PL187857B1 - Sposób i urządzenie do formowania wielowarstwowejwstęgi papieru lub tektury - Google Patents

Abstract

1 Sposób form ow ania w ielow arstw ow ej w stegi papieru Iub ektury, zw laszcza do form ow ania górnej w arstw y na w arstw ie bazow ej, w którym dostarcza sie strum ien zaw iesiny w lókien za pom oca drugiej skrzyni w lew ow ej do szczeliny blizniaczych sit utw orzonej przez dw a napiete sita, z których je d n o przenosi w ilgotna w stege podloza, z n a m ie n n y ty m , ze form ow anie górnej w arstw y za szczelina blizniaczych sit (16, 2 2 ; 16', 2 2 ’; 2 2 ', 27) w ykonuje sie w ylacznie za p o m o c a form ow ania na w alcach, w zespole form ow ania na w alcach zawierajacym co najmniej jeden walec formujacy (23, 23', 28), przy czym w zespole formowania na walcach strumien zawiesiny wlókien dostarcza sie do szczeliny blizniaczych sit (16, 22, 16', 22'; 2 2 ', 27) z tak duza szybkoscia, aby spow odow ac p odatne ugiecie zew netrznego sita (22, 2 2 ', 27) z dw óch napietych sit, utrzym ujac zasadniczo stale napiecie zew netrznego sita (22, 2 2 ’, 27) podczas ugiecia po- przez prow adzenie go na obrotow ych p odparciach (31a, 31b, 31c, 3 1 a ', 3 1 b ', 32a, 3 2 b , 32c), z których co najm niej 8 U rzadzenie do form ow ania w ielow arstw ow ej w stegi pa- pieru Iub tektury, zw laszcza do form ow ania górnej w arstw y na w arstw ie bazow ej, zaw ierajace druga skrzynie w lew ow a do prow adzenia strum ienia zaw iesiny w lókien do szczeliny bliz- niaczych sit utw orzonej przez dw a napiete sita, z których jedno przenosi w ilgotna w arstw e bazow a, z n a m ie n n e tym , ze zaw iera ja k o w ylaczny zespól form ujacy do form ow ania górnej warstwy na w arstwie bazow ej zespól form ow ania na w alcach zaw ieraja- cy co najm niej jed en w alec form ujacy (23, 2 3 ', 28), przy czym zespól form ow ania na w alcach je s t takiego typu, gdzie strum ien zaw iesiny w lókien dostarcza sie do szczeliny blizniaczych sit (16, 22, 16', 2 2 ', 2 2 ', 27) z tak d u z a szybkoscia, aby spow odo- wac podatne ugiecie zew netrznego sita (22, 2 2 ', 27) z dw óch napietych sit (16, 22, 16’, 2 2 ', 2 2 ', 27) oraz urzadzenie. FIG. 1 PL PL PL

Description

OZZzielne Onrmnwanie zwykle wyknnuje się na zwielnkrntninnej, płasknsitnwej maszynie papierniczej. Mnże być również zastnsnwane Onamnwanie hybryZnwe, czyli Onrmnwanie na bliźniaczych sitach (np. DE 44 02 273 C2). Zwiększenie zZnlnnści nZwnZnienia uzyskane Zzięki cn najmniej Zwóm nZZzielnym zespnłnm Onrmującym mnże być wykorzystane Zla zwiększenia szybknści wytwarzania nraz zmniejszenia knnsystencji Onrmnwania, w celu uzyskania lepszych właściwnści arkusza. Wszystkie warianty nZZzielnegn Onrmnwania wykazują jeZną wspólną nieZogoZność, mianowicie wiązanie warstw, które generalnie ogranicza wytrzymałość wielowarstwowego wyrobu w kierunku Z. Często przeZ nałnżeniem na siebie warstw i nZwnZnieniem niezbęZny jest natrysk skrobi bąZź innego środka wiążącego.

Choć Onr-mnwanie na bliźniaczych sitach byłoby barZziej pożąZane Zla szybknści powyżej 1000 m/min, z uniknięciem niestabilności wolnych powierzchni i uzyskaniem większej zZnlnnści oZwaZniania, tn jeZnak wyraźniej występuje tu problem wiązania warstw. Wynika tn z tego, że arkusz Oormowany na bliźniaczych sitach pnsiaZa Zwie powierzchnie sitowe o słabej zZnlnnści wiązania, w nZróżnieniu nZ arkusza z płasknsitnwej maszyny papierniczej, posiaZającego stronę sitową i stronę górną o lepszej zZnlnnści wiązania warstw.

