FASERSTOFFBAHN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Maschine zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn.

Zur Herstellung mehrlagiger Papiere werden bisher unter anderem an Gapformern Mehrschichtstoffaufläufe eingesetzt. Es sind auch bereits Mehrlagensiebmaschi- nen oder Langsiebe mit Hybridformer bekannt, bei denen Zweischichtstoffaufläufe eingesetzt werden. Eine solche Anwendung erfolgt bisher hauptsächlich bei Test- liner. Ein Einsatz der seit längerem bekannten Mehrschichttechnologie wurde je- doch auch bereits bei verschiedenen anderen Papiersorten versucht.

Das Hauptproblem bei einem Mehrschichtstoffauflauf ist nun aber die Lagenrein- heit. So werden in der Regel zumindest 40 g/m ² Abdeckgewicht benötigt, um eine gleichmäßige Farbe der Deckenlage zu erreichen. Für eine möglichst gute Abde- ckung bei niedrigem Gewicht ist häufig eine ganz bestimmte Einstellung von Stoff- auflauf und Former erforderlich. Hierbei ist insbesondere ein enges Fenster für die Stoffauflauf-Stoffdichte und die Stoffsuspensionsstrahl-Sieb-Geschwindigkeits- differenz von Bedeutung, da beide Parameter einen starken Einfluss auf die Pa- pierfestigkeiten und Formation besitzen. Da die Stoffauflauf-Stoffdichte und die Strahl-Sieb-Geschwindigkeitsdifferenz für eine gute Abdeckung eher höher sein sollten, muss entsprechend ein größeres Reißlängenverhältnis RLV akzeptiert werden, was zu schlechteren Querfestigkeiten (SCT-CD, RCT-CD) führt. Dabei handelt es sich bei dem Reißlängenverhältnis RLV um das Verhältnis der Reiß- länge in Maschinenlaufrichtung MD und der Reißlänge in Maschinenquerrichtung CD. Mit dem Streifenstauchwiderstand SCT wird der Stauchwiderstand eines fla chen Papierstreifens genormter Abmessungen bestimmt, während mit dem Ring- stauchwiderstand RCT der Stauchwiderstand eines zu einem Ring geformten Streifens aus Papier mit genormter Breite und Länge angegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Maschine der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen die zu- vor erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll am betreffenden Langsieb bzw. TopFormer insbesondere eine gute Abdeckung in Kombination mit einer hohen Querfestigkeit der gebildeten Faserstoffbahn erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruch 1 1 ge- löst. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevor- zugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Maschine ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung und der Zeichnung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoff- bahn, insbesondere mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest zwei Lagen aus mittels eines Mehrschichtstoffauflaufs einem mit einer Brustwalzenschüttelung versehenen Langsieb oder TopFormer, insbe- sondere TopFormer F ^® der Anmelderin, zugeführten Faserstoffsuspensionen ge- bildet werden. Dabei kann die mit einer entsprechenden Schüttelvorrichtung ver- sehene Brustwalze, um die das betreffende Langsieb im Bereich des Mehr- schichtstoffauflaufs geführt ist, durch die Schüttelvorrichtung insbesondere hori- zontal in Querrichtung hin und her gerüttelt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es unter anderem möglich, beispiels weise zwei unterschiedliche Faserstoffe bzw. gefärbte Faserstoffe mit gleichem oder unterschiedlichem Faserlängen- und/oder Feinstoff- und/oder Füllstoffspekt rum mit nur einer Formiereinheit zu erzeugen, wobei die Abdeckungsqualität ge- genüber einer herkömmlichen Betriebsweise ohne Siebschüttelung deutlich ver- bessert wird. Bei gleichmäßiger guter Formation wird eine gute Lagenreinheit er- zielt. Durch den Einsatz einer Siebschüttelung werden zudem Flocken oder Strei- fen egalisiert, die sich bisher durch die erforderliche geringe Turbulenz zu Beginn der Blattbildung überwiegend in der oberen Schicht vermehrt ausbilden und dadurch bisher die Abdeckungsqualität negativ beeinflussen können. Die erfin- dungsgemäße Siebschüttelung bringt somit auch den Vorteil mit sich, dass die durch eine pulsationsarme Blattbildung bedingten Formationseinbußen und Un- gleichmäßigkeiten an den Oberflächen ausgeglichen werden, ohne eine Vermi- schung der verschiedenen Schichten oder Lagen, wie sie zum Beispiel durch Ein- bringung von Turbulenz entstehen würde, zu bewirken. Darüber hinaus gleicht die Siebschüttelung ein größeres Reißlängenverhältnis RLV aus, das durch den für die Abdeckung und Formation vorteilhaften Betrieb des Stoffauflaufs im Unter- bzw. Überstau entsteht. Durch die erfindungsgemäße Siebschüttelung wird somit insbesondere auch ein größeres Reißlängenverhältnis RLV und die damit verbun- dene Verringerung der Querfestigkeit vermieden bzw. zumindest reduziert, die sich bisher insbesondere bei der Herstellung von Verpackungspapieren bisher oft nachteilig auswirkt. Schließlich kann durch die Einsparung eines Stoffauflaufs und TopFormers auch die Länge der betreffenden Papiermaschine entsprechend re- duziert werden, wodurch sich zudem entsprechend geringere Herstellungskosten ergeben.

