CN111601927B - 用于制造纤维垫的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造纤维垫的方法，所述方法包括以下步骤：收集并且准备含有纤维材料的再循环利用物；在空气流中用极少水地将含有纤维材料的再循环利用物预处理为包括多条单纤维和/或纤维束的原料物；在空气流中通过干燥成型工艺将多条单纤维和/或纤维束(12)成型为面状的纤维垫(10)；在成型的纤维垫(10)的纤维上施加水；强化成型的纤维垫(10)；其中，在强化步骤e)中，纤维垫(10)在两个分别具有朝向纤维垫(10)的接触面的支承元件(9a、9b)之间以小于1s、尤其是小于0.8s、优选小于0.5s的压榨时间被卧式地压榨。

Description

用于制造纤维垫的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维垫的方法，以及用于执行所述方法的装置和根据所述方法制造的纤维垫。

背景技术

在已知的造纸工业中，将在材料预处理装置中被预处理的天然纤维、例如纸浆纤维与水混合成纤维悬浮液并且均匀地施加在成型单元的排水筛上，在那里机械地排水并且将形成的纤维料幅导引通过压榨装置以进一步机械地排水并且接着热干燥。含水的纤维材料悬浮液在此具有非常低的、例如1％的纸浆稠度，这意味着纤维与非常多的水混合。这对于纤维与水的均匀的充分混合来说是必要的并且是形成均匀的纤维料幅的前提。还通过水通过氢键实现纤维之间的键合，由此实现具有良好机械强度的纤维料幅。该工艺在设备和能量方面需要高的耗费。尤其是在压榨之后将约为50％的干重含量的纤维料幅热干燥至90％以上的最终干重含量需要较大的干燥部和大量的热能。

专利文献DE 2314893A建议了一种用于在不使用大量水的情况下制造纤维料幅的方法。在此由基本上干燥的纤维制造纤维网并且用水润湿至溶胀吸湿性(Quellfeuchtigkeitsaufnahme)以下。在其它步骤中将润湿的纤维网导引通过被加热的压力区。所述压力区设计为，使得施加的水有足够的时间渗入纤维中以提高所述纤维的柔韧性并且为纤维之间的化学键合份额的产生提供前提条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于以更低的投资成本和能源成本经济地制造纤维垫的改进的方法和改进的装置。

所述技术问题通过用于由含有纤维材料的再循环利用物制造纤维垫的方法解决。建议一种用于由含有纤维材料的再循环利用物(或者说回收利用物)制造纤维垫的方法，所述纤维垫尤其适合用于制造包装纸板或者含有纤维材料的结构元件，所述再循环利用物包括波纹厚纸废料和/或纸板废料和/或废纸和/或来自造纸工业的纸废料或者纸板废料。所述方法包括以下步骤：

a.收集并且准备含有纤维材料的再循环利用物；

b.在空气流中用极少水或者说低水量地将含有纤维材料的再循环利用物预处理为包括多条单纤维和/或纤维束的原料物；

c.在空气流中通过干燥成型工艺将多条单纤维和/或纤维束成型为平面的或者说面状的纤维垫，其中，干燥成型装置面对以一定的速度循环运行的成型带布置并且包括独立的空间，所述空间具有用于使多条单纤维和/或纤维束在空气流中均匀分布的涡流元件，所述独立的空间朝向成型带开放，从而使多条单纤维和/或纤维束能够搁放在成型带上以形成纤维垫，其中，成型带是带静电的，其中，在形成纤维垫的区域中，成型带以一定的角斜向上地运行；

d.在成型的纤维垫的纤维上施加水；

e.使成型的纤维垫强化；

其中规定，在强化步骤e)中，纤维垫在两个分别具有朝向纤维垫的接触面的支承元件之间以低于1s、尤其是低于0.8s、优选低于0.5s的压榨时间被卧式(或者说平放)地压榨，并且由此使施加的水向多条单纤维和/或纤维束中的渗入变得困难，其中，在成型步骤c)之后，面状的纤维垫搁放在成型带上地被预压缩，其中，在施加步骤d)之后的最多20s跟随有所述强化步骤e)，其中，连续地制造面状的纤维垫，并且纤维垫被输入收卷装置。

按照本发明的方法实现了经济地制造纤维垫，所述纤维垫至少部分地包括天然的纤维材料。再循环利用物可以包括至少一种由以下组中的材料制成的纤维材料，所述组包括纸浆材料、木浆、棉、一年生植物例如竹子、稻草、草、麻。最多只需要少量的附加的水用于对再循环利用物进行预处理。已经包含在准备好的、空气干燥的再循环利用物中的水量也可能就足够用于预处理。收集的空气干燥的再循环利用物的干重含量(Trockengehalt)通常在1％至10％。

