EP1536063A1

EP1536063A1 - Method for producing a fibrous web

Info

Publication number: EP1536063A1
Application number: EP04106062A
Authority: EP
Inventors: Susanne Berger; Reinhard Leigraf; Bernd Güldenberg
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2005-06-01
Also published as: DE10355687A1

Abstract

In a papermaking process a suspended solution of fiber (16) is continually discharged from a headbox (12) between two belt sieves (13, 14) to a press (21), drying station (26) and glazing rollers (41, 42). The suspended fiber is released in a multi-laminated flow, each with a different modulus of elasticity, resulting in a multi-layered web profile in the sieve. The headbox also releases a plastically deformable or elastic material as the centre layer, which also contains a wood-based material or a thermo-mechanical fiber suspension. Prior to acceptance by the glazing rollers the web is pre-heated to a temperature above the softening point of the web ingredients e.g. lignin, cellulose or hemicellulose.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Papier-, einer Karton-, einer Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension mittels eines Stoffauflaufs, wobei die Faserstoffbahn eine Siebpartie, eine Pressenpartie, eine Trockenpartie und ein Glättwerk durchläuft.The invention relates to a method for producing a paper, a Carton, a tissue or another fibrous web from a pulp suspension by means of a headbox, wherein the fibrous web a wire section, a Press section, a drying section and a calender passes.

In der DE 40 19 593 C2 wird ein Stoffauflauf beschrieben, der einen quer liegenden Verteiler zum Verteilen der zugeführten Stoffsuspension, einen Turbulenzeinsatz mit einer Vielzahl von Löchern und Kanälen, einen maschinenbreiten Auslaufkanal mit einem Auslaufspalt zum Abgeben der Faserstoffsuspension an das Papiermaschinensieb und Mittel zum Einstellen der Stoffdichte der Faserstoffsuspension über die Arbeitsbreite hinweg vorsieht.In DE 40 19 593 C2 a headbox is described which has a transverse Distributor for distributing the supplied stock suspension, a turbulence insert with a multitude of holes and channels, a machine-wide outlet channel with an outlet gap for delivering the pulp suspension to the Papermaking fabric and means for adjusting the consistency of the pulp suspension across the working width.

Die Mittel umfassen Leitungen für geregelte Suspensionsströme (Sektionsströme) mit individuell einstellbaren Eigenschaften. Der Stoffauflauf ist über seine Breite hinweg durch Trennwände in Sektionen unterteilt. Je Sektion ist wenigstens ein Anschluss zum Zuführen eines Sektionsstromes vorgesehen. An den sektionierten Abschnitt schließt sich ein Turbulenzeinsatz an. Die Trennwände erstrecken sich strömungsmäßig über einen wesentlichen Teil des Strömungsweges zwischen der Zuführung der Sektionsströme und dem Turbulenzeinsatz. Der Auslaufkanal schließt sich an den Turbulenzeinsatz an.The means comprise lines for controlled suspension flows (section streams) with individually adjustable properties. The headbox is across its width divided by dividing walls into sections. Each section is at least one Port provided for supplying a section stream. At the sectioned Section is followed by a turbulence insert. The partitions extend fluidly over a substantial part of the flow path between the Supply of the section streams and the turbulence insert. The outlet channel joins the turbulence insert.

Der bekannte Stoffauflauf ermöglicht es, die beiden Parameter Stoffdichte und Faserorientierung unabhängig voneinander quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn dadurch zu beeinflussen, dass den einzelnen Sektionen individuelle Sektionsströme zugeführt werden, deren Betriebsparameter wie der Durchsatz, die Stoffdichte und die Faserqualität für sich allein einstellbar sind. The well-known headbox allows the two parameters consistency and Fiber orientation independently of each other transversely to the direction of the fibrous web thereby influencing the individual sections individual sections currents whose operating parameters such as the throughput, the Density and the fiber quality are adjustable by itself.