Mnże być także zastnsnwane równnczesne Onrmnwanie wielnwarstwnwegn proZuktu zużyciem wielowarstwowej skrzyni wlewnwej. PrzykłaZy wielowarstwowych skrzyń wlewowych poZann w opisach EP 0 681 057 A2 i GB 2 0l9 465. JeZnakże w tym sposobie zZnlność oZwaZniania ogranicza się Zn zZnlnnści uzyskiwanej w pojeZynczym zespnle oZwaZniania. A zatem, zasaZa ta nie jest nZpowieZnia Zla szybkiego formowania gramatur śreZnich Zn

187 857 dużych, przy niskiej konsystencji formowania. Stąd też trudne okazało się uzyskanie akceptowalnego pokrycia wstęgi, z równoczesnym formowaniem.

Formowanie wielowarstwowe w sposób sekwencyjny tradycyjnie występowało przy formowaniu dwuwarstwowej tektury z zastosowaniem drugiej skrzyni wlewowej umieszczonej w pewnej odległości za sitem płaskositowej maszyny papierniczej, przy odwadnianiu górnej warstwy poprzez warstwę bazową wcześniej zaformowaną przed drugą skrzynią wlewową. Uniknięto zasadniczo problemu wiązania warstw poprzez nakładanie zawiesiny włókien na wstępnie zaformowaną wstęgę. Oznacza to, że wytrzymałość wielowarstwowego wyrobu często określa się raczej przez wytrzymałość w kierunku Z dla poszczególnych warstw niż przez wiązanie warstw. Jednakże, w przypadku płaskositowej maszyny papierniczej formowanie górnej warstwy na warstwie bazowej wiąże się z wieloma utrudnieniami. Wystarczy wspomnieć ograniczenie zdolności odwadniania oraz znaczne różnice gramatury spowodowane swobodną powierzchnią, występujące przy szybkości powyżej 1000 m/min.

Odwadnianie w strefie bliźniaczych sit utworzonej przez sito przenoszące wstęgę bazową, i dodatkowe wolne od wstęgi sito, poprzez które następuje zasadnicze odwadnianie górnej warstwy, zastosowano tuż przed drugą skrzynią wlewową w urządzeniach opartych na odwadnianiu próżniowym (patrz na przykład Attwood (1991) „Formowanie wielowarstwowe”, Pulp and Paper Manufacture Vol. 7, Paper Machine Operations, TAPPI & CPPA; str. 250251). W ten sposób uniknięto odwadniania poprzez wcześniej zaformowaną wstęgę, w wyniku czego uzyskano zwiększenie wydajności odwadniania. Odwadnianie górnej warstwy poprzez sito bez warstwy jest ponadto korzystne w odniesieniu do czystości i formowania warstwy górnej, ponieważ możliwe jest oddzielne odprowadzenie wody sitowej z warstwy górnej, i ponieważ zasadniczo uniknięto oddziaływania warstwy górnej na strukturę warstwy bazowej. Wydajność tego rodzaju zespołów jest dodatkowo ograniczona, ponieważ są one typowo stosowane w wielowarstwowych kartoniarkach pracujących z szybkością poniżej 600 m/min.

W amerykańskim opisie patentowym US-A-543,834 opisano maszynę do formowania wielowarstwowej wstęgi z wykorzystaniem cylindrów Iub walców. Kolejne warstwy wstęgi formuje się między perforowanymi pasami otaczającymi cylinder formujący, gdzie niektóre pasy wykorzystuje się w poprzedzającym obszarze formowania. Zgodnie z tym opisem odwadnianie uzyskuje się „dzięki sile odśrodkowej i dociskowi perforowanego pasa do wstęgi”.

Nie podano żadnych warunków dotyczących napływu strumienia skrzyni wlewowej w celu ugięcia zewnętrznego sita i przenikania do szczeliny bliźniaczych sit. Należy przypuszczać, że geometria sita jest tu stała. Oznacza to, że zasadnicza faza formowania nie następuje na obwodzie walca przy zasadniczo stałym nacisku odwadniania. Nie jest zatem możliwe uzyskanie w tym układzie korzystnych właściwości mechanicznych arkusza, ponieważ zasadniczo stały nacisk odwadniania stanowi warunek wstępny dobrych właściwości mechanicznych. Ponadto zdolność odwadniania w tym urządzeniu nie jest zadowalająca.

