DE2342811C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mehrschichtigen Papieroder Kartonbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Papier- oder Kartonbahn, mit naßgelegten Fasern auf einer ersten Formfläche zur Ausbildung einer ersten Bahn und mit trockengelegten Fasern auf einer zweiten Formfläche zur Ausbildung einer zweiten Bahn, wobei die Bahnen zu einem mehrschichtigen Produkt kombiniert werden, sowie auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines nach diesem Verfahren gefertigten mehrschichtigen Produktes.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Vliesen aus Textil oder Papierfasern bekannt (OE-PS 214 749), bei dem einem Trägervlies aus Textilfajern unmittelbar nach der Bindemittelbeaufschlagung eine zusätzliche Faserschicht aus Papierfasern spannungslos zugeführt wird und beide Schichten anschließend unter Wärme-, jedoch ohne Druckeinwirkung verfestigt werden. Das Zuführen der Faserschicht aus Papierfasern soll dabei vorzugsweise so erfolgen, daß lose Fasern im freien Fall auf das Trägervlies aufgebracht werden. Das Anwendungsgebiet und die bei einem derartigen Verfahren auftretende Problematik sind jedoch von dem gattungsgemäßen Verfahren grundsätzlich verschieden, weil bei diesem bekannten Verfahren nicht naßgelegte Bahnen und trockengelegte Bahnen zu einem mehrschichtigen Produkt kombiniert werden.

Darüber hinaus ist es bekannt, mehrere naßgelegte Bahnen übereinanderzulegen (US-PS 15 38 788), eine Papierbreibahn durch Einbringen von trockenen Fasern in die Oberfläche der Bahn zu verstärken (US-PS 28 81 072), bei der Herstellung von non-woven Material trockene Fasern auf eine naßgelegte Bahn aufzubringen (US-PS 29 13 365), nicht aber eine unabhängige trockengelegte Bahn auszubilden, aufeinanderfolgende Faserschichten auf ein einzelnes Band aufzulegen (US-PS 26 98 271), wobei aber die einzelnen Schichten nicht konsolidiert werden, bevor sie miteinander verbunden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Bahnen aus mehreren Schichten Papier oder Karton ohne Verwendung von Klebstoff herzustellen, die Vorteile, die bei in konventioneller Weise naßgelegten Produkten erzielt werden, mit denen der trockengelegten Bahnen zu kombinieren, und den Ausstoß herkömmlicher Naßmaschinen wesentlich zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, daß die zweite trockengelegte Bahn durch Wärme und Druckeinwirkung konsolidiert wird, bevor sie mit der ersten Bahn kombiniert wird.

Zur Durchführung eines derartigen Verfahrens findet eine Vorrichtung Anwendung, die eine Einrichtung zum

Naßlegen von Fasern und zur Ausbildung einer ersten Bahn, eine Einrichtung zum Trockenlegen von Fasern und zur Ausbildung einer zweiten Bahn, und eine Einrichtung zum Kombinieren der beiden auf diese Weise gebildeten Bahnen zur Erzielung eines mehrschichtigen Produktes aufweist, die gekennzeichnet ist durch Anordnung zum Konsolidiere», der trockengelegten Faserbahn, bevor sie mit der ersten geformten Bahn kombiniert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Mit vorliegender Erfindung wird der Ausstoß herkömmlicher Naßmaschinen erheblich erhöht und ihre Lebensdauer wesentlich verlängert. Das mehrschichtige Produkt, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt wird, hat Eigenschaften, die besonders interessant für die Faltkartonindustrie sind. So zeichnen sich trockengelegte Produkte im allgemeinen durch hohe Masse, richtungsempfindliche Eigenschaften in der Ebene der Bahn und gute Dimensionsstabilität aus. Diese Eigenschaften werden in Verbindung mit denen der naßgelegten Bahn verwendet, um die Eigenschaften der fertigen Bahn zu verbessern.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 sind schematische Darstellungen dreier unterschiedlicher Ausge« leitungen einer Vorrichtung nach vorliegender Erfindung.

Nach F i g. 1 weist die Vorrichtung drei Abschnitte einer Grundausrüstung auf, nämlich eine Fourdriniermaschine 11 eine Trockenpartie 12 zum Legen einer Bahn aus trockenen Fasern und eine Zylinderformmaschine 13.