Aus der EP 0 774 540 A2 ist ein Verfahren zur Beeinflussung des Reißlängen-Querprofils einer laufenden Faserstoffbahn bekannt. Um ein gleichmäßiges Reißlängenverhältnis über die gesamte Breite der Bahn einzustellen, wird die Faserlage über die Bahnbreite im Randbereich anders eingestellt als im mittleren Bereich. Zur Beeinflussung der Faserlage dienen sektional verschiedene Turbulenzzustände, Blendenöffnungen, Volumenströme, Stoffdichten, Differenzgeschwindigkeiten zwischen der Siebgeschwindigkeit und dem Stoffstrahl und Wandrauhigkeiten.EP 0 774 540 A2 discloses a method for influencing the breaking length transverse profile a running fibrous web known. For a uniform tear length ratio adjust over the entire width of the web, the fiber layer adjusted differently over the web width in the edge area than in the middle area. Sectionally different turbulence states serve to influence the fiber position. Apertures, volume flows, substance densities, differential speeds between the wire speed and the fabric jet and wall roughness.

Bei bekannten Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen besteht insbesondere bei gestrichenen Papieren sowie beim Offsetdruck auf dem Papier das Problem der Glanzfleckigkeit. Bei Papierbahnen ist es ein wesentliches Qualitätsmerkmal, dass sie frei von derartigen Glanzflecken sind. Glanzfleckigkeit tritt verstärkt bei hohen Dicken- und Flächengewichtsunterschieden im Papier auf. Diese Flächengewichtsunterschiede führen beim Kalandrieren zu Spannungsspitzen, die sich auf die Oberflächenbeschaffenheit bzw. auf die Glanzwirkung auswirken.In known machines for the production of fibrous webs is in particular with coated papers as well as with the offset printing on the paper the Problem of glossiness. For paper webs it is an essential quality feature that they are free of such bright spots. Brilliant spots occur more intensively at high thickness and basis weight differences in the paper. These Basis weight differences lead to calendering in voltage peaks, the affect the surface texture or gloss effect.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn zur Verfügung zu stellen, das die Glanzfleckigkeit verringert.It is the object of the invention to provide a process for producing a fibrous web to provide, which reduces the glossiness.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass dem Stoffauflauf schichtförmige Teilströme der Faserstoffsuspension mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere mit verschiedenen Elastizitätsmodulen, zugeführt werden, aus denen in einer Siebpartie die ein schichtenförmiges Profil aufweisende Faserstoffbahn erzeugt wird.According to the invention, this object is achieved in a method of the aforementioned Art solved in that the headbox layered streams of pulp suspension with different properties, especially with different ones Elastizitätsmodulen be fed, from which in a wire section the a layered profile having fibrous web is produced.

Dabei kann der Stoffauflauf auch als bekannter Mehrschichtenstoffauflauf, insbesondere Dreischichtenstoffauflauf, ausgebildet sein, dessen einzelne Schichten durch entsprechende Teilströme beaufschlagt werden. Bei einer einseitig gestrichenen Faserstoffbahn würde im Grunde ein Zweischichtenstoffauflauf genügen. The headbox may also be known as a multi-layer casserole, in particular Dreilichtenstoffauflauf be formed whose individual layers be acted upon by corresponding partial currents. In a one-sided painted Fibrous web would basically meet a two-layer casserole.

Durch dieses Verfahren lässt sich auch das Volumen des Papiers steigern. Spannungsspitzen beim Kalandrieren werden durch eine kompressible oder plastisch verformbare Mittellage im Papier vermieden. Schwankungen in der Beschaffenheit der Oberflächendichte werden schon bei geringeren Kalanderlasten verringert.This procedure also increases the volume of the paper. spikes When calendering be through a compressible or plastic deformable middle layer avoided in the paper. Fluctuations in the texture The surface density is reduced even at lower calender loads.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous developments emerge from the dependent claims, the description and the drawings.

