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EP0995834A1 - Method and device for improving the cross-machine shrinkage profile in a paper machine - Google Patents

Method and device for improving the cross-machine shrinkage profile in a paper machine Download PDF

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Publication number
EP0995834A1
EP0995834A1 EP99112905A EP99112905A EP0995834A1 EP 0995834 A1 EP0995834 A1 EP 0995834A1 EP 99112905 A EP99112905 A EP 99112905A EP 99112905 A EP99112905 A EP 99112905A EP 0995834 A1 EP0995834 A1 EP 0995834A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shrinkage
fibers
profile
cross profile
sections
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.)
Granted
Application number
EP99112905A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0995834B1 (en
Inventor
Udo Grossmann
Günter Dr. Halmschlager
Erich Brunnauer
Alexander Wassermann
Eduard Bachler
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 Paper Patent GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik 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 Paper Patent GmbH, Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Priority to EP03001610A priority Critical patent/EP1323862B1/en
Publication of EP0995834A1 publication Critical patent/EP0995834A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0995834B1 publication Critical patent/EP0995834B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/022Means for injecting material into flow within the headbox
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/08Regulating consistency
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009Paper-making control systems
    • D21G9/0027Paper-making control systems controlling the forming section
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/09Uses for paper making sludge
    • Y10S162/10Computer control of paper making variables
    • Y10S162/11Wet end paper making variables

Definitions

  • the invention relates to a method for equalization the property cross profile of a running material web Paper or cardboard according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a for carrying out the Above method suitable paper machine according to the General term of the first device claim.
  • a method is disclosed in DE 37 15 551 A1 to reduce the flutter of the web edges Paper web, as well as a paper machine for performing this Procedure known.
  • a paper machine for performing this Procedure proposed in the edge region of the paper web to be produced a stock suspension with higher strength potential than in to use the remaining web width range.
  • a stock suspension with higher strength potential than in to use the remaining web width range is proposed in the headbox additional lines are provided which are of higher quality Stock suspension in the side areas of the headbox respectively.
  • Another object of the invention is a paper machine to carry out this method according to the invention To make available.
  • the inventors have recognized that due to the different shrinkage behavior of the paper web the width also others, essential for a good one Paper quality necessary quality criteria, for example the surface roughness or the strength values etc., change across the width depending on the shrinkage cross profile. It is said to be by equalizing the Shrinkage behavior of the paper web not only that Shrinkage behavior itself, but also with it correlated property parameters of the paper via the entire web width can be evened out.
  • the procedure is proposed to strengthen the Shrinkage of a sectional area due to increased Feeding fibers and / or other substances with increased Cause shrinkage tendency, or in another Embodiment in the "normal" mixture of the stock suspension Fibers and / or other substances with less Tendency to shrink due to fibers and / or fabrics with increased Tendency to replace shrinkage.
  • the desired fibers are advantageously added and / or other shrinkage influencing substances in the Headbox.
  • possible changes in basis weight caused by the metering of special fibers etc. could arise through a control mechanism in the known sectioned Headboxes with different material suspensions Concentration fed and controlled sectionally, can be compensated.
  • this is cited State of the art details how the feed from stock suspension of different properties to Casserole carried out and the basis weight cross-section the material web can be kept even.
  • the Procedure is used to achieve or obtain a desired cross section suggested that in the constant part the paper machine or board machine at least two Stock suspension flows with fibers with different Shrinkage behavior and / or with other shrinkage influencing substances are provided and in the area of the headbox by sectional mixing of at least two stock suspension streams with fibers different tendency to shrink, the shrinkage of the Material web is compensated across the machine width, while the basis weight cross profile and / or that Cross section of fiber orientation through sectional addition of White water flows are influenced so that the desired basis weight profiles are retained, or can be achieved.
  • a special embodiment of the method set out above is that as fibers with increased Shrinkage behavior long fibers and as fibers with reduced shrinkage behavior, short fibers are used become.
  • Another or also feasible variant is that as fibers with elevated Shrinkage behavior of highly digested fibers and as Low shrinkage fibers disrupted fibers are used.
  • fibers whose shrinkage behavior due to a higher grinding is increased, or their Shrinkage behavior due to less grinding is lowered.
  • CMC Carboxymethyl cellulose
  • fibers respectively Fiber mixtures, the starting material of which is not wood - how for example plastic fibers - represents a possible one Variant.
  • the inventors propose one Paper machine with a constant part, a headbox with at least one stock suspension feed from the Constant part, a wet section, a press section and to design a dryer section in such a way that the Constant part has at least two areas different material suspensions with fiber mixtures provide different shrinkage behavior that Stock suspension feeds from the constant part to the Headbox at least two strands for the at least two have different substance suspensions and in the range the headbox has a large number of sectional mixing points are provided, which the substance suspensions with different shrink properties.
  • the different Fiber mixtures are made by either Fiber material with longer or shorter fibers is used and / or more or less disrupted fibers and / or more or less ground fibers and / or the Shrinkage influencing substances for the substance suspension be used. According to their processing and / or Structure and / or their starting material produce this Fibers a different shrinkage behavior, which can ultimately be used over the entire Web width a uniform shrinkage behavior of the To generate material web.
  • Control method shown can be in the profile control algorithm a decoupling between the basis weight cross section and Shrinkage cross profile are performed so that the mutual influences of the cross section regulations at least be avoided in the first order.
  • Figure 1 shows a typical shrink cross profile of paper webs.
  • the edge areas B 1 and B 3 are characterized by high shrinkage gradients and high absolute values of the shrinkage ⁇ 2 .
  • the shrinkage is at a relatively low level and is almost straight and horizontal.
  • This course of shrinkage is typical for many types of paper, but there are also many other forms of cross-section shrinkage. These depend on many parameters, such as the type of paper and the design of the process steps in paper production - for example the drying process.
  • cross-sectional shrinkage profiles with an asymmetrical course or with a non-linear course can also occur in the central region B 2 of the paper web.
  • FIG. 2 shows a shrinkage cross profile 1 after the proportion of fibers with a smaller tendency to shrink has been increased in the edge regions B 1 and B 3 of the paper web - or - the proportion of fibers with a greater tendency to shrink has been reduced, while the composition of the stock suspension in the central region B 2 the paper web has remained unchanged.
  • FIG. 3 shows an example of a headbox according to the dilution water principle for the application of the method according to the invention, as described for example in the above-mentioned DE 40 19 593.
  • the suspension Q F is fed in front of the turbulence generator at several feed points 7, distributed over the headbox width.
  • This suspension Q F contains fibers which differ in their shrinkage behavior from the fibers which are contained in the suspension Q H. For example, if the fibers in Q F have a lower tendency to shrink than those in Q H , the cross-sectional shrinkage profile 1 shown in FIG. 1 can be improved by increasing the sectional volume flow Q F at the edges.
  • the feed points 7 for Q F can be distributed uniformly or non-uniformly - for example only at the edges - over the width of the headbox.
  • the geometry of the feed for Q F can preferably be designed such that the sectional total volume flow at the outlet of the nozzle remains constant despite the variation of Q F.
  • Such a design of a headbox is described in detail in DE 42 11 291.
  • Cross distribution pipes or central distributors can be used to distribute the suspensions over the headbox width.
  • FIG. 4 shows the initial area of a paper machine with a primary headbox 2, which applies stock suspension to a sieve 11.
  • the screen 11 is deflected via rollers 12 and the dewatering of the stock suspension takes place in a known manner via dewatering elements 13, consisting of suction boxes and dewatering strips.
  • a secondary headbox 2.1 is provided, by means of which the stock suspension Q F can be applied in sections metered over the machine width to the already existing stock suspension layer.
  • FIG. 4a shows view A from FIG. 4, in which the secondary headbox 2.1 is shown.
  • the secondary headbox has a transverse distributor 3.1, via which the stock suspension Q F is fed machine-wide to the first chamber 8.1 of the headbox.
  • a plurality of valves 6 are interposed between the distributor 3.1 and the first chamber 8.1 of the headbox 2.1, which enables a metered supply of the suspension Q F which is sectioned over the machine width.
  • a turbulence generator 9.1 and a subsequent nozzle 10.1 are shown in a known manner.
  • FIG. 5 shows in a spatial representation the beginning of a four-wire paper machine with a headbox 2, to which the high and low consistent stock suspension streams Q H and Q L are fed.
  • the headbox 2 distributes the stock suspension evenly over the screen 11.
  • the screen 11 is deflected over a plurality of rollers 12 and then on the headbox 2 dewatering elements 13 are provided which dewater the fibrous layer lying on the screen 11.
  • a spray pipe 17 running across the machine width.
  • the spray pipe 17 has a plurality of spray nozzles 15 and 16, which are arranged here by way of example only to the edges of the paper web and thus only the edges of the paper web with the suspension Q F spray.
  • the use of fibers or fiber mixtures, the starting material of which is not wood, such as plastic fibers, is also within the scope of the invention.
  • FIG. 6 shows an exemplary shrinkage cross profile control on a paper machine.
  • the Headbox 2 is an example here with one Known dilution water control to adjust the atro basis weight cross profile fitted. This points before the Trolley onto a machine-wide scanner that does the job atro / basis weight cross profile measures, a profile control algorithm feeds and the actuators, here N valves 7 of Dilution water supply with N sections, operated.
  • this regulation is expanded by the actual profile the shrinkage (shrinkage cross profile) over a known online mapping is calculated and with a Target profile for the shrinkage is compared.
  • the profile rule algorithm determines the necessary ones Corrections and influenced via the actuator positioner the actuators for influencing shrinkage, which are shown here in Form of control valves 7 in the M sections of the feed lines for the liquid that affects shrinkage are.
  • the number of N sections of the dilution control and the M Sections of the shrinkage control are in the present Example the same, but can also be different fail.
  • it can be advantageous to Sections for shrinkage regulation in the edge area are too fine subdivide than in the middle area of the paper web.
  • FIG. 1 one possibility is shown in dashed lines in FIG the indirect measurement of the shrinkage cross profile Measuring a size shown with the shrinkage correlated.
  • the Smoothness / surface roughness and / or the strength of the Paper web can be used.
  • this can measured profile now directly and alone or in combination can be used with the calculated shrinkage profile. If both profiles are used for regulation, then by a corresponding direction an optimization of the Control mechanism to be performed.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

