DE69531256T2

DE69531256T2 - Verfahren und system zur herstellung von breiten, luftgelegten papierbahnen enthaltend ein absorbierendes pulver

Info

Publication number: DE69531256T2
Application number: DE69531256T
Authority: DE
Inventors: Harly John MOSGAARD CHRISTENSEN
Original assignee: Scan-Web I/S
Current assignee: Scan-Web I/S
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2015-09-07
Also published as: DE69531256D1; JPH10507234A; WO1996007792A1; JP3616395B2; ATE244784T1; EP0793752A1; MX9701709A; FI970950A; ES2202370T3; AU3342195A; DK0793752T3; PT793752E; CA2199358A1; CA2199358C; US5885516A; FI970950A0; EP0793752B1; FI108805B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Produktion von luftgelegten Papierbahnen, die ein stark flüssigkeitabsorbierendes Pulver enthalten. Das Grundmaterial in solchen Bahnen ist Zellulosefasern, wenn auch normalerweise mit einem gewissen Gehalt an wärmeaktivierten Synthesefasern zum Verbinden der ausgelegten Bahn, und es ist bekannt, dass so ein Fasermaterial außerdem stark absorbierende Fasern enthalten kann, die gleichmäßig in der Bahn verteilt sind.
Insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen ist es jedoch wünschenswert, statt der absorbierenden Fasern das genannte Pulver zu verwenden, das auch als SAP bekannt ist, jedoch ist es viel schwieriger, eine angemessen homogene Mischung des SAP im Bahnmaterial zu erreichen.
Es ist bekannt, dass man bei verschiedenen Legetechniken nach dem Stand der Technik ein absorbierendes Bahnmaterial auf einem bewegten Sieb erzeugen kann, das einen ersten Verteilerkopf passiert, um eine untere Bahnschicht auf dem Sieb auszulegen, dann einen Pulverspender passiert, der eine SAP-Schicht auf der unteren Bahnschicht auslegt, und dann einen weiteren Verteilerkopf passiert, der arbeitet, um eine obere Deckbahnschicht auszulegen. Die SRP-Partikel werden jedoch nicht wirklich in das Bahnmaterial eingebunden, das während der weiteren Verarbeitung stark staubt, und auch die fertigen absorbierenden Produkte zeigen starke Tendenzen zu Abblätterung.
Vor diesem Hintergrund ist es außerdem bekannt, dass man sich statt dessen bemühen sollte, das SAP-Material in das Faserma terial zu mischen, und zu diesem Zweck war es eine natürliche Maßnahme, das Pulver dem Strom des mit Luft flüssig gemachten Fasermaterials zuzusetzen, das dem Verteilerkopf zugeführt wird, normalerweise aus einer Hammermühle, in der ein trockenes Zellstoffmaterial desintegriert wird. Dies kann aufgrund von starker Turbulenz in der Luft zu einer wirksamen Beimischung führen, jedoch musste man dennoch eine merkliche Inhomogenität im Endprodukt akzeptieren, alles in Übereinstimmung mit der angewandten Luftlegetechnik. Bei einer konzentrierten Zufuhr des Faser-/SAP-/Luftstroms hinab in einen Verteilerkopf mit einer Einrichtung zum Rühren und Verteilen des Materials über einen Klassierungsfilter über dem Formsieb findet man daher möglicherweise eine höhere SAP-Konzentration unterhalb der Stromzufuhrfläche als am Umfang; im Bahnprodukt führt dies zur Ausbildung von Streifen mit voneinander verschiedenen SAP-Konzentrationen, und wenn das SAP so hoch dosiert wird, dass in den peripheren Bereichen eine gewünschte Konzentration erhalten wird, kann es Staubbildung aus der oder den konzentrierteren Zonen geben, die störend und verlustbringend ist, und auch aus anderen Gründen kann eine höhere Konzentration direkt unerwünscht sein.
Davon ausgehend basiert die Erfindung auf einer anderen Luftlegetechnik als oben angegeben, nämlich von dem in der EP-B-0 032 722 offenbarten Typ. Dies ist eine Technik, die von Experten als stark charakteristisch für den vorliegenden Anmelder anerkannt wird. Sie ist vorteilhaft infolge hoher Produktionskapazität und Gleichmäßigkeit der ausgebildeten Bahn, jedoch wurde festgestellt, dass es Probleme gibt, eine homogene Beimischung des absorbierenden Pulvers im auf dem Produktionssieb ausgelegten Fasermaterial zu erreichen.