Bevorzugt werden mittels des Mehrschichtstoffauflaufs dem betreffenden Lang- sieb bzw. TopFormer zumindest zwei unterschiedliche oder unterschiedlich ge- färbte Faserstoffsuspensionen zugeführt.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn mittels des Mehrschichtstoffauflaufs dem betreffenden Langsieb bzw. TopFormer zumindest zwei Faserstoffsuspensionen mit gleichem oder unterschiedlichem Faserlängen- und/oder gleichem oder unter- schiedlichem Füllstoffspektrum zugeführt werden.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Fixierung einer aus einer dem betreffenden Langsieb bzw. TopFormer mittels des Mehrschichtstoffauflaufs zugeführten Faserstoffsuspension gebildeten abdeckenden Schicht dem betreffenden Langsieb bzw. TopFormer ein besaugter Siebtisch zugeordnet. Eine gute Lagenreinheit erfordert zum einen eine rasche Fixierung der abdecken- den Schicht oder Lage und zum anderen eine möglichst gleichmäßig gute Forma- tion, die das unvermeidbare Durchscheinen der anderen Schicht oder Lage insbe- sondere bei kleinen Flächengewichten der abdeckenden Schicht bzw. hohem Farbkontrast der beiden Schichten gleichsam wie Milchglas egalisiert. Durch den bevorzugt vorgesehenen Saugsiebtisch erfolgt eine raschere Fixierung der abde- ckenden Schicht, so dass vorzugsweise mit möglichst kleinen Impulsen die uner- wünschte Vermischung der abdeckenden Schicht und der weiteren Schicht im Wesentlichen verhindert wird. Bevorzugt wird als besaugter Siebtisch demzufolge ein möglichst kleine Impulse erzeugender Siebtisch verwendet, um eine unerwünschte Vermischung der abde- ckenden Schicht mit einer jeweiligen weiteren, aus einer anderen vom Mehr- schichtstoffauflauf gelieferten Faserstoffsuspension gebildeten Schicht zumindest im Wesentlichen zu verhindern.

Als Mehrschichtstoffauflauf wird vorteilhafterweise ein Zweischichtstoffauflauf ein- gesetzt. Von Vorteil ist insbesondere, wenn aus den vom Mehrschichtstofflauf gelieferten Faserstoffsuspensionen eine Decklage und eine Unterdeck- oder Schonlage er- zeugt werden.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine vierlagige Faserstoffbahn erzeugt.

Von Vorteil ist insbesondere, wenn eine mehrlagige Faserstoffbahn mit einer Decklage, einer Unterdeck- oder Schonlage, einer Mittellage und einer Rücklage erzeugt wird.

Eine besonders vorteilhafte praktische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Decklage und eine Unterdeck- oder Schonlage aus den vom Mehrschichtstoffauflauf gelieferten Faserstoffsus- pensionen auf einem um eine Brustwalze mit zugeordneter Brustwalzenschütte- lung geführten ersten Langsieb und eine Mittellage auf einem zweiten Langsieb aus einer diesem mittels eines weiteren Stoffauflaufs zugeführten Faserstoffsus- pension gebildet werden, die Decklage und Unterdeck- oder Schonlage sowie die Mittellage an einem Berührungspunkt des ersten Langsiebs und des zweiten Langsiebs miteinander vergautscht werden, und die so miteinander vergautschten Lagen insbesondere im Bereich einer Gautschwalze, um die das erste Langsieb nach dem Vergautschen der Decklage und Unterdeck- oder Schonlage mit der Mittellage geführt wird, mit einer auf einem dritten Langsieb aus einer mittels eines weiteren Stoffauflaufs zugeführten Faserstoffsuspension gebildeten Rücklage vergautscht werden.