W amerykańskim opisie patentowym US-A-3,625,814 opisano podobne urządzenie do wielowarstwowego formowania wstęgi. Jak podano, odwadnianie masy następuje tu „podczas wspólnego przechodzenia pasów po nieprzepuszczalnym walcu formującym”, co wskazuje na stałą geometrię zewnętrznego sita.

To samo dotyczy urządzenia do wielowarstwowego formowania wstęgi opisanego w US-A-3,821,073. Zawiesina włókien jest tu odwadniana „w taki sposób, że wodę wytłacza się przez dwa sita biegnące wspólnie wzdłuż części cylindrycznej powierzchni walca formującego”.

W DE 44 02 273 Al opisano zespół formowania dwuwarstwowego, w którym formowanie warstwy bazowej odbywa się listwowo, między dwoma bliźniaczymi sitami. Formowanie walcowo-listwowe obejmuje tylko wstępną fazę odwodnienia walcowego, po której następuje odwadnianie listwowe. Podczas formowania walcowego, które w podstawowym sensie wprowadzono około 40 lat temu (US 3,056,719) i jest dobrze znane w tej dziedzinie jako szybki sposób wytwarzania jednowarstwowego papieru drukowego, dwa sita zawierające zawiesinę włókien biegną po obrzeżu obracającego się walca formującego. Docisk przy odwadnianiu jest określony przez napięcie zewnętrznego sita podzielone przez chwilowy promień krzywizny; podczas odwadniania na walcach nacisk w fazie początkowej stopniowo wzrasta,

187 857 po czym pozostaje stały. Podczas odwadniania listwowego sita są uginane ponad nieruchomymi listwami, co wytwarza pulsacyjne naciski odwadniania.

Chociaż zastosowanie środków odwadniania walcowo-listwowego daje znacznie wyższy potencjał szybkości maszyny niż w sposobach opisywanych poprzednio do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej, występują tu jednak pewne wady dotyczące mechanicznych właściwości arkusza. Odwadnianie listwowe wywiera silny wpływ na wytrzymałość w kierunku Z dla poszczególnych warstw, co oznacza, że wytrzymałość w kierunku Z dla wyrobu wciąż pozostaje problemem, pomimo formowania górnej warstwy na warstwie podłoża. Ponadto, odwadnianie listwowe powoduje pogorszenie właściwości mechanicznych w płaszczyźnie.

Sposób formowania wielowarstwowej wstęgi papieru lub tektury, zwłaszcza do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej, w którym dostarcza się strumień zawiesiny włókien za pomocą drugiej skrzyni wlewowej do szczeliny bliźniaczych sit utworzonej przez dwa napięte sita, z których jedno przenosi wilgotną wstęgę podłoża, według wynalazku charakteryzuje się tym, że formowanie górnej warstwy za szczeliną bliźniaczych sit wykonuje się wyłącznie za pomocą formowania na walcach, w zespole formowania na walcach zawierającym co najmniej jeden walec formujący, przy czym w zespole formowania na walcach strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit z tak dużą szybkością, aby spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita z dwóch napiętych sit, utrzymując zasadniczo stałe napięcie zewnętrznego sita podczas ugięcia poprzez prowadzenie go na obrotowych podparciach, z których co najmniej jedno jest zamontowane sprężyście lub przesuwnie, aby kompensować wspomniane ugięcie, a strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit z szybkością co najmniej 300 m/min, zaś napięcie zewnętrznego sita i wewnętrznego sita wynosi co najmniej 4 kN/m.

Korzystnie strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit z szybkością co najmniej 500 m/min, a korzystnie co najmniej 800 m/min.

Korzystnie wymagany stopień orientacji włókien w górnej warstwie wytwarza się w drugiej skrzyni wlewowej.

Korzystnie ogranicza się różnicę między szybkością zawiesiny włókien i szybkością sit podczas odwadniania do maksimum +40 m/min względem punktu minimalnego ścinania.

Korzystnie napięcie co najmniej zewnętrznego sita wynosi co najmniej 6 kN/m, a korzystnie co najmniej 8 kN/m.

Korzystnie do formowania walcowego stosuje się walec formujący tworzący część szczeliny bliźniaczych sit i mający promień co najmniej 0,6 m, korzystnie co najmniej 0,8 m.

Korzystnie formowanie walcowe wykonuje się dla uformowania wszystkich warstw włącznie z warstwą pierwszą.