Von Vorteil ist es, wenn mindestens zur Bildung einer mittleren Schicht eine Suspension mit einem plastisch verformbaren oder elastischen Stoff eingeströmt oder dem zugehörigen Teilstrom zugesetzt wird. Es versteht sich, dass neben der mittleren Schicht auch die an diese Schicht angrenzenden Schichten oder alle Schichten, insbesondere alle inneren Schichten, einen plastisch verformbaren oder elastischen Stoff enthalten können.It is advantageous if, at least for forming a middle layer, a suspension infused with a plastically deformable or elastic substance or is added to the associated partial flow. It is understood that in addition to the middle Layer also the layers adjacent to this layer or all Layers, in particular all inner layers, a plastically deformable or elastic material may contain.

Von Vorteil ist der Einsatz einer einen Holzstoff enthaltenden oder einer thermomechanischen Faserstoffsuspension.It is advantageous to use a mechanical pulp or a thermomechanical Fibrous suspension.

Zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Faserstoffbahn vor dem Glättwerk auf eine Temperatur erwärmt wird, die oberhalb des Erweichungspunkts von Inhaltsstoffen der Faserstoffbahn, insbesondere des Lignins, der Zellulose und der Hemizellulose, liegt.In addition, it is advantageously provided that the fibrous web before the calender is heated to a temperature above the softening point of ingredients the fibrous web, in particular the lignin, cellulose and the Hemicellulose, lies.

Durch die Verwendung einer Holzstoff enthaltenden Faserstoffsuspension oder einer thermomechanischen Faserstoffsuspension oder auch anderer Stoffe, die plastisch verformbar oder elastisch sind und einen geringen Elastizitätsmodul aufweisen, in der Mittellage oder in den mittleren Lagen der Papierbahn werden beim Kalandrieren durch die Erweichung, beispielsweise des Lignins, in Verbindung mit hohen Temperaturen im Kalander Spannungsspitzen vermieden. Durch diese Maßnahme wird das Auftreten von Glanzfleckigkeit durch eine über die Papierbahn gleichmäßig verdichtete Oberfläche reduziert oder ausgeschlossen. By the use of a wood pulp containing pulp suspension or a thermomechanical pulp suspension or other substances that are plastically deformable or elastic and have a low modulus of elasticity, in the middle layer or in the middle layers of the paper web are at Calendering through the softening, for example of lignin, in conjunction with high temperatures in the calender voltage peaks avoided. Through this Measure will be the appearance of glossiness through a paper web evenly compacted surface reduced or excluded.

Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be described by way of example with reference to the drawings explained in more detail.

Es zeigen:

Fig. 1a, b: Schemen zur Regelung der Konzentration in einem Suspensionsstrom in einem Stoffauflauf,
Fig. 2: einen Stoffauflauf im Längsschnitt,
Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und
Fig. 4a, b: Querschnitte der Faserstoffbahn vor und nach dem Durchlaufen des Kalanders.

Show it:

Fig. 1a, b: Schemes for controlling the concentration in a suspension stream in a headbox,
Fig. 2: a headbox in longitudinal section,
Fig. 3: a schematic view of a machine for producing a fibrous web and
Fig. 4a, b: Cross sections of the fibrous web before and after passing through the calender.

