EP3856974A1

EP3856974A1 - Maschine und verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn

Info

Publication number: EP3856974A1
Application number: EP19742196.9A
Authority: EP
Inventors: Isabel Prause; Jonas BERGSTRÖM; Roberto LORENZONI; Christian Schmid; Hubert Walkenhaus
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-08-04
Also published as: WO2020064166A1; CN112771227A; DE102018123899A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine (1) zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn (2), mit einem Formierbereich (3) und mit wenigstens einer nachfolgenden Pressvorrichtung (6), welche ein Presselement (7) und ein Gegenelement (8) mit geschlossener Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes (9) umfasst, und mit einem permeablen Band (4) mit einer eine Struktur (13) aufweisenden Bahnseite (5), welches zusammen mit der auf der Bahnseite (5) liegenden Faserstoffbahn (2) derart durch den Pressspalt (9) führbar ist, dass die Faserstoffbahn (2) am Ende des Pressspaltes (9) von der Bahnseite (5) des permeablen Bandes (4) getrennt wird und mit dem Gegenelement (8) weiterläuft. Die erfindungsgemäße Maschine (1) zeichnet sich dadurch aus, dass das permeable Band (4) als wasseraufnehmender Pressfilz (4) ausgeführt ist und auf der Bahnseite (5) Erhebungen (12) zur Erzeugung der Struktur (13) aufgebracht sind.

Description

Maschine und Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Die Erfindung betrifft Maschine zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn, insbesondere einer strukturierten Tissuebahn, mit einem Formierbereich und mit wenigstens einer nachfolgenden Pressvorrichtung, welche ein Presselement und ein Gegenelement mit geschlossener Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes umfasst, und mit einem permeablen Band mit einer eine Struktur aufweisenden Bahnseite, welches zusammen mit der auf der Bahnseite liegenden Faserstoffbahn derart durch den Pressspalt führbar ist, dass die Faserstoffbahn am Ende des Pressspaltes von der Bahnseite des permeablen Bandes getrennt wird und mit dem Gegenelement weiterläuft.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, sowie ein permeables Band, insbesondere zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn.

Maschinen der genannten Art sind bekannt. So beschreibt das Dokument EP3212843 Bl eine Vorrichtung zur Entwässerung und Bildung einer strukturierten Faserstoffbahn. Die Faserstoffbahn wird in einem Formierbereich auf einem strukturierten Trägerband gebildet und durch eine durch eine Bandpresse mit einem Pressband und einem Gegenelement gebildeten Presszone und weiter durch die Presszone an einem Yankee-Zylinder geführt. Das Gegenelement wird durch eine Blaswalze gebildet. Der durch sie erzeugte heiße Fluidstrom strömt zuerst durch das strukturierte Trägerband und anschließend durch die Faserstoffbahn und das Pressband der Bandpresse. Durch den Fluidstrom wird auch das strukturierte Trägerband getrocknet. Im Vergleich zu einem Filz auf der Seite des Gegenelements soll damit eine Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn in der nachfolgenden Presszone am Yankee-Zylinder vermieden werden.

Das Dokument EP2699728 Bl offenbart ebenfalls eine Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn. Die Faserstoffbahn wird in einem Formierbereich auf einem Filz oder strukturierten TAD -Sieb gebildet und durch eine durch eine Bandpresse, mit einem Pressband und einem Gegenelement, gebildeten Presszone und weiter durch die Presszone an einem Yankee -Zylinder geführt. Das Gegenelement wird durch eine Saugwalze gebildet. Der durch sie erzeugte heiße Fluidstrom strömt zuerst durch das Pressband und durch die Faserstoffbahn und anschließend durch den Filz bzw. durch das strukturierte TAD-Sieb. Wird ein Filz eingesetzt, so wird das Pressband strukturiert ausgeführt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn hinsichtlich des Energieverbrauchs, der Kosten und der Qualität der Faserstoffbahn zu verbessern. Darüber hinaus soll auch eine verbesserte Bespannung angegeben werden.

Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird eine Maschine zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn, insbesondere einer strukturierten Tissuebahn vorgeschlagen, mit einem Formierbereich und mit wenigstens einer nachfolgenden Pressvorrichtung, welche ein Presselement und ein Gegenelement mit geschlossener Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes umfasst, und mit einem permeablen Band mit einer eine Struktur aufweisenden Bahnseite, welches zusammen mit der auf der Bahnseite liegenden Faserstoffbahn derart durch den Pressspalt führbar ist, dass die Faserstoffbahn am Ende des Pressspaltes von der Bahnseite des permeablen Bandes getrennt wird und mit dem Gegenelement weiterläuft. Gemäß der Erfindung ist das permeable Band als wasseraufnehmender Pressfilz ausgeführt und auf dessen Bahnseite Erhebungen zur Erzeugung der Struktur aufgebracht sind.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass das im Pressspalt aus der Faserstoffbahn ausgepresste Wasser vom Filz aufgenommen werden kann. Gleichzeitig wird die durch die Struktur des wasseraufnehmenden Pressfilzes vorgegebene Struktur der Faserstoffbahn auch im Pressspalt bei einer geschlossenen Oberfläche des Gegenelements gegen Verdrücken geschützt und damit erhalten. In der Praxis wird ein möglichst hoher Trockengehalt vor der thermischen Trocknung auf dem Gegenelement aus energetischen Gründen und gleichzeitig ein hohes spezifisches Volumen der strukturierten Faserstoffbahn angestrebt. Die Erfindung ermöglicht dieses Ziel durch die unabhängige Dimensionierung der Struktur der Erhebungen einerseits und die Dimensionierung des Aufbaues des Pressfilzes andererseits auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu erreichen. Ein weiterer Vorteil liegt in der Flexibilität des Maschinenkonzepts bezüglich der Möglichkeit der Produktion von strukturierten Faserstoffbahnen und nicht strukturierten Faserstoffbahnen durch einfachen Umbau, das heißt Austausch des strukturierten Pressfilzes durch einen konventionellen, nicht strukturierenden Pressfilz für die Herstellung von Faserstoffbahnen mittlerer Qualität aber mit sehr hoher Produktionsrate.

Als wasseraufnehmenden Pressfilz kann ein üblicher Pressfilz verwendet werden.

Vorzugsweise weist der Pressfilz eine Bahnseite auf, welche ein Fasergelege aus insbesondere Kunststofffasern umfasst. Das Fasergelege kann mit einer, insbesondere gewobenen, Basisstruktur verbunden, beispielsweise vernadelt, sein.

Die geschlossene und vorzugsweise glatte Oberfläche des Gegenelements kann eine Beschichtung zur Verbesserung der Übergabe der Faserstoffbahn vom strukturierten Pressfilz auf die Oberfläche aufweisen.

Innerhalb des Pressspaltes wird die Faserstoffbahn im Bereich der aufgebrachten Erhebungen des Pressfilzes stärker gegen die geschlossene Oberfläche des Gegenelements gepresst, als im Bereich zwischen den Erhebungen. In den Bereichen der stärkeren Pressung der Faserstoffbahn wird die mechanische Festigkeit der Faserstoffbahn erhöht. Zwischen den Erhebungen entstehen dagegen Faserbereiche mit einem hohen spezifischen Volumen. Die Gebrauchseigenschaften der Faserstoffbahn, wie beispielsweise Wasseraufnahmevermögen und Wasseraufnahme geschwindigkeit werden so verbessert.

In einem praktischen Fall kann das Presselement durch eine einen Pressschuh umfassende Schuhpresseinheit gebildet sein. Diese umfasst auch einen umlaufenden Pressmantel, der mit dem wasseraufnehmenden, strukturierten Pressfilz in Kontakt kommt.

Vorzugsweise weist der Pressspalt eine Länge im Bereich von 50 bis 180 mm auf. Dies ermöglicht die Einstellung eines allmählichen Anstiegs des Pressdruckes in Maschinenlaufrichtung. Dadurch werden insbesondere bei Tissuepapieren Faltenbildung, Stauchungen und Zerdrücken, insbesondere der Faserbereiche mit einem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen, verhindert.

Ferner kann der Pressschuh um eine quer zur Maschinenlaufrichtung verlaufende Achse kippbar ausgeführt sein. Dies ermöglicht die Anpassung des Pressdruckverlaufes im Pressspalt in Maschinenlaufrichtung an die jeweilige Papiersorte.

Alternativ zur Schuhpresseinheit kann das Presselement auch durch eine Saugpresswalze oder einer Presswalze mit geschlossener Oberfläche gebildet sein.

In einer möglichen Ausgestaltung ist der zumindest einen Pressvorrichtung eine, eine Saugzone aufweisende, Saugumlenkwalze zur Umlenkung des Pressfilzes und der Faserstoffbahn vorgelagert. Dabei berührt die der Bahnseite gegenüberliegende Seite des Pressfilzes die Saugumlenkwalze. Diese kann durch ein Vakuumsystem besaugt werden, wodurch ein Fluidstrom, beispielsweise Luft, durch die Faserstoffbahn erzeugt wird. Dieser bewirkt ein leichtes Andrücken der Faserbereiche mit einem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen an den Pressfilz und somit eine Steigerung der Entwässerung und des Trockengehaltes der Faserstoffbahn. Neben der Erhöhung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn wird auch die Bahnführung insbesondere hinsichtlich der bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zunehmenden Fliehkräften verbessert. Dies wirkt sich insbesondere bei Flächengewichten der Faserstoffbahn von mehr als 35g/m² vorteilhaft aus.