Die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigne- te erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, insbesondere mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn, zeichnet sich dadurch aus, dass zur Bildung von zumindest zwei Lagen ein Mehrschichtstoffauflauf vorgese- hen ist und die von diesem Mehrschichtstoffauflauf gelieferten Faserstoffsuspen- sionen zur Bildung der zumindest zwei Lagen einem mit einer Brustwalzenschütte- lung versehenen Langsieb oder TopFormer, insbesondere TopFormer F ^® der An- melderin, zugeführt werden.

Bevorzugt werden mittels des Mehrschichtstoffauflaufs dem betreffenden Lang- sieb bzw. TopFormer zumindest zwei unterschiedliche und/oder unterschiedlich gefärbte Faserstoffsuspensionen zugeführt. Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn mittels des Mehrschichtstoffauflaufs dem betreffenden Langsieb bzw. TopFormer zumindest zwei Faserstoffsuspensionen mit gleichem oder unterschiedlichem Faserlängen- und/oder gleichem oder unter- schiedlichem Füllstoffspektrum zugeführt werden. Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist zur Fixierung einer aus einer dem betreffenden Langsieb bzw. Top- Former mittels des Mehrschichtstoffauflaufs zugeführten Faserstoffsuspension gebildeten abdeckenden Schicht dem betreffenden Langsieb bzw. TopFormer ein besaugter Siebtisch zugeordnet.

Dabei ist als besaugter Siebtisch bevorzugt ein möglichst kleine Impulse erzeu- gender Siebtisch vorgesehen, um eine unerwünschte Vermischung der abdecken- den Schicht mit einer jeweiligen weiteren, aus einer anderen vom Mehrschicht- stoffauflauf gelieferten Faserstoffsuspension gebildeten Schicht zumindest im We- sentlichen zu verhindern.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn der Mehrschichtstoffauflauf als Zwei- schichtstoffauflauf ausgeführt ist. Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn aus den vom Mehrschichtstoffauflauf ge- lieferten Faserstoffsuspensionen eine Decklage und eine Unterdeck- oder Schon- lage erzeugt werden.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur Bildung einer vierlagigen Faserstoffbahn ausgeführt ist.

Dabei kann die erfindungsgemäße Maschine insbesondere zur Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn mit einer Decklage, einer Unterdeck- oder Schonlage, einer Mittellage und einer Decklage ausgeführt sein.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass aus den vom Mehrschichtstoffauflauf gelieferten Faserstoffsuspensionen auf einem um eine Brustwalze mit zugeordneter Brust- walzenschüttelung geführten ersten Langsieb eine Decklage und eine Unterdeck- oder Schonlage und auf einem zweiten Langsieb aus einer diesem mittels eines weiteren Stoffauflaufs zugeführten Faserstoffsuspension eine Mittellage gebildet werden, die Decklage und Unterdeck- oder Schonlage sowie die Mittellage an ei- nem Berührungspunkt des ersten Langsiebs und des zweiten Langsiebs miteinan- der vergautscht werden, und die so miteinander vergautschten Lagen insbesonde- re im Bereich einer Gautschwalze, um die das erste Langsieb nach dem Vergaut- schen der Decklage und Unterdeck- oder Schonlage mit der Mittellage geführt wird, mit einer auf einem dritten Langsieb aus einer mittels eines weiteren Stoff- auflaufs zugeführten Faserstoffsuspension gebildeten Rücklage vergautscht wer- den.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be- zugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Ma- schine zur Herstellung einer vierlagigen Kartonbahn, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstel- lung einer hier beispielsweise vierlagigen Kartonbahn.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine herkömmliche Maschine 10 zur Herstellung einer vierlagigen Kartonbahn mit einer Decklage, einer Unterdeck- oder Schonlage, einer Mittellage und einer Rücklage.