Urządzenie do formowania wielowarstwowej wstęgi papieru lub tektury, zwłaszcza do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej, zawierające drugą skrzynię wlewową do doprowadzenia strumienia zawiesiny włókien do szczeliny bliźniaczych sit utworzonej przez dwa napięte sita, z których jedno przenosi wilgotną warstwę bazową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera jako wyłączny zespół formujący do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej zespół formowania na walcach zawierający co najmniej jeden walec formujący, przy czym zespół formowania na walcach jest takiego typu, gdzie strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit z tak dużą szybkością, aby spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita z dwóch napiętych sit oraz urządzenie ponadto zawiera środki do utrzymywania zasadniczo stałego napięcia podczas ugięcia zewnętrznego sita przez prowadzenie tego sita na obrotowych podparciach, z których co najmniej jedno jest zamontowane sprężyście lub przesuwnie w celu kompensacji wspomnianego ugięcia.

Korzystnie promień walca formującego tworzącego część szczeliny bliźniaczych sit wynosi co najmniej 0,6 m, a korzystnie co najmniej 0,8 m.

Korzystnie urządzenie zawiera zespół formowania na walcach do formowania wszystkich warstw włączając w to warstwę bazową.

Warstwą bazową jest wcześniej zaformowana warstwa, na którą nakłada się następną warstwę, tj. warstwę górną. Warstwa bazowa może składać się z więcej niż jednej warstwy,

187 857 a powtarzalne zastosowanie sposobu według wynalazku umożliwia otrzymanie wielowarstwowego wyrobu z dowolną ilością warstw.

W wielowarstwowym formowaniu można uzyskać pewne zalety poprzez formowanie jednej, albo kilku warstw zgodnie z wynalazkiem, np. warstw zawierających słabe masy (wysoko wydajne masy lub przetworzone włókna). Cel szybkiego formowania wielowarstwowej wstęgi o doskonałych właściwościach mechanicznych i dobrej charakterystyce pokrycia warstwy został najkorzystniej osiągnięty poprzez zastosowanie formowania walcowego powyższego rodzaju dla wszystkich warstw, włącznie z warstwą pierwszą.

Wynalazek posiada następujące zalety:

- Może być uzyskany stały docisk przy odwadnianiu, ponieważ strumień zawiesiny włókien odchyla napięte zewnętrzne sito, a odwadnianie odbywa się na obrzeżu walca formującego.

- Występuje wysoka zdolność odwadniania na jednostkę powierzchni zespołu formowania walcowego formowania zastosowanego tu typu, co pozwala na małe konsystencje formowania (0,5% wagowych i poniżej). Wysoka zdolność odwadniania jest szczególnie ważna w przedstawionym tu sposobie wielowarstwowego formowania, w którym górną warstwę formuje się na warstwie bazowej, a odwadnianie odbywa się tylko poprzez zewnętrzne sito.

- Napływ strumienia zawiesiny włókien następuje z górnej warstwy skrzyni wlewowej w szczelinę dwóch bliźniaczych sit, co oznacza generalnie intensywne warunki napływu strumienia.

- Zamknięta strefa formująca, która jest warunkiem wstępnym dla małych zmian gramatury przy szybkościach maszyny powyżej 1000 m/min.

- Szybkości maszyny powyżej 1000 m/min mogą występować w zwartej sekcji formowania, przy dobrej zdolności biegowej, włączając w to duże napinanie sita, zgodnie z dobrze znaną charakterystyką roboczą układów formowania walcowego.

- Uzyskano dobre wiązanie warstw, ponieważ górna warstwa styka się z warstwą bazową będąc w formie zawiesiny włókien.

- Możliwy jest szeroki zakres stopnia orientacji włókien, podobny jak w płaskositowych maszynach papierniczych, ze względu na możliwość zasadniczego uniknięcia wpływu orientacji podczas odwadniania.

- Mogą być uzyskane korzystne właściwości mechaniczne poszczególnych warstw, ze względu na możliwość uzyskania małej konsystencji formowania za pomocą dwóch lub więcej zespołów formujących oraz możliwość uniknięcia szkodliwego ścinania podczas odwadniania na walcach.

- Przy odwadnianiu zawiesiny włókien o niskiej konsystencji poprzez sito bez wstęgi można uzyskać dużą czystość i dobre formowanie warstwy.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zasadę formowania górnej warstwy na warstwie bazowej, a fig. 2 i 3 przedstawiają dwa przykłady sekcji formujących dla wstęgi dwuwarstwowej i trzywarstwowej odpowiednio, przy czym w każdym z nich zastosowano formowanie walcowe dla pierwszej warstwy wstęgi, i sposób według wynalazku dla formowania pozostałych warstw wstęgi.