Die betreffende Technik ist besonders relevant für die Pro duktion von relativ großen Bahnbreiten, z. B. im Bereich von 50 bis 300 cm, so dass man zur Produktion von schmaleren absorbierenden Bauschprodukten derzeit die Bahn in Streifen schneidet, was so eine Produktion wirtschaftlicher macht als die Ausbildung von einzelnen Bahnen mit der oder den verlangten Breiten. Es ist aber dann kritisch, ein hohes Maß an Gleichmäßigkeit der SRP-Verteilung quer über die Breite der Bahn zu erhalten, da die Streifen andernfalls ungleichförmig werden.
Die erörterte Technik basiert darauf, dass die mit Luft flüssig gemachten Fasern in einen Luftstrom in einem perforierten, rotierenden Trommelrohr quer über das Formsieb und durch ein anderes, entsprechendes Trommelrohr wieder zurück bewegt werden, wodurch dieser Satz Trommelrohre einen Formkopf bildet, aus dem die Fasern in einen Raum ausgebracht werden, in oder durch den, wie üblich, durch die Wirkung eines Sauggebläses, das mit einem Saugkasten unterhalb des durchlöcherten Siebes verbunden ist, ein Luftstrom nach unten gezogen wird. Der somit die Trommelrohre verlassende Faserstrom hat dann eine gewisse Bewegungskomponente quer zur Siebrichtung, da aber der Faserstrom in zwei entgegengesetzten Richtungen quer über das Sieb geleitet wird, wird die resultierende Faserbahn entlang ihrer beiden Seitenränder noch mit ausreichender und gleichförmiger Schichtdicke aufgebaut.
Mit geeigneten Einstellungen gilt dies für das Fasermaterial, aber nicht für das SAP-Material, das durch die jeweiligen quer verlaufenden und vertikalen Luftströme ganz anders beeinflusst werden kann. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei einer einfachen Beimischung des SAP zum Fasermaterial das Pulver mit einer anderen Verteilungscharakteristik als diejenige des Fasermaterials auf dem Sieb abgelagert wird, wodurch es sehr schwierig oder unmöglich ist, die Verteilung so einzustellen, dass ein perfektes Resultat erzielt wird, welches eine gleichmäßig verteilte Faserbahn mit gleichmäßiger Beimischung des SAP-Pulvers ist. Eines davon kann optimiert werden, jedoch nicht das andere.
Durch die Produktion von schmalen Bahnen ist es bekannt, das SAP-Material durch Einspritzung in den Faserraum im Formkopf zuzusetzen, siehe z. B. US-A 4 927 582 und EP-A-520 798, jedoch sind in solchem Zusammenhang die Bedingungen weniger kritisch, da die Materialzufuhr vorher über einen merklichen Teil der Breite der Bahn verteilt wird und es folglich weniger wichtig ist, ob entlang der Seitenränder der einzelnen Bahnstücke verminderte SAP-Beimischung stattfindet.
Das betrachtete Problem tritt bei allen Legetechniken für breite Bahnen auf, so dass die Erfindung nicht auf die erörterte spezielle Legetechnik für die Faserbahn beschränkt ist.
Vor diesem Hintergrund musste man bei den verschiedenen Luftlegetechniken aufgrund des Umstandes, dass die relevanten Luftströme die Fasern und das Pulver nicht auf genau die gleiche Weise beeinflussen, Kompromisse akzeptieren.
Bei der Erfindung, wie in den Ansprüchen 1 und 3 definiert, wurde erkannt, dass dieses Bild, für eine Beimischung des Pulvers in einem mittleren Stadium der Faserverteilung zu sorgen, d. h. nach einer anfänglichen Verteilung, aber bevor sie beendet wird, geändert und verbessert werden kann, wenn man sich Mühe gibt, das Pulver getrennt über mindestens einen wesentlichen Teil der Breite der Bahn einzuführen, genau wie in Zusammenhang mit dem ersten erwähnten Verfahren, eine mittlere Schicht des SAP-Materials aufzubringen.
Hierdurch wird erreicht, dass das SAP-Pulver durch den Einfluss der anfänglichen Verteilung auf das Fasermaterial nicht merklich beeinflusst wird, wodurch die Faserverteilung kontrolliert werden kann, um ein gleichförmiges Verteilungsprofil ohne besondere Beachtung der Beimischung des SAP-Materials zu erreichen, wobei die Letztere mit einer zwangsweise breiten Verteilung in einem so späten Stadium stattfinden kann, dass das Pulver gerade noch Zeit hat, vollständig mit den Fasern vermischt zu werden, während diese dem Formsieb endgültig zugeführt werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass echtes und laufendes Mischen des Pulvers in das Fasermaterial auftritt und dass die Beimischung über die ganze Breite der Bahn gleichförmig sein kann.
