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EP3749801A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mehrlagigen faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mehrlagigen faserstoffbahn

Info

Publication number
EP3749801A1
EP3749801A1 EP18815135.1A EP18815135A EP3749801A1 EP 3749801 A1 EP3749801 A1 EP 3749801A1 EP 18815135 A EP18815135 A EP 18815135A EP 3749801 A1 EP3749801 A1 EP 3749801A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stream
filler
fibrous web
layer
fines
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18815135.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Linus FRIEDRICH
Wolfgang Mannes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3749801A1 publication Critical patent/EP3749801A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
    • D21F9/003—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type
    • D21F9/006—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type paper or board consisting of two or more layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/32—Defibrating by other means of waste paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/02—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the Fourdrinier type
    • D21F11/04—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the Fourdrinier type paper or board consisting on two or more layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64—Paper recycling

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing a multilayer fibrous web.
  • document WO 12041392 A1 describes the production of an at least three-ply fibrous web in a forming section of a paper machine.
  • the Formierpartie comprises a plurality Fangsiebeiniseren each for forming a single layer of the fibrous web. These individual layers are datagegautscht to produce the multilayer fibrous web.
  • As a raw material for the middle grade are usually used cardboard waste (OCC, "old corrugated container” pulp), mixed waste paper, newspapers, paper broke and others.
  • OCC cardboard waste
  • deinked fabric, pulp, CTMP and also OCC and paper scrap are used for the supine position.
  • the object of the invention is therefore to propose a method and an apparatus for producing multilayer fibrous webs, with which it is possible on the one hand to reduce the production costs and on the other hand to maintain or increase the strength potential of the fibrous web.
  • the fillers contained in waste paper-based raw materials reduce the potential of the mechanical properties, in particular the strength potential, such as the breaking length, of the fibrous webs produced.
  • the filler content in the individual layers of the multilayer fibrous web produced at least partially from the remaining pulp suspension stream is reduced, which increases their strength.
  • the negative consequences of increasing filler contents in waste paper can thus be compensated.
  • the method also allows the production of multi-layer fibrous webs for a more demanding use in terms of mechanical stress, without reducing the basis weight.
  • Another advantage is that the separated filler does not have to be disposed of expensively, but can be used for the production of the fibrous web, without adversely affecting the quality of the multilayer fibrous web. This is achieved by applying the filler in a suitable manner between two adjacent layers of the multilayer fibrous web in the region of the forming section.
  • the fillers are mineral substances, such as kaolin, titanium dioxide, calcium carbonate.
  • the fines on the other hand, comprise organic substances which have been formed, for example, from organic fiber material.
  • a sample of the pulp suspension is fractionated in a Bauer McNett fractionator (standard: TAPPI T 233) and the Dl00 fraction (sieve set ASTM 100) for determination used.
  • the determination of the mass of fillers in the D10000 fraction can be determined by treating the D10000 fraction in an annealing furnace and determining the mass of the so-called residue on ignition in accordance with DIN ISO 1762.
  • the mass of the incineration residue based on the total mass of the solids in the sample of the pulp suspension, gives the filler mass fraction in the pulp suspension.
  • the fines fraction results from the difference between the total mass of the solids in the D10000 fraction and the mass of the firing residue of the D100 fraction relative to the total mass of the solids in the sample of pulp suspension.
  • the method can be applied not only to the filler-containing raw material used, but also to the reuse of filler-containing paper broke from the manufacturing process.
  • Paper broke can occur, for example, during a paper tear in the paper machine during production or by the edge trim of the fibrous web. Since the filler separated by the process according to the invention is fed to the multilayer fibrous web, this paper broke inevitably also contains fillers and fines and can thus be reused in an advantageous manner.
  • the paper broke produced in the production of pigment-coated multilayer fibrous webs can be worked up particularly advantageously by the process according to the invention.
  • the fillers introduced by the pigment-containing coating are largely separated from the fibrous part of the paper broke after dissolution in the washing stage.
  • the paper broke and the fiber-containing raw material can be dissolved in a common dissolving device.
  • a common washing stage and / or a common separation stage are used for the preparation of the paper broke and the fibrous raw material.
  • a separate washing stage and / or a separate separating stage are used in each case for the preparation of the paper broke and the fibrous raw material.
  • the paper broke can also be processed in a separate stock preparation by the novel process.
  • This separate stock preparation can also be part of the constant part of stock preparation.
  • the separation in the washing step is carried out so that in the filler-fine material stream, the filler mass fraction is more than 50%, preferably 50% to 70% and the fine mass fraction less than 50%, in particular 30% to 50%.
  • the filler mass fraction is calculated from the filler mass based on the total solids mass in the filler-fine material stream. This applies accordingly to the fine mass fraction.
  • the separation in the separation stage is carried out such that the filler mass fraction contains more than 50%, preferably more than 60%, more preferably more than 70%, in particular more than 80%, and less than 50% of the filler mass fraction in the filler stream. is.
  • the fines stream can again be fed to the dissolver or pulp suspension stream.
  • a feed into the pulp suspending stream has the advantage, in particular at higher amounts of fines, that this counteracts the accumulation of fines in the dissolving device, thus avoiding an operational disturbance.
  • a feed into the dissolution apparatus can be a cost-effective solution for small amounts of fines.
  • the filler stream is thickened. This may be advantageous in the task of filling the filler in the Formierpartie between two layers of forming, multilayer fibrous web.
  • the filler stream over the entire width of a layer of the forming, multilayer fibrous web is abandoned.
  • the filler flow over the width of a layer of the forming, multilayer fibrous web is abandoned. It may be advantageous if the order quantity is sectional or taxable.
  • the filler stream is applied directly to a formed layer of the forming multilayer fibrous web.
  • a feeding device such as a secondary casserole or a nozzle bar with nozzles arranged across the width of the layer by spraying or a curtain coater.
  • the average consistency of the layer formed at the feed point is preferably in the range of 2.0% to 6%, in particular between 3 and 5%, advantageously more than 4%.
  • At least one headbox is implemented in a multi-layered manner with several layers and a layer to be coated with a further layer is produced by at least one layer and the filler flow is guided into the layer adjacent to the at least one layer and facing the further layer ,
  • no additional feeding device is needed because it is formed by the already existing headbox, which is designed only multi-layered.
  • This embodiment is therefore characterized by low costs and an increased gap strength of the multilayer fibrous web produced.
  • At least one strength-increasing additive may be added to the filler stream to increase the nip strength of the multi-ply fibrous web produced.
  • the at least one strength-increasing additive may for example be admixed with the filler stream prior to the task between two layers of the forming, multilayer fibrous web.
  • the at least one strength-increasing additive is added to the filler stream after the task between two layers of the forming, multilayer fibrous web.
  • the at least one strength-increasing additive can be selected from the group starch, synthetic polymers, nanocellulose, highly fibrillated cellulose, pulp, the especially highly milled, for example pulp, TMP (Thermomechanical Pulp), CTMP (Chemithermomechanical pulp) can be selected.
  • a partial stream is branched off from the pulp suspension stream and this pulp suspension partial stream is ground and added to the filler stream.