Na fig. 1 pokazano schematycznie sposób według wynalazku formowania górnej warstwy na warstwie bazowej. Strumień 10 zawiesiny włókien wypływający ze skrzyni wlewowej 11 wchodzi w szczelinę utworzoną przez jedno napięte sito formujące 12 przenoszące wilgotną wstęgę, korzystnie o suchości 7-15% oraz drugie napięte sito 13 bez wstęgi, przy czym oba sita owijają się wokół obracającego się walca formującego 14. Napływająca wilgotna wstęga jest korzystnie przenoszona przez wewnętrzne sito 12, jak pokazano na figurze, a napływ strumienia ze skrzyni wlewowej 11 jest korzystnie pochylony w kierunku zewnętrznego sita 13, aby nie powodować uszkodzeń wilgotnej wstęgi. Strumień ze skrzyni wlewowej 11 dostarcza się do szczeliny dwóch bliźniaczych sit z tak dużą szybkością, aby spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita 13 z dwóch napiętych sit, jak ujawniono w amerykańskim opisie patentowym US-A- 3,056,719.

Napięcie zewnętrznego sita 13 jest zasadniczo stałe podczas podatnego ugięcia, i jest utrzymywane przez prowadzenie sita 13 na jednym lub więcej obrotowym podparciu 30a (na fig. 1 pokazano tylko jedno), z których co najmniej jedno jest sprężyście lub przesuwnie za187 857 montowane w celu kompensacji wspomnianego ugięcia. Walec formujący 14 może mieć powierzchnię zamkniętą lub otwartą, ze wspomaganiem próżniowym lub bez. W celu uzyskania wystarczającego odwodnienia z jednoczesnym ograniczeniem nacisku odwadniania i tym samym opóźnienia szybkości strumienia w szczelinie dwóch bliźniaczych sit, promień walca formującego wynosi co najmniej 600 mm, a korzystnie co najmniej 800 mm. Dla zapewnienia większej zdolności odwadniania, kąt opasania walca zewnętrznego sita 13 jest korzystnie większy niż 100°. Dla uzyskania wyższej zdolności odwadniania mogą być zastosowane dwa lub więcej walce formujące, jak przedstawiono w następnych przykładach wykonania.

Szybkość strumienia zawiesiny włókien dostarczanego do szczeliny bliźniaczych sit wynosi co najmniej 300 m/min, dla wytworzenia wystarczająco dużej szybkości i energii kinetycznej strumienia zawiesiny włókien w celu spowodowania podatnego ugięcia zewnętrznego sita 13. W niektórych przypadkach korzystne są szybkości co najmniej 500 m/min, lub co najmniej 800 m/min.

Grubość strumienia zawiesiny włókien dostarczanego do wspomnianej szczeliny bliźniaczych sit korzystnie ograniczono do 15-20 mm, w celu ograniczenia wypływu zawiesiny przy krawędziach maszyny. To wraz z niską konsystencją ze skrzyni wlewowej, korzystnie poniżej 0,5% dla typowych wyposażeń oznacza, że w celu uzyskania żądanych właściwości arkusza, gramatura górnej warstwy formowanej na warstwie bazowej jest ograniczona do 90 g/m², a korzystnie do 70 g/m².

Napięcie zewnętrznego sita, jak również wewnętrznego sita wynosi co najmniej 4 kN/m, a napięcie co najmniej zewnętrznego sita wynosi korzystnie co najmniej 6 i korzystniej co najmniej 8 kN/m, w celu uzyskania wystarczającej stabilności, szczególnie przy wysokich szybkościach.

Zgodnie z wynalazkiem, faza formowania kończy się podczas odwadniania na co najmniej jednym walcu formującym. Po tym, struktura usieciowania włókien jest na tyle trwała, że nie następuje żadna znacząca zmiana układu włókien, gdy wstęga przechodzi ponad kolejnymi elementami odwadniającymi. Dalsze zestalenie wstęgi może być uzyskane dobrze znanymi sposobami, jak na przykład poprzez zastosowanie walca wyżymaka, skrzynki ssącej itp., zanim wstęga wejdzie na sekcję prasującą lub inny zespół formujący.

W celu uzyskania potencjału mechanicznych właściwości, zwłaszcza wytrzymałości w kierunku Z, ścinanie pomiędzy zawiesiną włókien i sitem podczas odwadniania na walcu powinno być minimalne. Dlatego wymagany stopień orientacji włókien powinien być wytwarzany korzystnie już w skrzyni wlewowej, zamiast poprzez zróżnicowanie szybkości między zawiesiną włókien i sitem podczas odwadniania. Różnica szybkości pomiędzy zawiesiną włókien i sitami podczas odwadniania może być wówczas ograniczona do maksimum +40 m/min względem punktu minimalnego ścinania.

