EP4367322B1 - Herstellungsverfahren für airlaid-produkte - Google Patents

Herstellungsverfahren für airlaid-produkte

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EP4367322B1
EP4367322B1 EP22738484.9A EP22738484A EP4367322B1 EP 4367322 B1 EP4367322 B1 EP 4367322B1 EP 22738484 A EP22738484 A EP 22738484A EP 4367322 B1 EP4367322 B1 EP 4367322B1
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EP
European Patent Office
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shredded
fed
defibrated
shredding
buffer
Prior art date
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EP22738484.9A
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English (en)
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EP4367322C0 (de
EP4367322A1 (de
Inventor
Thomas EHL
Jonas BERGSTRÖM
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP4367322B1 publication Critical patent/EP4367322B1/de
Publication of EP4367322C0 publication Critical patent/EP4367322C0/de
Active legal-status Critical Current
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    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/06—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by dry methods
    • D21B1/066—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by dry methods the raw material being pulp sheets
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section

Definitions

  • fluff pulp is used.
  • the fluff pulp material is delivered in rolls, with a fluff pulp web wound into a roll possessing not only a defined thickness and width, but also other well-defined properties that enable smooth further processing.
  • fluff pulp typically exhibits a high degree of purity, a uniform density of, for example, less than 0.65 g/ cm3 , and a uniform moisture content. It can be easily defibrated in a dry state.
  • Fluff pulp material in rolls is characterized by good runnability, low shredding energy requirements, and a low knot content.
  • the fluff pulp material used is usually already processed according to the desired material properties and has a desired fiber composition, for example a certain long and short fiber proportion.
  • the roll material In the production of nonwoven products and dry-laid products from fluff pulp material, the roll material is usually unwound at a defined web speed, dry defibration (defibration) and then a nonwoven or dry-laid machine (manufacturing machine) Any further processing of the fluff pulp material beyond defibration is unnecessary, as the roll material used already has the properties required for further processing.
  • a characteristic of the known manufacturing process is that when the fluff pulp material is unwound from the material roll at a constant web speed, a continuous, in particular temporally constant, mass flow of pulp material is generated due to the well-defined properties of the fluff pulp web, which is also continuously fed to the manufacturing machine. The mass flow is adjusted via the web speed during the unwinding of the fluff pulp material.
  • the basis weight of the nonwoven or dry-laid product is also adjusted via the mass flow of the material fed to the manufacturing machine.
  • pulp bales or pulp materials in general that are not supplied as rolls with defined dimensions and a defined density cannot be directly processed into the required continuous mass flow of defibrated pulp material.
  • further processing steps are necessary, e.g. cleaning and/or screening, which can also disrupt a continuous flow of defibrated pulp material.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 16.
  • the starting material is reduced to a comminuted material in at least one reduction line by means of at least one reduction device, and the comminuted material is fed to at least one material buffer.
  • the comminuted material is removed in a metered manner by means of at least one metering device and fed to at least one processing line with at least one defibration system, in which the comminuted material is defibrated to a defibrated material.
  • the defibrated material is fed to a production machine and processed into an airlaid product or a nonwoven fabric.
  • the at least one metering device is controlled such that a continuous mass flow of defibrated material is fed to the production machine.
  • a device for producing an airlaid product or a nonwoven fabric from at least one starting material, in particular from a cellulose material in the form of a bundle, such as a cellulose bale comprises at least one comminution line with at least one comminution device for comminuting the at least one starting material into at least one comminuted material. Furthermore, the device comprises at least one material buffer for receiving a comminuted material assigned to the material buffer, wherein the at least one material buffer in each case has at least a controllable dosing device for the dosed removal of the respectively assigned shredded material from the at least one material buffer and for feeding the at least one shredded material to at least one processing line.
  • the at least one processing line comprises at least one defibration system designed to defibrate the at least one shredded material into at least one defibrated material.
  • the device further comprises a manufacturing machine for producing an airlaid product or a nonwoven fabric from the at least one defibrated material, wherein a control unit is provided which is designed and configured to control the at least one dosing device such that a continuous mass flow of defibrated material is fed to the manufacturing machine.
  • a manufacturing method according to the invention can be carried out using the device according to the invention.
  • a starting material prior to fiberization, is first reduced to a comminuted material by means of a comminution device in a first process step and then introduced into a material buffer, for example, a bunker, in which the comminuted material is temporarily stored. From the material buffer, the comminuted material is fed to the fiberization and production machine in a second process step.
  • a material buffer for example, a bunker
  • the first process step preceding the defibration, from the comminution of the starting material to the feeding of the shredded material to the material buffer, makes the inventive manufacturing process for nonwovens or airlaid products independent of the use of cost-intensive fluff pulp material in roll form and instead allows the use of starting materials in any commercially available containers.
  • pulp bales can be used.
  • this also allows energy to be saved, since the low density of fluff pulp material
  • the production of this pulp requires a higher proportion of thermal drying compared to conventional pulp material such as pulp bales.
  • the pulp bales used are composed of several individual, stable, compacted pulp material sheets, which are stacked and bundled into a single bale. These pulp bales differ from the commonly used cotton bales in that they fall apart very easily and require only a small fraction of the fiberization.
  • the cellulose material boards used typically have a basis weight of greater than or equal to 400 g/m 3 , in particular greater than or equal to 600 g/m 2 , preferably less than or equal to 1200 g/m 3 .
  • the boards are very stable and require shredding equipment adapted to these properties.
  • the process and device can be used not only for pulp materials, but generally for any raw material that can be dry-fibered, regardless of the packaging form.
  • the raw material can be introduced into the process or device in loose, slightly compressed, or even in roll form.
  • waste paper and/or production waste can be processed in the described manner.
  • the starting material is reduced to a comminuted material with a certain maximum piece size, which is in particular stackable and meterable and is stacked in a material buffer or temporarily stored in another form.
  • the material buffer for example a bunker, is advantageously designed or dimensioned such that the process steps preceding the stacking or temporary storage of the comminuted material can be carried out independently of the process steps following the stacking or temporary storage of the comminuted material. This enables batch operation in the comminution line or in the first process section, in which, in particular, a supply of comminuted material is created in the material buffer.