  • cellulose can be mixed with the dissolving apparatus in addition to the raw material and / or the paper broke.
  • the invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the apparatus for producing a multilayer fibrous web, at least comprising a stock preparation, two headboxes and a Formierpartie for a paper machine for forming the multilayer fibrous web, a pulper in the stock preparation for supplying a at least partially waste paper with fillers and fines, in particular OCC, containing fiber-containing raw material and / or a resulting in the production of a multilayer fibrous web paper broke and to form at least one suspension stream, a washing step to separate the fillers and fines from the suspension stream to form a filler-fine material stream and a pulp suspension stream, wherein the pulp suspension stream is passed in a conduit connected to at least one headbox, a separation stage to separate the F ullstoff- Feinstoffstromes in a filler stream and a fine material stream and a feeding device for applying the Grestoffstromes between two legs of the forming, multilayer fibrous web in the Formierpartie.
  • the Formierpartie may for example comprise a Fangsiebformer with a support screen and a Fangsieb Anlagen with a Entskyssansssieb to form a respective Fage, for example, the supine and the cover layer of a multi-layer fibrous web.
  • the Triebsieb and the Fangsiebiata is associated with a Tragsiebstoffauflauf or a headbox for giving each of a pulp suspension stream to form the respective Fage. Both feet are Miltongegautscht together at a Gautschstelle. The resulting two-ply fibrous web is transported by the carrier wire to a take-off point.
  • the forming section can comprise, in addition to a wire screen former, a wire screen unit, a further wire screen unit with a further headbox. These are arranged relative to one another in such a way that the further layer formed on the further wire screen forms an insert layer and is first covered with the layer formed on the wire screen unit and subsequently with the layers formed on the support screen at a dew point.
  • the cover and / or the backsheet and / or the insert itself can be constructed in multiple layers.
  • the respective associated headbox is multi-layered to form an at least one further layer.
  • the strainer can be associated with a strainer to improve the drainage.
  • the upper sieve unit dewaters a portion of the pulp suspension in the direction opposite to the support screen.
  • the layer thus formed is swelled up by a layer formed by the wire-screening unit at a casting point.
  • the feeder can be assigned to the layer formed by the wire-mesh unit and arranged in front of a Gautschstelle.
  • the feeding device assigned to the position formed by the wire former and arranged in front of a Gautschstelle.
  • the feeding device for applying the filler stream may be assigned to the layer formed by the further wire forming unit and arranged in front of a suction point.
  • the feeding device for applying the filler stream may be embodied as a layer of a multilayer carrier screen headbox and / or a multi-layered headbox and / or a multi-layered further headbox. It is conceivable in principle to provide a plurality of feeding devices for discharging the filler stream in the forming section between two hubs of the forming, multilayer fibrous web at different feed stands.
  • the feed device is preferably designed as a multilayer headbox and / or as a secondary headbox and / or as a spray bar with spray nozzles and / or as a curtain coater.
  • a curtain coater also known as a curtain coater in the papermaking coating technique, is particularly advantageous for applying a thin layer of filler flow between the legs of a multi-ply fibrous web.
  • the basis weight of the filler flow applied to a yarn by the feeder depends on the filler input of the raw material or paper broke, in the range of 3% to 25%, in particular between 5% and 20%, of the basis weight of the multilayer fibrous web.
  • the thickness of the layer of applied filler stream is in the range of 1% to 12%, preferably in the range of 1.5% to 10%, of the thickness of the multilayer fibrous web.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a stock preparation for carrying out the method according to the invention in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a stock preparation for carrying out the method according to the invention in a schematic representation
  • Figure 3 shows an exemplary embodiment of a Formierpartie for performing the
  • FIG. 4 a further exemplary embodiment of a forming section for carrying out the method according to the invention in a simplified representation
  • the fiber-containing raw material 2 which contains at least partially filler-containing OCC (old corrugated container), is fed to a dissolving device 11, for example a pulper.
  • the resulting after the dissolution and separation of impurities suspension stream 12 is fed to a treatment stage 5.
  • This may comprise a plurality of known purification stages, such as a high consistency cleaning stage, a HW cleaning stage (heavy fraction purification stage), or a slot sorting stage.
  • the suspension stream 12 is fed to a washing stage 13 for the separation of the fillers and fines to form a filler-fine material stream 14 and a pulp suspension stream 15.
  • the separation in the washing stage is carried out such that in the filler fines stream 14 the filler mass fraction is more than 50%, preferably 50% to 70% and the fines mass fraction is less than 50%, in particular 30% to 50%.
  • the washing stage 13 may be carried out by known scrubbers with the product name Variosplit or CompactWasher.
  • the pulp suspension stream 15 is conducted to a further treatment stage 6 in which it is thickened and dehydrated and optionally dispersed and re-diluted and ground in a grinding stage 9. Subsequently, the pulp suspension stream 15 is preferably fed via a conventional constant part 8 'to the respective headboxes 24, 29, 34 of the forming section 20 for the respective formation of a layer of the multilayer fibrous web 38.
  • the resulting in the washing stage 13 filler fines stream 14 is separated in a separation stage 17 in a filler stream 18 and a fines stream 19.
  • the separation in the separation stage 17 is carried out so that the Grestoffmasseanteil more in the filler stream 18 than 80%, preferably more than 85% and in the fines stream 19, the filler mass fraction is less than 50%.
  • the fines stream 19 is then fed to the pulp suspension stream 15 preferably after the washing stage 13.
  • the fine material flow 19 can also be guided back into the opening device 11.
  • the filler stream 18 is thickened in a thickening stage 7 and fed optionally via a constant part 8 of the forming section 20 to form a multilayer fibrous web 38 and there between two layers 25, 30, 35 of the forming, multilayer fibrous web 38 at a feed point 40 abandoned.
  • the thickened filler stream 18 may contain at least one strength-increasing additive 39, in particular from the group starch, synthetic polymers, nanocellulose, highly fibrillated cellulose, pulp which is in particular highly ground, for example pulp, TMP (Thermomechanical Pulp), CTMP (Chemithermomechanical Pulp).
  • the additive is added in the constant part 8.
  • the stock preparation 4 described here for the use of fibrous raw material 2, which contains at least partially filler-containing OCC (old corrugated container) also applies to the case that the raw material 2 filler-containing paper broke 3 from the production of multi-ply fibrous web 38 in the opening device 11 is added ,
  • the separate stock preparation can also be part of the constant part 8, 8 'of stock preparation 4.
  • the variant of the stock preparation 4 shown in FIG. 2 differs from the embodiment shown in FIG. 1 only in that, after the grinding stage 9, a pulp suspension partial stream 16 is branched off from the pulp suspension stream 15 and fed to a further grinding stage 10.
  • this further grinding stage 10 of the Pulp intensively ground to a highly fibrillated pulp fraction and fed as an additive to the filler stream 18 before or preferably in the constant part 8.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a forming section 20 for carrying out the method according to the invention for producing a two-ply fibrous web 38 in a simplified representation.
  • the forming section 20 comprises a wire forming machine 21 with a support screen 22 and a tray screen casserole 24, and a wire screening unit 26 with a dewatering screen 27 and a headbox 29 for forming a respective layer 25, 30, for example the backsheet 25 and the coverage 30 of a two-ply fibrous web 38.