To maintain the lateral profile of a running paper or cardboard web, the lateral shrinkage profile is adjusted during the formation process. The variations are through alterations in the fiber suspension composition locally to affect sections across the web width, using different proportions of suspension components with different shrinkage behaviors. <??>The shrinkage is increased at a section zone by a raised feed of fibers and/or other matter with a high shrinkage, or replacing fibers with fibers which shrink more strongly. The shrinkage is reduced by increasing the fiber feed of fibers with a low shrinkage character and/or other matter which shrinks less or replacing the fibers with the suspension containing fibers with lower shrinkage. The composition of the fiber suspension is adjusted at the stock inlet and/or the wet web section of the machine. Two flows of fiber suspension are prepared, to be mixed together at sections of the stock inlet to set the lateral shrinkage, while the lateral weight profile of the web is modified by the controlled flow of diluting water in sections across the web width. The fibers with a high shrinking tendency are long fibers and vice versa, very open fibers and vice versa, highly chopped or ground fibers and vice versa. The added matter to increase shrinkage is carboxymethyl cellulose (CMC) and/or other matter. The added matter to reduce shrinkage is a synthetic resin and/or wet strength agents and/or the like. The lateral weight profile of the web is measured, and the control values are determined to match the web weight in sections (N) across the web width together with a nominal profile for the operation of actuators (7). The shrinkage is computed by on-line mapping of the lateral weight profile, and the control values to set the shrinkage in sections (M) across the machine width using the nominal profile, and operate the actuators accordingly. The shrinkage with corrected values is measured, and the lateral shrinkage profile is computed by correlation between the measured values and the shrinkage. The control values are computed for sections (M) across the machine width, and the actuators are operated as appropriate. The on-line lateral weight mapping and the measurement of shrinkage with corrected values can be done together. The calculation for the lateral shrinkage profile is through correlation between the measured values and the shrinkage, and the weighted lateral shrinkage profile is registered from the measured and the computed lateral shrinkage profile to give the control values for the operation of the actuators. The profile control algorithm separates the lateral weight and shrinkage profiles. The measured values of the polish and/or strength are correlated with the shrinkage. An Independent claim is included for a paper or cardboard web prodn. machine with a constant section at the stock inlet with two zones for different fiber suspensions of fiber mixtures of different shrinkage characteristics, to be fed to the stock inlet. The stock inlet has a number of mixing points, by sections, where the different fiber suspensions are fed into the flow.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergleichmäßigung des Eigenschaftsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for equalization the property cross profile of a running material web Paper or cardboard according to the preamble of claim 1.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des obengenannten Verfahrens geeignete Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff des ersten Vorrichtungsanspruches.Furthermore, the invention relates to a for carrying out the Above method suitable paper machine according to the General term of the first device claim.

Aus der Offenlegungsschrift DE 37 15 551 A1 ist ein Verfahren zur Verringerung des Flatterns der Bahnränder einer Papierbahn, sowie eine Papiermaschine zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Gemäß dieser Offenlegungsschrift wird vorgeschlagen, im Randbereich der herzustellenden Papierbahn eine Stoffsuspension mit höherem Festigkeitspotential als im übrigen Bahnbreitenbereich zu verwenden. Bezüglich der Papiermaschine wird vorgeschlagen, daß im Stoffauflauf zusätzlich Leitungen vorgesehen sind, welche die höherwertige Stoffsuspension in den Seitenbereichen des Stoffauflaufes zuführen.A method is disclosed in DE 37 15 551 A1 to reduce the flutter of the web edges Paper web, as well as a paper machine for performing this Procedure known. According to this disclosure proposed in the edge region of the paper web to be produced a stock suspension with higher strength potential than in to use the remaining web width range. Regarding the Paper machine is proposed in the headbox additional lines are provided which are of higher quality Stock suspension in the side areas of the headbox respectively.

Trotz dieser seitlichen Zuführung von unterschiedlichen Stoffsuspensionen oder unterschiedlichen Zusätzen zur Stoffsuspension ergibt sich für die entstehende Materialbahn eine unterschiedliche Schrumpfung über die Breite der Materialbahn. In der Regel schrumpfen die Ränder in der Folge der weiteren Bearbeitung in der Papiermaschine stärker, als die mittleren Bereiche der Materialbahn. Allerdings kann auch durch unterschiedlich schnelle Trocknung oder durch unterschiedliche Bearbeitung über die gesamte Materialbahn ein unterschiedliches Schrumpfungsverhalten über die gesamte Breite der Materialbahn entstehen. Somit ist das Problem der ungleichmäßigen Schrumpfung nicht nur auf die Ränder der Papierbahn begrenzt.Despite this lateral feeding of different Suspensions or different additives for Material suspension results for the resulting material web a different shrinkage across the width of the Material web. As a rule, the edges shrink as a result further processing in the paper machine more than the middle areas of the material web. However, it can also by drying at different speeds or by different processing across the entire web a different shrinkage behavior over the entire Width of the material web arise. So the problem is the uneven shrinkage not only on the edges of the Paper web limited.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bei der Herstellung einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton darzustellen, welches eine Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn über die gesamte Breite bewirkt.It is an object of the invention a method in the Production of a running material web from paper or To represent cardboard, which is an equalization of the Shrinkage behavior of the material web over the entire Width causes.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Papiermaschine zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung zu stellen.Another object of the invention is a paper machine to carry out this method according to the invention To make available.