本发明人认识到，用于纤维垫的纤维的强化的较短的压榨冲量足以产生足够的机械强度。同时能够由此以较低的耗费在纤维垫的使用性能方面实现良好的质量。

在一种可行的设计方案中，在预处理步骤中切碎再循环利用物，将杂质清除并且例如在高稠度磨浆机或者横流成纤机(Querstromzerfaserer)或者磨碎机中分解为多条单纤维和/或纤维束。接着可以进行多条单纤维和/或纤维束的组分的清洁。在该步骤中清除其它杂质。

将多条单纤维和/或纤维束通过干燥成型工艺在空气流中成型为面状的纤维垫只需要已知的造纸工艺的能量的一部分。本发明人发现，在强化步骤中的较短的压榨时间足够用于在多条单纤维和/或纤维束之间充分地键合以形成纤维垫。同时由于较短的压榨时间使施加的水向多条单纤维和/或纤维束中的渗入变得困难。然而业已证实这恰恰是较低的能量需求方面的优点。渗入纤维中的水只能够通过热能再被去除。因此，用于干燥纤维垫的热学干燥耗费与在造纸机的压榨部之后的传统地生产的纸幅的热学干燥耗费相当。而对于根据按照本发明的方法制造的纤维垫则降低了或者完全避免了热学干燥耗费，因为施加的水绝大部分只位于多条单纤维和/或纤维束的表面上。

在实际的设计方案中，以0.01ms以上、尤其是0.1ms以上、优选1ms以上的压榨时间压榨纤维垫。这有助于多条单纤维和/或纤维束在接触点处的相互键合。由此以显著的方式、尤其是通过构成氢键利用了多条单纤维和/或纤维束的附着性的结合能力。纤维垫的所产生的纤维网络由此具有高强度。

优选在施加步骤d)之后的最多20s之后、尤其是最多10s之后、优选最多5s之后跟随有强化步骤e)，或者说强化步骤e)优选在所述施加步骤d)完成后的最多20s之后、尤其是最多10s之后、优选最多5s之后进行。这防止了施加的水在强化步骤e)之前渗入多条单纤维和/或纤维束的内部中，由此降低或者甚至避免了用于纤维垫的热干燥的耗费。

在一种有利的设计方案中这样设计强化步骤e)，使得纤维垫在所述强化步骤之后具有50％以上、尤其是70％以上、优选80％以上、特别优选90％以上的干重含量。这例如可以通过在强化步骤中加热纤维垫进行影响。

在一种实际的情况中，以具有50％以上、尤其是70％以上并且优选80％以上的干重含量的纤维或者再循环利用物进行预处理步骤b)。所述再循环利用物在此尤其也可以是空气干燥的。

在成型步骤c)的一种可行的设计方案中产生多条单纤维和/或纤维束的非常疏松的稀松平纹结构。在此，在成型步骤c)中铺设具有12cm³/g以上、尤其是20cm³/g以上、优选25cm³/g以上的比体积的面状的纤维垫。这一方面有利于多条单纤维和/或纤维束在纤维垫的体积中的均匀分布，并且另一方面有利于施加的水的分布的作用和均匀性。由此能够在使用最少量的水的情况下实现具有均匀的强度分布的纤维垫。

在一种实际的情况中，在成型步骤c)之后可以对面状的纤维垫进行预压缩、尤其是预压缩至在成型步骤e)中铺设的纤维垫的比体积的50％以上、优选70％以上的值。或者换言之：这样实施压缩，使得所铺设的纤维垫在刚刚进行压缩之后的厚度是所铺设的纤维垫在成型步骤之后并且在压缩步骤之前的厚度的最少50％、优选最少70％。这改善了所铺设的纤维垫的稳定性。这特别适用于纤维垫的连续制造。由此使纤维垫相对于出现的空气流不敏感。

优选在施加步骤d)中以所铺设的纤维垫的质量的5％至50％之间、尤其是5％至40％之间、优选5％至30％之间的范围中的水量加载所铺设的纤维垫。也可以考虑的是5％至20％之间或者5％至10％之间的水量。这在能量方面产生有利的影响。

一种用于施加水的可行性在于，在施加步骤d)中，以水滴喷洒所铺设的纤维垫的上侧和/或下侧并且水滴优选具有直径小于或者等于3mm、尤其是小于或者等于2mm、优选小于或者等于1mm的液滴尺寸。这改善了对所铺设的纤维垫的多条单纤维和/或纤维束的表面的润湿的速度。