Im Bereich der Saugzone der Saugumlenkwalze kann auch eine Vorrichtung, insbesondere eine Heißlufthaube und/ oder ein Dampfblaskasten mit oder ohne Profilierung der aufgebrachten Dampfmenge quer zur Maschinenlaufrichtung, zur Bereitstellung eines Fluid zur Durchströmung der Faserstoffbahn angeordnet sein. Das Fluid kann heiße Luft, insbesondere feuchte Luft, und/ oder Dampf umfassen. Dadurch wird die Faserstoffbahn aufgewärmt und somit die Entwässerung gefördert. Das Fluid kann aus Komponenten des Herstellungsprozesses, wie beispielsweise der Abluft einer dem Trockenzylinder zugeordneten Haube und/ oder der Abluft eines Gebläses (turbo blower) zur Vakuumerzeugung entnommen sein. Das Fluid kann auch eines Abhitzeverwertungskessels, beispielsweise zur Aufbereitung des Dampfkondensates des Trockenzylinders entnommen sein, bei dem wiederum die Abluft einer dem Trockenzylinder zugeordneten Haube als Energiequelle verwendet wird.

In einer weiter entwickelten möglichen Ausführung bildet die Saugumlenkwalze zusammen mit einem diese teilweise umschlingenden, permeablen und um Leitwalzen geführten Pressband eine Bandpresse mit einem weiteren Pressspalt. Die Bandspannung des Pressbandes kann dabei 10 kN/m bis 30kN/m betragen. Neben der Erhöhung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn wird auch die Bahnführung insbesondere hinsichtlich der bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zunehmenden Fliehkräften verbessert, da das Pressband die Bahn im Umschlingungsbereich der Saugumlenkwalze stützt. Dies wirkt sich insbesondere auch bei Flächengewichten der Faserstoffbahn von mehr als 35g/m² vorteilhaft aus. Dadurch lässt sich Produktion wesentlich steigern. Wird die Saugumlenkwalze durch ein Vakuumsystem besaugt, wodurch ein Fluidstrom, beispielsweise Luft, durch die Faserstoffbahn erzeugt wird, kann die Entwässerung weiter gesteigert werden, ohne dass die Qualität der Faserstoffbahn darunter leidet. Der Fluidstrom und der durch das Pressband der Bandpresse ausgeübte Pressdruck bewirken zusammen ein leichtes Andrücken der Faserbereiche mit dem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen an den Pressfilz und somit eine Steigerung der Entwässerung und des Trockengehaltes der Faserstoffbahn. Neben der Erhöhung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn wird auch die Bahnführung insbesondere hinsichtlich der bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zunehmenden Fliehkräften verbessert. Dies wirkt sich insbesondere bei Flächengewichten der Faserstoffbahn von mehr als 35g/m² vorteilhaft aus. Innerhalb der durch das Pressband gebildeten Schlaufe kann im Bereich der Saugzone der Saugumlenkwalze eine Vorrichtung, insbesondere eine Heißlufthaube und/ oder ein Dampfblaskasten mit oder ohne Profilierung der aufgebrachten Dampfmenge quer zur Maschinenlaufrichtung, zur Bereitstellung eines Fluid zur Durchströmung der Faserstoffbahn angeordnet sein. Das Fluid kann heiße Luft, insbesondere feuchte Luft, und/oder Dampf umfassen. Dadurch wird die Faserstoffbahn aufgewärmt und somit die Entwässerung gefördert. Das Fluid kann aus Komponenten des Herstellungsprozesses, wie beispielsweise der Abluft einer dem Trockenzylinder zugeordneten Haube und/ oder der Abluft eines Gebläses (turbo blower) zur Vakuumerzeugung entnommen sein. Das Fluid kann auch eines Abhitzeverwertungskessels, beispielsweise zur Aufbereitung des Dampfkondensates des Trockenzylinders entnommen sein, bei dem wiederum die Abluft einer dem Trockenzylinder zugeordneten Haube als Energiequelle verwendet wird.