  • the shredded material is defibred and fed to the typically continuously operating production machine.
  • a continuous, in particular temporally constant, mass flow of shredded material is therefore required to obtain a uniform airlaid product or a uniform nonwoven fabric.
  • the provision of a continuous mass flow of shredded material is made possible by metering the discharge of the shredded material from the at least one material buffer by means of the at least one metering device, in particular in a controlled or regulated manner.
  • the at least one metering device can specifically feed a defined amount of shredded material to a processing line per unit of time.
  • all steps of the process for producing a nonwoven or airlaid product are carried out on a continuous production line. All components of a device for producing an airlaid product or a nonwoven can thus be combined in a common production line. In this case, the transport of intermediate material products away from the continuous production line or the production of additional intermediate products on further processing lines located outside the continuous production line is not provided.
  • the dosing device can be controlled, in particular by the control unit, based on a characteristic parameter of the mass flow of shredded material detected by a sensor system.
  • the mass flow of shredded material is particularly relevant with regard to the airlaid material or nonwoven fabric being produced, since it directly corresponds to the amount of material fed to the production machine and to be processed therein.
  • the at least one processing line in or downstream of the shredding system can have a sensor device which determines the mass flow of the shredded material before it is fed to the production machine, in particular optically. Based on the determined mass flow of shredded material, the amount of shredded material discharged from the material buffer by the dosing device can be adjusted in order to generate the desired mass flow of shredded material.
  • the dosing device is controlled, in particular by the control device, on the basis of a characteristic parameter of the produced airlaid product or nonwoven fabric, which parameter is detected by a sensor system, in particular wherein the parameter is a basis weight.
  • the amount of comminuted material discharged is directly based on a property of the manufactured airlaid product or nonwoven fabric, thereby improving its quality or homogeneity in a targeted manner.
  • the dosing device can also be controlled in such a way that a continuous mass flow of shredded material is fed to a processing line assigned to the dosing device. If, with this approach and the design of the production plant, it can be assumed that the continuous mass flow fed to the processing line also leads – almost "automatically" – to a continuous mass flow for the production machine, additional complex sensor or control technology may be dispensed with, since only appropriate control of the dosing device is required.
  • the shredded material can be removed in a metered manner from a material buffer assigned to the at least two dosing devices by means of at least two dosing devices and fed to at least two processing lines, each with a defibration system, in which the shredded material is defibrated into the defibrated material.
  • Each of the at least two dosing devices can be assigned to one of the at least two processing lines.
  • the defibrated material from the at least two processing lines can be fed to the same production machine and processed therein into a, in particular multi-layer, airlaid product or nonwoven fabric.
  • more than two dosing devices can also be assigned to a material buffer, with each dosing device of the material buffer being provided for feeding a processing line.
  • a processing line can, for example, be used to process the material of a product layer for an airlaid product or a nonwoven fabric to be produced.
  • At least two dosing devices of a material buffer can be controlled independently of one another.
  • at least two different processing lines, each assigned to one of the at least two dosing devices can be independently supplied with defined quantities of shredded material from the material buffer, in particular with different quantities.
  • different product layers of an airlaid product or nonwoven fabric can be produced in this way.
  • At least two different starting materials in particular pulp materials, can be used in the process and/or device.
  • long-fiber pulp, short-fiber pulp, scrap material, and/or other starting materials can be used.
  • the at least two different starting materials can be introduced into the process or device in separate, material-specific containers or in containers already containing a material mixture.
  • the at least two different starting materials are comminuted by means of the same comminution line or comminution device, in particular separately, into at least two different comminuted materials.
  • the comminution of the at least two different starting materials can, for example, be carried out successively by means of the same comminution device.
  • any number of shredding lines comprising a shredding device, any number of material buffers, and any number of processing lines with fiberization systems can be combined independently of one another to create a desired device or production line.
  • This provides an extremely flexible manufacturing process that can be adapted to numerous product requirements. can be configured according to the required production volume, the pulp material used, and the capacity of the individual machines. If a multi-layer product is manufactured, the flexibility of the process also allows for different material compositions for the individual product layers.
  • the at least one shredded material is sorted with respect to a characteristic parameter, in particular by means of a sieve and/or a cyclone separator.
  • the at least one shredded material can be sorted with respect to a characteristic parameter, in particular by means of a sieve and/or a cyclone separator.
  • the characteristic parameter can be, for example, a piece size of the shredded or shredded material, with material that exceeds a maximum piece size being sorted out and, if necessary, fed back into the shredding or shredding process. This ensures a high level of homogeneity of the shredded and/or shredded material, which has a positive effect on the subsequent process steps and ultimately on the quality of the manufactured nonwoven fabric or airlaid product.
  • the at least one shredded material is cleaned, in particular by means of a cyclone separator and/or a magnetic separator.
  • the at least one shredded The material is cleaned, particularly by means of a cyclone separator and/or a magnetic separator. This allows impurities, such as metallic foreign matter, and/or heavy particles to be removed from the shredded and/or defibrated material to be obtained in order to obtain a clean and homogeneous shredded and/or defibrated material.
  • a material buffer is arranged downstream of a pulp material comminution device and upstream of a fiberization system in such a way that buffering upstream of the fiberization system and continuous operation of the fiberization system, preferably a hammer mill, is enabled.
  • This is advantageous for the service life of the fiberization systems used, preferably hammer mills, which experience less wear with continuous feeding, and also for continuous quality, since differences in the first and last fiberized pulp materials can occur during discontinuous operation.
  • the cellulose material used has a basis weight of greater than or equal to 400 g/m 3 , in particular greater than or equal to 600 g/m 2 , preferably less than or equal to 1200 g/m 3 .
  • the necessary quantities of starting material can thus be stored in a space-saving manner.
  • the high basis weight also places special demands on the shredding equipment used.