  • the pulp suspension stream 15 is fed to the headboxes and applied to the associated dewatering screen 22, 27.
  • the sliver former 21 is assigned a top sieve unit 23 for improving drainage.
  • the upper sieve unit 23 dewaters part of the pulp suspension in the direction opposite to the support sieve 22.
  • the layer 25 thus formed is seen in the further course in the direction of production 37 alsgautscht a layer 30 formed by the Langsieb Anlagen 26 at a Gautschstelle 36.
  • the resulting two-ply fibrous web is transported by the support screen 22 to a take-off point.
  • the feeding device 41 for depositing the filler stream 18 at a feed point 40 is assigned to the layer 30 formed by the wire forming unit 26 in the region of the dewatering section 28 and arranged in front of a suction point 36.
  • the feed device 41 and the feed point 40 assigned to the former formed by the wire former 21 21 25 and disposed in front of a Gautschstelle 36.
  • the feed device 41 for applying the filler stream 18 can also be designed as a layer of a multilayer carrier basket bake 24 and / or of a multilayer head box 29. In this case, in the lower layer, that is to say in the layer facing the corresponding dewatering screen, of the corresponding multilayer headbox 24, 29 of FIG
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a forming section 20 for carrying out the method according to the invention in a simplified representation. This embodiment is a further development of the embodiment described in FIG. 3 for producing a three-ply fibrous web 38.
  • a further longitudinal sieve unit 31 is arranged with a further dewatering sieve 32, which forms a dewatering section 33, and a further headbox 34, which is assigned to the further dewatering sieve 32.
  • an additional layer, the insert layer 35 is formed on the additional wire screen unit 31, an additional layer, the insert layer 35.
  • the deposit layer 35 is fauxgegautscht with the cover 30 at the Gautschstelle 36 and transported together with the cover 30 lying on the dewatering screen 27 to the next Gautschstelle 36 and there gawked on the supine position 25.
  • the three-layer fibrous web 38 thus formed is transported through the support screen 22 to a take-off point and led away for further treatment.
  • the filler stream 18 can either exclusively or in addition to the other feed points 41, in the region of the further drainage section 33, directly onto the formed Position, the deposit layer 35 are applied before the next Gautschstelle 36.
  • the filler is in this case between the cover 30 and the deposit position 35.
  • Another feeding device 41 for applying the filler 18 provides this further embodiment.
  • the feeding device 41 can also be designed as a layer of the multilayered further headbox 34. In this case, in the lower layer, that is to say in the layer facing the further dewatering screen 32, of the multilayer head box 34, the pulp suspension stream 15 is guided to form the insert layer 35. In the upper layer, that is to say in the layer of the further headbox 34 facing the cover layer 30 which is to be absorbed, the filler stream 18 is guided and applied to the forming layer 35. As a result, better splitting strengths can also be achieved.
  • the layers can be constructed in multiple layers as fiber layers.
  • the respective associated headbox 24, 29, 34 is multi-layered for the formation of at least one further layer, that is, a further fibrous layer executed.
  • the feed device 41 for applying a filler stream 18 can be embodied both as a multilayer headbox 24, 29, 34 and / or as a secondary headbox and / or as a spray bar with spray nozzles and / or as a curtain coater.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (38) mindestens umfassend eine Stoffaufbereitung (4), zwei Stoffaufläufe (24, 29, 34) und eine Formierpartie (20) für eine Papiermaschine zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn (38), wobei ein zumindest teilweise Altpapier mit Füllstoffen und Feinstoffen, insbesondere OCC, enthaltender faserhaltiger Rohstoff (2) und/oder ein in dem Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (38) anfallender Papierausschuss (3) einer Auflösevorrichtung (11) der Stoffaufbereitung (4) zugeführt und dort mindestens ein Suspensionsstrom (12) gebildet wird und dieser einer Waschstufe (13) zur Abtrennung der Füllstoffe und Feinstoffe unter Ausbildung eines Füllstoff-Feinstoffstromes (14) und eines Faserstoffsuspensionsstromes (15) zugeführt wird und wobei der Faserstoffsuspensionsstrom (15) mindestens einem Stoffauflauf (24, 29, 34) zugeführt wird und der Füllstoff-Feinstoffstrom (14) in einer Trennstufe (17) in einen Füllstoffstrom (18) und einen Feinstoffstrom (19) getrennt wird und der Füllstoffstrom (18) in der Formierpartie (20) zwischen zwei Lagen (25, 30, 35) der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn (38) an einer Aufgabestelle (40) aufgegeben wird., Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn.
Verfahren dieser Art sind bekannt. So beschreibt das Dokument WO 12041392 Al die Herstellung einer mindestens dreilagigen Faserstoffbahn in einer Formierpartie einer Papiermaschine. Die Formierpartie umfasst mehrere Fangsiebeineinheiten zur Bildung jeweils einer Einzellage der Faserstoffbahn. Diese Einzellagen werden zur Erzeugung der mehrlagigen Faserstoffbahn zusammengegautscht. Als Rohstoff für die mittlere Fage werden üblicherweise Kartonabfälle (OCC,„old corrugated Container“ pulp), gemischtes Altpapier, Zeitungen, Papierausschuss und andere eingesetzt. Für die Rückenlage wird deinkter Stoff, Zellstoff, CTMP und auch OCC und Papierausschuss eingesetzt.
Durch den steigenden Altapiereinsatz und die zunehmende Recyclingrate nehmen die Anteile der Füll-und Feinstoffe in den Rohstoffen aus der Wiederverwertung von faserhaltigen Produkten mehr und mehr zu. Dies führt zu Festigkeitseinbußen bei den produzierten Papieren, insbesondere bei Karton- und Verpackungspapieren. Dieser Nachteil wird durch höhere Flächengewichte oder durch verstärkten Einsatz höherwertiger Rohstoffe, wie beispielsweise Zellstoffe, ausgeglichen. Dies fährt zu höheren Produktionskosten, insbesondere bei der Herstellung von Karton- und Verpackungs papieren.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung mehrlagiger Faserstoffbahnen vorzuschlagen, mit dem es möglich ist einerseits die Herstellkosten zu reduzieren und andererseits das Festigkeitspotential der Faserstoffbahn zu erhalten oder zu steigern.
Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn mindestens umfassend eine Stoffaufbereitung, zwei Stoffaufläufe und eine Formierpartie für eine Papiermaschine zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn, wobei ein zumindest teilweise Altpapier mit Füllstoffen und Feinstoffen, insbesondere OCC, enthaltender faserhaltiger Rohstoff und/oder ein in dem Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn anfallender Papierausschuss einer Auflösevorrichtung der Stoffaufbereitung zugeführt und dort mindestens ein Suspensionsstrom gebildet wird und dieser einer Waschstufe zur Abtrennung der Füllstoffe und Feinstoffe unter Ausbildung eines Füllstoff- Feinstoffstromes und eines Faserstoffsuspensionsstromes zugeführt wird und wobei der Faserstoffsuspensionsstrom mindestens einem Stoffauflauf zugeführt wird und der Füllstoff-Feinstoffstrom in einer Trennstufe in einen Füllstoffstrom und einen Feinstoffstrom getrennt wird und der Füllstoffstrom in der Formierpartie zwischen zwei Lagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn aufgegeben wird.
