhållas. En bra formation är en förutsättning för att uppnå dels den eftersträvade mjukheten och dels en likforrnig permeabilitet hos banan. En likformig permeabilitet är nödvändig vid användning av genomblåsningstorkning (TAD) för att torka banan. Vidare leder en förbättrad formation till förbättrad körbarhet av tissuemaskinen, eftersom också likforrnigheten av den adhesiva beläggning som vid drift automatiskt bildas på yankeecylindems mantelyta förbättras.

Altemativt kan vals-blad-formarens fönriåga att förbättra formationen användas för att bibehålla en redan tillfredsställande formation och för att börja formningen av banan genom att från en inloppslåda med en munstycksöppning av minskad spaltvidd spruta ut en mäldstråle av högre koncentration än vanligt. Användningen av en högre koncentration än vanligt betyder att mindre vatten måste avlägsnas från mälden för att forma banan, och att pumpningen kräver mindre energi.

Fonnation/Dragstyrkekvot Som angivits ovan är betaformationen hos en bana som formats på en va1s-blad- forrnare i huvudsak konstant vid hastighetsskillnader (Vstrålfi _ Vvm) av storleksordningen från ca -200 m/min till ca +25O m/min. Utnyttjandet av hastighetsskillnader är den allmänt använda metoden för att erhålla höga MD/CD dragstyrkekvoter. Möjligheten att forma 10 15 20 25 30 501 332 13 tissuebanor som förutom en mycket tillfredsställande formation har höga dragstyrkekvoter, dvs dragstyrkekvoter i området 2 - 5, är av stort intresse vid tillverkning av de flesta olika tissueprodukter och en större fördel hos föreliggande uppfinning. På konventionella dubbel- viraforrnare av valstyp börjar formationen försämras redan vid lägre dragstyrkekvoter, så att det blir nödvändigt att godta en mindre bra fonnation för att uppnå de eftersträvade höga dragstyrkekvotema.

Dragstyrka En förbättrad formation åstadkommer alltid en förbättrad dragstyrka. Skälet för detta är att fibrema utnyttjas mer effektivt. Högre dragstyrka innebär högre specifikt dragindex, och ett högre specifikt dragindex kan, om så önskas, utnyttjas för att minska massaraffine- ringen eller andelen långa fibrer i massan, och en mjukare bana av högre kvalitet kan erhållas. Mindre raffinering innebär också att tissuemaskinens avvattnings- och torknings- kapacitet förbättras.

Ytviktsområde Sättet enligt föreliggande uppfinning för formning av en bana på en vals-blad-forrnare gör det möjligt för en tissuetillverkare att framställa högkvalitativt tissuepapper inom ett mycket brett ytviktsområde. Det räcker med ett enda utförande av flerbladsavvattnings- lådan, som t ex den i figur 2 visade niobladiga tvårumsavvattningslådan, för att medge forrnning av banor med ytvikter som ligger mellan ca 13 g/mz och ca 50 g/mz. Över 50 g/mz är det rekommendabelt att lägga till ett rum med ytterligare blad, och vid okräppade banor med en ytvikt under ca 13 g/mz har man problem med bildning av bildning av s k pin holes i banan, liksom vid konventionella sugvalsformare.

Formningssättet enligt föreliggande uppfinning är mycket okänsligt för ändringar i freeness. De ovannämnda fördelama erhålles när pappersfibrema utgörs i huvudsak av nyfiber såväl som när de utgörs i huvudsak av returfiber. De fördelar som erhålls när banorna formas från returfiber synes faktiskt vara mer uttalade än när de formas från nyfiber.

Flerskikt och retention Vals-blad-formaren som används vid utövande av sättet enligt föreliggande uppfinning genererar helt oväntat lika goda skiktrenhets- och retentionsnivåer som den konventionella äkta valsforrnaren. Orsaken till detta är att oavsett inbyggnaden av flerbladsavvattnings- lådan avlägsnar vi fortfarande nästan allt dränerbart vatten på formningsvalsen. Vi lämnar kvar bara från ca l % till ca 10 %, företrädesvis från ca l % till ca 2 %, av det dränerbara 10 15 20 25 30 501 332 14 vattnet för avlägsnande av detsamma på flerbladsavvattningslådan, där vibrationema eller tryckpulsema från bladen orsakar en småskalig rörelse hos fibrerna tills dess det kvarvarande vattnet är otillräckligt för att medge att fibrerna påtagligt ändrar läge i förhållande till varandra. Den ringa vattenmängd som finns kvar vid avvattningslådan är tillräcklig för att medge att fibrema rör sig och förbättrar fomiationen, men är för liten för att vibrationema eller tryckpulsema skall försämra skiktrenheten eller skaka ut någon påtaglig mängd av finmaterial och fibrer ur banan.