在施加步骤d)中优选借助能够在接触区域中与所铺设的纤维垫的上侧和/或下侧接触的施加元件施加水。

施加元件能够至少在接触区域中配设有多孔的、优选能压缩的用于存储和放出水的层。所述层例如可以设计为海绵。所述海绵可以施加在更硬的承载元件上。

在另一种设计方案中，施加元件至少在接触区域中配设有用于存储和放出水的结构化的表面。

也可行的是，施加元件由至少一个支承元件构成。

施加元件优选在连续的制造过程中设计为辊或者在非连续的制造过程中设计为冲头。

在一种实际的情况中，可以在施加步骤d)中以蒸汽加载所铺设的纤维垫的上侧和/或下侧。

蒸汽的温度优选这样与纤维垫的温度适配，使得所述蒸汽在接触到所铺设的纤维垫的上侧和/或下侧时凝结或者说冷凝。

在一种可行的扩展设计中，蒸汽这样被施放到纤维垫上，使得在所铺设的纤维垫的上侧和/或下侧上形成具有直径小于或者等于3mm、尤其是小于或者等于2mm、优选小于或者等于1mm的液滴尺寸的水滴。

水也可以以蒸汽的形式被施加在纤维垫的上侧和/或下侧上，所述蒸汽优选在处于所述纤维垫的温度以上的温度中饱和。

水也可以以优选在处于所述纤维垫的温度以上的温度中饱和的蒸汽的形式被施加，其中，所述蒸汽流动通过所述纤维垫。蒸汽优选在纤维垫的多条单纤维和/或纤维束上冷凝。由此能够使水非常均匀地分布在纤维垫中。

在一种有利的设计方案中，在强化步骤e)中这样构造至少一个支承元件，使得纤维垫全面地(或者说在整个面上)或者区域性地全面地被支承。通过全面或者区域性地全面的支承，在强化步骤中通过压榨加强了接触的纤维在接触点上的接触并且由此使强化得到改善。区域性地全面的支承在多个区域中产生了支承区域。所述支承例如在制造绵纸时产生有利的影响。纤维垫在支承区域中被压榨并且压实，从而在那里实现强化，而在支承区域之间不被或者较少地被压榨或者压实。在支承区域之间由此产生具有更大的比体积的区域。这些区域由于更高的吸水性和更高的蓬松性而在绵纸的使用中产生有利的影响。

至少一个支承元件在强化步骤e)中设计为可渗透的或者不可渗透的。

至少一个支承元件的接触面优选光滑地设计以用于平整或者说抛光或者设计具有用于结构化或者用于区域性地全面强化纤维垫的结构。所述结构在此在其尺寸、尤其是结构深度和结构顶端的距离上这样设计，使得纤维垫全面地被支承。因此避免纤维垫在结构顶端之间形成桥接。全面的支承使得在接触面的区域中均匀地形成强度。

为了使纤维垫升温，优选直接地或者间接地加热至少一个支承元件、优选加热至20℃至300℃之间的温度。由此可能需要多条单纤维和/或纤维束之间的附着性的键合并且可能影响纤维垫在强化步骤之后的干重含量。

在一种实际的变型实施方案中将至少一个支承元件设计为带。所述支承元件可以围绕一个或者多个辊导引。

设计为带的支承元件可以具有支承区域，从而区域性地全面地支承纤维垫。在此可以指的是设计为带的薄膜或者膜片。所述带在这个示例中是可渗透的并且在厚度方向上具有开口、孔或者类似结构。位于所述开口之间的区域表面构成支承区域。所述区域表面本身可以具有结构化。开口的直径可以处于0.1mm至不超过3mm之间的范围中。相邻的开口的距离优选处于0.3mm至3mm之间的范围中。

在一种有利的设计方案中，带的开口可以借助激光通过钻孔产生。这实现了较小开口的经济的制造。

在一种可行的扩展设计中，支承元件构造为带式压光机的带并且所述带的材料优选包括金属或者塑料或者复合材料。

此外可能有利的是，设计为带的支承元件配置有布置在远离纤维垫的一侧上的用于压榨所述纤维垫的压榨元件，其中，所述压榨元件可以设计为辊、靴式辊(Schuhwalze)或者带式压榨装置(Bandpresse)。