  • the manufacturing machine of an airlaid product or a nonwoven fabric is a paper and/or tissue machine.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a device 10 according to the prior art for producing an airlaid product or a nonwoven fabric 16 from fluff pulp material, which is provided in the form of a fluff pulp material web 14 wound into a material roll 12.
  • the fluff pulp material is unwound from the material roll 12 at a defined web speed and fed to a processing line 11 with a defibrillation system 18, in which the fluff pulp material web 14 is defibrated.
  • the defibrated pulp material is then fed to a production machine 20, in which an airlaid product or a nonwoven fabric 16 is manufactured therefrom.
  • unwinding the fluff pulp material web 14 from the material roll 12 at a defined web speed provides a continuous material flow with a constant mass flow of fluff pulp material in the device 10, which is fed to the continuously operating production machine 20.
  • the mass flow of defibrated pulp material can be detected between the defibration system 18 and the production machine 20 by means of a sensor device 22. If the detected mass flow deviates from a target mass flow, the mass flow can be adjusted to the target mass flow by adjusting the web speed during the unwinding of the fluff pulp material web 14 from the material roll 12 (control 24).
  • the device 10 requires the use of fluff pulp material webs 14, 32 in the form of defined unwindable material rolls 12, 30, since this is the only way to ensure that a continuous mass flow of fluff pulp material is fed to the production machine 20.
  • Fig. 2 All parts or components of the device 40 are arranged in a continuous, common production line in which a method for producing an airlaid product or nonwoven fabric 16 can be carried out.
  • a method for producing an airlaid product or nonwoven fabric 16 can be carried out.
  • the basic functioning of the device 40 and a manufacturing method that can be carried out with the device 40 will be explained first based on the basic device components and method steps.
  • the processing line 56 comprises a fiberizing system 58, by means of which the shredded material is fiberized into a fiberized material.
  • the resulting fiberized material is then fed to a production machine 60 of the device 40, in which an airlaid product or nonwoven fabric 16 is produced from it.
  • the fiberizing system 58 can be fed using a conveyor belt, a screw conveyor, or with the aid of an air stream.
  • the shredded material is fed by the controllable dosing device 54 directly into a channel assigned to the processing line 56 and fed to the fiberizing system 58 by means of an air stream generated by a transport fan.
  • the material buffer 50 and the fiberizing system 58 can be positioned spatially independently of one another and flexibly connected via the channel of the processing line 56.
  • a change in the dosage of the shredded material fed to the processing line 56, made by the dosing device 54 becomes effective with very little time delay in the defibration system 58 and thus ultimately also in the manufacturing machine 60 due to the high transport speed of the air flow, so that a particularly direct control of the production process is possible, which ultimately has a positive effect on the quality of the airlaid product or nonwoven fabric 16 produced.
  • the second hammer mill can have narrower and more tightly fitting hammers than the first hammer mill and remove any knots present in the material fiberized by the first hammer mill, which ultimately has a positive effect on the quality of the produced airlaid product or nonwoven fabric 16.
  • the dry-fibered pulp material is then fed to the production machine 60, for example, via a duct system connected to the fiberization system 58 by means of an air flow generated by a transport fan.
  • the production machine 60 can be a conventional continuously operating production machine 60, so that a continuous mass flow of fiberized material must be fed to it in order to obtain a uniform airlaid product or a uniform nonwoven fabric 16.
  • the metering device 54 is controlled such that a continuous mass flow of fiberized material is fed to the production machine 60.
  • the device 40 has a control unit 62, which is designed and configured to control the controllable metering device 54 accordingly.
  • the dosing device 54 can be controlled based on a characteristic parameter of the manufactured airlaid product or nonwoven fabric 16, for example, based on an actual basis weight of the airlaid product or nonwoven fabric 16, detected by suitable sensors. If the actually detected basis weight deviates from a target basis weight, the dosing device is controlled or adjusted accordingly in order to supply the processing line with an adjusted amount of shredded material and thus achieve the target basis weight.
  • the dosing device 54 can be controlled such that a continuous and, in particular, constant, i.e., temporally unchanged, mass flow of shredded material is supplied to the processing line 56.
  • the comminution line 46 can comprise a cleaning device 66, which is arranged downstream of the comminution device 48 and, for example, in a channel system for transporting the comminuted material.
  • the cleaning device 66 can comprise a magnetic separator that frees the comminuted material of metallic foreign matter.
  • the cleaning device 66 can be followed by a sorting device 68, which, for example, comprises a cyclone separator that removes heavy particles before the comminuted, cleaned, and sorted material is fed to the material buffer 50.
  • a cleaning device 70 and/or a sorting device 72 can be arranged in the processing line 56 behind the defibration system 58 in order to To clean the shredded material of foreign and impurities and to sort it, for example, according to its size.
  • a magnetic separator, a cyclone separator, and/or a sieve separator can be used for this purpose.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes aus einem Ausgangsmaterial, insbesondere aus einem Zellstoffmaterial in Form eines Gebindes, wie beispielsweise einem Zellstoffballen.
  • Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus EP 3 450 125 A1 und US 2003/089478 A1 .
  • Typischerweise wird dabei Flusen-Zellstoffmaterial, bekannt als Fluff Pulp, eingesetzt. Das Flusen-Zellstoffmaterial wird als Rollenware angeliefert, wobei eine zu einer Rolle gewickelte Flusen-Zellstoffbahn nicht nur eine definierte Dicke und eine definierte Breite, sondern weitere wohldefinierte Eigenschaften besitzt, die eine reibungslose Weiterverarbeitung ermöglichen. So weist der Flusen-Zellstoff üblicherweise einen hohen Reinheitsgrad, eine gleichmäßige Dichte von z.B. weniger als 0,65 g/cm3 sowie einen gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt auf und lässt sich sehr gut in trockenem Zustand zerfasern, auch defibrieren genannt. Dies ist besonders relevant, da die Herstellung von Vliesen und trockengelegten Produkten, insbesondere von luftgelegten oder sogenannten Airlaid-Produkten, für gewöhnlich ohne Zugabe von Wasser oder anderen Lösungsmitteln, d.h. "trocken" erfolgt. Flusen-Zellstoffmaterial als Rollenware zeichnet sich durch eine gute Laufeigenschaft, eine geringe benötigte Zerkleinerungsenergie und einen geringen Knotengehalt aus. Das eingesetzte Flusen-Zellstoffmaterial ist gewöhnlich bereits entsprechend gewünschter Materialeigenschaften aufbereitet und hat eine gewünschte Faserzusammensetzung, beispielsweise einen bestimmten Lang- und Kurzfaseranteil.