Es kann natürlich einen gewissen Kompromissbereich geben, in dem das SAP-Material, alles in Übereinstimmung mit den detaillierten Umständen, früher oder später im Verlauf der Zufuhr der Fasern zugesetzt werden kann und entsprechend der Zufuhr des SAP mehr oder weniger gleichförmig über die Bahnbreite sein kann, wenn eine gewisse Inhomogenität akzeptabel ist. Bei solchen niedrigeren Qualitätsanforderungen bleibt die Erfindung vorteilhaft verwendbar, da die SAP-Zufuhr dann besonders leicht zu kontrollieren ist.
Um die besseren Qualitäten zu erzielen, sollte man normalerweise wählen, das SAP in einem so späten Stadium des Prozesses zuzusetzen, dass nicht mehr viel Turbulenz in der Luft übrig ist, die die Fasern in Richtung auf die Bahn bringt, und es kann daher günstig sein, das SAP durch eine Einrichtung zuzuführen, die betreibbar ist, das SAP aktiv auszustreuen, so dass die Materialien noch kurz vor der Zufuhr zum Formsieb intensiv zusammengemischt werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der:
1 eine Perspektivansicht eines Trockenformsystems mit einer Einrichtung zum konventionellen Zuführen von SAP-Material ist,
2 eine Längsschnittansicht davon ist,
3 eine Perspektivansicht eines bevorzugten Trockenformsystems gemäß der Erfindung ist,
4 eine Schnittansicht davon ist, und
5 bis 7 Schnittansichten sind, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
1 und 2 zeigen ein Trockenformsystem sehr schematisch. Das System umfasst ein perforiertes Formsieb 2 mit einer darauf montierten Formkopfausrüstung, hier als zwei Formköpfe 4 und 6 gezeigt, die jeweils einen Strom von durch Luft verflüssigtem Fasermaterial durch Zufuhrkanäle 8 empfangen. Es ist gezeigt, dass dieses Material von einer Hammermühle 10 empfangen wird, die momentan mit einer Bahn 12 aus Zellstoffmaterial gespeist wird, das in der Hammermühle zerfasert wird. Unterhalb des Siebes 2 ist ein Saugkasten 14 montiert, aus dem Luft durch das Sieb nach unten gesaugt wird, so dass das innerhalb der Formköpfe über die Breite des Siebes verteilte Fasermaterial zur Ausbildung einer mehr oder weniger gleichmäßigen, leichten Bahnschicht 16 auf dem Sieb nach unten gesaugt wird.
Wie erwähnt, kann man eine Eingliederung von stark absorbierendem Pulver (SAP) im Endprodukt erreichen, indem das Pulver einem Luft-/Faserstrom zugeführt wird, der einem Formkopf zugeführt wird, z. B. indem es durch ein Rohr 18, wie in 1 in gestrichelten Linien gezeigt, oder unter Verwendung eines Pulverspenders 20 zugeführt wird, aus dem das Pulver über die gesamte Breite der vom Formkopf 4 zugeführten Bahn 16 zerstäubt wird, wonach der andere Formkopf 6 eine Deckbahn 22 auf die Pulverschicht legt. Jedoch sind es diese zwei Verfahren, die durch die vorliegende Erfindung verbessert werden sollen.
Die detaillierteren Experimente mit der Erfindung wurden in einem Trockenformsystem vom Typ "Dan-Web" gemacht, das z. B. in Übereinstimmung mit der EP-B-0 032 722 darin charakteristisch ist, dass der Formkopf 4, wie in 3 gezeigt, einen äußeren Kasten 30 mit einander gegenüberliegenden schmalen Giebelteilen 32 aufweist, zwischen denen zwei parallele, perforierte Trommelrohre 34 und 36 angeordnet sind, die an ihren Enden durch Rohrkrümmungen 38 miteinander verbunden sind, die an einem oder beiden Enden des Kastens 30 mit einem Zufuhrrohr 40 verbunden sind, das dem Zufuhrrohr 8 von der Hammermühle 10 in 1 bis 3 entspricht.
Im Betrieb wird der Faserstrom somit einem oder beiden der Trommelrohre 34, 36 zugeführt und in dem System 34, 36, 38 zirkulieren gelassen. Die Trommelrohre 34 und 36 sind perforiert und werden gedreht, und wie in 8 gezeigt, sind sie bevorzugt mit inneren Nadelzylindern 42 versehen, die mit hoher Drehzahl gedreht werden, wodurch die Fasern mit hoher Kapazität und mit hoher Gleichmäßigkeit von den Trommelrohren auf das Sieb 2 entladen werden können; durch die Faserquerbewegung in jedem der Trommelrohre kann eine gewisse Ungleichmäßigkeit auftreten, diese wird aber durch eine entgegengesetzte Ungleichmäßigkeit durch die Bewegung durch das andere Trommelrohr beseitigt. Somit sind die zwei Trommelrohre ein Paar Trommeln, die einen einzelnen Formkopf bilden.