Dabei wird die Decklage aus einer mittels eines ersten Stoffauflaufs 12 auf ein erstes Langsieb 14 aufgebrachten Faserstoffsuspension, die Unterdeck- oder Schonlage durch eine mittels eines zweiten Stoffauflaufs 16 auf ein zweites Lang- sieb 18 aufgebrachte Faserstoffsuspension und die Mittellage durch eine mittels eines dritten Stoffauflaufs 20 auf ein drittes Langsieb 22 aufgebrachte Faser- stoffsuspension gebildet. Dabei ist dem dritten Langsieb 22 im vorliegenden Fall beispielsweise ein Former 24 zugeordnet. Die Rücklage wird durch eine mittels eines vierten Stoffauflaufs 26 auf ein viertes Langsieb 28 aufgebrachte Faser- stoffsuspension gebildet.

Die auf dem zweiten Langsieb 18 gebildete Unterdeck- oder Schonlage wird mit der auf dem dritten Langsieb 22 gebildeten Mittellage an einem Berührungspunkt 30 der beiden Siebe 18 und 22 vergautscht. Die so miteinander vergautschten Unterdeck- bzw. Schon- und Mittellage werden anschließend an einem Berüh- rungspunkt 32 des zweiten Langsiebs 18 mit dem vierten Langsieb 28 mit der auf diesem vierten Langsieb 28 gebildeten Rücklage vergautscht. Die so miteinander vergautschten Lagen, d.h. Unterdeck- oder Schonlage, Mittellage und Rücklage, werden schließlich an einem Berührungspunkt 34 des vierten Langsiebs 28 mit dem ersten Langsieb 14 mit der Decklage vergautscht. Eine solche herkömmliche Maschine ist unter anderem mit den eingangs genann- ten Nachteilen behaftet.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 36 zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoff- bahn. Dabei ist die Maschine 36 im vorliegenden Fall beispielsweise zur Herstel- lung einer vierlagigen Kartonbahn ausgeführt.

Dabei umfasst diese Maschine 36 als Mehrschichtstoffauflauf beispielsweise einen Zweischichtstoffauflauf 38 sowie ein erstes Langsieb 40, auf dem durch die mittels des Zweischichtstoffauflaufs 38 gelieferten Faserstoffsuspensionen eine Decklage sowie eine Unterdeck- oder Schonlage gebildet werden. Das erste Langsieb 40 ist im Bereich des Zweischichtstoffauflaufs 38 um eine Brustwalze 42 geführt, der eine Brustwalzenschüttelung 44 zugeordnet ist, über die die Brustwalze 42 und damit das erste Langsieb 28 horizontal in Querrichtung (CD-Richtung) der Ma- schine gerüttelt wird.

Auf einem zweiten Langsieb 46 wird aus einer diesem mittels eines weiteren Stoffauflaufs 48 zugeführten Faserstoffsuspension eine Mittellage gebildet. Dabei kann diesem zweiten Langsieb 46 wie dargestellt beispielsweise ein Former 50 zugeordnet sein. Die Decklage und Unterdeck- bzw. Schonlage sowie die Mittella- ge werden an einem Berührungspunkt 52 des ersten Langsiebs 40 und des zwei- ten Langsiebs 46 miteinander vergautscht. Schließlich werden die so miteinander vergautschten Lagen, nämlich die Decklage, die Unterdeck- oder Schonlage und die Mittellage, an einem Berührungspunkt 54, im vorliegenden Fall im Bereich ei- ner Gautschwalze 56, um die das erste Langsieb 40 nach dem Vergautschen der Decklage und Unterdeck- oder Schonlage mit der Mittellage geführt wird, mit einer auf einem dritten Langsieb 58 aus einer mittels eines weiteren Stoffauflaufs 60 zugeführten Faserstoffsuspension gebildeten Rücklage vergautscht. Mittels des Zweischichtstoffauflaufs 38 können dem ersten Langsieb 40 beispiels weise zwei unterschiedliche und/oder unterschiedlich gefärbte Faserstoffsuspen- sionen zugeführt werden. Dabei können diesem ersten Langsieb 40 mittels des Zweischichtstoffauflaufs 38 beispielsweise zwei Faserstoffsuspensionen mit glei chem oder unterschiedlichem Faserlängen- und/oder gleichem oder unterschiedli- chem Füllstoffspektrum zugeführt werden.