Bei manchen Ausführungen kann im Endbereich des weiteren Pressspaltes ein weiteres Presselement zur Erhöhung des Pressdruckes vorgesehen sein, wobei das weitere Presselement vorzugsweise durch eine Leitwalze des Pressbandes gebildet ist. Die Leitwalze ist also gegen die Saugumlenkwalze andrückbar ausgeführt. Dies stellt eine kostengünstige Möglichkeit dar bei Bedarf den Pressdruck am Ende des weiteren Pressspaltes zu erhöhen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst der Formierbereich eine Formierwalze, wobei der wasseraufnehmende, strukturierte Pressfilz zusammen mit einem äußeren Band die Formierwalze zumindest teilweise gemeinsam, zur Bildung der Faserstoffbahn, umschlingen und dass die Faserstoffbahn auf der Bahnseite des Pressfilzes gebildet und zur Pressvorrichtung geführt wird. Die Bildung der Faserstoffbahn direkt auf der strukturierten Bahnseite des wasseraufnehmenden Pressfilzes erzeugt eine Faserstoffbahn mit räumlich angeordneten Fasern in der Struktur des Pressfilzes. Im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen, bei denen die Faserstoffbahn auf einem nicht strukturierten Formiersieb gebildet und anschließend durch ein strukturiertes Band eine Struktur eingeprägt wird, entsteht bei der strukturierten Formierung eine stabile Struktur der Faserstoffbahn, welche auch bei einer Befeuchtung bei der Benutzung der Faserstoffbahn nicht verloren geht. Dadurch dass das strukturierte Band als wasseraufnehmender Pressfilz ausgeführt ist, besteht ab der Formierung die Möglichkeit die Bahn weiter in den Pressfilz hinein zu entwässern.

Das Gegenelement kann vorzugsweise durch einen Trockenzylinder, insbesondere durch einen Yankee-Trockenzylinder gebildet sein. Für hohe Produktionsleistungen sind insbesondere Yankee-Trockenzylinder mit einem Durchmesser von bis zu über 6m vorteilhaft.

Die Erhebungen können auf die Bahnseite des wasseraufnehmenden Pressfilzes aufgedruckt sein und vorzugsweise mittels mindestens einer Düse und/ oder einem Siebdruckzylinder aufgebracht sein.

Die Erhebungen können beispielsweise mit einem additiven Herstellungsverfahren aufgebracht werden.

Das Material der Erhebungen, das heißt der Werkstoff aus dem die Erhebungen bestehen, ist Kunststoff und kann vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Silikone, Polyurethane, thermoplastisches Polyurethan (TPU), Gummi, Amide, Ester. In einem praktischen Fall kann die Kompressibilität der Erhebungen kleiner sein, als die Kompressibilität des Pressfilzes. Dies hat den Vorteil, dass die Bereiche der Faserstoffbahn mit einem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen vor Verdrücken geschützt sind.

Die Erhebungen bilden zur Bahnseite eine Kontaktfläche mit der sie mit der Bahnseite verbunden sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verteilung der Erhebungen, insbesondere der Kontaktflächen, regelmäßig, insbesondere punktförmig und/ oder linienförmig.

Es ist auch möglich, dass die Erhebungen in einem Muster angeordnet sind, das eine Kombination aus Grundmustern umfasst oder besteht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der lichte Abstand der Erhebungen zueinander in einem Bereich von 0,3 mm bis 4mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 2 mm.

Die lichten Abstände zwischen den Erhebungen können gleich oder verschieden sein.

Die Höhe der Erhebungen ist so zu bemessen, dass einerseits eine Strukturierung der Faserstoffbahn erreicht wird und andererseits noch eine Pressung der Faserstoffbahn im Pressspalt zur Erhöhung des Trockengehaltes möglich ist.

In einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung liegt die Höhe der Erhebungen im Bereich zwischen 0, 1 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0, 1 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0, 15 mm und 0,4 mm. Dadurch ergibt sich eine gute Festigkeit der Faserstoffbahn.

Die Höhen der Erhebungen können gleich oder verschieden sein. Die Erhebungen bilden zur Bahnseite eine Kontaktfläche. Der Flächenanteil der Kontaktfläche an der Gesamtfläche der Bahnseite ist vorzugsweise kleiner als 50%, insbesondere kleiner als 40%, vorzugsweise kleiner als 30% ist. _ Dadurch wird eine ausreichende Qualität der

Faserstoffbahn hinsichtlich des spezifischen Volumens erreicht. Gleichzeitig wird die Abfuhr des ausgepressten Wassers im Pressfilz dadurch erleichtert, dass nahezu die gesamte Pressfilzfläche durchströmt werden kann.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Flächenanteil der Kontaktfläche an der Gesamtfläche der Bahnseite größer als 10%, insbesondere größer als 15%, vorzugsweise größer als 20% ist. Dadurch wird eine ausreichende Entwässerungsleistung des Pressfilzes und eine gute Festigkeit der Faserstoffbahn gewährleitet.

Die Erfindung betrifft auch ein permeables Band zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn, insbesondere einer strukturierten Tissuebahn, mit einer mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommenden Bahnseite. Erfindungswesentlich ist dass das permeable Band als wasseraufnehmender Pressfilz ausgeführt ist und auf der Bahnseite Erhebungen zur Erzeugung einer Struktur aufgebracht sind.