Stopień orientacji włókien w strumieniu wypływającym ze skrzyni wlewowej jest uzależniony od względnego wpływu turbulencji i podłużnego odkształcenia. Turbulencja jest generowana w zespole rurowym i ma przypadkowy wpływ, natomiast odkształcanie podłużne jest wywierane w zbieżnej dyszy i wywiera wpływ orientujący. Omówienie wpływu zmiennych skrzyni wlewowej na stopień orientacji włókien podano w opracowaniu Nordstroma i Normana (Nord. Pulp Pap. Res.9(1); 53 (1994); 10(1):33 (1995); J. Pulp Pap. Sci 21(7): J223(l995)). Przykładowo wykazano, że w przypadku konstrukcji zespołu rurowego o dużej powierzchni obszaru wypływowego i przy znacznym stopniu koncentracji można było uzyskać orientację włókien odpowiadającą współczynnikowi sztywności rozciągania MD/CD ponad cztery w punkcie minimalnego ścinania podczas odwadniania na walcu.

Figura 2 schematycznie przedstawia sekcję formowania, w której występuje walcowe formowanie pierwszej warstwy oraz sposób według wynalazku formowania drugiej warstwy wstęgi. Przedstawiono tu konstrukcję dla wstęgi dwuwarstwowej, lecz jest zrozumiałym, że zasady tego rozwiązania mogą być zastosowane dla wyrobu zawierającego więcej warstw. Pierwsza warstwa jest formowana w pierwszym zespole bliźniaczych sit zawierającym pierwszą skrzynię wlewową 15, która dostarcza strumień zawiesiny włókien do szczeliny utworzonej przez pierwsze napięte sito formujące 16 bez końca i drugie napięte sito formujące 17 bez końca. Oba sita formujące 16, 17 biegną po obracających się walcach 18, 19, które owijają

187 857 w układzie owinięcia S. Formowanie może się kończyć albo na walcu 18 albo na zasilanym próżniowo walcu 19, gdzie następuje dalsze odwadnianie.

Drugie sito formujące 17 zostaje następnie oddzielone od wstęgi ponad skrzynką ssącą 20, mocującą wstęgę do pierwszego sita 16, które przenosi wstęgę do drugiego zespołu bliźniaczych sit. Tutaj formuje się drugą warstwę wstęgi na pierwszej wilgotnej warstwie wstęgi, której suchość korzystnie wynosi 7-15% wagowych. W skład drugiego zespołu wchodzi druga skrzynia wlewowa 21, która dostarcza strumień zawiesiny włókien do szczeliny bliźniaczych sit utworzonej przez pierwsze sito 16 i trzecie napięte sito 22 bez końca. Strumień zawiesiny włókien dostarcza się do wspomnianej szczeliny bliźniaczych sit przy tak wysokiej szybkości, aby spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita 22 z dwóch napiętych sit, jak opisano powyżej w odniesieniu do fig. 1. Zewnętrzne sito 22 jest prowadzone na obrotowych podparciach 3la, 3lb, 31c, z których co najmniej jedno jest zamontowane sprężyście lub przestawnie, aby kompensować wspomniane ugięcie. Oba sita 16, 22 biegną po obracających się walcach 23 i 24 w układzie owinięcia „S”, gdzie drugą warstwę wstęgi formuje się na pierwszej warstwie wstęgi. Formowanie może kończyć się albo na walcu 23, albo na walcu 24 ze wspomaganiem próżniowym, na którym następuje dalsze odwadnianie.

Trzecie sito 22 jest w taki sam sposób jak w pierwszym zespole formowania oddzielane od wstęgi ponad skrzynką ssącą 25, która mocuje dwuwarstwową wstęgę do pierwszego sita 16, przenoszącego ten arkusz do sekcji prasowania (nie pokazanej).

W celu zmniejszenia szkodliwego wpływu na właściwości arkusza powodowanego przez różnice szybkości pomiędzy dwoma sitami biegnącymi w owinięciu „S” zaleca się, aby duża średnica obu walców korzystnie leżała w zakresie 1200-1600 mm.

Układ pokazany na fig. 2 daje szczególne korzyści w odniesieniu do napięcia zewnętrznych sit, drugiego sita 17 i trzeciego sita 22 na walcach formujących decydujących o nacisku odwadniania podczas odwadniania na walcach. Ponieważ sito to pozostaje w bezpośrednim kontakcie tylko z obracającymi się elementami maszyny zapewniając minimalne zużycie, napięcie tego sita, a tym samym i docisk przy odwadnianiu mogą być utrzymywane na wyższym poziomie niż podczas biegu sita po nieruchomych elementach.