Die in altpapierbasierten Rohstoffen enthaltenen Füllstoffe reduzieren das Potential der mechanischen Eigenschaften, insbesondere das Festigkeitspotential, wie beispielsweise der Reißlänge, der produzierten Faserstoffbahnen. Durch das Abtrennen der Füllstoffe aus dem Suspensionsstrom wird der Füllstoffgehalt in den einzelnen Lagen der zumindest teilweise aus dem verbleibenden Faserstoffsuspensionsstrom hergestellten mehrlagigen Faserstoffbahn reduziert, wodurch deren Festigkeit steigt. In der Praxis können somit die negativen Folgen der zunehmenden Füllstoffgehalte im Altpapier kompensiert werden. Je nachdem wieviel Füllstoff von dem faserhaltigen Rohstoff abgetrennt wird, ist es zudem auch möglich höhere Festigkeiten als mit den heute üblichen Verfahren zu erreichen. Dies wiederum ermöglicht auch den Einsatz hochwertiger Faserstoffe zu reduzieren oder das Flächengewicht einzelner oder aller Lagen der mehrlagigen Faserstoffbahn zu vermindern. Dadurch lassen sich die Kosten pro Tonne Papier deutlich reduzieren. Andererseits ermöglicht das Verfahren auch die Herstellung von mehrlagigen Faserstoffbahnen für einen anspruchsvolleren Verwendungszweck hinsichtlich der mechanischen Beanspruchung, ohne das Flächengewicht zu reduzieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der abgetrennte Füllstoff nicht teuer entsorgt werden muss, sondern für die Herstellung der Faserstoffbahn verwendet werden kann, ohne die Qualität der mehrlagigen Faserstoffbahn negativ zu beeinflussen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Füllstoff in geeigneter Weise zwischen zwei benachbarte Lagen der mehrlagigen Faserstoffbahn im Bereich der Formierpartie aufgebracht wird.
Bei den Füllstoffen handelt es sich um mineralische Stoffe, wie beispielsweise Kaolin, Titandioxid, Calziumcarbonat. Die Feinstoffe hingegen umfassen organische Stoffe, die beispielsweise aus organischem Fasermaterial entstanden sind.
Zur Bestimmung der Massenanteile von Fein- und Füllstoffen einer Fasersuspension wird eine Probe der Faserstoffsuspension in einem Bauer McNett Fraktioniergerät (Norm: TAPPI T 233) fraktioniert und die Dl00-Fraktion (Siebsatz ASTM 100) zur Bestimmung herangezogen. Die Bestimmung der Masse von Füllstoffen in der DlOO-Fraktion lässt sich dadurch ermitteln, dass die DlOO-Fraktion in einem Glühofen behandelt wird und die Masse des sogenannten Glührückstandes nach DIN ISO 1762 bestimmt wird. Die Masse des Glührückstandes bezogen auf die Gesamtmasse der Feststoffe in der Probe der Faserstoffsuspension ergibt den Füllstoffmasseanteil in der Faserstoffsuspension. Der Feinstoffanteil ergibt sich aus der Differenz von Gesamtmasse der Feststoffe in der DlOO- Fraktion und der Masse des Glührückstandes der DlOO-Fraktion bezogen auf die Gesamtmasse der Feststoffe in der Probe der Faserstoffsuspension.
Das Verfahren lässt sich nicht nur auf den füllstoffhaltigen eingesetzten Rohstoff anwenden, sondern auch auf die Wiederverwendung von füllstoffhaltigem Papierausschuss aus dem Herstellungsverfahren. Papierausschuss kann beispielsweise bei einem Papierabriss in der Papiermaschine während der Produktion oder auch durch den Randbeschnitt der Faserstoffbahn anfallen. Da der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetrennte Füllstoff der mehrlagigen Faserstoffbahn zugeführt wird, enthält dieser Papierausschuss zwangsläufig ebenfalls Füll-und Feinstoffe und kann somit in vorteilhafter Weise wiederverwendet werden.
Insbesondere der bei der Herstellung von pigmentgestrichenen mehrlagigen Faserstoffbahnen anfallende Papierausschuss lässt sich besonders vorteilhaft durch das erfindungsgemäße Verfahren aufarbeiten. Dabei werden die durch den pigmenthaltigen Strich eingebrachten Füllstoffe nach der Auflösung in der Waschstufe größtenteils von dem faserhaltigen Teil des Papierausschusses getrennt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Papierausschuss und der faserhaltige Rohstoff in einer gemeinsamen Auflösevorrichtung aufgelöst werden.
Es ist auch denkbar, den Papierausschuss in einer separaten Auflösevorrichtung aufzulösen.
Des Weiteren ist es möglich, dass für die Aufbereitung des Papierausschusses und des faserhaltigen Rohstoffes eine gemeinsame Waschstufe und/oder eine gemeinsame Trennstufe verwendet werden. In einer möglichen Ausführung werden für die Aufbereitung des Papierausschusses und des faserhaltigen Rohstoffes jeweils eine separate Waschstufe und/oder jeweils eine separate Trennstufe verwendet.
Ferner kann der Papierausschuss auch in einer separaten Stoffaufbereitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitet werden. Diese separate Stoffaufbereitung kann auch Teil des Konstantteils der Stoffaufbereitung sein.
Vorzugsweise wird die Abtrennung in der Waschstufe so durchgeführt wird, dass im Füllstoff-Feinstoffstrom der Füllstoffmasseanteil mehr als 50%, vorzugsweise 50% bis 70% und der Feinstoffmasseanteil kleiner als 50% , insbesondere 30% bis 50% beträgt. Dabei errechnet sich der Füllstoffmasseanteil aus der Füllstoffmasse bezogen auf die Gesamtfeststoffmasse im Füllstoff-Feinstoffstrom. Dies gilt für den Feinstoffmasseanteil entsprechend.
In einem praktischen Fall wird die Trennung in der Trennstufe so durchgeführt, dass im Füllstoffstrom der Füllstoffmasseanteil mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 60%, besonders vorzugsweise mehr als 70%, insbesondere mehr als 80% und im Feinstoffstrom der Füllstoffmasseanteil weniger als 50% beträgt.
Der Feinstoffstrom kann wieder der Auflösevorrichtung oder dem Faserstoffsuspensionsstrom zugeführt werden. Eine Zuführung in den Faserstoff- suspensionsstrom hat den Vorteil, insbesondere bei höheren Feinstoffmengen, dass dadurch einer Feinstoffanreicherung in der Auflösevorrichtung entgegengewirkt und somit eine Betriebsstörung vermieden werden kann. Eine Zuführung in die Auflösevorrichtung kann bei kleinen Feinstoffmengen eine kostengünstige Lösung darstellen.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn der Füllstoffstrom eingedickt wird. Dies kann bei der Aufgabe des Füllstoffstromes in der Formierpartie zwischen zwei Lagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn vorteilhaft sein.