Die Erfinder haben erkannt, daß sich aufgrund des unterschiedlichen Schrumpfungsverhaltens der Papierbahn über die Breite auch andere, wesentliche für eine gute Papierqualität notwendige Qualitätskriterien, zum Beispiel die Oberflächenrauhigkeit oder die Festigkeitswerte usw., über die Breite je nach Schrumpfungsquerprofil verändern. Es soll also durch die Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Papierbahn nicht nur das Schrumpfungsverhalten selbst, sondern auch die damit korrelierten Eigenschaftsparameter des Papiers über die gesamte Bahnbreite vergleichmäßigt werden.The inventors have recognized that due to the different shrinkage behavior of the paper web the width also others, essential for a good one Paper quality necessary quality criteria, for example the surface roughness or the strength values etc., change across the width depending on the shrinkage cross profile. It is said to be by equalizing the Shrinkage behavior of the paper web not only that Shrinkage behavior itself, but also with it correlated property parameters of the paper via the entire web width can be evened out.

Demgemäß wird vorgeschlagen, das Verfahren zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn dahingehend zu verbessern, daß das Schrumpfungsquerprofil der Materialbahn während ihres Entstehungsprozesses durch über die Breite sektionale Beeinflussung der örtlichen Zusammensetzung der Stoffsuspension mit Komponenten mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten vergleichmäßigt wird. Wird dies erreicht, so ergibt sich auch zwangsläufig eine Reduktion der Unterschiede der Eigenschaften der Materialbahn über die gesamte Breite, insbesondere auf deren Oberfläche, zum Beispiel Rauhigkeit.Accordingly, it is proposed the method of manufacture to improve a paper or cardboard web in that the shrinkage cross profile of the web of material during its Creation process through sectional across the width Influencing the local composition of the Stock suspension with components with different Shrinkage behavior is evened out. Is this achieved, there is inevitably a reduction in the Differences in the properties of the material web over the entire width, in particular on its surface, for Example of roughness.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird vorgeschlagen, eine Verstärkung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch vermehrtes Zuführen von Fasern und/oder sonstigen Stoffen mit erhöhter Schrumpfungstendenz herbeizuführen, oder in einer weiteren Ausführungsform im "normalen" Gemisch der Stoffsuspension Fasern und/oder sonstigen Stoffen mit geringerer Schrumpfungstendenz durch Fasern und/oder Stoffe mit erhöhter Schrumpfungstendenz zu ersetzen.According to a particularly advantageous embodiment of the The procedure is proposed to strengthen the Shrinkage of a sectional area due to increased Feeding fibers and / or other substances with increased Cause shrinkage tendency, or in another Embodiment in the "normal" mixture of the stock suspension Fibers and / or other substances with less Tendency to shrink due to fibers and / or fabrics with increased Tendency to replace shrinkage.

Wird eine Verminderung der Schrumpfung eines bestimmten sektionalen Bereiches gewünscht, so kann dies gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung dadurch geschehen, daß vermehrt Fasern und/oder sonstige Stoffe mit verminderter Schrumpfungstendenz in dieser Sektion zugeführt werden, beziehungsweise daß das "normale" Fasergemisch durch ein Fasergemisch mit verminderter Schrumpfungstendenz ersetzt wird. Entsprechendes gilt im umgekehrten Sinne für eine Erhöhung der Schrumpfung.Will decrease the shrinkage of a particular one desired sectional area, this can be done according to a another advantageous embodiment of the invention happen that more fibers and / or other substances with reduced shrinkage tendency in this section be, or that the "normal" fiber mixture through replaced a fiber mixture with reduced tendency to shrink becomes. The same applies in the opposite sense to a Increase in shrinkage.

Vorteilhaft geschieht die Zudosierung der gewünschten Fasern und/oder sonstiger schrumpfungsbeeinflussender Stoffe im Stoffauflauf. Bezüglich der Möglichkeiten von Zudosierungen oder Zumischungen von Stoffsuspensionen mit unterschiedlichen Fasereigenschaften wird auf frühere Patentanmeldungen der Anmelderin DE 37 41 603 A1, DE 40 19 593 A1, DE 44 22 907 A1, DE 42 37 304 A1 und DE 42 11 291 A1 verwiesen und deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung übernommen. Insbesondere wird bezüglich des zitierten Standes der Technik darauf hingewiesen, daß mögliche Flächengewichtsänderungen, die durch die Zudosierung von speziellen Faserstoffen etc., entstehen könnten, durch einen Regelmechanismus in den bekannten sektionierten Stoffaufläufen, die mit Stoffsuspensionen unterschiedlicher Konzentration gespeist und sektional gesteuert werden, ausgeglichen werden können. Ebenso ist in diesem zitierten Stand der Technik detailliert angegeben, wie die Zuführung von Stoffsuspension unterschiedlicher Eigenschaften zum Stofffauflauf durchgeführt und das Flächengewichtsquerprofil der Materialbahn gleichmäßig gehalten werden kann.The desired fibers are advantageously added and / or other shrinkage influencing substances in the Headbox. Regarding the possibilities of dosing or admixtures of material suspensions with different Fiber properties are based on earlier patent applications Applicant DE 37 41 603 A1, DE 40 19 593 A1, DE 44 22 907 A1, DE 42 37 304 A1 and DE 42 11 291 A1 referenced and their Disclosure content in full in the disclosure content this registration. In particular, regarding the cited prior art indicated that possible changes in basis weight caused by the metering of special fibers etc., could arise through a control mechanism in the known sectioned Headboxes with different material suspensions Concentration fed and controlled sectionally, can be compensated. Likewise, this is cited State of the art details how the feed from stock suspension of different properties to Casserole carried out and the basis weight cross-section the material web can be kept even.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird zum Erreichen beziehungsweise Erhalten eines gewünschten Querprofils vorgeschlagen, daß im Konstanten Teil der Papiermaschine oder Kartonmaschine mindestens zwei Stoffsuspensionsströme mit Fasern mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten und/oder mit sonstigen schrumpfungsbeeinflussenden Stoffen bereitgestellt werden und im Bereich des Stoffauflaufes durch sektionale Mischung von mindestens zwei Stoffsuspensionsströmen mit Fasern unterschiedlicher Schrumpfungstendenz, die Schrumpfung der Materialbahn über die Maschinenbreite ausgeglichen wird, während das Flächengewichtsquerprofil und/oder das Faserorientierungsquerprofil durch sektionale Zudosierung von Siebwasserströmen so beeinflußt wird/werden, daß die gewünschten Flächengewichtsprofile erhalten bleiben, beziehungsweise erreicht werden.According to a particularly advantageous development of the Procedure is used to achieve or obtain a desired cross section suggested that in the constant part the paper machine or board machine at least two Stock suspension flows with fibers with different Shrinkage behavior and / or with other shrinkage influencing substances are provided and in the area of the headbox by sectional mixing of at least two stock suspension streams with fibers different tendency to shrink, the shrinkage of the Material web is compensated across the machine width, while the basis weight cross profile and / or that Cross section of fiber orientation through sectional addition of White water flows are influenced so that the desired basis weight profiles are retained, or can be achieved.