也可行的是，至少一个支承元件设计为用于压榨纤维垫的辊、例如压榨辊。辊表面可以设计为光滑的以用于抛光纤维垫或者设计具有用于使纤维垫结构化的结构。

优选地，在成型步骤c)中，在优选可渗透的成型带、尤其是在织造的成型带上形成纤维垫。成型带可以是透气的或者也可以是透水的。由此能够使纤维垫的搁放稳定化。成型带还可以这样设计，使得能够产生静电。这使多条单纤维和/或纤维束在成型带上的搁放稳定化。

在一种有利的变型实施方案中，成型带由支承元件构成。在此有利的是，在支承元件上执行强化步骤e)。这实现了以紧凑的并且成本低廉的构造方式进行处理。

在一种可行的扩展设计中，所铺设的纤维垫从可渗透的成型带转移至支承元件上。这既实现了使成型带的设计与成型步骤的特定要求协调适配，也实现了使支承元件的设计与强化步骤的特定要求协调适配。

支承元件可以带静电，以便尤其辅助纤维垫从成型带向支承元件的转运。

面状的纤维垫优选连续地制造。当纤维垫用作包装纸板时，该连续的制造过程是特别有利的。

然而也可以考虑的是，逐段地或者说逐件式地制造面状的纤维垫。在这种情况下，在非连续的过程中单独地制造的纤维垫件可以是最终产品或者可以被加工为最终产品。例如可以由多个单独件制造盒子。

在非连续的过程中，面状的纤维垫可以在用于制造三维的产品的立体的成型模具中成型。三维的产品可以是盒子、箱子等或者是所述盒子、箱子等的部分。

所述技术问题与本发明对应地还通过一种用于执行按照本发明的用于由含有纤维材料的再循环利用物制造纤维垫的方法的装置解决，所述纤维垫尤其适合用于制造包装纸板或者含有纤维材料的结构元件，所述再循环利用物包括波纹厚纸废料和/或纸板废料和/或废纸和/或来自造纸工业的纸废料或者纸板废料，所述装置具有用于在空气流中用极少水地将含有纤维材料的再循环利用物预处理为包括多条单纤维和/或纤维束的原料物的预处理设备；所述装置还具有干燥成型装置，其用于在空气流中将多条单纤维和/或纤维束成型为面状的纤维垫，其中，干燥成型装置面对以一定的速度循环运行的成型带布置并且包括独立的空间，所述空间具有用于使多条单纤维和/或纤维束在空气流中均匀分布的涡流元件，所述独立的空间朝向成型带开放，从而使多条单纤维和/或纤维束能够搁放在成型带上以形成纤维垫，其中，成型带是带静电的，其中，在形成纤维垫的区域中，成型带以一定的角斜向上地运行，以及所述装置具有用于将水施加在成型的纤维垫的纤维上的润湿装置并且具有用于强化成型的纤维垫强化装置，其中，所述纤维垫在强化装置中布置在两个分别具有朝向所述纤维垫的接触面的支承元件之间并且被压榨，并且强化装置这样设计，使得压榨时间少于1s、尤其是少于0.8s、优选少于0.5s，并且由此使施加的水向多条单纤维和/或纤维束中的渗入变得困难，其中，在成型之后，面状的纤维垫搁放在成型带上地被预压缩，其中，在施加步骤之后的最多20s跟随有所述强化步骤，其中，连续地制造面状的纤维垫，并且纤维垫被输入收卷装置。