In einer Durchflussverhältnisregelung (Fig. 1a) lässt sich das Verhältnis zwischen der Faserstoffsuspension und einer ausschließlich Holzstoff enthaltenden oder mit diesem angereicherten Faserstoffsuspension oder einer wenigstens teilweise thermomechanischen Faserstoffsuspension dadurch einstellen, dass gemäß DIN 19227 Blatt 1, Seite 9 die beiden Suspensionsströme in einem Mischer 1 zusammengeführt werden, aus dem ein Sektionsstrom Q_M mit der Gesamtkonzentration C_M herausgeführt wird. Der erste, in den Mischer 1 führende Teilstrom Q_H hat die Konzentration C_H und wird noch vor dem Durchflussverhältnisregelkreis durch einen Durchflussmengenregelkreis bezüglich der Durchflussmenge geregelt. Der zweite, in den Mischer 1 führende Teilstrom Q_L mit der Konzentration C_L wird bezüglich seines Volumenstroms über das Stellventil des Durchflussverhältnisregelkreises geregelt.In a flow ratio control (FIG. 1 a), the ratio between the pulp suspension and a fiber pulp suspension containing or enriched with pulp or an at least partially thermomechanical pulp suspension can be adjusted by the two suspension flows in a mixer 1 according to DIN 19227 Part 1, page 9 be merged, from which a section stream Q _M with the total concentration C _{M is led} out. The first, leading into the mixer 1 partial flow Q _H has the concentration C _H and is regulated before the flow ratio control loop by a flow rate control loop with respect to the flow rate. The second, leading into the mixer 1 partial flow Q _L with the concentration C _L is controlled with respect to its volume flow through the control valve of the flow ratio control loop.

Eine Variante zu dem Regelschema besteht darin, die beiden zugeführten Teilströme Q_H mit der Konzentration C_H und Q_L mit der Konzentration C_L jeweils separat über einen Durchflussmengenregelkreis einzustellen, wobei die Führungsgrößen für die einzelne Mengenregelung aus einer zentralen Rechnersteuerung zugeführt werden. Aus dem Durchflussmengenregelkreis wird dann ein Sektionsstrom Q_M mit einer Endkonzentration C_M an einen nachgeschalteten Stoffauflauf 2 (Fig. 2) abgegeben. A variant of the control scheme is to set the two supplied partial flows Q _H with the concentration C _H and Q _L with the concentration C _L each separately via a flow rate control loop, the command values for the individual flow control are supplied from a central computer control. From the flow rate control loop, a section flow Q _M is then delivered with a final concentration C _M to a downstream headbox 2 (FIG. 2).

In dem Stoffauflauf 2 wird die Stoffsuspension in einzelnen Strömen mit den Sektionsströmen Q_Mi (i = 1, 2, ... n) und der Konzentration C_Mi einem sektionierten Abschnitt 3 des Stoffauflaufs 2 zugeführt, von wo aus die Stoffsuspension in den Turbulenzeinsatz 4 eingeführt wird. Anschließend gelangt sie in eine Düse 5; von dort wird sie durch einen Austrittsspalt der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn zugeführt. Der sektionierte Abschnitt 3 ist durch eine Vielzahl von Trennwänden 6 unterteilt. Somit lässt sich beispielsweise vorsehen, dass eine einen plastisch verformbaren Stoff enthaltende Faserstoffsuspension ausschließlich in zwei mittlere Sektionen 7, 8 jeweils als Sektionsstrom eingebracht wird. Ebenso ist es aber entsprechend der gewünschten Papierqualität auch möglich, derartige Sektionsströme auch in den den beiden Sektionen 7, 8 benachbarten Sektionen 9, 10 einzubringen.In the headbox 2, the stock suspension is supplied in individual streams with the section streams Q _Mi (i = 1, 2, ... n) and the concentration C _Mi a sectioned section 3 of the headbox 2, from where the stock suspension in the turbulence insert. 4 is introduced. Subsequently, it enters a nozzle 5; from there it is fed through an exit slit of the machine for producing the fibrous web. The sectioned section 3 is divided by a plurality of partitions 6. Thus, for example, it can be provided that a pulp suspension containing a plastically deformable substance is introduced exclusively into two middle sections 7, 8 in each case as a section flow. Likewise, however, according to the desired paper quality, it is also possible to introduce such section streams in the sections 9, 10 adjacent to the two sections 7, 8.

Der Stoffauflauf 2 kann selbstverständlich auch als Mehrschichtenstoffauflauf ausgeführt sein, wobei vorzugsweise jeder Schicht ein Schichtstrom Q_SMi (i = 1, 2, ... n) mit einer jeweiligen Konzentration C_SMi (i = 1, 2, ... n) zugeführt wird. _{Of course, the headbox} 2 can also be designed as a multi-layer _headbox , wherein preferably each layer is _supplied with a layer _flow Q _SMi (i = 1, 2,... N) with a respective concentration C _SMi (i = 1, 2,... N) becomes.