Eine besondere Ausgestaltung des oben dargelegten Verfahrens besteht darin, daß als Fasern mit erhöhtem Schrumpfungsverhalten lange Fasern und als Fasern mit reduziertem Schrumpfungsverhalten kurze Fasern eingesetzt werden.A special embodiment of the method set out above is that as fibers with increased Shrinkage behavior long fibers and as fibers with reduced shrinkage behavior, short fibers are used become.

Eine andere oder auch zusätzlich durchführbare Variante besteht darin, daß als Fasern mit erhöhten Schrumpfungsverhalten hoch aufgeschlossene Fasern und als Fasern mit niedrigem Schrumpfungsverhalten wenig aufgeschlossene Fasern verwendet werden.Another or also feasible variant is that as fibers with elevated Shrinkage behavior of highly digested fibers and as Low shrinkage fibers disrupted fibers are used.

Außerdem besteht zusätzlich oder ersatzweise die Möglichkeit, Fasern zu nutzen, deren Schrumpfungsverhalten aufgrund einer höheren Mahlung erhöht ist, beziehungsweise deren Schrumpfungsverhalten wegen einer geringeren Mahlung erniedrigt ist. Ebenso können andere Stoffe zugesetzt werden, die die Schrumpfung beeinflussen, zum Beispiel fördern (CMC = Carboxymethyl Cellulose) oder hemmen (Kunstharze, Naßfestmittel). Auch der Einsatz von Fasern beziehungsweise Fasergemischen, deren Ausgangsstoff nicht Holz ist - wie beispielsweise Kunststoffasern -, stellt eine mögliche Variante dar.In addition or as an alternative, there is the option of To use fibers whose shrinkage behavior due to a higher grinding is increased, or their Shrinkage behavior due to less grinding is lowered. Other substances can also be added, which influence the shrinkage, for example promote (CMC = Carboxymethyl cellulose) or inhibit (synthetic resins, Wet strength agent). Also the use of fibers respectively Fiber mixtures, the starting material of which is not wood - how for example plastic fibers - represents a possible one Variant.

Gemäß der zweiten Aufgabe schlagen die Erfinder vor, eine Papiermaschine mit einem Konstanten Teil, einen Stoffauflauf mit mindestens einer Stoffsuspensionszuführung aus dem Konstanten Teil, einer Naßpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie dahingehend auszugestalten, daß der Konstante Teil mindestens zwei Bereiche aufweist, die unterschiedliche Stoffsuspensionen mit Fasergemischen mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten bereitstellen, die Stoffsuspensionszuführungen vom Konstanten Teil zum Stoffauflauf mindestens zwei Stränge für die mindestens zwei unterschiedlichen Stoffsuspensionen aufweisen und im Bereich des Stoffauflaufes eine Vielzahl von sektionalen Mischstellen vorgesehen werden, welche die Stoffsuspensionen mit unterschiedlichen Schrumpfungseigenschaften zusammenführt. Wie bereits oben ausgeführt, können die unterschiedlichen Fasergemische dadurch hergestellt werden, daß entweder Fasermaterial mit längeren oder kürzeren Fasern verwendet werden und/oder mehr oder weniger aufgeschlossene Fasern und/oder mehr oder weniger gemahlene Fasern und/oder die Schrumpfung beeinflussende Stoffe für die Stoffsuspension genutzt werden. Entsprechend ihrer Bearbeitung und/oder Struktur und/oder ihres Ausgangsmaterials erzeugen diese Fasern ein unterschiedliches Schrumpfungsverhalten, welches dazu eingesetzt werden kann, letztendlich über die gesamte Bahnbreite ein gleichmäßiges Schrumpfungsverhalten der Materialbahn zu erzeugen.According to the second task, the inventors propose one Paper machine with a constant part, a headbox with at least one stock suspension feed from the Constant part, a wet section, a press section and to design a dryer section in such a way that the Constant part has at least two areas different material suspensions with fiber mixtures provide different shrinkage behavior that Stock suspension feeds from the constant part to the Headbox at least two strands for the at least two have different substance suspensions and in the range the headbox has a large number of sectional mixing points are provided, which the substance suspensions with different shrink properties. As already explained above, the different Fiber mixtures are made by either Fiber material with longer or shorter fibers is used and / or more or less disrupted fibers and / or more or less ground fibers and / or the Shrinkage influencing substances for the substance suspension be used. According to their processing and / or Structure and / or their starting material produce this Fibers a different shrinkage behavior, which can ultimately be used over the entire Web width a uniform shrinkage behavior of the To generate material web.

Gemäß dem Erfindungsgedanken kann auch ein Verfahren zur Regelung des Schrumpfungsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton Anwendung finden. Zusätzlich zu den bekannten Verfahrensschritten zur Regelung des Flächengewichts mit den Verfahrensschritten nach dem Oberbegriff des Anspruches 12 werden die folgenden Verfahrensschritte vorgeschlagen:

  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils,
  • Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
  • Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils.
According to the concept of the invention, a method for controlling the shrinkage cross profile of a running material web made of paper or cardboard can also be used. In addition to the known process steps for controlling the basis weight with the process steps according to the preamble of claim 12, the following process steps are proposed:
  • Calculation of the shrinkage cross profile by online mapping of the basis weight cross profile,
  • Determination of the controlled variables for influencing the shrinkage in M sections across the machine width using a target profile for the shrinkage and
  • Actuation of actuators to adjust the shrinking cross profile.

Bezüglich des an sich bekannten On-Line-Mappings wird auf den Artikel "Voraussetzungen für eine erfolgreiche Installation" in "Das Papier", 6/1998, 344-354, insbesondere Kapitel 6, hingewiesen und insbesondere dessen Offenbarungsgehalt zum On-Line-Mapping mit in diesen Inhalt aufgenommen.Regarding the online mapping known per se, reference is made to the Article "Requirements for a successful installation" in "Das Papier", 6/1998, 344-354, in particular chapter 6, pointed out and in particular its disclosure content at On-line mapping included in this content.

Alternativ zur rechnerischen Bestimmung des Schrumpfprofils werden die folgenden Verfahrensschritte vorgeschlagen:

  • Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe,
  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung,
  • Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
  • Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils.
As an alternative to the mathematical determination of the shrinkage profile, the following process steps are proposed:
  • Measurement of a quantity correlating with the shrinkage,
  • Calculation of the shrinkage cross profile by correlation between the measured size and the shrinkage,
  • Determination of the controlled variables for influencing the shrinkage in M sections across the machine width using a target profile for the shrinkage and
  • Actuation of actuators to adjust the shrinking cross profile.

Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die oben genannten Verfahren zu kombinieren und demgemäß die folgenden Verfahrensschritte durchzuführen:

  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils, und zusätzlich
  • Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe und
  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung,
  • Bestimmung eines gewichteten Schrumpfungsquerprofils aus dem gemessenen und dem berechneten Schrumpfungsquerprofil,
  • Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
  • Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils.
In addition, there is also the possibility of combining the above-mentioned processes and accordingly carrying out the following process steps:
  • Calculation of the shrinkage cross profile by online mapping of the basis weight cross profile, and in addition
  • Measurement of a size and correlating with shrinkage
  • Calculation of the shrinkage cross profile by correlation between the measured size and the shrinkage,
  • Determination of a weighted shrinkage cross profile from the measured and calculated shrinkage cross profile,
  • Determination of the controlled variables for influencing the shrinkage in M sections across the machine width using a target profile for the shrinkage and
  • Actuation of actuators to adjust the shrinking cross profile.