本发明还涉及一种根据按照本发明的方法制造的纤维垫。

本发明也明确地包括没有通过由各个权利要求的明确的引用关系得出的特征组合给出的实施方式，因此只要在技术上是合理的，那么本发明的公开特征可以任意地相互组合。

附图说明

本发明的其它特征和优点由以下参照附图对优选的实施例的描述得出。

在附图中：

图1在简化的视图中示出了按照本发明的装置的第一种可行的实施方式；

图2在简化的视图中示出了按照本发明的装置的第二种可行的实施方式；

图3在简化的视图中示出了按照本发明的装置的另一可行的实施方式；

图4a在简化的视图中在横截面中示例性地示出了具有所施加的水的纤维垫；

图4b在简化的视图中在俯视图中示例性地示出了根据图4a的具有所施加的水的纤维垫；

图5a在简化的视图中示出了按照本发明的用于非连续的制造过程的装置的第一种可行的变型；

图5b在简化的视图中示出了按照本发明的用于非连续的制造过程的装置的第二种可行的变型；

具体实施方式

图1在简化的视图中示出了按照本发明的用于制造纤维垫10的装置1的第一种可行的实施方式。所准备的包含天然纤维的再循环利用物经由漏斗输入预处理设备2，所述再循环利用物例如可以选自纸浆材料、木浆、棉、一年生植物例如竹子、稻草、草、麻构成的组。再循环利用物处于空气干燥的状态中，这意味着，干重含量与环境气候条件相应地调节到了平衡值。然而也可以将再循环利用物略微润湿，从而使所述再循环利用物例如具有80％以上的范围内的干重含量。原则上可以在预处理设备2中的任何位置进行润湿。再循环利用物在该处被切碎，将杂质清除并且例如在高稠度磨浆机或者横流成纤机或者磨碎机中分解为多条单纤维和/或纤维束12。接着可以进行对多条单纤维和/或纤维束的组分的清洁。在该步骤中去除其它杂质。该预处理在空气流中进行，所述空气流承载多条单纤维和/或纤维束，实现在空间上的均匀分布并且转运所述多条单纤维和/或纤维束。接着在设计为旋风分离器(Zyklon)3的分离器中将仍包含在空气流中的杂质经由空气流3a转出。空气流的具有多条单纤维和/或纤维束的份额被输入干燥成型装置4中。所述干燥成型装置面对以一定的速度循环运行的、连续的可渗透的或者不可渗透的、能够设计为织造的筛网或者膜片的成型带5布置，并且包括独立的空间，所述空间具有用于使多条单纤维和/或纤维束在空气流中均匀分布的涡流元件。所述独立的空间朝向成型带5开放，从而使多条单纤维和/或纤维束能够搁放在成型带5上以形成纤维垫10。这样搁放所形成的纤维垫10，使得达到12cm³/g以上的非常高的比体积。在形成纤维垫10的区域中，成型带5在该示例中以一定的角斜向上地运行。在成型带5的与干燥成型装置4对置的一侧上可以在所述成型带5不可渗透的情况下布置在此未示出的、用于辅助形成纤维垫10的抽吸元件。为了进一步辅助纤维垫10的形成和转运，尤其是在成型带不可渗透的情况下，成型带5可以是带静电的。所搁放的纤维垫10在成型带5上卧式地导引向水平延伸的区段。在该区段中，润湿装置7a用于将水施加在成型的纤维垫10的多条单纤维和/或纤维束上。在该示例中，水通过喷嘴以小液滴13的形式施加在所铺设的纤维垫10的上侧上。由于液滴13应当是较小的，因此喷嘴设计为使得液滴13的直径小于或者等于3mm。施加的水量应当尽可能的小并且恰好足够用于激活多条单纤维和/或纤维束之间的附着性的键合潜力。原则上也能够以水蒸气的形式施加水，这样调节所述水蒸气的状态，使得所述水蒸气在接触到多条单纤维和/或纤维束时冷凝。水的施加量在该示例中介于所铺设的纤维垫10的质量的5％至20％之间。在润湿装置7a之后的一段距离处设置有强化装置8。所述距离在此这样选择，使得尽可能少的水能够渗入多条单纤维和/或纤维束的内部并且在所述多条单纤维和/或纤维束12的表面上可供键合使用。在施加水之后的最迟20s之后跟随有强化装置8。距离因此取决于沿着运行方向22循环运行的成型带5的速度。在强化装置8中，润湿的纤维垫10在支承元件9b和加热的支承元件9a之间被卧式地压榨并且加热，所述支承元件9b在该情况下是成型带5。支承元件9a由压榨辊15构成。也可行的是，支承元件9a设计为能被加热的压光辊。成型带5和支承元件9a分别具有接触面，所述接触面与纤维垫10直接接触。压榨时间在此小于1s然而大于0.01ms(毫秒)。在由压榨辊15和与所述压榨辊相对置的压榨元件14构成的压榨间隙中的压榨时间或者压榨时长能够通过压榨辊15和压榨元件14的造型来确定。因此压榨元件14和/或压榨辊15可以装备有硬的或者软的辊套，并且因此可以确定压榨间隙的长度并且由此也可以针对纤维垫10移动的特定速度确定压榨时间。另一种可行性在于，将压榨元件14设计为具有延长的压榨间隙的靴式辊或者带式压榨装置或者带式压光机。强化装置8这样构造和运行，使得强化的纤维垫的干重含量在强化装置8的端部大于80％。这降低或者避免了用于热干燥纤维垫10的耗费。在强化装置8之后，纤维垫10导引离开成型带5并且继续向收卷装置21导引。