Na fig. 3 pokazano inne rozwiązanie wykorzystujące formowanie na walcach dla pierwszej warstwy wstęgi oraz sposób zgodny z wynalazkiem dla drugiej i trzeciej warstwy wstęgi. Pokazano tu układ dla wstęgi trój warstwowej, lecz układ ten można dostosować do formowania wstęgi zawierającej dowolną ilość warstw. Trzecią warstwę formuje się na drugiej warstwie wstęgi za pomocą zespołu bliźniaczych sit zawierającego trzecią skrzynię wlewową 26 i szczelinę bliźniaczych sit utworzoną przez trzecie napięte sito 22' i czwarte napięte sito 27. Strumień zawiesiny włókien jest dostarczany do wspomnianej szczeliny bliźniaczych sit z taką wysoką szybkością, aby mógł spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita 27 spośród obu napiętych sit, jak opisano powyżej. Zewnętrzne sito 27 jest prowadzone na obrotowych podparciach 32a, 32b, 32c, z których co najmniej jedno jest zamontowane sprężyście lub przesuwnie, aby kompensować wspomniane ugięcie. Oba sita formujące biegną na obrotowych walcach 28, 29 w układzie opasania „S”. Formowanie może kończyć się albo na walcu 28, albo na walcu 29 ze wspomaganiem próżniowym, na którym następuje dalsze odwadnianie.

W przeciwieństwie do sekcji formowania pokazanej na fig. 2, ta sekcja formowania składa się z ciągu napiętych sit formujących bez końca, z których każde przenosi wstęgę z jednego zespołu formującego do następnego, lub do sekcji prasującej. Zaletą układu jest zwartość budowy. Jest pokazano na fig. 3, rozwiązanie to obejmuje transport wstęgi w niektórych sekcjach na spodniej stronie pojedynczego sita. Jest to możliwe pod warunkiem przytwierdzenia wstęgi do przenoszącego sita za pomocą próżni na walcu wyżymaka.

Wynalazek nie ogranicza się do pokazanych i opisanych powyżej przykładów wykonania, i możliwe są jego modyfikacje w zakresie podanych zastrzeżeń. Wynalazek uwzględnia również zastosowanie wielowarstwowych skrzyń wlewowych.

Claims (10)

1. Sposób formowania wielowarstwowej wstęgi papieru lub tektury, zwłaszcza do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej, w którym dostarcza się strumień zawiesiny włókien za pomocą drugiej skrzyni wlewowej do szczeliny bliźniaczych sit utworzonej przez dwa napięte sita, z których jedno przenosi wilgotną wstęgę podłoża, znamienny tym, że formowanie górnej warstwy za szczeliną bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) wykonuje się wyłącznie za pomocą formowania na walcach, w zespole formowania na walcach zawierającym co najmniej jeden walec formujący (23; 23', 28), przy czym w zespole formowania na walcach strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) z tak dużą szybkością, aby spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita (22, 22', 27) z dwóch napiętych sit, utrzymując zasadniczo stałe napięcie zewnętrznego sita (22, 22', 27) podczas ugięcia poprzez prowadzenie go na obrotowych podparciach (31a, 3lb, 31c; 31a', 31b'; 32a, 32b, 32c), z których co najmniej jedno jest zamontowane sprężyście lub przesuwnie, aby kompensować wspomniane ugięcie, a strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) z szybkością co najmniej 300 m/min, zaś napięcie zewnętrznego sita (22, 22', 27) i wewnętrznego sita (16, 16', 22') wynosi co najmniej 4 kN/m.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) z szybkością co najmniej 500 m/min, a korzystnie co najmniej 800 m/min.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wymagany stopień orientacji włókien w górnej warstwie wytwarza się w drugiej skrzyni wlewowej (21, 21', 26).

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ogranicza się różnicę między szybkością zawiesiny włókien i szybkością sit podczas odwadniania do maksimum +40 m/min względem punktu minimalnego ścinania.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że napięcie co najmniej zewnętrznego sita (22, 22', 27) wynosi co najmniej 6 kN/m, a korzystnie co najmniej 8 kN/m.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do formowania walcowego stosuje się walec formujący (23, 23', 28) tworzący część szczeliny bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) i mający promień co najmniej 0,6 m, korzystnie co najmniej 0,8 m.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że formowanie walcowe wykonuje się dla uformowania wszystkich warstw włącznie z warstwą pierwszą.