Das Material der Erhebungen, das heißt der Werkstoff aus dem die Erhebungen bestehen, ist Kunststoff und kann vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Silikone, Polyurethane, thermoplastisches Polyurethan (TPU), Gummi, Amide, Ester.

In einem praktischen Fall kann die Kompressibilität der Erhebungen kleiner sein, als die Kompressibilität des Pressfilzes. Dies hat den Vorteil, dass die Bereiche der Faserstoffbahn mit einem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen vor Verdrücken geschützt sind.

In einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung liegt die Höhe der Erhebungen im Bereich_zwischen 0, 1 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0, 1 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0, 15 mm und 0,4 mm. Dadurch ergibt sich eine gute Festigkeit der Faserstoffbahn.

Die Erhebungen bilden zur Bahnseite eine Kontaktfläche. Der Flächenanteil der Kontaktfläche an der Gesamtfläche der Bahnseite ist vorzugsweise kleiner als 50%, insbesondere kleiner als 40%, vorzugsweise kleiner als 30% ist. _ Dadurch wird eine ausreichende Qualität der

Faserstoffbahn hinsichtlich des spezifischen erreicht.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Flächenanteil der Kontaktfläche an der Gesamtfläche der Bahnseite größer als 10%, insbesondere größer als 15%, vorzugsweise größer als 20% ist. Dadurch wird eine ausreichende Entwässerungsleistung des Pressfilzes und eine gute Festigkeit der Faserstoffbahn gewährleitet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch Verfahren gelöst. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn, insbesondere einer strukturierten Tissuebahn vorgeschlagen, bei dem die Faserstoffbahn in einem Formierbereich gebildet wird und in wenigstens einer nachfolgenden Pressvorrichtung, welche ein Presselement und ein Gegenelement mit geschlossener Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes umfasst, entwässert wird und zusammen mit einem permeablen Band mit einer eine Struktur aufweisenden Bahnseite, durch den Pressspalt geführt wird, und die Faserstoffbahn (2) am Ende des Pressspaltes von der Bahnseite des permeablen Bandes getrennt wird und mit dem Gegenelement weitergeführt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das permeable Band als wasseraufnehmender Pressfilz ausgeführt wird und auf der Bahnseite Erhebungen zur Erzeugung der Struktur aufgebracht werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Es zeigen

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn in schematischer Darstellung ;

Figur 2 in Draufsicht eine erste Ausführungsform eines als ein

wasseraufnehmender strukturierter Pressfilz ausgeführtes wasseraufnehmendes Band der erfindungsgemäßen Maschine in schematischer Darstellung;

Figur 3 in Draufsicht eine zweite Ausführungsform eines als ein

wasseraufnehmender strukturierter Pressfilz ausgeführtes wasseraufnehmendes Band der erfindungsgemäßen Maschine in schematischer Darstellung; Figur 4 die zweite Ausführungsform des wasseraufnehmendes Band im Querschnitt in schematischer Darstellung;

Figur 5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn in schematischer Darstellung;

Figur 6 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn in schematischer Darstellung;

Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 in schematischer Darstellung. Sie umfasst einen Formierbereich 3, und eine nachfolgende Pressvorrichtung 6, welche ein Presselement 7 und ein Gegenelement 8 mit geschlossener Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes 9 umfasst.

Im Formierbereich 3 ist eine Formierwalze 26 vorgesehen, welche von einem wasseraufnehmenden, strukturierten Pressfilz 4 zusammen mit einem äußeren Band 27 teilweise, zur Bildung der Faserstoffbahn, umschlungen wird. Ein Stoffauflauf 28 spritzt eine Faserstoffsuspension in den durch den wasseraufnehmenden, strukturierten Pressfilz 4 und dem äußeren Band 27 gebildeten Einlaufzwickel. Im Bereich der Umschlingung wird die Faserstoffbahn 2 auf der Bahnseite 5 des Pressfilzes 4 durch Entwässerung der Faserstoffsuspension gebildet und in Maschinenlaufrichtung 31 zur Pressvorrichtung 6 geführt. Auf diesem Weg kann eine Saugeinrichtung innerhalb der Schleife des Pressfilzes 4 angeordnet sein. Gegenüber der Saugeinrichtung kann optional eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Fluid zur Durchströmung der Faserstoffbahn 2 vorgesehen sein. Die Bildung der Faserstoffbahn 2 direkt auf der strukturierten Bahnseite 5 des wasseraufnehmenden Pressfilzes 4 erzeugt eine Faserstoffbahn 2 mit räumlich angeordneten Fasern in der Struktur des Pressfilzes 4. Der Pressfilz 4 wird zusammen mit der Faserstoffbahn 2 durch den Pressspalt 9 geführt und am Ende voneinander getrennt, so dass die Faserstoffbahn 2 mit dem Gegenelement 8, das in diesem Beispiel als dampfbeheizter Yankee- Trockenzylinder ausgeführt ist, weiterläuft und thermisch über Kontakttrocknung und im Bereich einer Haube 30 durch eine Prallströmung mit heißer Luft getrocknet wird. Anschließend wird die Faserstoffbahn 2 beispielsweise durch einen Kreppschaber von der Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 8 abgenommen und zur nächsten Sektion geführt. Das Presselement 7 ist in diesem Fall durch eine Schuhpresseinheit 10 mit einem gegen das Gegenelement 8 pressbaren Pressschuh 1 1 ausgeführt. Als Presselement 7 kann jedoch nach Bedarf auch eine Saugpresswalze oder eine Presswalze mit geschlossener Oberfläche eingesetzt werden.