图2在简化的视图中示出了按照本发明的装置1的第二种可行的实施方式。针对与图1中的元件对应的具有相同的附图标记的元件的描述参考图1中的描述。在该实施例中也将所准备的再循环利用物经由漏斗输入预处理设备2并且在那里预处理成多条单纤维和/或纤维束。接着将多条单纤维和/或纤维束在干燥成型装置4中搁放在成型带5的水平延伸的部分的上侧上。在干燥成型装置4之后，在润湿装置7a、7b之前通过压缩装置6将纤维垫10轻微地预压缩至所述纤维垫10在所述压缩装置6之前的比体积的70％。这意味着，在压缩装置6之后的纤维垫厚度11是在压缩装置6之前的纤维垫厚度11的70％。接着通过润湿装置7a、7b润湿纤维垫10的多条单纤维和/或纤维束12。在该示例中，纤维垫的多条单纤维和/或纤维束12在运行通过强化装置8之前先后相继地分别通过润湿装置7a、7b被润湿两次。第二润湿装置7b由设计为压榨辊15的支承元件9a和施水喷嘴(Wasserauftragsdüse)构成，其中，压榨辊15同时用作施加元件7d。两个润湿装置7a、7b可以两个都被使用。然而也可行的是，可以只设置两个润湿装置7a、7b的其中一个。压榨辊15的表面在接触区域中直接与纤维垫10接触并且具有用于容纳和存储水的结构或者多孔的层，水通过施水喷嘴或者在蒸汽的情况下通过蒸汽施加箱(Dampfauftragskasten)施加至表面上。压榨辊15与压榨元件14构成强化装置8的压榨间隙。在此在即将到达强化装置8之前将水施加在纤维垫的上侧上。在强化装置8之后，纤维垫10又被输入收卷装置。这样搁放所形成的纤维垫10，使得达到12cm³/g以上的非常高的比体积。水的施加量在该示例中介于所铺设的纤维垫10的质量的5％至20％之间。在润湿装置7a之后的一段距离处设置有强化装置8。所述距离在此这样选择，使得尽可能少的水能够渗入多条单纤维和/或纤维束的内部并且在所述多条单纤维和/或纤维束12的表面上可供键合使用。在施加水之后的最迟20s之后跟随有强化装置8。在强化装置8中的压榨时间在此小于1s然而大于0.01ms。

在图3的示例中，在简化的视图中示出了本发明的装置1的另一可行的实施方式，在所述实施方式中，强化装置8不是布置在成型带5上，而是布置在后置的设计为带的支承元件9a的区域中。多条单纤维和/或纤维束12又在成型带5上成型为疏松的具有纤维垫厚度11的纤维垫10并且可选地通过润湿装置7a润湿。接着纤维垫10被设计为带的支承元件9a从成型带5上取下。循环运行的、连续的带导引经过第一辊和第二辊，其中，所述第二辊用作强化装置8中的压榨元件14。所述压榨元件与设计为压榨辊的支承元件9b共同构成强化装置8的压榨间隙。支承元件9a、9b具有接触面，所述接触面与纤维垫10直接接触。在该示例中，两个接触面是不可渗透的并且这样实现，使得纤维垫10被全面支承。在强化装置8之前可以选择性地设置润湿装置7c，以便将水施加在纤维垫10的下侧上。在所述润湿装置之前又可以布置压缩装置6。所形成的纤维垫10这样搁放，使得达到12cm³/g以上的非常高的比体积。水的施加量在该示例中介于所铺设的纤维垫10的质量的5％至20％之间。在润湿装置7a之后的一段距离处设置有强化装置8。所述距离在此这样选择，使得尽可能少的水能够渗入多条单纤维和/或纤维束的内部并且在所述多条单纤维和/或纤维束12的表面上可供键合使用。在施加水之后的最迟20s之后跟随有强化装置8。在强化装置8中的压榨时间在此小于1s然而大于0.01ms。

图4a在简化的视图中在横截面中示例性地示出了具有所施加的水的纤维垫10。可以以液态的形式或者蒸汽的形式施加水，所述蒸汽在施加到纤维垫10上时冷凝。多条单纤维和/或纤维束12在干燥成型装置4中这样以疏松的稀松平纹结构成型为纤维垫10，使得多条单纤维和/或纤维束12之间的距离导致首先在纤维垫10的表面上形成水滴13。强化步骤则导致施加在纤维垫10的表面上的水分布在纤维垫厚度11上。