Es ist darauf hinzuweisen, daß das vorgenannte Verfahren sowohl mit einen Stoffauflauf mit Verdünnungswasserregelung, als auch mit verstellbarer Blende durchführbar ist. Bei einem verdünnungswassergeregelten Stoffauflauf bestehen die Aktuatoren für die Flächengewichtquerprofilregelung meist aus Ventilen zur Steuerung der Verdünnungsströme. Bei blendengeregelten Stoffaufläufe stellen die Verstellspindeln der Stoffauflaufblende diese Aktuatoren für die Flächengewichtsquerprofilregelung dar.It should be noted that the above procedure both with a headbox with dilution water control, and can also be carried out with an adjustable aperture. At a dilution water controlled headbox exist Actuators for basis weight cross profile control mostly Valves to control the dilution flows. At aperture-controlled headboxes provide the adjustment spindles the headbox cover these actuators for the Basis weight cross section control.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der dargestellten Regelverfahren kann im Profilregel-Algorithmus eine Entkoppelung zwischen Flächengewichtsquerprofil und Schrumpfungsquerprofil durchgeführt werden, so daß die gegenseitigen Beeinflussungen der Querprofilregelungen zumindest in erster Ordnung vermieden werden.In a particularly advantageous embodiment of the Control method shown can be in the profile control algorithm a decoupling between the basis weight cross section and Shrinkage cross profile are performed so that the mutual influences of the cross section regulations at least be avoided in the first order.

Als zu messende Größe, die mit der Schrumpfung korreliert und über die das Schrumpfungsquerprofil indirekt gemessen beziehungsweise bestimmt wird, eignen sich besonders die Glätte und/oder die Festigkeit der erzeugten Papierbahn. Allerdings können auch andere der Messung zugängliche Eigenschaftsgrößen der Papierbahn verwendet werden.As a quantity to be measured, which correlates with the shrinkage and via which the shrinkage transverse profile is measured indirectly or is determined, are particularly suitable Smoothness and / or the strength of the paper web produced. However, others that are accessible for measurement can also be used Property sizes of the paper web can be used.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen zum ersten Verfahrensanspruch, beziehungsweise zum ersten Vorrichtungsanspruch und in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen dargestellt.Further refinements of the inventions are in the Subclaims to the first procedural claim, or the first device claim and in the shown following figure descriptions.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and Features of the invention not yet to be explained below only in the specified combination, but also in other combinations or used alone, without leaving the scope of the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further features and advantages of the invention result from the following description more preferred Embodiments with reference to the drawings.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:

Figur 1:
Typisches Schrumpfungsquerprofil einer Papierbahn;
Figur 2:
Schrumpfungsquerprofil nach erfindungsgemäßer Beeinflussung des sektionalen Schrumpfungsverhaltens durch sektionale Zusammensetzungsänderung des Stoffsuspension;
Figur 3:
Stoffauflauf nach dem Verdünnungswasserprinzip für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 4:
Anfangsbereich einer Papiermaschine mit primären und sekundärem Stoffauflauf;
Figur 4a:
Ansicht A aus Figur 4;
Figur 5:
Anfangsbereich einer Papiermaschine mit Spritzrohr zu Auftragen von schrumpfungsbeeinflussenden Mitteln;
Figur 6:
Regelung des Schrumpfungsquerprofils.
The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. They represent:
Figure 1:
Typical shrink cross profile of a paper web;
Figure 2:
Shrinkage cross profile after influencing the sectional shrinkage behavior according to the invention by sectional compositional change of the stock suspension;
Figure 3:
Headbox according to the dilution water principle for the application of the method according to the invention;
Figure 4:
Initial area of a paper machine with primary and secondary headbox;
Figure 4a:
View A from Figure 4;
Figure 5:
Initial area of a paper machine with a spray tube for applying shrinkage-influencing agents;
Figure 6:
Regulation of the shrinkage cross profile.

Figur 1 zeigt ein typisches Schrumpfungsquerprofil von Papierbahnen. Die Randbereiche B1 und B3 sind durch hohe Schrumpfungsgradienten und hohe Absolutwerte der Schrumpfung ε2 gekennzeichnet. In mittleren Bereich B2 liegt die Schrumpfung auf einen relativ niedrigem Niveau und verläuft nahezu gerade und horizontal. Dieser Schrumpfungsverlauf ist zwar typisch für viele Papiersorten, jedoch treten daneben noch viele andere Formen von Schrumpfungsquerprofilen auf. Diese sind von vielen Parametern, wie zum Beispiel der Papiersorte und der Gestaltung der Verfahrensschritte bei der Papierherstellung - zum Beispiel dem Trocknungsprozeß - abhängig. Beispielsweise können auch Schrumpfungsquerprofile mit asymmetrischen Verlauf oder mit nichtlinearem Verlauf im mittleren Bereich B2 der Papierbahn auftreten.Figure 1 shows a typical shrink cross profile of paper webs. The edge areas B 1 and B 3 are characterized by high shrinkage gradients and high absolute values of the shrinkage ε 2 . In the central area B 2 , the shrinkage is at a relatively low level and is almost straight and horizontal. This course of shrinkage is typical for many types of paper, but there are also many other forms of cross-section shrinkage. These depend on many parameters, such as the type of paper and the design of the process steps in paper production - for example the drying process. For example, cross-sectional shrinkage profiles with an asymmetrical course or with a non-linear course can also occur in the central region B 2 of the paper web.

Figur 2 zeigt ein Schrumpfungsquerprofil 1, nachdem in den Randbereichen B1 und B3 der Papierbahn der Anteil der Fasern mit kleinerer Schrumpfungsneigung erhöht wurde - oder - der Anteil der Fasern mit größerer Schrumpfungsneigung reduziert wurde, während die Zusammensetzung der Stoffsuspension im mittleren Bereich B2 der Papierbahn unverändert geblieben ist. Hierbei kann es, zur Erreichung eines möglichst linearen Verlaufes der Schrumpfung, auch notwendig sein, die Randbereiche über die Breite zu sektionieren und die Beeinflussung der Schrumpfung in den Sektionen unterschiedlich stark zu betreiben. FIG. 2 shows a shrinkage cross profile 1 after the proportion of fibers with a smaller tendency to shrink has been increased in the edge regions B 1 and B 3 of the paper web - or - the proportion of fibers with a greater tendency to shrink has been reduced, while the composition of the stock suspension in the central region B 2 the paper web has remained unchanged. In order to achieve the most linear possible shrinkage, it may also be necessary to section the edge areas across the width and to influence the shrinkage in the sections to different extents.

Figur 3 zeigt beispielhaft einen Stoffauflauf nach dem Verdünnungswasserprinzip für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie er beispielhaft in der oben erwähnten DE 40 19 593 beschrieben ist. Neben den Hoch- und Niederkonsistenz-Teilströmen QH und QL wird vor dem Turbulenzerzeuger an mehreren Zufuhrstellen 7, über die Stoffauflaufbreite verteilt, die Suspension QF zugeführt. Diese Suspension QF enthält Fasern, die sich in ihrem Schrumpfungsverhalten von den Fasern unterscheiden, die in der Suspension QH enthalten sind. Besitzen zum Beispiel die Fasern in QF eine geringere Schrumpfungsneigung als diejenigen in QH, so kann das in Figur 1 dargestellte Schrumpfungsquerprofil 1 dadurch verbessert werden, daß an den Rändern der sektionale Volumenstrom QF erhöht würde.Figure 3 shows an example of a headbox according to the dilution water principle for the application of the method according to the invention, as described for example in the above-mentioned DE 40 19 593. In addition to the high and low consistency partial streams Q H and Q L , the suspension Q F is fed in front of the turbulence generator at several feed points 7, distributed over the headbox width. This suspension Q F contains fibers which differ in their shrinkage behavior from the fibers which are contained in the suspension Q H. For example, if the fibers in Q F have a lower tendency to shrink than those in Q H , the cross-sectional shrinkage profile 1 shown in FIG. 1 can be improved by increasing the sectional volume flow Q F at the edges.