In einer sich oberhalb eines Maschinenfundaments 11 (Fig. 3) erstreckenden Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wird aus einem Stoffauflauf 12 eine Faserstoffsuspension zwischen Siebe 13 und 14 aufgebracht. Auf dem Radius einer Formierwalze 15 laufen die Siebe 13, 14 keilförmig aufeinander zu und schließen die Faserstoffsuspension zwischen sich ein. Dabei erfolgt eine erste Entwässerung der Faserstoffsuspension, und es bildet sich eine Fasermatte 16, aus der die Faserstoffbahn entsteht.In a machine extending above a machine foundation 11 (FIG. 3) for producing a fibrous web is from a headbox 12 a Pulp suspension between screens 13 and 14 applied. On the radius a forming roller 15 run the sieves 13, 14 in a wedge shape toward each other and trap the pulp suspension between them. This is a first Dewatering the pulp suspension, and a fiber mat 16 is formed, from which the fibrous web arises.

Ab der Formierwalze 15 beginnt die Doppelsiebzone, die ihren Endpunkt bei einer Walze 17, beispielsweise einer Siebsaugwalze, hat. In der Doppelsiebzone können sich noch weitere Entwässerungselemente wie ein Entwässerungskasten 18, nachgiebige, anpressbare Entwässerungsleisten 19 und ein Siebsaugkasten 20 befinden. From the forming roller 15 begins the twin-wire zone, which ends at a Roller 17, for example, a Siebsaugwalze has. In the twin-wire zone can still further drainage elements such as a drainage box 18, compliant, contactable drainage strips 19 and a sieve suction box 20 are located.

An die Nasspartie mit den Sieben 13, 14 schließt sich eine Pressenpartie 21 an, zu der ein endloses Band 22 die Faserstoffbahn 16 überführt. Die Pressenpartie 21 umfasst einen von zwei Presswalzen 23, 24 gebildeten Pressspalt.At the wet end with the wires 13, 14 is followed by a press section 21, to which an endless belt 22 transfers the fibrous web 16. The press section 21 comprises a press nip formed by two press rolls 23, 24.

Nach der Pressenpartie 21 wird die Faserstoffbahn 16 mittels einer (hier nicht dargestellten) Überführeinrichtung um eine Leitwalze 25 herum zu einer Trockenpartie 26 weitergeleitet. In dieser bilden Trockenzylinder 27, 28, 29, ein Trockensieb 30 und eine Trockensiebsaugwalze 31 eine einseitig oben befilzte Trockengruppe.After the press section 21, the fibrous web 16 by means of a (not shown here) Transfer device around a guide roller 25 to a drying section 26 forwarded. In this form drying cylinders 27, 28, 29, a drying wire 30 and a Trockensiebsaugwalze 31 a one-sided felted top dryer group.

Trockenzylinder 32, 33, 34, 35 bilden eine zweireihige Trockengruppe innerhalb der Trockenpartie 26. An die Trockenpartie 26 schließen sich zu beiden Seiten der Faserstoffbahn 16 Heizeinrichtungen 36, 37 an, beispielsweise in Form von Schwebetrocknern, die die Faserstoffbahn 16 auf eine Temperatur erwärmen, die oberhalb der Erweichungstemperatur der im Papier, insbesondere in der aus den Sektionen 7, 8 entstandenen mittleren Schicht 38 (Fig. 4a, b) der Faserstoffbahn 16, enthaltenen Zellulose, Hemizellulose und Lignin, liegt, so dass die mittlere Schicht 38 entsprechend den Unebenheiten der äußeren Oberflächen 39, 40 der Faserstoffbahn 16 elastisch nachgibt, wenn sie durch zwei Glättwalzen 41, 42 eines den Heizeinrichtungen 36, 37 nachgeordneten Kalanders hindurchläuft.Drying cylinders 32, 33, 34, 35 form a double-row drying group within the drying section 26. The drying section 26 close to both sides of the Fiber web 16 heaters 36, 37, for example in the form of Heated dryers that heat the fibrous web 16 to a temperature that above the softening temperature of the paper, in particular in the Sections 7, 8 resulting middle layer 38 (Fig. 4a, b) of the fibrous web 16, contained cellulose, hemicellulose and lignin, so that the middle Layer 38 corresponding to the unevenness of the outer surfaces 39, 40 of Fiber web 16 yields elastically when passing through two smoothing rollers 41, 42 one of the heaters 36, 37 downstream calender passes.