图4b在简化的视图中在俯视图中示例性地示出了具有所施加的水的纤维垫10。

图1至图3中的装置1适用于连续地制造连续的平坦的纤维垫10。

图5a在简化的视图中示出了按照本发明的用于非连续的制造过程的装置1的第一种可行的变型。面状的纤维垫10逐件式地制造为板状的产品20。这种产品20例如可以在进一步的加工步骤中加工为盒子或者箱子。在预处理设备2之后将多条单纤维和/或纤维束12输入干燥成型装置4中并且在对应配属于干燥成型装置4的成型模具17中铺设出一件纤维垫10。所述纤维垫接着由未示出的、单独的润湿装置润湿并且之后通过在其几何形状方面与成型模具17适配的冲头18通过压榨强化。冲头17在此也可以是被加热的。在图5a中所示的装置1中，冲头包括具有接触面的施加元件7d。所述施加元件作为多孔的、可压缩的层与冲头连接。在每个压榨过程之后都润湿所述施加元件。冲头18和成型模具17共同构成强化装置8并且施加元件7d和成型模具17作为支承元件9a、9b起作用。

图5b在简化的视图中示出了按照本发明的用于非连续的制造过程的装置1的第二种可行的变型。该装置示出了来自图5a中所示的装置的局部区域。与图5a不同的是，不是制造平面的产品，而是在步骤中制造三维的产品20。面状的纤维垫10在此在用于制造三维产品20的立体成型模具17中成型并且强化。成型模具17和冲头18在此与产品20的几何形状适配。三维的产品20可以是盒子、箱子等或者是所述盒子、箱子等的部分。

各个实施例的对应的元件在附图中配设有相同的附图标记。只要未另做说明并且不导致矛盾，那么这些元件的功能在各个单独的附图中彼此对应。因此舍弃重复的说明。还应指出的是，所示的实施例的不同的特征能够相互替换并且相互组合。因此本发明并不局限于所示的实施例的所示的特征组合。

附图标记列表

1 装置

2 预处理设备

3 旋风分离器

3a 空气

4 干燥成型装置

5 成型带

6 压缩装置

7a 润湿装置

7b 润湿装置

7c 润湿装置

7d 施加元件

8 强化装置

9a 支承元件

9b 支承元件

10 纤维垫

11 纤维垫厚度

12 多条单纤维和/或纤维束

13 水滴

14 压榨元件

15 压榨辊

16 转向辊

17 成型模具

18 冲头

20 产品

21 收卷装置

22 运行方向

Claims (38)

1.一种用于由含有纤维材料的再循环利用物制造纤维垫的方法，所述再循环利用物包括纸板废料和/或废纸，所述方法包括以下步骤：

a.收集并且准备含有纤维材料的再循环利用物；

b.在空气流中用极少水将含有纤维材料的再循环利用物预处理为包括多条单纤维和/或纤维束的原料物；

c.在空气流中通过干燥成型工艺将多条单纤维和/或纤维束(12)成型为面状的纤维垫(10)，其中，干燥成型装置面对以一定的速度循环运行的成型带布置并且包括独立的空间，所述空间具有用于使多条单纤维和/或纤维束在空气流中均匀分布的涡流元件，所述独立的空间朝向成型带开放，从而使多条单纤维和/或纤维束能够搁放在成型带上以形成纤维垫(10)，其中，成型带是带静电的，其中，在形成纤维垫(10)的区域中，成型带以一定的角斜向上地运行；

d.在成型的纤维垫(10)的纤维上施加水；

e.强化成型的纤维垫(10)；

其中，在强化步骤e)中，纤维垫(10)在两个分别具有朝向纤维垫(10)的接触面的支承元件(9a、9b)之间以小于1s的压榨时间被卧式地压榨，并且由此使施加的水向多条单纤维和/或纤维束中的渗入变得困难，