In der Figur 2 ist eine erste Ausführungsform eines als ein wasseraufnehmender, strukturierter Pressfilz 4 ausgeführtes wasseraufnehmendes Band 4 der erfindungsgemäßen Maschine 1 in schematischer Darstellung in der Draufsicht gezeigt. Die Erhebungen 12 sind auf der Bahnseite 5 als Muster 14 angeordnet, das sich wiederum aus der Kombination von mehreren Grundmustern 15 zusammensetzt. Das Grundmuster 15 umfasst in diesem Beispiel punktförmige und linienförmige Erhebungen 12. Die lichten Abstände 16 der Erhebungen sind voneinander verschieden. Die Erhebungen 12 bilden die Struktur 13 zur Strukturierung der Faserstoffbahn 2.

In der Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform eines als ein wasseraufnehmender, strukturierter Pressfilz 4 ausgeführtes wasseraufnehmendes Band 4 der erfindungsgemäßen Maschine 1 in schematischer Darstellung in der Draufsicht gezeigt. Die Erhebungen 12 sind auf der Bahnseite 5 als Muster 14 angeordnet. Das Muster 14 umfasst in diesem Beispiel punktförmige Erhebungen 12. Die lichten Abstände 16 der Erhebungen sind gleich. Die Erhebungen 12 bilden die Struktur 13 zur Strukturierung der Faserstoffbahn 2.

Die Figur 4 zeigt die zweite Ausführungsform des wasseraufnehmenden Bandes 4 im Querschnitt in schematischer Darstellung. Die Bahnseite 5 bildende Schicht des Pressfilzes 4 umfasst ein Fasergelege aus Kunststoffasern, das mit einer darunter liegenden Schicht verbunden, insbesondere vernadelt ist. Die auf die Bahnseite 4 aufgebrachten Erhebungen 12 weisen alle im Wesentlichen die gleiche Höhe 17 auf. Die Erhebungen 12 bilden die Struktur 13, zur Strukturierung der Faserstoffbahn 2. In dieser Darstellung ist die räumliche Eigenschaft der Struktur zu erkennen.

In den Figuren 5 und 6 sind eine zweite und eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn in schematischer Darstellung dargestellt. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.

Die in der Figur 5 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich durch eine Saugumlenkwalze 19 die innerhalb der durch den Pressfilz 4 gebildeten Schlaufe vor der Pressvorrichtung 6 angeordnet ist. Das Presselement 7 ist als Saugpresswalze 18 ausgeführt. Es kann jedoch auch als Schuhpresseinheit ausgeführt sein. Die Saugumlenkwalze 19 weist im Bereich der Umschlingung durch den Pressfilz 4 eine Saugzone 20 auf. Dabei berührt die der Bahnseite 4 gegenüberliegenden Seite des Pressfilzes die Saugumlenkwalze 19. Diese kann durch ein Vakuumsystem besaugt werden, wodurch ein Fluidstrom, beispielsweise Luft, durch die Faserstoffbahn 2 erzeugt wird. Dieser bewirkt ein leichtes Andrücken der Faserbereiche mit einem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen 12 an den Pressfilz 4 und somit eine Steigerung der Entwässerung und des Trockengehaltes der Faserstoffbahn 2. Neben der Erhöhung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn 2 wird auch die Bahnführung insbesondere hinsichtlich der bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zunehmenden Fliehkräften verbessert. Dies wirkt sich insbesondere bei Flächengewichten der Faserstoffbahn von mehr als 35g/m² vorteilhaft aus. Im Bereich der Saugzone 20 der Saugumlenkwalze 19 kann auch eine, hier nicht dargestellte, Vorrichtung, insbesondere eine Heißlufthaube und/ oder ein Dampfblaskasten mit oder ohne Profilierung der aufgebrachten Dampfmenge quer zur Maschinenlaufrichtung 31 , zur Bereitstellung eines Fluid zur Durchströmung der Faserstoffbahn 2 angeordnet sein. Das Fluid kann heiße Luft, insbesondere feuchte Luft, und/ oder Dampf umfassen. Dadurch wird die Faserstoffbahn aufgewärmt und somit die Entwässerung gefördert.