8. Urządzenie do formowania wielowarstwowej wstęgi papieru lub tektury, zwłaszcza do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej, zawierające drugą skrzynię wlewową do prowadzenia strumienia zawiesiny włókien do szczeliny bliźniaczych sit utworzonej przez dwa napięte sita, z których jedno przenosi wilgotną warstwę bazową, znamienne tym, że zawiera jako wyłączny zespół formujący do formowania górnej warstwy na warstwie bazowej zespół formowania na walcach zawierający co najmniej jeden walec formujący (23; 23', 28), przy czym zespół formowania na walcach jest takiego typu, gdzie strumień zawiesiny włókien dostarcza się do szczeliny bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) z tak dużą szybkością, aby spowodować podatne ugięcie zewnętrznego sita (22, 22', 27) z dwóch napiętych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) oraz urządzenie ponadto zawiera środki do utrzymywania zasadniczo stałego napięcia podczas ugięcia zewnętrznego sita (22, 22', 27) przez prowadzenie tego sita na obrotowych podparciach (31a, 31b, 31c; 31a', 31b'; 32a, 32b, 32c), z których co najmniej jedno jest zamontowane sprężyście lub przesuwnie w celu kompensacji wspomnianego ugięcia.

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że promień walca formującego (23, 23', 28) tworzącego część szczeliny bliźniaczych sit (16, 22; 16', 22'; 22', 27) wynosi co najmniej 0,6 m, a korzystnie co najmniej 0,8 m.

187 857

10. Urządzenie według zastrz. 18 albo 9, znamienne tym, ze zawiera zespół formowania na walcach Zn Onemnwaeia wszystkich warstw włączając w tn warstwę Zannwą.

PeneZmintem wynalazku jest sposób i uenąZnenie Zn Onemnwania wielowarstwowej wstęgi papieru lub tektury.

Wielowarstwowe Onamnwanie umnżliwia nptymalinację relacji knsntu Zn właściwnści wyenbu, pnprnen nastnsnwanie różnych skłaZników w różnych warstwach. Dla wielu wyrobów papierniczych technnlnria wielnwaestwowa umnżliwia zwiększenie nawartnści papieru wyproZuknwanern z makulatury i wysnkn wyZajnych mas, interesujących zarównn ze wzglęZu na zmniejszenie knsztu, jak i z przyczyn śrnZnwisknwych. JeZnakże, nbecne technnlnrie z.awnZzą jeżeli chnZzi n barZzo szybkie Onamnwanie wielnwaestwnwern papieru lub tektury n barZzn Znbeych właściwnściach mechanicznych i korzystnej charakterystyce pnkeycia wstęgi.

Potrzebę wprowaZzenia technnlnrii Onamnwania nZpnwieZniej Zla Zużych szybknści prnZukcji pnZkaeślają najnnwsze osiągnięcia w ZzieZzinie mnkaern prasnwania. Obecnie w prnZukcji większnści gatunków papieru i tektury instaluje się prasy pulsacyjne Zn intensywnego wyciskania, n Zużej wyZajnnści.

Dnbre charakterystyki pnkrycia warstwy, tj. Znbre uOnrmnwanie i czystnść pnszczerólnych warstw, są nczywistym wymaganiem Zla pełnego wyknrzystania pntencjału wielowarstwnwegn proZuktu. Pntazebę wprnwaZzenia spnsnbu Onemnwania Zającegn lepsze właściwnści mechaniczne wymusza rnsnące zainteresnwanie wyknazystaniem surowców n stnsunknwn małym pntencjale wytrzymałnścinwym, jak na przykłaZ przetwnrznne włókna i wysnkn wyZajne masy.

Technikę wielnwarstwnwegn Onrmnwania mnżna pnZzielić na trzy główne kategnrie:

1. Onfmnwanie każZej warstwy w nZZzielnym zespnle Onrmującym przeZ nałnżeniem tych warstw na siebie i nZwnZnieniem,

2. równnczesne Onamnwanie wszystkich warstw w jeZnym zespnle przy użyciu wielnwarstwnwej skrzyni wlewnwej,

3. knlejne Onrmnwanie warstw wstęgi jeZna na Zrugiej, tzn. Onrmnwanie Zrugiej warstwy na wierzchu pierwszej, i trzeciej warstwy na wierzchu Zrugiej warstwy, itZ. Obecny wynalazek należy Zn tej kategorii.