  • Bei der Herstellung von Vliesprodukten und trockengelegten Produkten aus Flusen-Zellstoffmaterial wird die Rollenware gewöhnlich mit einer definierten Bahngeschwindigkeit abgewickelt, der trockenen Zerfaserung (Defibrierung) und anschließend einer Vlies- oder Trockenlegemaschine (Herstellungsmaschine) zugeführt. Eine über die Zerfaserung hinausgehende Aufbereitung des Flusen-Zellstoffmaterials entfällt, da bereits die eingesetzte Rollenware die hinsichtlich der Weiterverarbeitung erforderlichen Eigenschaften aufweist. Charakteristisch für das bekannte Herstellungsverfahren ist, dass bei der Abwicklung des Flusen-Zellstoffmaterials von der Materialrolle mit einer konstanten Bahngeschwindigkeit aufgrund der wohldefinierten Eigenschaften der Flusen-Zellstoffbahn ein kontinuierlicher, insbesondere zeitlich konstanter, Massestrom an Zellstoffmaterial erzeugt wird, welcher ebenso kontinuierlich der Herstellungsmaschine zugeführt wird. Der Massestrom wird dabei über die Bahngeschwindigkeit bei der Abwicklung des Flusen-Zellstoffmaterials eingestellt. Letztlich erfolgt auch die Einstellung eines Flächengewichts des Vlies- oder trockengelegten Produkts über den Massestrom des der Herstellungsmaschine zugeführten Materials.
  • Diese besonderen Anforderungen bekannter Herstellungsverfahren und - vorrichtungen für Airlaid-Produkte oder Vliesstoffe an das Ausgangsmaterial machen den Einsatz herkömmlicher Zellstoffmaterialien in handelsüblichen Gebinden, wie er bei den unterschiedlichsten nass hergestellten Papiersorten, beispielsweise bei der Tissue-Herstellung, eingesetzt wird, praktisch unmöglich. Typischerweise ist Zellstoff in Form eines Zellstoffballens, der sich aus aufeinandergestapelten Zellstoffmatten zusammensetzt, verfügbar. Im Vergleich zu Flusen-Zellstoffmaterial weisen Zellstoffballen einen signifikanten Kostenvorteil auf. Zellstoffballen bzw. Zellstoffmaterialien im Allgemeinen, die nicht als Rollenware mit definierten Abmessungen und einer definierten Dichte geliefert werden, können jedoch nicht unmittelbar zu dem benötigten kontinuierlichen Massestrom an zerfasertem Zellstoffmaterial verarbeitet werden. Zudem sind neben der Zerfaserung weitere Aufbereitungsschritte notwendig, z.B. eine Reinigung und/oder Sortierung, die ebenfalls einen kontinuierlichen Materialfluss an zerfasertem Zellstoffmaterial stören können.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes bereitzustellen, das eine höhere Wirtschaftlichkeit und flexiblere Einsetzbarkeit aufweist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes aus einem Ausgangsmaterial, insbesondere aus einem Zellstoffmaterial in Form eines Gebindes, wie beispielsweise einem Zellstoffballen, wird das Ausgangsmaterial in zumindest einer Zerkleinerungslinie mittels zumindest einer Zerkleinerungseinrichtung zu einem zerkleinerten Material zerkleinert, und das zerkleinerte Material wird zumindest einem Materialpuffer zugeführt. Aus dem zumindest einen Materialpuffer wird das zerkleinerte Material mittels zumindest einer Dosiereinrichtung dosiert entnommen und zumindest einer Aufbereitungslinie mit zumindest einem Zerfaserungssystem zugeführt, in dem das zerkleinerte Material zu einem zerfaserten Material zerfasert wird. Das zerfaserte Material wird einer Herstellungsmaschine zugeführt und zu einem Airlaid-Produkt oder einem Vliesstoff verarbeitet. Die zumindest eine Dosiereinrichtung wird derart gesteuert, dass der Herstellungsmaschine ein kontinuierlicher Massestrom an zerfasertem Material zugeführt wird.
  • Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes aus zumindest einem Ausgangsmaterial, insbesondere aus einem Zellstoffmaterial in Form eines Gebindes, wie beispielsweise einem Zellstoffballen, umfasst zumindest eine Zerkleinerungslinie mit zumindest einer Zerkleinerungseinrichtung zum Zerkleinern des zumindest einen Ausgangsmaterials zu zumindest einem zerkleinerten Material. Ferner umfasst die Vorrichtung zumindest einen Materialpuffer zur Aufnahme eines dem Materialpuffer jeweils zugeordneten zerkleinerten Materials, wobei der zumindest eine Materialpuffer jeweils zumindest eine steuerbare Dosiereinrichtung zur dosierten Entnahme des jeweils zugeordneten zerkleinerten Materials aus dem zumindest einen Materialpuffer und zur Zuführung des zumindest einen zerkleinerten Materials zu zumindest einer Aufbereitungslinie aufweist. Die zumindest eine Aufbereitungslinie umfasst zumindest ein Zerfaserungssystem, das dazu ausgebildet ist, das zumindest eine zerkleinerte Material zu zumindest einem zerfaserten Material zu zerfasern. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Herstellungsmaschine zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes aus dem zumindest einen zerfaserten Material, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, die dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die zumindest eine Dosiereinrichtung derart zu steuern, dass der Herstellungsmaschine ein kontinuierlicher Massestrom an zerfasertem Material zugeführt wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren durchgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Ausgangsmaterial vor der Zerfaserung zunächst in einem ersten Verfahrensabschnitt mittels einer Zerkleinerungseinrichtung zu einem zerkleinerten Material zerkleinert und in einen Materialpuffer, beispielsweise einen Bunker, eingebracht wird, in welchem das zerkleinerte Material gewissermaßen zwischengelagert wird. Aus dem Materialpuffer wird das zerkleinerte Material in einem zweiten Verfahrensabschnitt der Zerfaserung und der Herstellungsmaschine zugeführt.