Die Zufuhrstellen 7 für QF können gleichmäßig oder ungleichmäßig - zum Beispiel nur an den Rändern - über die Stoffauflauf-Breite verteilt sein. Die Geometrie der Zuführung für QF kann vorzugsweise so gestaltet sein, daß der sektionale Gesamtvolumenstrom am Austritt der Düse trotz Variation von QF konstant bleibt. Eine derartige Ausgestaltung eines Stoffauflaufes ist in DE 42 11 291 ausführlich beschrieben. Zum Verteilen der Suspensionen über die Stoffauflaufbreite können Querverteilrohre oder auch Zentralverteiler eingesetzt werden.The feed points 7 for Q F can be distributed uniformly or non-uniformly - for example only at the edges - over the width of the headbox. The geometry of the feed for Q F can preferably be designed such that the sectional total volume flow at the outlet of the nozzle remains constant despite the variation of Q F. Such a design of a headbox is described in detail in DE 42 11 291. Cross distribution pipes or central distributors can be used to distribute the suspensions over the headbox width.

Die Figur 4 zeigt den Anfangsbereich einer Papiermaschine mit einem primären Stoffauflauf 2, der Stoffsuspension auf ein Sieb 11 aufträgt. Das Sieb 11 wird über Walzen 12 umgelenkt und die Entwässerung der Stoffsuspension findet in bekannter Weise über Entwässerungselemente 13, bestehend aus Saugkästen und Entwässerungsleisten, statt. Anschließend an den primaren Stoffauflauf 2 ist ein sekundärer Stoffauflauf 2.1 vorgesehen, über den die Stoffsuspension QF sektionsweise über die Maschinenbreite dosiert auf die bereits bestehende Stoffsuspensionslage aufgebracht werden kann. FIG. 4 shows the initial area of a paper machine with a primary headbox 2, which applies stock suspension to a sieve 11. The screen 11 is deflected via rollers 12 and the dewatering of the stock suspension takes place in a known manner via dewatering elements 13, consisting of suction boxes and dewatering strips. Subsequent to the primary headbox 2, a secondary headbox 2.1 is provided, by means of which the stock suspension Q F can be applied in sections metered over the machine width to the already existing stock suspension layer.

Die Figur 4a zeigt die Ansicht A aus der Figur 4, in der der Sekundärstoffauflauf 2.1 dargestellt ist. Der Sekundärstoffauflauf weist einen Querverteiler 3.1 auf, über den die Stoffsuspension QF maschinenbreit der ersten Kammer 8.1 des Stoffauflaufes zugeführt wird. Zwischen dem Verteiler 3.1 und der ersten Kammer 8.1 des Stoffauflaufes 2.1 ist eine Vielzahl von Ventilen 6 zwischengeschaltet, die eine dosierte und über die Maschinenbreite sektionierte Zuführung der Suspension QF ermöglicht. Im Anschluß an die erste Kammer 8.1 des Stoffauflaufes ist in bekannter Weise ein Turbulenzerzeuger 9.1 und eine anschließende Düse 10.1 dargestellt.FIG. 4a shows view A from FIG. 4, in which the secondary headbox 2.1 is shown. The secondary headbox has a transverse distributor 3.1, via which the stock suspension Q F is fed machine-wide to the first chamber 8.1 of the headbox. A plurality of valves 6 are interposed between the distributor 3.1 and the first chamber 8.1 of the headbox 2.1, which enables a metered supply of the suspension Q F which is sectioned over the machine width. Following the first chamber 8.1 of the headbox, a turbulence generator 9.1 and a subsequent nozzle 10.1 are shown in a known manner.

Die Figur 5 zeigt in räumlicher Darstellung den Beginn einer Langsieb-Papiermaschine mit einem Stoffauflauf 2, zu dem die hoch- und niederkonsistenten Stoffsuspensionsströme QH und QL zugeführt werden. Der Stoffauflauf 2 verteilt die Stoffsuspension gleichmäßig über das Sieb 11. Das Sieb 11 wird über mehrere Walzen 12 umgelenkt und anschließend an den Stoffauflauf 2 sind Entwässerungselemente 13 vorgesehen, welche die auf dem Sieb 11 liegende Faserstofflage entwässert. In Maschinenrichtung gesehen hinter dem Stoffauflauf 2 ist ein quer über die Maschinenbreite verlaufendes Spritzrohr 17 vorgesehen. Dem Spritzrohr 17 wird die schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension QF zugeführt, die erfindungsgemäß ein Faserstoffgemisch enthält, welches sich bezüglich seiner Schrumpfungstendenz von dem Faserstoffgemisch der Stoffsuspension QH unterscheidet, beziehungsweise können über dieses Spritzrohr 17 auch direkt schrumpfungsbeeinflussende Substanzen, wie beispielsweise (CMC = Carboxymethyl Cellulose), Naßfestmittel oder ähnliches zugeführt werden. Das Spritzrohr 17 weist mehrere Spritzdüsen 15 und 16 auf, die hier beispielhaft ausschließlich an den Rändern der Papierbahn angeordnet sind und somit ausschließlich die Ränder der Papierbahn mit der Suspension QF besprühen. Auch liegt der Einsatz von Fasern beziehungsweise Fasergemischen, deren Ausgangsstoff nicht Holz ist, - wie beispielsweise Kunststoffasern - im Rahmen der Erfindung.FIG. 5 shows in a spatial representation the beginning of a four-wire paper machine with a headbox 2, to which the high and low consistent stock suspension streams Q H and Q L are fed. The headbox 2 distributes the stock suspension evenly over the screen 11. The screen 11 is deflected over a plurality of rollers 12 and then on the headbox 2 dewatering elements 13 are provided which dewater the fibrous layer lying on the screen 11. When viewed in the machine direction, behind the headbox 2 there is a spray pipe 17 running across the machine width. The spray tube 17 is supplied with the shrinkage-influencing material suspension Q F , which according to the invention contains a fibrous mixture which differs in terms of its tendency to shrink from the fibrous mixture of the material suspension Q H , or can also directly shrinkage-influencing substances, such as (CMC = carboxymethyl cellulose), via this spray tube 17. , Wet strength agents or the like can be supplied. The spray pipe 17 has a plurality of spray nozzles 15 and 16, which are arranged here by way of example only to the edges of the paper web and thus only the edges of the paper web with the suspension Q F spray. The use of fibers or fiber mixtures, the starting material of which is not wood, such as plastic fibers, is also within the scope of the invention.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren und den in den Figuren dargestellten Vorrichtungen ist es nun möglich, bei der Herstellung einer laufenden Materialbahn aus Papier- oder Karton eine Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn über die gesamte Bahnbreite zu bewirken.With the method described above and in the figures shown devices, it is now possible in the Production of a running material web from paper or Cardboard an equalization of the shrinkage behavior of the Effect material web over the entire web width.

Die Figur 6 zeigt eine beispielhafte Schrumpfungsquerprofil-Regelung an einer Papiermaschine. Auf der linken Seite ist sehr schematisch der Herstellungsgang der Papierbahn gezeigt, die im Laufe des Herstellungsverfahrens eine Schrumpfung erfährt und letztendlich zum Rollapparat geführt wird. Der Stoffauflauf 2 ist hier beispielhaft mit einer an sich bekannten Verdünnungswasserregelung zur Anpassung des atro-Flächengewichtsquerprofils ausgestattet. Diese weist vor dem Rollapparat einen maschinenbreiten Scanner auf, der das atro/Flächengewichtsquerprofil mißt, einem Profilregel-Algorithmus zuleitet und die Aktuatoren, hier N Ventile 7 der Verdünnungswasserzuführung mit N Sektionen, betätigt.FIG. 6 shows an exemplary shrinkage cross profile control on a paper machine. On the left is the manufacturing process of the paper web is shown very schematically, which shrink in the course of the manufacturing process experienced and ultimately led to the trolley. The Headbox 2 is an example here with one Known dilution water control to adjust the atro basis weight cross profile fitted. This points before the Trolley onto a machine-wide scanner that does the job atro / basis weight cross profile measures, a profile control algorithm feeds and the actuators, here N valves 7 of Dilution water supply with N sections, operated.