其中，在成型步骤c)之后，面状的纤维垫(10)搁放在成型带(5)上地被预压缩，

其中，在施加步骤d)之后的最多20s跟随有所述强化步骤e)，

其中，连续地制造面状的纤维垫(10)，并且

纤维垫(10)被输入收卷装置(21)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维垫适合用于制造包装纸板或者含有纤维材料的结构元件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在强化步骤e)中，纤维垫(10)在两个分别具有朝向纤维垫(10)的接触面的支承元件(9a、9b)之间以小于0.8s的压榨时间被卧式地压榨。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在强化步骤e)中，纤维垫(10)在两个分别具有朝向纤维垫(10)的接触面的支承元件(9a、9b)之间以小于0.5s的压榨时间被卧式地压榨。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再循环利用物包括波纹厚纸废料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再循环利用物包括来自造纸工业的纸废料或者纸板废料。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以大于0.01ms的压榨时间压榨所述纤维垫(10)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以大于0.1ms的压榨时间压榨所述纤维垫(10)。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以大于1ms的压榨时间压榨所述纤维垫(10)。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在施加步骤d)之后的最多10s之后跟随有所述强化步骤e)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在施加步骤d)之后的最多5s之后跟随有所述强化步骤e)。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，这样设计强化步骤e)，使得所述纤维垫(10)在所述强化步骤之后具有50％以上的干重含量。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，这样设计强化步骤e)，使得所述纤维垫(10)在所述强化步骤之后具有70％以上的干重含量。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，这样设计强化步骤e)，使得所述纤维垫(10)在所述强化步骤之后具有80％以上的干重含量。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，这样设计强化步骤e)，使得所述纤维垫(10)在所述强化步骤之后具有90％以上的干重含量。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以具有50％以上的干重含量的纤维进行预处理步骤b)。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，以具有70％以上的干重含量的纤维进行预处理步骤b)。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，以具有80％以上的干重含量的纤维进行预处理步骤b)。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成型步骤c)中，铺设具有12cm³/g以上的比体积的面状的纤维垫(10)。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在成型步骤c)中，铺设具有20cm³/g以上的比体积的面状的纤维垫(10)。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在成型步骤c)中，铺设具有25cm³/g以上的比体积的面状的纤维垫(10)。

22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成型步骤c)之后，对面状的纤维垫(10)进行预压缩。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，将面状的纤维垫(10)预压缩至在成型步骤e)中所铺设的纤维垫(10)的比体积的50％以上的值。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，将面状的纤维垫(10)预压缩至在成型步骤e)中所铺设的纤维垫(10)的比体积的70％以上的值。

25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在施加步骤d)中，以所铺设的纤维垫(10)的质量的5％至50％之间的范围中的水量加载所铺设的纤维垫(10)。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在施加步骤d)中，以所铺设的纤维垫(10)的质量的5％至40％之间的范围中的水量加载所铺设的纤维垫(10)。

27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在施加步骤d)中，以所铺设的纤维垫(10)的质量的5％至30％之间的范围中的水量加载所铺设的纤维垫(10)。

28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个支承元件在强化步骤e)中设计为，使得纤维垫(10)全面地或者区域性地被支承。

29.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个支承元件(9a、9b)在强化步骤e)中设计为能渗透的或者不能渗透的。

30.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个支承元件(9a、9b)的接触面光滑地设计以用于抛光或者设计具有用于使纤维垫(10)结构化的结构。

31.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，逐件式地制造面状的纤维垫(10)。

32.一种用于执行根据权利要求1所述的用于由含有纤维材料的再循环利用物制造纤维垫(10)的方法的装置，所述再循环利用物包括纸板废料和/或废纸，所述装置具有用于在空气流中用极少水将含有纤维材料的再循环利用物预处理为包括多条单纤维和/或纤维束(12)的原料物的预处理设备(2)；所述装置还具有用于在空气流中将多条单纤维和/或纤维束(12)成型为面状的纤维垫(10)的干燥成型装置(4)，其中，干燥成型装置面对以一定的速度循环运行的成型带布置并且包括独立的空间，所述空间具有用于使多条单纤维和/或纤维束在空气流中均匀分布的涡流元件，所述独立的空间朝向成型带开放，从而使多条单纤维和/或纤维束能够搁放在成型带上以形成纤维垫(10)，其中，成型带是带静电的，其中，在形成纤维垫(10)的区域中，成型带以一定的角斜向上地运行，以及所述装置具有用于将水施加在成型的纤维垫(10)的多条单纤维和/或纤维束(12)上的润湿装置并且具有用于强化成型的纤维垫(10)的强化装置(8)，其中，所述纤维垫(10)在强化装置(8)中布置在两个分别具有朝向所述纤维垫(10)的接触面的支承元件(9a、9b)之间并且被压榨，并且强化装置(8)设计为，使得压榨时间小于1s，并且由此使施加的水向多条单纤维和/或纤维束中的渗入变得困难，其中，在成型之后，面状的纤维垫(10)搁放在成型带(5)上地被预压缩，其中，在施加步骤之后的最多20s跟随有所述强化步骤，其中，连续地制造面状的纤维垫(10)，并且纤维垫(10)被输入收卷装置(21)。

33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述纤维垫适合用于制造包装纸板或者含有纤维材料的结构元件。

34.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，强化装置(8)设计为，使得压榨时间小于0.8s。

35.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，强化装置(8)设计为，使得压榨时间小于0.5s。

36.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述再循环利用物包括波纹厚纸废料。

37.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述再循环利用物包括来自造纸工业的纸废料或者纸板废料。

38.一种通过根据权利要求1所述的方法制造的纤维垫(10)。