  • Der erste, der Zerfaserung vorgelagerte, Verfahrensabschnitt von der Zerkleinerung des Ausgangsmaterials bis zur Zuführung des zerkleinerten Materials zu dem Materialpuffer macht das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für Vliesstoffe oder Airlaid-Produkte unabhängig von der Verwendung des kostenintensiven Flusen-Zellstoffmaterials in Rollenform und erlaubt stattdessen die Verwendung von Ausgangsmaterialien in beliebigen handelsüblichen Gebinden. Beispielsweise können Zellstoffballen verwendet werden. Neben Kosten kann dadurch auch Energie eingespart werden, da aufgrund der geringen Dichte von Flusen-Zellstoffmaterial bei dessen Herstellung ein höherer thermischer Trocknungsanteil im Vergleich zu herkömmlichem Zellstoffmaterial wie Zellstoffballen erforderlich ist. In vergleichbarer Weise werden diese Vorteile durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht, insbesondere indem zumindest eine Zerkleinerungslinie und zumindest ein Materialpuffer mit zumindest einer Dosiereinrichtung vorgesehen sind.
  • Die eingesetzten Zellstoffballen setzen sich aus mehreren einzelnen stabilen und kompaktierten Zellstoffmaterial-Platten zusammen, welche gestapelt und gebündelt zu einem Ballen sind. Die Zellstoffballen unterscheiden sich von den üblicherweise sehr oft eingesetzten Baumwollballen dadurch, dass die Baumwollballen sehr leicht auseinanderfallen und nur einen geringen Bruchteil an Zerfaserung bedürfen.
  • Die eingesetzten Zellstoffmaterial-Platten besitzen üblicherweise ein Flächengewicht von größer gleich 400 g/m3, insbesondere größer gleich 600 g/m2, vorzugsweise kleiner gleich 1200 g/m3. Die Platten sind sehr stabil und benötigen zur Zerkleinerung an diese Eigenschaften angepasste Zerkleinerungseinrichtungen.
  • Das Verfahren sowie die Vorrichtung können nicht nur für Zellstoffmaterialien, sondern ganz allgemein für beliebige Ausgangsmaterialien, die sich trocken zerfasern lassen, eingesetzt werden, insbesondere unabhängig von der Gebindeform. Das Ausgangsmaterial kann z.B. lose, leicht gepresst, oder auch in Rollenform in das Verfahren bzw. die Vorrichtung eingebracht werden. Beispielsweise können Altpapier und/oder Produktionsausschussmaterial in der beschriebenen Weise aufbereitet werden.
  • Airlaid-Produkte, können trockengelegte Produkte aus der Gruppe Tissuebahnen, Wischtücher, Handtücher, Servietten, Tischdecken, Papierbahnen, Schreib- und Druckpapiere etc. umfassen. Vliesstoffe können trockengelegte Produkte aus der Gruppe Wischtücher, Handtücher, Servietten, Tischdecken etc. umfassen. Die genannten Produkte der Gruppen sind lediglich beispielhaft zu verstehen und entsprechen einer nicht vollständigen Aufzählung.
  • Das Ausgangsmaterial wird in einem ersten Verfahrensschritt zu einem zerkleinerten Material mit einer gewissen maximalen Stückgröße zerkleinert, welches insbesondere stapel- und dosierbar ist und in einem Materialpuffer gestapelt oder in anderer Form zwischengelagert wird. Der Materialpuffer, beispielsweise ein Bunker, ist vorteilhaft derart ausgebildet bzw. dimensioniert, dass die der Stapelung oder Zwischenlagerung des zerkleinerten Materials vorangehenden Verfahrensschritte unabhängig von den der Stapelung oder Zwischenlagerung des zerkleinerten Materials nachfolgenden Verfahrensschritten durchführbar sind. So ist ein Batch-Betrieb in der Zerkleinerungslinie bzw. in dem ersten Verfahrensabschnitt möglich, bei dem insbesondere ein Vorrat an zerkleinertem Material in dem Materialpuffer angelegt wird.
  • In dem der Stapelung oder Zwischenlagerung nachfolgenden, zweiten Verfahrensabschnitt wird das zerkleinerte Material zerfasert (defibriert) und der, typischerweise kontinuierlich arbeitenden, Herstellungsmaschine zugeführt. Es wird daher ein kontinuierlicher, insbesondere zeitlich konstanter, Massestrom an zerfasertem Material benötigt, um ein gleichmäßiges Airlaid-Produkt oder einen gleichmäßigen Vliesstoff zu erhalten. Erfindungsgemäß wird die Bereitstellung eines kontinuierlichen Massestroms an zerfasertem Material dadurch ermöglicht, dass der Austrag des zerkleinerten Materials aus dem zumindest einen Materialpuffer dosiert mittels der zumindest einen Dosiereinrichtung erfolgt, insbesondere in gesteuerter oder geregelter Weise. Die zumindest eine Dosiereinrichtung kann pro Zeiteinheit gezielt eine definierte Menge zerkleinerten Materials einer Aufbereitungslinie zuführen.
  • Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden alle Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines Vliesstoffes oder Airlaid-Produkts auf einer durchgehenden Produktionslinie durchgeführt. Alle Bestandteile einer Vorrichtung zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes können somit in einer gemeinsamen Produktionslinie zusammengefasst sein. Ein Transport von Material-Zwischenprodukten abseits der durchgehenden Produktionslinie oder die Herstellung von zusätzlichen Zwischenprodukten auf weiteren, außerhalb der durchgehenden Produktionslinie angeordneten Bearbeitungslinien, ist in diesem Fall nicht vorgesehen.