Erfindungsgemäß ist diese Regelung erweitert, indem das Ist-Profil der Schrumpfung (Schrumpfungsquerprofil) über ein an sich bekanntes On-Line-Mapping berechnet wird und mit einem Soll-Profil für die Schrumpfung verglichen wird. Der Profilregel-Algorithmus bestimmt dann die notwendigen Korrekturen und beeinflußt über den Aktuator-Stellungsregler die Aktuatoren zur Schrumpfungsbeeinflussung, die hier in Form von Regelventilen 7 in den M Sektionen des Zufuhrstränge für die schrumpfungsbeeinflussende Flüssigkeit verwirklicht sind.According to the invention, this regulation is expanded by the actual profile the shrinkage (shrinkage cross profile) over a known online mapping is calculated and with a Target profile for the shrinkage is compared. The The profile rule algorithm then determines the necessary ones Corrections and influenced via the actuator positioner the actuators for influencing shrinkage, which are shown here in Form of control valves 7 in the M sections of the feed lines for the liquid that affects shrinkage are.

Die Anzahl der N Sektionen der Verdünnungsregelung und der M Sektionen der Schrumpfungsregelung sind im vorliegenden Beispiel gleich, können jedoch auch unterschiedlich ausfallen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Sektionen zur Schrumpfungsregelung im Randbereich feiner zu unterteilen als im mittleren Bereich der Papierbahn.The number of N sections of the dilution control and the M Sections of the shrinkage control are in the present Example the same, but can also be different fail. In particular, it can be advantageous to Sections for shrinkage regulation in the edge area are too fine subdivide than in the middle area of the paper web.

Durch Veränderungen bei der Zugabe von schrumpfungsbeeinflussender Suspensionen verändert sich auch zwangsläufig das Flächengewichtsprofil. Da diese Veränderungen sowohl bezüglich ihrer Sektion als auch ihrer Größe vorbestimmt werden können, läßt sich eine Kompensation des erwarteten Flächengewichtsfehlers bereits im Vorgriffsverfahren durchführen. Das gleiche Prinzip ist auch umgekehrt anwendbar. In der Figur ist diese Kompensationsmöglichkeit durch den Entkopplungskreis zwischen den beiden Profilregelkreisen dargestellt. Auf diese Weise erhält man eine weitgehende Unabhängigkeit zwischen der Flächengewichtsregelung und der Schrumpfungsregelung.By changes in the addition of suspensions that affect shrinkage also change inevitably the basis weight profile. This one Changes in both their section and their Size can be predetermined, compensation can be made of the expected basis weight error already in Carry out anticipation procedure. The same principle is also reversely applicable. In the figure this is Possibility of compensation through the decoupling circuit between the two profile control loops. In this way you get a large degree of independence between the Basis weight control and shrinkage control.

Zusätzlich ist in der Figur 6 gestrichelt eine Möglichkeit der indirekten Messung des Schrumpfungsquerprofils durch Messung einer Größe dargestellt, die mit der Schrumpfung korreliert. Beispielsweise kann hierfür die Glätte/Oberflächenrauhigkeit und/oder die Festigkeit der Papierbahn genutzt werden. Im Regelverfahren kann dieses gemessene Profil nun direkt und alleine oder in Verbindung mit dem berechneten Schrumpfungsprofil verwendet werden. Werden beide Profile zur Regelung herangezogen, so kann durch eine entsprechende Richtung eine Optimierung des Regelmechanismus durchgeführt werden. In addition, one possibility is shown in dashed lines in FIG the indirect measurement of the shrinkage cross profile Measuring a size shown with the shrinkage correlated. For example, the Smoothness / surface roughness and / or the strength of the Paper web can be used. In the control process, this can measured profile now directly and alone or in combination can be used with the calculated shrinkage profile. If both profiles are used for regulation, then by a corresponding direction an optimization of the Control mechanism to be performed.

BezugszeichenlisteReference list

11
Schrumpfungshrinkage
22nd
primärer Stoffauflaufprimary headbox
2.12.1
sekundärer Stoffauflaufsecondary headbox
33rd
VerteilerDistributor
3.13.1
QuerverteilerCross distributor
44th
Behältercontainer
55
VerbindungsleitungConnecting line
66
VentileValves
77
Zufuhrstellen/VentileFeed points / valves
88th
erste Kammer im Stoffauflauffirst chamber in the headbox
8.18.1
erste Kammer im Stoffauflauffirst chamber in the headbox
99
TurbulenzerzeugerTurbulence generator
9.19.1
TurbulenzerzeugerTurbulence generator
1010th
Düsejet
10.110.1
Düsejet
1111
Siebscree
1212th
WalzenRollers
1313
EntwässerungselementeDrainage elements
1414
ZufuhrstellenFeed points
15, 1615, 16
SpritzdüsenSpray nozzles
1717th
SpritzrohrSpray tube
1818th
schrumpfungsbeeinflussende Flüssigkeitszufuhrhydration-influencing fluid intake
1919th
VerdünnungswasserzufuhrDilution water supply
2020th
StoffsuspensionszufuhrStock suspension feed
QL Q L
niederkonsistente Stoffsuspensionlow-consistent stock suspension
QH Q H
hochkonsistente Stoffsuspensionhighly consistent stock suspension
QF Q F
schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspensionshrinkage influencing stock suspension

Claims (18)