Vorzugsweise wird der Füllstoffstrom über die gesamte Breite einer Lage der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn aufgegeben. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Füllstoffstrom über die Breite einer Lage sektional der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn aufgegeben wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Auftragsmenge sektional Steuer- oder regelbar ist.
In einer möglichen Variante wird der Füllstoffstrom direkt auf eine gebildete Lage der sich bildenden mehrlagigen Faserstoffbahn aufgegeben. Dies kann mittels einer Aufgabevorrichtung, wie beispielsweise eines Sekundärstoffauflaufes oder eines Düsenbalkens mit über die Breite der Lage angeordneten Düsen durch Aufsprühen oder eines Curtain Coaters durchgeführt werden. Die mittlere Stoffdichte der gebildeten Lage liegt an der Aufgabestelle vorzugsweise im Bereich von 2,0% bis 6%, insbesondere zwischen 3 und 5%, vorteilhafterweise bei mehr als 4%.
Ferner ist es auch möglich, wenn wenigstens ein Stoffauflauf mehrschichtig mit mehreren Schichten ausgeführt wird und durch mindestens eine Schicht eine mit einer weiteren Lage zu vergautschenden Lage erzeugt wird und der Füllstoffstrom in die der mindestens einen Schicht benachbarten, der weiteren Lage zugewandten Schicht, geführt wird. Bei dieser Variante wird keine zusätzliche Aufgabevorrichtung benötigt da diese durch den ohnehin vorhandenen Stoffauflauf, der nur mehrschichtig ausgeführt ist, gebildet wird. Diese Ausführung zeichnet sich daher durch geringe Kosten und einer erhöhten Spaltfestigkeit der hergestellten mehrlagigen Faserstoffbahn aus.
In einer möglichen Weiterentwicklung kann dem Füllstoffstrom zur Steigerung der Spaltfestigkeit der hergestellten mehrlagigen Faserstoffbahn mindestens ein festigkeitssteigemdes Additiv zugegeben werden.
Das mindestens eine festigkeitssteigemde Additiv kann beispielsweise dem Füllstoffstrom vor der Aufgabe zwischen zwei Lagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn zugemischt werden.
Es ist auch denkbar, dass das mindestens eine festigkeitssteigemde Additiv dem Füllstoffstrom nach der Aufgabe zwischen zwei Lagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn zugegeben wird.
Das mindestens eine festigkeitssteigemde Additiv kann aus der Gruppe Stärke, synthetische Polymere, Nanozellulose, hochfibrillierte Zellulose, Faserstoff, der insbesondere hochgemahlen ist, beispielsweise Zellstoff, TMP (Thermomechanical Pulp), CTMP (Chemithermomechanical pulp) ausgewählt werden.
Es denkbar, das mindestens eine festigkeitssteigemde Additiv mittels eines Sekundärstoffauflaufes oder einer Sprühvorrichtung dem Füllstoffstrom zuzugeben.
In einer weiterentwickelten möglichen Variante wird von dem Faserstoffsuspensionsstrom ein Teilstrom abgezweigt und dieser Faserstoffsuspensionsteilstrom gemahlen und dem Füllstoffstrom zugegeben.
Für spezielle Ansprüche an die mehrlagige Faserstoffbahn kann neben dem Rohstoff und/oder dem Papierausschuss Zellstoff der Auflösevorrichtung zugemischt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, mindestens umfasst eine Stoffaufbereitung, zwei Stoffaufläufe und eine Formierpartie für eine Papiermaschine zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn, einer Auflösevorrichtung in der Stoffaufbereitung zur Zuführung eines zumindest teilweise Altpapier mit Füllstoffen und Feinstoffen, insbesondere OCC, enthaltenden faserhaltigen Rohstoffes und/oder ein bei der Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn anfallenden Papierausschusses und zur Bildung mindestens eines Suspensionsstromes, einer Waschstufe zur Abtrennung der Füllstoffe und Feinstoffe aus dem Suspensionsstrom unter Ausbildung eines Füllstoff-Feinstoffstromes und eines Faserstoffsuspensionsstromes, wobei der Faserstoffsuspensionsstrom in einer Feitung geführt ist, welche mit mindestens einem Stoffauflauf verbunden ist, eine Trennstufe zur Trennung des Füllstoff- Feinstoffstromes in einen Füllstoffstrom und einen Feinstoffstrom und einer Aufgabevorrichtung zum Aufgeben des Füllstoffstromes zwischen zwei Fagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn in der Formierpartie.
Die Formierpartie kann beispielsweise einen Fangsiebformer mit einem Tragsieb und eine Fangsiebeinheit mit einem Entwässerungssieb zur Ausbildung jeweils einer Fage, beispielsweise der Rückenlage und der Deckelage einer mehrlagigen Faserstoffbahn, umfassen. Dem Tragsieb und der Fangsiebeinheit ist ein Tragsiebstoffauflauf beziehungsweise ein Stoffauflauf zum Aufgeben jeweils eines Faserstoffsuspensionsstromes zur Bildung der jeweiligen Fage zugeordnet. Beide Fagen werden an einer Gautschstelle zusammengegautscht. Die so entstandene zweilagige Faserstoffbahn wird durch das Tragsieb bis zu einer Abnahmestelle weiter transportiert.
In einem weiteren praktischen Fall kann die Formierpartie neben einem Langsiebformer, einer Langsiebeinheit eine weitere Langsiebeinheit mit einem weiteren Stoffauflauf umfassen. Diese sind so zueinander angeordnet, dass die auf der weiteren Langsiebeinheit gebildete weitere Lage, eine Einlagelage bildet, und zuerst mit der auf der Langsiebeinheit gebildeten Lage und anschließend mit der auf dem Tragsieb gebildeten Lagen jeweils an einer Gautschstelle vergautscht wird.
Die Deckelage und/oder die Rückenlage und/oder die Einlage selbst können mehrschichtig aufgebaut sein. In diesen Fällen ist der jeweilige zugeordnete Stoffauflauf mehrschichtig zur Ausbildung einer mindestens einer weiteren Schicht ausgeführt.
Dem Tragsieb kann eine Obersiebeinheit zur Verbesserung der Entwässerung zugeordnet sein. Die Obersiebeinheit entwässert einen Teil der Faserstoffsuspension in die dem Tragsieb entgegengesetzten Richtung. Der so gebildeten Lage wird im weiteren Verlauf, in Produktionsrichtung gesehen, eine durch die Langsiebeinheit gebildeten Lage an einer Gautschstelle aufgegautscht.
Die Aufgabevorrichtung kann der durch die Langsiebeinheit gebildeten Lage zugeordnet und vor einer Gautschstelle angeordnet sein.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Aufgabevorrichtung der durch den Langsiebformer gebildeten Lage zugeordnet und vor einer Gautschstelle angeordnet ist.
Die Aufgabevorrichtung zum Aufgeben des Füllstoffstromes kann der durch die weitere Langsiebeinheit gebildeten Lage zugeordnet und vor einer Gautschstelle angeordnet sein.