  • Die Dosiereinrichtung kann, insbesondere durch die Steuereinheit, auf Basis eines mittels einer Sensorik erfassten charakteristischen Parameters des Massestroms an zerfasertem Material gesteuert werden. Der Massestrom an zerfasertem Material ist in Bezug auf das hergestellte Airlaid-Material oder den Vliesstoff besonders relevant, da er unmittelbar der durch die Herstellungsmaschine zu verarbeitenden, dieser zugeführten, Materialmenge entspricht. Beispielsweise kann die zumindest eine Aufbereitungslinie in oder hinter dem Zerfaserungssystem eine Sensoreinrichtung aufweisen, welche den Massestrom des zerfaserten Materials vor der Zufuhr zu der Herstellungsmaschine, insbesondere optisch, bestimmt. Basierend auf dem ermittelten Massestrom an zerfasertem Material kann die durch die Dosiereinrichtung aus dem Materialpuffer ausgetragene Menge zerkleinerten Materials angepasst werden, um den gewünschten Massestrom an zerfasertem Material zu generieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Dosiereinrichtung, insbesondere durch die Steuereinrichtung, auf Basis eines anhand eines mittels einer Sensorik erfassten charakteristischen Parameters des hergestellten Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes gesteuert, insbesondere wobei der Parameter ein Flächengewicht ist. In diesem Fall wird die Menge ausgetragenen zerkleinerten Materials unmittelbar auf Basis einer Eigenschaft des hergestellten Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes geregelt, wodurch dessen Qualität bzw. Homogenität zielgerichtet verbessert wird.
  • Die Dosiereinrichtung kann auch derart gesteuert werden, dass einer der Dosiereinrichtung zugeordneten Aufbereitungslinie ein kontinuierlicher Massestrom an zerkleinertem Material zugeführt wird. Wenn bei dieser Vorgehensweise und der Ausgestaltung der Produktionsanlage davon ausgegangen werden kann, dass der kontinuierliche Massestrom, der der Aufbereitungslinie zugeführt wird, auch - gleichsam "automatisch" - zu einem kontinuierlichen Massenstrom für die Herstellungsmaschine führt, kann unter Umständen auf weitere aufwändige Sensorik oder Regeltechnik verzichtet werden, da lediglich eine entsprechende Steuerung der Dosiereinrichtung erforderlich ist.
  • Insbesondere zur Herstellung eines mehrlagigen Produkts mit zumindest zwei Lagen eines Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes, kann das zerkleinerte Material mittels zumindest zwei Dosiereinrichtungen dosiert aus einem den zumindest zwei Dosiereinrichtungen zugeordneten Materialpuffer entnommen und zumindest zwei Aufbereitungslinien mit jeweils einem Zerfaserungssystem zugeführt werden, in dem das zerkleinerte Material jeweils zu dem zerfaserten Material zerfasert wird. Jede der zumindest zwei Dosiereinrichtungen kann einer der zumindest zwei Aufbereitungslinien zugeordnet sein. Das zerfaserte Material der zumindest zwei Aufbereitungslinien kann derselben Herstellungsmaschine zugeführt werden und darin zu einem, insbesondere mehrlagigen, Airlaid-Produkt oder Vliesstoff verarbeitet werden. Grundsätzlich können einem Materialpuffer auch mehr als zwei Dosiereinrichtungen zugeordnet sein, wobei jede Dosiereinrichtung des Materialpuffers zur Beschickung einer Aufbereitungslinie vorgesehen ist. Eine Aufbereitungslinie kann beispielsweise zur Aufbereitung des Materials einer Produktlage für ein herzustellendes Airlaid-Produkt oder einen herzustellenden Vliesstoff dienen.
  • Soweit vorhanden, können zumindest zwei Dosiereinrichtungen eines Materialpuffers unabhängig voneinander gesteuert werden. So können zumindest zwei verschiedene Aufbereitungslinien, die jeweils einer der zumindest zwei Dosiereinrichtungen zugeordnet sind, unabhängig voneinander mit, insbesondere voneinander verschiedenen, definierten Mengen zerkleinerten Materials aus dem Materialpuffer beschickt werden. Beispielsweise können auf diese Weise verschiedenartige Produktlagen eines Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes hergestellt werden.
  • In dem Verfahren und/oder in der Vorrichtung können zumindest zwei voneinander verschiedene Ausgangsmaterialien, insbesondere Zellstoffmaterialien, eingesetzt werden. Beispielsweise können, je nach Produktanforderung und Anforderungen der Herstellungsmaschine, Langfaserzellstoff, Kurzfaserzellstoff, Ausschussmaterial und/oder weitere Ausgangsmaterialien eingesetzt werden. Die zumindest zwei voneinander verschiedenen Ausgangsmaterialien können in separaten, materialspezifischen Gebinden oder in bereits eine Materialmischung umfassenden Gebinden in das Verfahren oder die Vorrichtung eingebracht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die zumindest zwei voneinander verschiedenen Ausgangsmaterialien mittels derselben Zerkleinerungslinie oder Zerkleinerungseinrichtung, insbesondere separat, zu zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien zerkleinert. Die Zerkleinerung der zumindest zwei voneinander verschiedenen Ausgangsmaterialien kann beispielsweise nacheinander mittels derselben Zerkleinerungseinrichtung erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die zumindest zwei voneinander verschiedenen Ausgangsmaterialien mittels zumindest zweier Zerkleinerungslinien oder Zerkleinerungseinrichtungen zu zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien zerkleinert. Eine Vorrichtung oder Produktionslinie zur Herstellung eines Vliesstoffes oder Airlaid-Produkts kann zu diesem Zweck zwei verschiedene Zerkleinerungseinrichtungen oder Zerkleinerungslinien aufweisen. Diese können verschiedene Spezifikationen aufweisen, welche jeweils für bestimmte Ausgangsmaterialien besonders geeignet sind. So kann eine hohe Zerkleinerungsqualität der zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien sichergestellt werden.