Die Fourdriniermaschine 11 und die Zylinderformmaschine 13 sind beide in der Lage, Bahnen aus naßgelegten Fasern in herkömmlicher Weise zu bilden. Material aus dem Stoffauflaufbehälter 14 der Fourdriniermaschine bewirkt das Aufbringen von Fasern auf das Formsieb 15, damit eine naßgelegte Bahn 16 gebildet wird, indem eine Entwässerung durch das Sieb vorgenommen wird.

Trockene Fasern, die mit trockenem, pulvrigem Klebstoff oder Bindemittel gemischt sind, werden in einem Luftstrom durch die beiden Köpfe 20 und 21 auf ein Lochformsieb 22 in der Trockenpartie 12 aufgebracht. Ein Vakuumkasten 19 unterstützt das Ziehen der Fasern auf das Sieb 22. Die Bahn aus trockenen Fasern, die auf diese V/eise gebildet worden ist, wird durch eine Druckwalze 23 konsolidiert, die mit einem beheizten Zylinder 24 einen Druckwalzenspalt 25 ausbildet. Die geformte und konsolidierte Bahn wird von dem Sieb 22 auf die Oberseite der naßgelegten Bahn 16 über Saugkästen 17 und 18 übertragen, damit eine zweilagige Bahn entsteht.

Bei der Zylinderformmaschine 13 wird Material auf das Formsieb 26 durch den Zylinder 27 aufgebracht. Die geformte Bahn auf dem Formsieb 26 wird auf die Oberseite des zweilagigen Produktes aufgebracht, daß das Sieb 15 an der Walze 28 verläßt, damit ein dreilagiges Produkt 30 erhalten wird, das auf die Trocknungs- und Oberflächenendbearbeitungsabschnitte der Maschine (nicht dargestellt) übergeführt wird.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines dreilagigen Produktes vorgesehen, daß eine naßgelegte, eine trockengelegte und eine naßgelegte Lage besitzt. Es können nach dem Naß- oder Trockenverfahren in der gewünschten Weise auch weitere Lagen hinzugefügt werden.

Nach F i g. 2 ist die dargestellte Vorrichtung ähnlich der nach Fi g. 1 und weist eine Fourdriniermaschine 31, eine Trockenpartie 32 zur Erzielung einer trockengelegten Bahn und eine Zylinderformmaschine 33 auf. Die Fourdriniermaschine 31 und die Zylinderformmaschine 33 rund in der Lage, naßgelegte Bahnen zu bilden und die Trockenpartie 32 kann eine trockengelegte Bahn aus Fasern ergeben.
Die Vorrichtung nach F1 g. 2 unterscheidet sich von

ίο der nach F i g. 1 dadurch, daß die Trockenpartie 32 eine weitere Konsolidierung der Bahn ergibt, bevor sie mit der naßgelegten Bahn laminiert wird, die aus der Fourdriniermaschine 31 kommt In der Trockenpartie 32 werden die trockenen Fasern, die mit Klebstoff vermischt sind, durch Köpfe 40 und 41 auf das Sieb 42 aufgebracht und das Gemisch wird mit Wasser aus den Köpfen 43 versprüht. Das feuchte Gemisch wird dann um einen beheizten Zylinder 44 durch wenigstens zwei Druckwalzenplatten geführt, welche durch Druckwalzen 45 und 46 ausgebildet werden, wobei das Gemisch zur Konsolidierung der kräftigen Faserbahn einer Heiß-Feucht-Pressung unterzogen wird. Etwa vier oder fünf Druckwalzenspalte, von denen einer oder mehrere beheizt sein können, können um den Zylinder 44 herum vorgesehen sein, und durch entsprechende Wahl des Druckes an den Druckwalzenspalten und der Temperatur der Oberfläche des Zylinders kann eine entscheidene Festigkeit in der Bahn erzielt werden.
Die naßgelegte Bahn, die auf dem Formsieb 35 durch Material aus dem Stoffauflaufbehälter 34 gebildet wird, läuft über Saugkasten 38, die die Übertragung der trockengelegten Bahn aus dem Sieb 42 auf die Oberseite der naßgelegten Bahn unterstützen.

Eine weitere naßgelegte Bahn, die auf dem Sieb 36 aus dem Zylinder 37 gebildet wird, wird auf die Oberseite der zweilagigen Bahn auf dem Sieb 35 an der Walze 48 übertragen. Das dreilagige Produkt 49, das in dieser Weise ausgebildet worden ist, gelangt in Abschnitte (nicht dargestellt), in denen ein Überzug und ein Finish aufgebracht werden.