Die Aufgabevorrichtung zum Aufgeben des Füllstoffstromes kann als eine Schicht eines mehrschichtig ausgeführten Tragsiebstoffauflaufes und/oder eines mehrschichtig ausgeführten Stoffauflaufes und/oder eines mehrschichtig ausgeführten weiteren Stoffauflaufes ausgeführt sein. Es ist grundsätzlich denkbar, mehrere Aufgabevorrichtungen zur Aufgabe des Füllstoffstromes in der Formierpartie zwischen zwei Fagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn an unterschiedlichen Aufgabestehen vorzusehen.
Die Aufgabevorrichtung ist vorzugsweise als ein mehrschichtiger Stoffauflauf und/oder als ein Sekundärstoffauflauf und/oder als ein Sprühbalken mit Sprühdüsen und/oder als Curtain Coater ausgeführt. Die Verwendung eines Curtain Coaters, der auch als Vorhangauftragsaggregat in der Streichtechnik bei der Papierherstellung bekannt ist, ist besonders vorteilhaft für die Aufgabe einer dünnen Schicht des Füllstoffstromes zwischen die Fagen einer mehrlagigen Faserstoffbahn.
In einem praktischen Fall hegt das Flächengewicht, des durch die Aufgabevorrichtung auf eine Fage aufgetragenen Füllstoffstromes, je nach Füllstoffeintrag des Rohstoffes beziehungsweise des Papierausschusses, im Bereich von 3% bis 25%, insbesondere zwischen 5% und 20% des Flächengewichts der mehrlagigen Faserstoffbahn.
Ferner hegt die Dicke der Schicht des aufgetragenen Füllstoffstromes im Bereich von 1% bis 12%, vorzugsweise im Bereich von 1,5% bis 10% der Dicke der mehrlagigen Faserstoffbahn.
Weitere Ausgestaltungsvarianten sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Es zeigen
Figur 1 eine beispielhafte Ausführung einer Stoffaufbereitung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung; Figur 2 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Stoffaufbereitung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung;
Figur 3 eine beispielhafte Ausführung einer Formierpartie zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter Darstellung;
Figur 4 eine weitere beispielhafte Ausführung einer Formierpartie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter Darstellung;
Die Figur 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer Stoffaufbereitung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung von Karton und Verpackungspapiere in schematischer Darstellung. Der faserhaltige Rohstoff 2, der zumindest teilweise füllstoffhaltigen OCC (old corrugated Container) enthält, wird einer Auflösevorrichtung 11, beispielsweise einem Stofflöser, zugeführt. Der nach der Auflösung und Trennung von Störstoffen entstehende Suspensionsstrom 12 wird einer Behandlungsstufe 5 zugeführt. Diese kann mehrere an sich bekannte Reinigungsstufen umfassen, wie beispielsweise einer Hochkonsistenzreinigungsstufe, einer HW- Reinigungsstufe (Schwerteilreinigungsstufe), oder einer Schlitzsortierungsstufe. Anschließend wird der Suspensionsstrom 12 einer Waschstufe 13 zur Abtrennung der Füllstoffe und Feinstoffe unter Ausbildung eines Füllstoff-Feinstoffstromes 14 und eines Faserstoffsuspensionsstromes 15 zugeführt. Die Abtrennung in der Waschstufe ist so durchgeführt, dass im Füllstoff-Feinstoffstrom 14 der Füllstoffmasseanteil mehr als 50%, vorzugsweise 50% bis 70% und der Feinstoffmasseanteil kleiner als 50%, insbesondere 30% bis 50% beträgt. Die Waschstufe 13 kann durch bekannte Wäscher mit den Produktnamen Variosplit oder CompactWasher ausgeführt sein. Der Faserstoffsuspensionsstrom 15 wird zu einer weiteren Behandlungsstufe 6 geführt in der er eingedickt und entwässert und gegebenenfalls dispergiert und wieder verdünnt und in einer Mahlstufe 9 gemahlen wird. Anschließend wird der Faserstoffsuspensionsstrom 15 vorzugsweise über einen üblichen Konstantteil 8‘ den jeweiligen Stoffaufläufen 24, 29, 34 der Formierpartie 20 zur jeweiligen Bildung einer Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn 38 zugeführt.
Der in der Waschstufe 13 entstehende Füllstoff-Feinstoffstrom 14 wird in einer Trennstufe 17 in einen Füllstoffstrom 18 und in einen Feinstoffstrom 19 getrennt. Die Trennung in der Trennstufe 17 ist so durchgeführt, dass im Füllstoffstrom 18 der Füllstoffmasseanteil mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 85% und im Feinstoffstrom 19 der Füllstoffmasseanteil weniger als 50% beträgt. Der Feinstoffstrom 19 wird danach dem Faserstoffsuspensionsstrom 15 vorzugsweise nach der Waschstufe 13 zugeführt. Insbesondere bei geringen Füllstoffgehalten des Rohstoffes 2 kann der Feinstoffstrom 19 auch wieder zurück in die Auflösevorrichtung 11 geführt werden. Es ist jedoch auch möglich einen Teil des Feinstoffstromes 19 in die Auflösevorrichtung 11 und den restlichen Teil in den Faserstoffsuspensionsstrom 15 zu leiten. Der Füllstoffstrom 18 wird in einer Eindickstufe 7 eingedickt und optional über einen Konstantteil 8 der Formierpartie 20 zur Ausbildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn 38 zugeführt und dort zwischen zwei Lagen 25, 30, 35 der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn 38 an einer Aufgabestelle 40 aufgegeben. Zur weiteren Verbesserung der mechanischen Festigkeiten, insbesondere der Spaltfestigkeit, der mehrlagigen Faserstoffbahn 38 kann dem eingedickten Füllstoffstrom 18 mindestens ein festigkeitssteigemdes Additiv 39, insbesondere aus der Gruppe Stärke, synthetische Polymere, Nanozellulose, hochfibrillierte Zellulose, Faserstoff, der insbesondere hochgemahlen ist, beispielsweise Zellstoff, TMP (Thermomechanical Pulp), CTMP (Chemithermomechanical pulp), zugegeben werden. Vorzugsweise wird das Additiv im Konstantteil 8 zugegeben.
Die hier für Einsatz von faserhaltigem Rohstoff 2, der zumindest teilweise füllstoffhaltigen OCC (old corrugated Container) enthält, beschriebene Stoffaufbereitung 4 gilt auch für den Fall, dass dem Rohstoff 2 füllstoffhaltiger Papierausschuss 3 aus der Herstellung der mehrlagigen Faserstoffbahn 38 in der Auflösevorrichtung 11 zugegeben wird. Der Füllstoffgehalt im Papierausschuss 3 kann insbesondere bei Beschichtung der mehrlagigen Faserstoffbahn 38 im Produktionsprozess mit einer pigmenthaltigen Streichfarbe, wie es beispielsweise bei weiß gedeckten Linern der Fall ist, erheblich sein. Es kann daher auch vorteilhaft sein, für die Aufarbeitung von Papierausschuss 3 eine separate Stoffaufbereitung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzusehen. Die separate Stoffaufbereitung kann auch Teil des Konstantteil 8, 8‘ der Stoffaufbereitung 4 sein.