Avvattning på blad är känd att vara skadlig för skiktrenhet och retention, men vår användning av flerbladsavvattningslådan nästan uteslutande som formationsförbättrande element och endast i mycket ringa utsträckning som avvattningselement är en hömsten i föreliggande uppfinning.

Processoptimering och avvattning Balansen mellan avvattning på formningsvalsen och avvattning på flerblads- avvattningslådan bestäms i första hand av den yttre fominingsvirans omslutningsvinkel ot på fonnningsvalsen. Med en sugfominingsvals är det emellertid möjligt att i viss utsträckning justera denna balans genom att ändra undertrycksnivån i fommingsvalsens su gzon. Den önskade hastigheten, ytvikten, och mälden är avgörande för optimal storlek på omslutningsvinkeln, som ställs in från början, men en finjustering av avvattningsbalansen kan göras genom att ändra undertrycksnivån. En ytterligare justering av avvattningsbalansen är möjlig om inloppslådan och bröstvalsen för den yttre forrnningsviran är anordnade att kunna vridas som en enhet runt forrnningsvalsens rotationsaxel för att ändra omslutningsvinkeln. I regel är dock möjlighetema att justera avvattningsbalansen tillräckliga utan att man behöver tillgripa komplicerade konstruktioner. Vid användning av en sugformningsvals är omslutningsvinkeln ungefär en tredjedel av vad som erfordras vid användning av en slätytad fominingsvals.

DETALJERAD BESKRIVNING Av ANDRA FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figurerna ll - 14 visar alternativa utföringsformer av dubbelviratissueforrnare av vals-blad-typ. Eftersom dessa utföringsfoirner har mycket gemensamt med den som visas i figurema l och 2 och beskrivits ovan, har motsvarande detaljeri figurema ll - 14 givits hänvisnings- beteckningar ur lOO-, 200-, 300- respektive 400-serien. T ex flerbladsavvattningslådan, som betecknas 7 i figur l, betecknas 107 i figur ll, 207 i figur 12, 307 i figur 13 och 407 i figur 14. På motsvarande sätt betecknas inloppslådan 2 i figur l, 102 i figur l 1, 202 i figur 12, 302 i figur 13 och 402 i figur 14. 10 15 20 501 332 15 Den i ñgur 11 visade utföringsforinen skiljer sig från den som visas i Figur 1 bara genom att flerbladsavvattningslådan 107 är belägen på motsatt sida om skiktstrukturen vira-bana-vira och således är belägen inuti slingan av den inre formningsviran 104 i stället för inuti slingan av den yttre fonnningsviran. Denna utföringsforin ger samma fördelar som den som visas i figur l men kan kräva något större utrymme i vertikal riktning för att ge plats för avvattningslådan 107 mellan forrnningsvalsen 101 och den andra valsen 106.

Figurerna 12 och 13 visar att den dubbelviratissueformare av valstyp, som ska modifieras genom inbyggnad i densamma av en flerbladsavvattningslåda, icke behöver ursprungligen vara en fomiare av "C-wrap"-typ utan lika gärna kan vara av den typ som är allmänt känd som "S-wrap"-formare. I en formare av "S-wrap"-typ är forrnningsvalsen 201 eller 301 belägen inuti den viraslinga som vid de föregående utföringsformerna bildades av den yttre formningsviran 3 men som nu utgör den inre forrnningsviran 203 respektive 303, och den andra valsen 206 respektive 306 blir då belägen inuti den viraslinga som vid de föregående utföringsformerna bildades av den inre formningsviran 4 men som nu utgör den yttre formningsviran 204 respektive 304. Som visas i figurerna 12 och 13 är flerbladsavvattningslådan 207 respektive 307 anordnad nedströms om fonnningsvalsen men uppströms om den andra valsen och inuti antingen den yttre viraslingan såsom visas i figur 12 eller den inre viraslingan såsom visas i figur 13.

Figur 14 visar en utföringsform där den i figur ll visade dubbelviraformaren av valstyp och med huvudsakligen vertikal forrnningszon modifierats genom vridning av hela konfigurationen ca ett kvarts varv, så att formningszonen blir i huvudsak horisontell och den yttre forinningsviran 403 toppvira. Flerbladsavvattningslådan 407 är placerad inuti slingan av den inre eller undre formningsviran 404 i ett läge mellan forrnningsvalsen 401 och den andra valsen 406.