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung, die der nach F i g. 1 ähnlich ist und eine Fourdriniermaschine 51, eine Trockenpartie 52 und eine weitere Fourdriniermaschine 53 zur Bildung einer zweiten naßgelegten Bahn aufweist. Der Abschnitt 53 ersetzt die Zylinderformmaschinen 13 und 33 der vorausgehenden Beispiele.

Eine naßgelegte Bahn 56 wird von dem Stoffauflaufbehälter 54 auf das Formsieb 55 aufgetragen, das in diesem Falle allen Abschnitten gemeinsam ist. Eine trockengelegte Bahn wird in der Trockenpartie 52 in der in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Weise gebildet und auf die Oberseite der naßgelegten Bahn 56 aus der Fourdriniermaschine 51 mit Unterstützung der Vakuumbehälter 57,58 aufgetragen. Eine weitere naßgelegte Bahn wird auf ein Formsieb 60 aus einem Stoffauflaufbehälter 61 aufgetragen, und diese naßgelegte Bahn, die während des Drainierens durch das Formsieb 60 hindurch gebildet wird, wird auf der Oberseite der beiden Lagen aus den Abschnitten 51 und 52 an der Walze 62 mit Unterstützung des Vakuumkastens 63 aufgetragen, so daß ein dreilagiges Produkt 64 gebildet wird, das auf die Trocknungs- und Oberflächenfinishabschnitte der Maschine (nicht dargenellt) übertragen v. ^;rd.

Vorstehend sind drei Ausführungsformen der Erfindung erläutert worden, die Erfindung ist jedoch auf diese Ausführungsbeispiele nicht beschränkt, sondern gilt ganz allgemein für die Ausbildung eines mehrlagi-

gen Produktes mit naß- und trockengelegten Bahnen. So können beispielsweise in den F i g. 1 und 3 die Trockenpartien 12 und 52 zur Bildung der trockengelegten Bahn in gleicher Weise ausgebildet sein wie die Trockenpartie 32 der F i g. 2, bei der eine Konsolidierung der trockengelegten Bahn erzielt wird, bevor sie mit der naßgelegten Bahn laminiert wird. In ähnlicher Weise können bei der Ausführungsform nach F i g. 2 Trockenpartien 12 und 52 der F i g. 1 und 3 anstelle der Trockenpartie 32 verwendet werden.

Bei allen Ausführungsformen wird das Klebemittel oder Bindemittel, das mit trockenen Fasern in der zweiten Lage gemischt wird, durch Wasser aktiviert, das in den naßgelegten Lagen vorhanden ist, damit ein Klebemittel erhalten wird, mit dem die drei Lagen miteinander !aminiert werden. Ferner ist in den naßgelegten Lagen ausreichend Feuchtigkeit vorhanden, um eine gewisse Wasserstoffbindung zwischen den Fasern in den nassen und trockenen Lagen beim fertigen Produkt zu erhalten. Verglichen mit den herkömmlichen, vollständig naßgelegten und vollständig trockengelegten Materialbahnen hat eine kombinierte Maschine, die nasse und trockene Lagen in einem einzigen Produkt ausbildet, wesentliche Vorteile, da der Hersteller damit in der Lage ist, die in konventioneller Weise durch ein naßgelegtes Produkt erhaltenen Eigenschaften zu erzielen, während die zusätzlichen Vorteile der trockengelegten Bahn erhalten werden.