Zur schnelleren Fixierung der abdeckenden Schicht bzw. Decklage kann dem ers- ten Langsieb 40 ein besaugter Siebtisch zugeordnet werden. Dabei kann als be- saugter Siebtisch insbesondere ein möglichst kleine Impulse erzeugender Sieb- tisch verwendet werden, um eine unerwünschte Vermischung der Decklage mit der aus der anderen vom Zweischichtstoffauflauf gelieferten Faserstoffsuspension gebildeten Unterdeck- bzw. Schonlage zumindest im Wesentlichen zu verhindern.

Mit einer solchen erfindungsgemäßen Maschine ist es unter anderem möglich, zwei unterschiedliche und/oder unterschiedlich gefärbte Faserstoffe mit gleichem oder unterschiedlichem Faserlängen- und/oder Feinstoff- und/oder Füllstoffspekt rum mit nur einer Formiereinheit zu erzeugen und dabei die Abdeckungsqualität gegenüber der herkömmlichen Betriebsweise ohne Siebschüttelung deutlich zu verbessern. Eine gute Lagenreinheit erfordert zum einen eine rasche Fixierung der abdeckenden Schicht und zum anderen eine möglichst gleichmäßige gute Forma- tion, die das unvermeidbare Durchscheinen der anderen Schicht insbesondere bei kleinen Flächengewichten der abdeckenden Schicht bzw. hohem Farbkontrast der beiden Schichten gleichsam wie Milchglas egalisiert. Die rasche Fixierung der ab- deckenden Schicht wird beispielsweise durch den genannten besaugten Siebtisch gewährleistet, der bevorzugt mit möglichst kleinen Impulsen die ungewünschte Vermischung der beiden Schichten bzw. der Decklage und der Unterdeck- bzw. Schonlage im Wesentlichen verhindert. Durch die erforderliche geringe Turbulenz zu Beginn der Blattbildung können sich bisher vor allem in der abdeckenden Schicht vermehrt Flocken oder oberflächliche Streifen ausbilden, die die Abdeckungsqualität negativ beeinflussen. Diese Flo- cken bzw. Streifen werden durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer Sieb- schüttelung nunmehr egalisiert. Dies bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass die durch die pulsationsarme Blattbildung bedingten Formationseinbußen und oberflächlichen Ungleichmäßigkeiten ausgeglichen werden, ohne eine Vermi- schung der abdeckenden Schicht und der weiteren Schicht, wie sie zum Beispiel durch Einbringen durch Turbulenz entstehen würde, zu bewirken.

Zudem gleicht die erfindungsgemäße Siebschüttelung das erhöhte Reißlängen- verhältnis RLV aus, das durch den für die Abdeckung und Formation vorteilhaften Betrieb des Stoffauflaufs im Unter- bzw. Überstau entsteht. Ein sich bisher insbe- sondere bei der Herstellung von Verpackungspapieren oft nachteilig auswirkendes größeres Reißlängenverhältnis RLV und eine damit verbundene Verringerung der Querfestigkeit werden somit durch die erfindungsgemäße Siebschüttelung ver- mieden bzw. zumindest reduziert. Von Vorteil ist zudem, dass sich eine kürzere Maschinenlänge ergibt und ein Stoffauflauf entfällt, womit auch die Herstellungs- kosten entsprechend reduziert werden.

Bezuqszeichenliste

10 herkömmliche Maschine

12 erster Stoffauflauf

14 erstes Langsieb

16 zweiter Stoffauflauf

18 zweites Langsieb

20 dritter Stoffauflauf

22 drittes Langsieb

24 Former

26 vierter Stoffauflauf

28 viertes Langsieb

30 Berührungspunkt

32 Berührungspunkt

34 Berührungspunkt

36 erfindungsgemäße Maschine

38 Mehrschichtstoffauflauf, Zweischichtstoffauflauf 40 erstes Langsieb

42 Brustwalze

44 Brustwalzenschüttelung

46 zweites Langsieb

48 weiterer Stoffauflauf

50 Former

52 Berührungspunkt

54 Berührungspunkt

56 Gautschwalze

58 drittes Langsieb

60 weiterer Stoffauflauf