In Übereinstimmung mit der Erfindung und wie in 4 gezeigt, kann ein Pulverspender 20 mit einem Ablasskanal 28 zwischen den zwei Trommelrohren 34 und 36 montiert sein. Wie gezeigt, kann der Kanal mit einem unteren, vertikal verschiebbaren Mündungsteil 44 versehen sein, wodurch das Niveau der Auslassmündung 20 eingestellt werden kann.
Bereits hierdurch kann das SAP-Pulver auf eine solche Weise zugeführt werden, dass es durch die vorhandene Turbulenz wirkungsvoll mit den Fasern vermischt werden kann, bevor die Fasern auf dem Sieb 2 abgelagert werden, in Übereinstimmung mit der Erfindung ist es jedoch noch besser, eine Einrichtung zum aktiven Ausstreuen des Pulvers aus der Auslassmündung 20 zu verwenden.
Somit kann, wie in 5 gezeigt, ein rotierender Bürstenzylinder 46 entlang der Mündung 20 montiert sein, zum Ausstreuen des Pulvers.
Eine andere Möglichkeit ist in 6 gezeigt, in der ein perforiertes Rohr 48 für unter Druck stehende Luft unter dem Auslassschlitz des Pulverspenders montiert ist, um das Pulver in der Querrichtung dieses Rohres auszustreuen und somit vor dem endgültigen Ablass auf das Sieb 2 eine gute Beimischung des Pulvers zum Fasermaterial zu erzeugen.
In 7 ist gezeigt, dass man ein ähnliches Resultat mittels eines Paares Stabelektroden 50 erzielen kann, die unter der Mündung 20 montiert sind, wiederum zum Ausstreuen des Pulvers.

Claims

Verfahren zur Herstellung von luftgelegten Papierbahnen mit einer Breite von mehr als 30 cm und mit einem Gehalt an stark absorbierendem Pulvermaterial, so genanntem SAP, wodurch die Papierbahn auf einem durchlöcherten Sieb ausgebildet wird, während ein mit Luft flüssig gemachter Strom Zellulosefasern aus einer darüber liegenden Verteilereinheit, die zwei Rohre aufweist, nach unten gegen dieses Sieb geleitet wird, unterstützt durch eine aktive Saugwirkung an der Unterseite des Siebes, wobei die somit auf dem bewegten Sieb ausgebildete Faserbahn nachfolgend durch Zusatz eines Bindemittels von außen oder durch Aktivierung eines anfänglich beigemischten Bindemittels stabilisiert wird, typischerweise durch Erwärmen zur Aktivierung von beigemischten wärmeaktivierten Bindefasern nach dem Zusatz des absorbierenden Pulvermaterials zu der Bahn, wobei der mit Luft flüssig gemachte Faserstrom ausgebildet und in den Formkopf eingeleitet wird und wobei das absorbierende Pulvermaterial dem mit Luft flüssig gemachten Faserstrom in dem Formkopf vor dem endgültigen Ablagern der Fasern auf dem Formsieb zugesetzt wird, wobei die Pulverzufuhr mit einem Ablasskanal eingerichtet ist, der zwischen den zwei Trommelrohren montiert ist und der mit einem unteren, vertikal verschiebbaren Mündungsteil versehen ist, wodurch das Niveau der Auslassmündung einstellbar ist, wodurch das Pulver zwangsweise über die gesamte effektive Breite des Formkopfes oder über partielle Breiteabschnitte davon verteilt wird, wodurch das Pulver weiterhin vollständig innerhalb des Fasermaterials auf dem Formsieb verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Pulver durch einen Schlitz abgelassen wird, der einen Kanal ausbildet, an dessen unterem Ende eine Einrichtung zum aktiven Erzeugen von kontrolliertem Ausstreuen des Pulvers angeordnet ist.
System zum Erzeugen einer luftgelegten Papierbahn durch das Verfahren nach Anspruch 1, mit einem Formkopf, der zwei Trommelrohre aufweist und betreibbar ist, einen mit Luft flüssig gemachten Faserstrom über einem bewegten Formsieb mit einer Breite des Formsiebes von mindestens 30 cm auszustreuen, wobei eine Saugkammer unterhalb des Formsiebes vorgesehen ist, wobei der Formkopf mit einem inneren Ablasskanal versehen ist, um dem Bereich gerade über der Formzone Pulver zuzuführen, welcher Kanal zwischen den zwei Trommelrohren montiert ist und mit einem unteren, vertikal verschiebbaren Mündungsteil versehen ist, wodurch das Niveau der Auslassmündung einstellbar ist, wobei dieser Ablasskanal Auslassmündungsbereiche aufweist, die über der gesamten Breite oder über partiellen Breiteabschnitten des Formkopfes liegen.