Die in der Figur 2 dargestellte Variante der Stoffaufbereitung 4 unterscheidet sich von der in der Figur 1 gezeigten Ausführung lediglich dadurch, dass nach der Mahlstufe 9 ein Faserstoffsuspensionsteilstrom 16 von dem Faserstoffsuspensionsstrom 15 abgezweigt und einer weiteren Mahlstufe 10 zugeführt wird. In dieser weiteren Mahlstufe 10 wird der Faserstoff intensiv zu einer hochfibrillierten Faserstofffraktion gemahlen und als Additiv dem Füllstoffstrom 18 vor dem oder vorzugsweise im Konstantteil 8 zugeführt.
In der Figur 3 ist eine beispielhafte Ausführung einer Formierpartie 20 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer zweilagigen Faserstoffbahn 38 in vereinfachter Darstellung gezeigt. Die Formierpartie 20 umfasst einen Langsiebformer 21 mit einem Tragsieb 22 und einen Tragsiebstoffauflauf 24, sowie eine Langsiebeinheit 26 mit einem Entwässerungssieb 27 und einem Stoffauflauf 29 zur Ausbildung jeweils einer Lage 25, 30, beispielsweise der Rückenlage 25 und der Deckelage 30 einer zweilagigen Faserstoffbahn 38. Der Faserstoffsupensionstrom 15 wird den Stoffaufläufen zugeführt und auf das zugeordnete Entwässerungssieb 22, 27 aufgebracht. Zusätzlich ist dem Langsieb former 21 eine Obersiebeinheit 23 zur Verbesserung der Entwässerung zugeordnet. Die Obersiebeinheit 23 entwässert einen Teil der Faserstoffsuspension in die dem Tragsieb 22 entgegengesetzten Richtung. Der so gebildeten Lage 25 wird im weiteren Verlauf in Produktionsrichtung 37 gesehen eine durch die Langsiebeinheit 26 gebildeten Lage 30 an einer Gautschstelle 36 aufgegautscht. Die so entstandene zweilagige Faserstoffbahn wird durch das Tragsieb 22 bis zu einer Abnahmestelle weiter transportiert. Die Aufgabevorrichtung 41 zum Aufgeben des Füllstoffstromes 18 an einer Aufgabestelle 40 ist der durch die Langsiebeinheit 26 gebildeten Lage 30 im Bereich der Entwässerungsstrecke 28 zugeordnet und vor einer Gautschstelle 36 angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Aufgabevorrichtung 41 und die Aufgabestelle 40 der durch den Langsieb former 21 gebildeten Lage 25 zugeordnet und vor einer Gautschstelle 36 angeordnet ist. Es ist auch möglich beide Aufgabevorrichtungen 41 entsprechend vorzusehen. Die Aufgabevorrichtung 41 zum Aufgeben des Füllstoffstromes 18 kann auch als eine Schicht eines mehrschichtig ausgeführten Tragsiebstoffauflaufes 24 und/oder eines mehrschichtig ausgeführten Stoffauflaufes 29 ausgeführt sein. In diesem Falle wird in der unteren Schicht, das heißt in der dem entsprechenden Entwässerungssieb zugewandten Schicht, des entsprechenden, mehrschichtigen Stoffauflaufes 24, 29 der
Faserstoffsuspensionsstrom 15 zur Bildung der Rückenlage 25 beziehungsweise der Deckelage 30 geführt. In der oberen Schicht, das heißt in der der aufzugautschenden Lage zugewandten Schicht des entsprechenden, mehrschichtigen Stoffauflaufes 24, 29 wird der Füllstoffstrom 18 geführt und auf die entsprechende sich bildende Lage 25, 30 aufgegeben. Dadurch können bessere Spaltfestigkeiten erreicht werden. Die Figur 4 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführung einer Formierpartie 20 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter Darstellung. Diese Ausführungsform ist eine Weiterentwicklung der in Figur 3 beschriebenen Ausführung zur Herstellung einer dreilagigen Faserstoffbahn 38. Bezüglich der Beschreibung der mit gleichen Bezugszeichen versehenen Merkmale wird auf Figur 3 verwiesen. Anstelle der Obersiebeinheit 23 ist eine weitere Langsiebeinheit 31 mit einem weiteren Entwässerungssieb 32, das eine Entwässerungsstrecke 33 bildet, und ein weiterer Stoffauflauf 34, der dem weiteren Entwässerungssieb 32 zugeordnet ist, angeordnet. Auf der weiteren Langsiebeinheit 31 wird eine zusätzliche Lage, die Einlagelage 35, gebildet. Die Einlagelage 35 wird mit der Deckelage 30 an der Gautschstelle 36 zusammengegautscht und zusammen mit der Deckelage 30 auf dem Entwässerungssieb 27 liegend zur nächsten Gautschstelle 36 transportiert und dort auf die Rückenlage 25 gegautscht. Die so gebildete dreilagige Faserstoffbahn 38 wir durch das Tragsieb 22 zu einer Abnahmestelle transportiert und zur weiteren Behandlung weggeführt. Neben den in der Ausführung nach Figur 3 beschriebenen Aufgabestellen 41 für den Füllstoffstrom 18 ergeben sich bei dieser Variante weitere mögliche Aufgabestellen 41. Der Füllstoffstrom 18 kann zum einen ausschließlich oder zusätzlich zu den anderen Aufgabestellen 41, im Bereich der weiteren Entwässerungsstrecke 33 direkt auf die gebildete Lage, der Einlagelage 35 vor der nächsten Gautschstelle 36 aufgebracht werden. Der Füllstoff befindet sich in diesem Fall zwischen der Deckelage 30 und der Einlagelage 35. Eine weitere Aufgabevorrichtung 41 zum Aufgeben des Füllstoffstromes 18 bietet diese weitere Ausführung. Die Aufgabevorrichtung 41 kann auch als eine Schicht des mehrschichtig ausgeführten weiteren Stoffauflaufes 34 ausgeführt sein. In diesem Falle wird in der unteren Schicht, das heißt in der dem weiteren Entwässerungssieb 32 zugewandten Schicht, des mehrschichtigen Stoffauflaufes 34 der Faserstoffsuspensionsstrom 15 zur Bildung der Einlagelage 35 geführt. In der oberen Schicht, das heißt in der der aufzugautschenden Deckelage 30 zugewandten Schicht des weiteren Stoffauflaufes 34 wird der Füllstoffstrom 18 geführt und auf die sich bildende Lage 35 aufgegeben. Dadurch können ebenfalls bessere Spaltfestigkeiten erreicht werden.
Bei den in den Figuren 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen können die Lagen mehrschichtig als Faserstofflagen aufgebaut sein. Stoffaufläufe für die Herstellung mehrschichtiger mehrschichtig aufgebaut sein. In diesen Fällen ist der jeweilige zugeordnete Stoffauflauf 24, 29, 34 mehrschichtig zur Ausbildung mindestens einer weiteren Schicht, das heißt einer weiteren Faserstofflage, ausgeführt. Es ist grundsätzlich denkbar, mehrere Aufgabevorrichtungen 41 zur Aufgabe des Füllstoffstromes in der Formierpartie 20 zwischen zwei Lagen der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn 38 an unterschiedlichen Aufgabestellen 40 vorzusehen. Die Aufgabevorrichtung 41 für das Aufgeben eines Füllstoffstromes 18 kann sowohl als ein mehrschichtiger Stoffauflauf 24, 29, 34 und/oder als ein Sekundärstoffauflauf und/oder als ein Sprühbalken mit Sprühdüsen und/oder als Curtain Coater ausgeführt sein.
Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung
Rohstoff
Papierausschuss
Stoffaufbereitung
Behandlungsstufe
weitere Behandlungsstufe
Eindickstufe
Konstantteil
Konstantteil
Mahlstufe
weitere Mahlstufe
Auflösevorrichtung
Suspensionsstrom
Waschstufe
Füllstoff-Feinstoffstrom
F aserstoffsuspensionsstrom
F aserstoffsuspensionsteilstrom
Trennstufe
Füllstoffstrom
Feinstoffstrom
Formierpartie
Fangsiebformer
Tragsieb
Obersiebeinheit
Tragsiebstoffauflauf
Rückenlage
Fangsiebeinheit
Entwässerungssieb
Entwässerungsstrecke
Stoffauflauf
Deckelage
weitere Fangsiebeinheit
weiteres Entwässerungssieb
weitere Entwässerungsstrecke
weiterer Stoffauflauf
Einlagelage
Gautschstelle Produktionsrichtung mehrlagige Faserstoffbahn Additiv
Aufgabestelle
Aufgabevorrichtung

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (38) mindestens
umfassend eine Stoffaufbereitung (4), zwei Stoffaufläufe (24, 29, 34) und eine Formierpartie (20) für eine Papiermaschine zur Bildung der mehrlagigen
Faserstoffbahn (38), wobei
ein zumindest teilweise Altpapier mit Füllstoffen und Feinstoffen, insbesondere OCC, enthaltender faserhaltiger Rohstoff (2) und/oder ein in dem Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (38) anfallender Papierausschuss (3) einer Auflösevorrichtung (11) der Stoffaufbereitung (4) zugeführt und dort mindestens ein Suspensionsstrom (12) gebildet wird und dieser einer Waschstufe (13) zur Abtrennung der Füllstoffe und Feinstoffe unter Ausbildung eines Füllstoff- Feinstoffstromes (14) und eines Faserstoffsuspensionsstromes (15) zugeführt wird und wobei der Faserstoffsuspensionsstrom (15) mindestens einem Stoffauflauf (24, 29, 34) zugeführt wird und der Füllstoff-Feinstoffstrom (14) in einer Trennstufe
(17) in einen Füllstoffstrom (18) und einen Feinstoffstrom (19) getrennt wird und der Füllstoffstrom (18) in der Formierpartie (20) zwischen zwei Lagen (25, 30, 35) der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn (38) an einer Aufgabestelle (40) aufgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abtrennung in der Waschstufe (13) so durchgeführt wird, dass im Füllstoff- Feinstoffstrom (14) der Füllstoffmasseanteil mehr als 50%, vorzugsweise 50% bis 70% und der Feinstoffmasseanteil kleiner als 50% , insbesondere 30% bis 50% beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennung in der Trennstufe (17) so durchgeführt wird, dass im Füllstoffstrom
(18) der Füllstoffmasseanteil mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 60%, besonders vorzugsweise mehr als 70%, insbesondere mehr als 80%und im Feinstoffstrom (19) der Füllstoffmasseanteil weniger als 50% beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Feinstoffstrom (19) der Auflösevorrichtung (11) oder dem
Faserstoffsuspensionsstrom (15) zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstoffstrom (18) eingedickt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstoffstrom (18) über die gesamte Breite einer Lage (25, 30, 35) der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn (38) aufgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstoffstrom (18) direkt auf eine Lage (25, 30, 35) der sich bildenden mehrlagigen Faserstoffbahn (38) aufgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Stoffauflauf (24, 29, 34) mehrschichtig mit mehreren Schichten ausgeführt wird und durch mindestens eine Schicht eine mit einer weiteren Lage (25, 30, 35) zu vergautschenden Lage (25, 30, 35) erzeugt wird und der
Füllstoffstrom (18) in die der mindestens einen Schicht benachbarten, der weiteren Lage (25, 30, 35) zugewandten Schicht, geführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Füllstoffstrom (18) zur Steigerung der Spaltfestigkeit mindestens ein festigkeitssteigemdes Additiv (39) zugegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das festigkeitssteigemdes Additiv (39) aus der Gruppe Stärke, synthetische Polymere, Nanozellulose, hochfibrillierte Zellulose, Faserstoff, der insbesondere hochgemahlen ist, beispielsweise Zellstoff, TMP (Thermomechanical Pulp), CTMP (Chemithermomechanical pulp), ausgewählt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein festigkeitssteigemdes Additiv (39) mittels eines Sekundärstoffauflaufes oder einer Sprühvorrichtung vor und/oder nach dem Aufbringen des Füllstoffstromes (18) zwischen zwei Lagen (25, 30, 35) zugegeben wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
von dem Faserstoffsuspensionsstrom (15) ein Faserstoffsuspensionsteilstrom (16) abgezweigt und in einer weiteren Mahlstufe (10) gemahlen und dem Füllstoffstrom (18) zugegeben wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
neben dem Rohstoff (2) und/oder dem Papierausschuss (3) der Auflösevorrichtung (11) Zellstoff zugemischt wird.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (38) , mindestens umfassend eine
Stoffaufbereitung (4), zwei Stoffaufläufe (24, 29, 34) und eine Formier Partie (20) für eine Papiermaschine zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn (38) , einer Auflösevorrichtung (11) in der Stoffaufbereitung (4) zur Zuführung eines zumindest teilweise Altpapier mit Füllstoffen und Feinstoffen, insbesondere OCC, enthaltenden faserhaltigen Rohstoffes (2) und/oder ein bei der Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn (38) anfallenden Papierausschusses (3) und zur Bildung mindestens eines Suspensionsstromes (12), einer Waschstufe (13) zur Abtrennung der Füllstoffe und Feinstoffe aus dem Suspensionsstrom (12) unter Ausbildung eines Füllstoff-Feinstoffstromes (14) und eines Faserstoffsuspensionsstromes (15), wobei der Faserstoffsuspensionsstrom (15) in einer Leitung geführt ist, welche mit mindestens einem Stoffauflauf (24, 29, 34) verbunden ist, eine Trennstufe (17) zur Trennung des Füllstoff-Feinstoffstromes (14) in einen Füllstoffstrom (18) und einen Feinstoffstrom (19) und einer Aufgabevorrichtung (41) zum Aufgeben des Füllstoffstromes (18) an einer Aufgabestelle (40) zwischen zwei Lagen (25, 30, 35) der sich bildenden, mehrlagigen Faserstoffbahn (38) in der Formierpartie (20).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtung (41) als ein mehrschichtiger Stoffauflauf (24, 29, 34) und/oder als ein Sekundärstoffauflauf und/oder als Sprühbalken mit Sprühdüsen und/oder als Curtain Coater ausgeführt ist.
EP18815135.1A 2018-02-09 2018-11-30 Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mehrlagigen faserstoffbahn Withdrawn EP3749801A1 (de)

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