Die in der Figur 6 gezeigte dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nach Figur 5 dadurch, dass die Saugumlenkwalze 19 zusammen mit einem diese teilweise umschlingenden, permeablen und um Leitwalzen 22 geführten Pressband 21 eine Bandpresse 23 mit einem weiteren Pressspalt 24 bildet. Die Bandspannung des Pressbandes 21 kann dabei 10 kN/m bis 30kN/m betragen. Neben der Erhöhung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn 2 wird auch die Bahnführung insbesondere hinsichtlich der bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zunehmenden Fliehkräften verbessert, da das Pressband 21 die Faserstoffbahn 2 im Umschlingungsbereich der Saugumlenkwalze 19 stützt. Dies wirkt sich insbesondere auch bei hohen Flächengewichten der Faserstoffbahn 2 von mehr als 35g/m² vorteilhaft aus. Dadurch lässt sich Produktion wesentlich steigern. Das Pressband 21 wird im Bereich der Saugzone 20 der Saugumlenkwalze 19 von der Faserstoffbahn 2 weggeführt. Somit wird ein Mitlaufen der Faserstoffbahn 2 mit dem Pressband 21 am Ende des weiteren Pressspaltes 24 verhindert. Wird die Saugumlenkwalze 19 durch ein Vakuumsystem besaugt, wodurch ein Fluidstrom, beispielsweise Luft, durch die Faserstoffbahn erzeugt wird, kann die Entwässerung weiter gesteigert werden, ohne dass die Qualität der Faserstoffbahn 2 darunter leidet. Der Fluidstrom und der durch das Pressband 21 der Bandpresse 23 ausgeübte Pressdruck bewirken zusammen ein leichtes Andrücken der Faserbereiche mit dem hohen spezifischen Volumen zwischen den Erhebungen an den Pressfilz und somit eine Steigerung der Entwässerung und des Trockengehaltes der Faserstoffbahn 2. Neben der Erhöhung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn 2 wird auch die Bahnführung insbesondere hinsichtlich der bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zunehmenden Fliehkräften verbessert. Dies wirkt sich ebenfalls bei hohen Flächengewichten der Faserstoffbahn 2 von mehr als 35g/m² vorteilhaft aus. Innerhalb der durch das Pressband 21 gebildeten Schlaufe kann im Bereich der Saugzone 20 der Saugumlenkwalze 19 eine Vorrichtung, hier nicht dargestellt, insbesondere eine Heißlufthaube und/ oder ein Dampfblaskasten mit oder ohne Profilierung der aufgebrachten Dampfmenge quer zur Maschinenlaufrichtung 31 , zur Bereitstellung eines Fluid zur Durchströmung der Faserstoffbahn 2 angeordnet sein. Das Fluid kann heiße Luft, insbesondere feuchte Luft, und/ oder Dampf umfassen. Dadurch wird die Faserstoffbahn aufgewärmt und somit die Entwässerung gefördert. In dieser Ausführung ist es möglich, den Pressdruck in dem weiteren Pressspalt 24 örtlich durch das Anpressen der Leitwalze 22 am Ende des weiteren Pressspaltes 24 zu Erhöhen. Somit lässt sich kostengünstig die Entwässerung bei Bedarf steigern.

Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Bezugszeichenliste Maschine

Faserstoffbahn

Formierbereich

permeables Band, Pressfilz

Bahnseite

Pressvorrichtung

Presselement

Gegenelement, Trockenzylinder

Pressspalt

Schuhpresseinheit

Pressschuh

Erhebungen

Struktur

Muster

Grundmuster

lichter Abstand

Höhe

Saugpresswalze

Saugumlenkwalze

Saugzone

Pressband

Leitwalze

Bandpresse

weiterer Pressspalt

weiteres Presselement

Formierwalze

äußeres Band

Stoffauflauf

Haube

Maschinenlaufrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Maschine (1) zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn (2), insbesondere einer strukturierten Tissuebahn,mit einem

Formierbereich (3) und mit wenigstens einer nachfolgenden

Pressvorrichtung (6), welche ein Presselement (7) und ein

Gegenelement (8) mit geschlossener Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes (9) umfasst, und mit einem permeablen Band (4) mit einer eine Struktur (13) aufweisenden Bahnseite (5), welches zusammen mit der auf der Bahnseite (5) liegenden Faserstoffbahn (2) derart durch den Pressspalt (9) führbar ist, dass die

Faserstoffbahn (2) am Ende des Pressspaltes (9) von der Bahnseite (5) des permeablen Bandes (4) getrennt wird und mit dem

Gegenelement (8) weiterläuft,

dadurch gekennzeichnet, dass

das permeable Band (4) als wasseraufnehmender Pressfilz (4) ausgeführt ist und auf der Bahnseite (5) Erhebungen (12) zur Erzeugung der Struktur (13) aufgebracht sind.