Aufgrund der Erwärmung und der zusätzlich vorhandenen Feuchtigkeit gibt die Schicht 38 aufgrund ihres niedrigen Elastizitätsmodul nach und wird unter der Last der Glättwalzen 41, 42 plastifiziert und komprimiert. Die Oberflächen 39, 40 werden geglättet, ohne dass auf ihnen größere flächige Spannungsspitzen auftreten. Due to the warming and the additional moisture is the Layer 38, due to its low modulus of elasticity, gets under the load the smoothing rollers 41, 42 plasticized and compressed. The surfaces 39, 40 become Smoothed without larger area voltage peaks occur on them.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Mischermixer
22: Stoffauflaufheadbox
33: Sektionierter AbschnittSectioned section
44: Turbulenzeinsatzturbulence generator
55: Düsejet
66: Trennwandpartition wall
77: Sektionsection
88th: Sektionsection
99: Sektionsection
1010: Sektionsection
1111: Maschinenfundamentmachine foundation
1212: Stoffauflaufheadbox
1313: Siebscree
1414: Siebscree
1515: Formierwalzeforming roll
1616: Faserstoffbahn (Fasermatte)Fibrous web (fiber mat)
1717: Walzeroller
1818: Entwässerungskastendewatering box
1919: Entwässerungsleistendrainage strips
2020: Siebsaugkastenwire suction box
2121: Pressenpartiepress section
2222: Endloses BandEndless band
2323: Presswalzepress roll
2424: Presswalzepress roll
2525: Leitwalzeguide roll
2626: Trockenpartiedrying section
2727: Trockenzylinderdrying cylinders
2828: Trockenzylinderdrying cylinders
2929: Trockenzylinderdrying cylinders
3030: Trockensieb dryer
3131: TrockensiebsaugwalzeTrockensiebsaugwalze
3232: Trockenzylinderdrying cylinders
3333: Trockenzylinderdrying cylinders
3434: Trockenzylinderdrying cylinders
3535: Trockenzylinderdrying cylinders
3636: Heizeinrichtungheater
3737: Heizeinrichtungheater
3838: Mittlere SchichtMiddle layer
3939: Oberflächesurface
4040: Oberflächesurface
4141: Glättwalzesmoothing roll
4242: Glättwalzesmoothing roll

Claims

Method for producing a paper, board, tissue or another fibrous web (16) from a pulp suspension by means of a headbox (12), wherein the fibrous web (16) has a wire section (13, 14), a press section (21), a Drying section (26) and a calender (41, 42) passes through,
characterized in that the head box (12) layered streams of pulp suspension with different properties, in particular with different moduli of elasticity, fed, from which in the wire section (13, 14) a layered profile having fibrous web (16) is generated.

Method according to claim 1,
characterized in that, at least for the formation of a middle layer (38), a plastically deformable or elastic substance flows in or is added to the associated partial flow.

Method according to claim 2,
characterized in that a wood pulp-containing or a thermomechanical pulp suspension is used as the substance.

Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the fibrous web (16) in front of the calender (41, 42) is heated to a temperature which is above the softening point of ingredients of the fibrous web (16), in particular lignin, cellulose and hemicellulose.