Claims (10)

10 15 20 25 30 501 332 16 PATENTKRAV

1. Sätt att forma en tissuepappersbana (W) i en dubbelviraformare med en roterbar formningsvals (1), vilket sätt innefattar stegen: a) att man sprutar in en stråle, som huvudsakligen består av en vattenhaltig suspension av pappersñbrer, i ett konvergerande forrnningsgap (5) som bildas mellan två slingformiga formningsviror (3 och 4) när dessa först konvergerar och möts på periferin av den roterbara formningsvalsen (1) och sedan partiellt omsluter formningsvalsens periferi; b) att man bringar den vattenhaltiga suspensionen att bli ett skikt mellan de två fonrmingsvirorna (3; 4) och avvattnar suspensionen genom åtminstone den ena av dem under det att de partiellt omsluter fominingsvalsens periferi; c) att man fortsätter avvattningen och avlägsnar en tillräcklig andel av vatten från suspensionen för att pappersñbrema skall bilda en fiberbana (W); d) att man låter de två formningsvirorna (3; 4) med pappersfibrema inklämda mellan dem löpa fram till och runt ett parti av en andra vals (6); och e) att man separerar den ena (3) av de två formningsviroma (3; 4) från den bildade fiberbanan (W) och den andra formningsviran (4) tidigast på den nämnda andra valsen (6); vilket sätt är kännetecknat av f) å) att man avlägsnar i huvudsak allt dränerbart vatten från suspensionen under det att denna befinner sig i en zon (Z) som följer periferin av forrnningsvalsen (1) fram till den punkt där de två forrnningsviroma (3; 4) löper av från formnings- valsens periferi, men att man lämnar kvar tillräckligt mycket dränerbart vatten för att ha en huvuddel av pappersñbrerna fria i suspensionen under en inledningsfas av steg g); och att man nedströms om zonen (Z) avlägsnar den återstående andelen av dränerbart vatten från suspensionen under det att man vibrerar suspensionen tillräckligt för att skapa en mikroturbulens, som orsakar en småskalig rörelse hos fibrema, så att de hindras från att bilda någon påtaglig fiberbana förrän det vatten som återstår i suspensionen är otillräckligt för att tillåta att fibrerna väsentligen ändrar läge i förhållande till varandra. 10 15 20 25 30 501 332 17

2. Sätt enligt krav l, kännetecknat av att man vibrerar suspensionen med en frekvens av minst 100 Hz.

3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat av att man vid ett läge nedströms om formnings- valsen (1) men uppströms om den andra valsen (6) anordnar en avvattningslåda (7), som har ett flertal på konstant avstånd från varandra belägna avvattningsblad (8) av lika storlek för anliggningskontakt mot en angränsande (4) av formningsviroma (3; 4) och bildning av en huvudsakligen konvext krökt yta som stöder den nämnda angränsande formningsviran (4)-

4. Sätt enligt krav 3, kännetecknat av att avvattningslådan (7) har minst fyra avvattningsblad (8) anordnade på ett centrumavstånd av storleksordningen 50 till 330 mm.

5. Sätt enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att man anordnar avvattningslådan (7) inuti slingan av den formningsvira som utgör en yttre formningsvira (3) relativt formningsvalsen (1) och den andra formningsviran (4) i dubbelviraforrnaren, under det att den andra valsen (6) är anordnad inuti slingan av den inre formningsviran (4).

6. Sätt enligt krav 5, kännetecknat av att man som fotmningsvals anordnar en sugformningsvals (1), och att man i steg f) avvattnar suspensionen igenom båda forrnningsvirorna (3; 4).

7. Sätt enligt krav 6, kännetecknat av att man låter den yttre formningsviran (3) löpa över sugforrnningsvalsen (1) på sådant sätt, att man åstadkommer en omslumingsvinkel (ot) för den yttre forrnningsviran (3) på sugformningsvalsen (1) av storleksordningen l5° till 45°.

8. Sätt enligt krav 6, kännetecknat av att man anordnar en inloppslåda (2) för att spruta ut suspensionen in i formningsgapet (S), att man anordnar en bröstvals (22) för den yttre fonnningsviran (3) omedelbart uppströms om formnings gapet (S), och att man vrider inloppslådan (2) och bröstvalsen (22) som en enhet runt en rotationsaxel för formnings- valsen (1) för att justera omslutningsgraden (vinkeln ot) för den yttre formningsviran (3) 501 332 18 på fonnningsvalsen (1), och därigenom också andelen dränerbart vatten som avlägsnas från suspensionen vid fonnningsvalsen (1).

9. Sätt enligt något av kraven 3 - 8, kännetecknat av att man "sätter arket" när de 5 mellan viroma belägna pappersflbrema passerar förbi avvattningslâdan (7).

10. Sätt enligt något av kraven 1 - 9, kännetecknat av att man i den nämnda zonen (Z) avlägsnar från omkring 90 % till omkring 99 %, företrädesvis omkring 98 % till omkring 99 %, av det dränerbara vattnet från suspensionen.