2. Maschine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Presselement (7) durch eine einen Pressschuh (1 1) umfassende Schuhpresseinheit (10) gebildet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Pressspalt (9) eine Länge im Bereich von 50 bis 180 mm aufweist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

der zumindest einen Pressvorrichtung (6) eine, eine Saugzone (20) aufweisende, Saugumlenkwalze (19) zur Umlenkung des Pressfilzes (4) und der Faserstoffbahn (2) vorgelagert ist und dass die der Bahnseite (5) gegenüberliegenden Seite des Pressfilzes (4) die Saugumlenkwalze (19) berührt.

5. Maschine nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Saugumlenkwalze (19) zusammen mit einem diese teilweise umschlingenden permeablen und um Leitwalzen (22) geführten Pressband (21) eine Bandpresse (23) mit einem weiteren Pressspalt (24) bildet und dass vorzugsweise im Endbereich des weiteren Pressspaltes (24) ein weiteres Presselement (25) zur Erhöhung des Pressdruckes vorgesehen ist, wobei das weitere Presselement (25) vorzugsweise durch eine Leitwalze (22) des Pressbandes (21) gebildet ist..

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass,

der Formierbereich (3) eine Formierwalze (26) umfasst, und der wasseraufnehmende Pressfilz (4) zusammen mit einem äußeren Band (27) die Formierwalze (26) zumindest teilweise gemeinsam, zur Bildung der Faserstoffbahn (2), umschlingen und dass die Faserstoffbahn (2) auf der Bahnseite (5) des Pressfilzes (4) gebildet und zur Pressvorrichtung (6) geführt wird.

7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gegenelement (8) durch einen Trockenzylinder, insbesondere durch einen Yankee-Trockenzylinder gebildet ist.

8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kompressibilität der Erhebungen (12) kleiner ist, als die

Kompressibilität des Pressfilzes (4).

9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Verteilung der Erhebungen (12) regelmäßig, insbesondere punktförmig und/ oder linienförmig ist.

10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Erhebungen (12) in einem Muster (14) angeordnet sind, das eine Kombination aus Grundmustern ( 15) umfasst oder besteht.

1 1. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,,

dadurch gekennzeichnet, dass

der lichte Abstand (16) der Erhebungen (12) zueinander in einem Bereich von 0,3 mm bis 4 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 2 mm beträgt.

12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Höhe (17) der Erhebungen (12) im Bereich zwischen 0, 1 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0, 1 mm und 1 , vorzugsweise zwischen 0, 15 mm und 0,4 mm beträgt.

13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Erhebungen (12) zur Bahnseite (5) eine Kontaktfläche bilden und der Flächenanteil der Kontaktfläche an der Gesamtfläche der Bahnseite (5) kleiner als 50%, insbesondere kleiner als 40%, vorzugsweise kleiner als 30% ist und/ oder die Erhebungen (12) zur Bahnseite (5) eine Kontaktfläche bilden und der Flächenanteil der Kontaktfläche an der Gesamtfläche der Bahnseite (5) größer als 10%, insbesondere größer als 15%, vorzugsweise größer als 20% ist.

14. Permeables Band (4) zur Verwendung in einer Maschine zur

Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn (2), insbesondere einer strukturierten Tissuebahn und insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer mit der Faserstoffbahn (2) in Kontakt kommenden Bahnseite (5),

dadurch gekennzeichnet, dass

das permeable Band (4) als wasseraufnehmender Pressfilz (4) ausgeführt ist und auf der Bahnseite (5) Erhebungen (12) zur Erzeugung einer Struktur (13) aufgebracht sind.

15. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn (2), insbesondere einer strukturierten Tissuebahn, bei dem die

Faserstoffbahn (2) in einem Formierbereich (3) gebildet wird und in wenigstens einer nachfolgenden Pressvorrichtung (6), welche ein Presselement (7) und ein Gegenelement (8) mit geschlossener

Oberfläche zur Bildung eines Pressspaltes (9) umfasst, entwässert wird und zusammen mit einem permeablen Band (4) mit einer eine Struktur (13) aufweisenden Bahnseite (5), durch den Pressspalt (9) geführt wird, und die Faserstoffbahn (2) am Ende des Pressspaltes (9) von der Bahnseite (5) des permeablen Bandes (4) getrennt wird und mit dem Gegenelement (8) weitergeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

das permeable Band (4) als wasseraufnehmender Pressfilz (4) ausgeführt wird und auf der Bahnseite (5) Erhebungen (12) zur Erzeugung der Struktur (13) aufgebracht werden.