Ohne die Nachteile überschüssigen Wassers und weiterer Trocknungszylinder und Trocknungsvorrichtungen könnten die trockengelegten Bahnen, die durch die Trockenpartien 12,32 und 52 in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 erzielt werden, der Ausstoß einer gegebenen Naßmaschine verdoppeln Beispielsweise kann eine Maschine der in Fig. 1 gezeigten Art mit nur einer Fourdriniermaschine 11 und einer Zylinderformmaschine 13, die Karton von 100 p/m² erzeugt, ohne Änderung ihrer Geschwindigkeit den Ausstoß verdoppeln, so daß ein Produkt mil 200 g/m² erhalten wird, und zwar einfach dadurch, daE eine verhältnismäßig kleine Trockenpartie 12 hinzugefügt wird. Es ist keine zusätzliche Trocknungskapazitäl erforderlich und es sind weiter keine zusätzlicher Installationen und Wasserauffangvorrichtungen notwendig, Eine derartige Ergänzung erhöht nicht nur der Ausstoß herkömmlicher Maschinen ganz entscheidend sondern durch entsprechende Modifizierung des Gewichtes der trockengelegten Bahn, kann auch dei Ausstoß der Maschine wesentlich variiert werden. Es ist möglich, das Gewicht der in der Trockenpartie aufgebrachten Bahn auf sehr einfache Weise ir Vergleich zu dem Aufwand bei herkömmlicher Naßlegungsabschnitten 11 und 13 zu ändern. In dei Praxis ist es möglich, den Ausstoß einer typischer Naßpartiemaschine von z. B. 100 g/m² auf 200 g/m² ir jeder Zwischenstufe durch verhältnismäßig einfach« Einstellung der Kapazität des Trockenlegungsabschnit tes 12 zu verändern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuncen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Papier oder Kartonbahn, mit naßgelegten Fasern auf einer ersten Formfläche zur Ausbildung einer ersten Bahn und mit trockengelegten Fasern auf einer zweiten Formfläche zur Ausbildung einer zweiten Bahn, wobei die Bahnen zu einem mehrschichtigen Produkt kombiniert werden, d a durch gekennzeichnet, daß die zweite trockengelegte Bahn durch Wärme- und Druckeinwirkung konsolidiert wird, bevor sie mit der ersten Bahn kombiniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Bahn mit naßgelegten Fasern ausgebildet wird, und daß die so ausgebildete dritte Bahn mit den beiden ersten Bahnen zu einem mehrlagigen Produkt kombiniert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen miteinander ohne Verwendung zusätzlicher Klebstoffe laminiert werden, wobei der Feuchtigkeitsgehalt in den naßgelegten Bahnen und/oder die Menge des Bindemittels, daß in der trockengelegten Bahn verwendet wird, ausreichend groß ist, damit die Bahnen miteinander laminiert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede naßgelegte Bahn auf einer Fourdriniermaschine oder einer Zylinderformmaschine hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die trockenen Fasern mit trockenem, pulverigem Bindemittel gemischt werden, im Anschluß daran mit Wasser besprüht und wenigstens teilweise konsolidiert werden, daß die trockengelegte Bahn ausgebildet werden kann.

6. Vorrichtung zum Herstellen eines mehrschichtigen Produktes zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder eines der Unteransprüche 2 bis 5, mit einer Einrichtung zum Naßlegen von Fasern und zur Ausbildung einer ersten Bahn, mit einer Einrichtung zum Trockenlegen von Fasern und zur Ausbildung einer zweiten Bahn, und mit einer Einrichtung zum Kombinieren der beiden auf diese Weise gebildeten Bahnen zur Erzielung eines mehrschichtigen Produktes, gekennzeichnet durch eine Anordnung (23, 24, 25) zum Konsolidieren der trockengelegten Faserbahn, bevor sie mit der ersten geformten Bahn kombiniert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (13) zum Naßlegen von Fasern und zum Ausbilden einer dritten Bahn, sowie durch eine Einrichtung (15, 28) zum Kombinieren der ausgebildeten dritten Bahn mit den ersten beiden geformten Bändern zur Erzielung eines mehrlagigen Produktes.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausbilden einer oder mehrerer der naßgelegten Bahnen vorgesehene Einrichtung eine Fourdriniermaschine (11) und/oder eine Zylinderformmaschine (13) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch ein l^:ormsieb (15), auf dem eine naßgelegte Bahn aus Fasern gebildet wird, durch eine Trockenpartie (12) für die trockengelegte Bahn mit einem Lochformsieb (22), auf welchem die trockengelegte Bahn geformt wird, und durch eine Einrichtung (18). z. B. Saugkästen, zum Übertragen der trockengelegten Bahn aus dem Lochformsieb auf die Oberseite der naßgelegten Bahn, die auf dem Formsieb (15) aufliegt

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet d»Tch eine weitere Einrichtung (13) (Zylinderformmaschine) zum Naßlegen einer dritten Bahn, die ein Formsieb (26) aufweist auf welchem die dritte Bahn ausgebildet wird, sowie durch eine Einrichtung zum Übertragen der dritten Bahn von dem Formsieb (26) auf die Oberseite der ersten beiden Bahnen am Ende des Formsiebes (15).