Verfahren zur Vergleichmäßigung des Eigenschaftsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton mit mindestens den folgenden Verfahrensschritten: 1.1 Erzeugen mindestens einer maschinenbreiten Stoffsuspensionslage auf einem Sieb (11) oder zwischen zwei Sieben und 1.2 Entwässern, Pressen und Trocknen der aus der Stoffsuspensionslage entstehenden Materialbahn,
dadurch gekennzeichnet, daß
1.3 das Schrumpfungsquerprofil (1) der Materialbahn während ihres Entstehungsprozesses durch über die Breite sektionale Beeinflussung der örtlichen Zusammensetzung der Stoffsuspension durch das Verändern der Anteile der Komponenten mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten vergleichmäßigt wird.
Method for equalizing the property profile of a running material web made of paper or cardboard with at least the following process steps: 1.1 Create at least one machine-wide fabric suspension layer on a sieve (11) or between two sieves and 1.2 dewatering, pressing and drying of the material web resulting from the fabric suspension layer,
characterized in that
1.3 the shrinkage cross profile (1) of the material web during its creation process is made more uniform by influencing the local composition of the stock suspension across the width by changing the proportions of the components with different shrinkage behavior.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch vermehrtes Zuführen von Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit erhöhter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that an increase in the shrinkage of a sectional area is brought about by increased supply of fibers and / or other substances with an increased tendency to shrink. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch den Ersatz von Fasern mit verminderter Schrumpfungstendenz durch Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit erhöhter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that an increase in the shrinkage of a sectional area is brought about by the replacement of fibers with reduced tendency to shrink by fibers and / or other substances with increased tendency to shrink. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verminderung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch vermehrtes Zuführen von Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit verminderter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.Method according to one or more of claims 1-3, characterized in that a reduction in the shrinkage of a sectional area is brought about by an increased supply of fibers and / or other substances with a reduced tendency to shrink. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verminderung der Schrumpfung eines sektionalen Bereiches durch den Ersatz von Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz durch Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit verminderter Schrumpfungstendenz herbeigeführt wird.Method according to one or more of claims 1-3, characterized in that the shrinkage of a sectional area is reduced by the replacement of fibers with an increased tendency to shrink by fibers and / or other substances with a reduced tendency to shrink. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung der gewünschten Fasern und/oder sonstiger Stoffe im Stoffauflauf und/oder im Naßteil geschieht.Method according to one or more of claims 1-5, characterized in that the desired fibers and / or other substances are added in the headbox and / or in the wet part. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Konstanten Teil der Papier- oder Kartonmaschine mindestens zwei Stoffsuspensionsströme mit Fasern und/oder sonstiger Stoffe mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten bereitgestellt werden und im Bereich des Stoffauflaufes durch sektionale Mischung von mindestens zwei Stoffsuspensionsströmen mit Fasern und/oder sonstiger Stoffe unterschiedlicher Schrumpfungstendenz die Schrumpfung der Materialbahn über die Maschinenbreite ausgeglichen wird, während das Flächengewichtsquerprofil und/oder das Faserorientierungsquerprofil durch sektionale Dosierung von Verdünnungswasser beeinflußt wird. Method according to one or more of claims 1-6, characterized in that at least two stock suspension streams with fibers and / or other materials with different shrinkage behavior are provided in the constant part of the paper or board machine and in the area of the headbox by sectional mixing of at least two stock suspension streams with fibers and / or other materials with different tendencies to shrink, the shrinkage of the material web is compensated for over the machine width, while the basis weight cross profile and / or the fiber orientation cross profile is influenced by sectional metering of dilution water. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz lange Fasern und umgekehrt eingesetzt werden.Method according to one or more of claims 1-7, characterized in that long fibers and vice versa are used as fibers with an increased tendency to shrink. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz hoch aufgeschlossene Fasern und umgekehrt eingesetzt werden.Method according to one or more of claims 1-8, characterized in that highly disintegrated fibers and vice versa are used as fibers with an increased tendency to shrink. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die als Fasern mit erhöhter Schrumpfungstendenz höher gemahlene Fasern und umgekehrt eingesetzt werden.Method according to one or more of claims 1-9, characterized in that the fibers which are ground higher as fibers with an increased tendency to shrink and vice versa are used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Schrumpfungserhöhung Carboxymethyl Cellulose (CMC) und/oder sonstige Stoffe und zur Schrumpfungshemmung Kunstharze und/oder Naßfestmittel und/oder sonstige Stoffe verwendet werden.Process according to one or more of claims 1-10, characterized in that carboxymethyl cellulose (CMC) and / or other substances are used as agents for increasing the shrinkage and synthetic resins and / or wet strength agents and / or other substances are used for inhibiting shrinkage. Verfahren zur Regelung des Schrumpfungsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton mit mindestens den folgenden Verfahrensschritten: 12.1 Messung des Flächengewichtsquerprofils der Materialbahn, 12.2 Bestimmung der Regelgrößen zur Anpassung des Flächengewichts in N Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für das Flächengewicht und 12.3 Betätigung von Aktuatoren (7) zur Anpassung des Flächengewichtsquerprofils,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
12.4 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils, 12.5 Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und 12.3 Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils.
Process for controlling the shrinkage cross profile of a running material web made of paper or cardboard with at least the following process steps: 12.1 measurement of the basis weight cross profile of the material web, 12.2 Determination of the controlled variables for adapting the basis weight in N sections across the machine width using a target profile for the basis weight and 12.3 actuation of actuators (7) to adapt the basis weight cross-section,
characterized by the following process steps:
12.4 Calculation of the shrinkage cross profile by online mapping of the basis weight cross profile, 12.5 Determination of the controlled variables for influencing the shrinkage in M sections across the machine width using a target profile for the shrinkage and 12.3 Actuation of actuators to adjust the shrinkage cross profile.
Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: 13.1 Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe, 13.2 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung, 13.3 Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und 13.4 Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils. Method according to the preamble of claim 12, characterized by the following method steps: 13.1 measurement of a quantity correlating with the shrinkage, 13.2 calculation of the shrinkage cross profile by correlation between the measured size and the shrinkage, 13.3 Determination of the controlled variables for influencing the shrinkage in M sections across the machine width using a target profile for the shrinkage and 13.4 Actuation of actuators to adjust the shrinking cross profile. Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: 14.1 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils, und zusätzlich 14.2 Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe und 14.3 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung, 14.4 Bestimmung eines gewichteten Schrumpfungsquerprofils aus dem gemessenen und dem berechneten Schrumpfungsquerprofil, 14.5 Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und 14.6 Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils. Method according to the preamble of claim 12, characterized by the following method steps: 14.1 Calculation of the shrinkage cross profile by online mapping of the basis weight cross profile, and additionally 14.2 Measuring a size and correlating with shrinkage 14.3 calculation of the shrinkage cross profile by correlation between the measured size and the shrinkage, 14.4 determination of a weighted shrinkage cross profile from the measured and calculated shrinkage cross profile, 14.5 Determination of the controlled variables for influencing the shrinkage in M sections across the machine width using a target profile for the shrinkage and 14.6 Actuation of actuators to adjust the shrinkage cross profile. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Profilregel-Algorithmus eine Entkoppelung zwischen Flächengewichtsquerprofil und Schrumpfungsquerprofil durchgeführt wird.Method according to one of claims 12 - 14, characterized in that a decoupling between the basis weight cross profile and the shrinkage cross profile is carried out in the profile control algorithm. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung des Schrumpfungsquerprofils durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 11 stattfindet.Method according to one of claims 12-15, characterized in that the adjustment of the shrinkage cross profile takes place by a method according to one of claims 1-11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß als zu messende Größe, die mit der Schrumpfung korreliert, die Glätte und/oder die Festigkeit verwendet wird.Method according to one of claims 13 - 16, characterized in that the smoothness and / or the strength is used as the quantity to be measured, which correlates with the shrinkage. Papier- oder Kartonmaschine mit einen Konstanten Teil, einem Stoffauflauf und mindestens einer Stoffsuspensionszuführung vom Konstanten Teil, einer Naßpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie, wobei 18.1 im Bereich des Stoffauflaufes eine Vielzahl von sektionalen Zuführungen von Stoffströmen unterschiedlicher Eigenschaften und deren Mischung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
18.2 der Konstante Teil mindestens zwei Bereiche aufweist, die unterschiedliche Stoffsuspensionen mit Fasergemischen mit unterschiedlichem Schrumpfungsverhalten bereitstellen, 18.3 die Stoffsuspensionszuführungen vom Konstanten Teil zum Stoffauflauf mindestens zwei Stränge für die mindestens zwei unterschiedlichen Stoffsuspensionen aufweisen und 18.4 im Bereich des Stoffauflaufes eine Vielzahl von sektionalen Mischstellen vorgesehen sind, welche die Stoffsuspensionen mit unterschiedlichen Schrumpfungsverhalten zusammenführen.
Paper or board machine with a constant part, a headbox and at least one stock suspension feed from the constant part, a wet section, a press section and a dryer section, whereby 18.1 in the area of the headbox, a large number of sectional feeds of material flows of different properties and their mixture is provided,
characterized in that
18.2 the constant part has at least two areas which provide different material suspensions with fiber mixtures with different shrinkage behavior, 18.3 the stock suspension feeds from the constant part to the headbox have at least two strands for the at least two different stock suspensions and 18.4 a plurality of sectional mixing points are provided in the area of the headbox, which bring the stock suspensions together with different shrinkage behavior.
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