  • Jedes der zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien kann einem separaten Materialpuffer zugeführt werden. Die voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialen können getrennt voneinander in jeweils eigenen Materialpuffern gelagert bzw. gestapelt werden und daraus separat abrufbar sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann jeder Aufbereitungslinie eine definierte Materialzusammensetzung aus zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien aus zumindest zwei Materialpuffern mittels diesen jeweils zugeordneten Dosiereinrichtungen zugeführt werden. Die zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien können von dem Zerfaserungssystem der Aufbereitungslinie gemeinsam zerfasert werden, wobei eine Vermischung der zumindest zwei zerkleinerten Materialien zu einem homogenen zerfaserten Material erfolgt. Verschiedene zerkleinerte Materialien aus verschiedenen Materialpuffern können mit beliebigen Anteilen frei zusammengemischt werden, indem die Dosiereinrichtungen der Materialpuffer entsprechend gesteuert werden, insbesondere mittels der Steuereinheit.
  • Grundsätzlich lassen sich eine beliebige Anzahl an eine Zerkleinerungseinrichtung umfassenden Zerkleinerungslinien, eine beliebige Anzahl an Materialpuffern sowie eine beliebige Anzahl an Aufbereitungslinien mit Zerfaserungssystemen unabhängig voneinander derart kombinieren, dass eine gewünschte Vorrichtung oder Produktionslinie geschaffen wird. So wird ein äußerst flexibles, an zahlreiche Produktanforderungen anpassbares Herstellungsverfahren bereitgestellt, welches entsprechend der geforderten Produktionsmenge, dem eingesetzten Zellstoffmaterial und der Kapazität der Einzelmaschinen konfiguriert werden kann. Wird ein mehrlagiges Produkt hergestellt, so erlaubt die Flexibilität des Verfahrens auch eine unterschiedliche Materialzusammensetzung der einzelnen Produktlagen.
  • Das zumindest eine Ausgangsmaterial kann mittels der zumindest einen Zerkleinerungseinrichtung zumindest im Wesentlichen trocken, insbesondere ohne die Zugabe von Wasser oder Lösungsmittel, zerkleinert und/oder zerfasert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials, des zerkleinerten Materials und/oder des zerfaserten Materials während des Herstellungsverfahrens einen Wert von 10%, insbesondere einen Wert von 8% oder 7% nicht übersteigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das zumindest eine zerkleinerte Material hinsichtlich eines charakteristischen Parameters sortiert, insbesondere mittels eines Siebs und/oder eines Zyklon-Abscheiders. Alternativ oder zusätzlich kann das zumindest eine zerfaserte Material hinsichtlich eines charakteristischen Parameters sortiert werden, insbesondere mittels eines Siebs und/oder eines Zyklon-Abscheiders. Bei dem charakteristischen Parameter kann es sich beispielsweise um eine Stückgröße des zerkleinerten bzw. zerfaserten Materials handeln, wobei Material, welches eine maximale Stückgröße überschreitet, aussortiert und gegebenenfalls erneut der Zerkleinerung oder Zerfaserung zugeführt wird. So wird eine hohe Homogenität des zerkleinerten und/oder zerfaserten Materials sichergestellt, welche sich positiv auf die nachfolgenden Verfahrensschritte und letztlich auf die Qualität des hergestellten Vliesstoffes oder Airlaid-Produkts auswirkt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das zumindest eine zerkleinerte Material gereinigt, insbesondere mittels eines Zyklon-Abscheiders und/oder eines Magnetabscheiders. Alternativ oder zusätzlich kann das zumindest eine zerfaserte Material gereinigt werden, insbesondere mittels eines Zyklon-Abscheiders und/oder eines Magnetabscheiders. Dabei können Störstoffe, beispielsweise metallische Fremdstoffe, und/oder Schwerteile aus dem zerkleinerten und/oder zerfaserten Material entfernt werden, um ein sauberes und homogenes zerkleinertes und/oder zerfasertes Material zu erhalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Materialpuffer geeignet für eine Aufnahme von mindestens einem, vorzugsweise zwei, zugeführten Gebindes von Zellstoffmaterial, insbesondere einem, vorzugsweise zwei Zellstoffballen. Vorteilhafterweise ist der Materialpuffer derart ausgelegt, dass eine Pufferung von mindestens einem, vorzugsweise zwei, gesamten Zellstoffballen ermöglicht wird für eine Überbrückung der Wechselzeiten bei der diskontinuierlichen Zuführung der Ballen. Die Puffergröße ist dabei entscheidend für einen kontinuierlichen Betrieb der nachfolgenden Herstellungsmaschine.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Materialpuffer nach einer Zerkleinerungseinrichtung des Zellstoffmaterials und vor einem Zerfaserungssystem derart angeordnet, dass eine Pufferung vor dem Zerfaserungssystem und ein kontinuierlicher Betrieb des Zerfaserungssystems, vorzugsweise einer Hammermühle, ermöglicht wird. Dies ist von Vorteil für die Lebensdauer der eingesetzten Zerfaserungssysteme, vorzugsweise Hammermühlen, welche bei einer kontinuierlichen Zuführung weniger verschleißen und auch für die kontinuierliche Qualität, da sich bei einem diskontinuierlichen Betrieb Unterschiede in den ersten und den letzten zerfaserten Zellstoffmaterialien zeigen können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist besitzt das eingesetzte Zellstoffmaterial ein Flächengewicht von größer gleich 400 g/m3, insbesondere größer gleich 600 g/m2, vorzugsweise kleiner gleich 1200 g/m3. Vorteilhafterweise kann damit platzund raumsparend die notwendigen Mengen an Ausgangsmaterial bevorratet werden. Das hohe Flächengewicht stellt jedoch auch spezielle Anforderungen an die eingesetzten Zerkleinerungsvorrichtungen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Herstellmaschine eines Airlaid-Produktes oder eines Vliesstoffes eine Papier- und/oder Tissuemaschine.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Ausgangsmaterial nur durch Zellstoffballen bereitgestellt. Vorteilhafterweise wird keine teure Rollenware eingesetzt.
  • Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung rein beispielhaft erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Herstellungsvorrichtung für einen Vliesstoff oder ein Airlaid-Produkt aus Flusen-Zellstoffmaterial gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung für einen Vliesstoff oder ein Airlaid-Produkt aus einem ballenförmigen Ausgangsmaterial mit einer Zerkleinerungslinie, zumindest einem Materialpuffer und zumindest einer Aufbereitungslinie mit einem Zerfaserungssystem;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung für einen dreilagigen Vliesstoff oder ein dreilagiges Airlaid-Produkt aus ballenförmigen Ausgangsmaterialien mit zwei Zerkleinerungslinien, drei Materialpuffern und drei Aufbereitungslinien mit jeweils einem Zerfaserungssystem.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 gemäß dem Stand der Technik zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes 16 aus Flusen-Zellstoffmaterial, welches in Form einer zu einer Materialrolle 12 gewickelten Flusen-Zellstoffmaterialbahn 14 bereitgestellt wird. Das Flusen-Zellstoffmaterial wird von der Materialrolle 12 mit einer definierten Bahngeschwindigkeit abgewickelt und einer Aufbereitungslinie 11 mit einem Zerfaserungssystem 18 zugeführt, in dem die Flusen-Zellstoffmaterialbahn 14 zerfasert wird. Das zerfaserte Zellstoffmaterial wird anschließend einer Herstellungsmaschine 20 zugeführt, in welcher daraus ein Airlaid-Produkt oder einen Vliesstoff 16 gefertigt wird.
  • Da die Flusen-Zellstoffmaterialbahn 14 definierte Abmessungen und eine gleichmäßige Dichte aufweist, wird durch eine Abwicklung der Flusen-Zellstoffmaterialbahn 14 von der Materialrolle 12 mit einer definierten Bahngeschwindigkeit ein kontinuierlicher Materialfluss mit einem konstanten Massestrom an Flusen-Zellstoffmaterial in der Vorrichtung 10 bereitgestellt, welcher der kontinuierlich arbeitenden Herstellungsmaschine 20 zugeführt wird. Der Massestrom an zerfasertem Zellstoffmaterial kann zwischen dem Zerfaserungssystem 18 und der Herstellungsmaschine 20 mittels einer Sensoreinrichtung 22 erfasst werden. Weicht der erfasste Massestrom von einem Soll-Massestrom ab, kann durch eine Anpassung der Bahngeschwindigkeit bei der Abwicklung der Flusen-Zellstoffmaterialbahn 14 von der Materialrolle 12 der Massestrom auf den Soll-Massestrom eingestellt werden (Regelung 24).
  • Optional kann die Herstellungsmaschine 20 mit zusätzlichen Materialien beschickt werden, was in Fig. 1 zur Betonung des fakultativen Charakters mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Einerseits können ein oder mehrere bereits fertig aufbereitete Materialien 26 der Herstellungsmaschine 20 zusammen mit dem durch das Zerfaserungssystem 18 zerfaserten Zellstoffmaterial zugeführt werden. Andererseits kann die Vorrichtung 10 eine zweite Aufbereitungslinie 28 umfassen, auf der eine zweite Flusen-Zellstoffmaterialbahn 32 von einer zweiten Materialrolle 30 abgewickelt und mit einer definierten Bahngeschwindigkeit einem zweiten Zerfaserungssystem 34 zugeführt wird, sodass ein kontinuierlicher Massestrom an einem zweiten zerfaserten Material entsteht. Dieser kann ebenfalls der Herstellungsmaschine 20 zugeführt werden, wobei auch in der zweiten Aufbereitungslinie 28 eine Regelung 38 der Bahngeschwindigkeit wie vorstehend beschrieben mittels einer zweiten Sensoreinrichtung 36 erfolgen kann.
  • Die Vorrichtung 10 gemäß dem Stand der Technik erfordert die Verwendung von Flusen-Zellstoffmaterialbahnen 14, 32 in Form von definiert abwickelbaren Materialrollen 12, 30, da nur so sichergestellt werden kann, dass ein kontinuierlicher Massestrom an Flusen-Zellstoffmaterial der Herstellungsmaschine 20 zugeführt wird.
  • Im Gegensatz dazu ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dazu ausgebildet und eingerichtet, dass ein Ausgangsmaterial in beliebigen Gebindeformen verwendet werden kann. Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 40 zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes 16 aus zumindest einem Ausgangsmaterial 42. Essentielle Bestandteile der Vorrichtung 40 sind mittels durchgezogener Linien dargestellt, optionale Bestandteile mittels gestrichelter Linien.
  • Gemäß Fig. 2 sind alle Bestandteile bzw. Komponenten der Vorrichtung 40 in einer durchgehenden, gemeinsamen Produktionslinie angeordnet, in der ein Verfahren zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 durchführbar ist. Im Folgenden sollen die grundsätzliche Funktionsweise der Vorrichtung 40 und ein mit der Vorrichtung 40 ausführbares Herstellungsverfahren zunächst anhand der grundlegenden Vorrichtungskomponenten und Verfahrensschritte erläutert werden.
  • Als Ausgangsmaterial ist gemäß Fig. 2 ein Zellstoffmaterial in Form eines Zellstoffballens 45 vorgesehen, wobei der Zellstoffballen 45 durch aufeinandergestapelte Zellstoffmatten (nicht gezeigt) gebildet ist. Grundsätzlich kann ein Ausgangsmaterial 42 in Form eines beliebigen Gebindes genutzt werden. Zunächst wird das Ausgangsmaterial 42, beispielsweise der ganze Zellstoffballen 45 oder ein Teil davon, einer Zerkleinerungslinie 46 der Vorrichtung 40 zugeführt, welche eine Zerkleinerungseinrichtung 48 umfasst, mittels derer das Ausgangsmaterial 42 zu einem zerkleinerten Material zerkleinert wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial 42 trocken ohne eine Zugabe von Wasser zerkleinert wird.
  • Die Zerkleinerungseinrichtung 48 kann beispielsweise einen Einwellen- oder Mehrwellen-Zerkleinerer umfassen. Sie kann mit einem Sieb ausgestattet sein, welches eine maximale Stückgröße des aus der Zerkleinerungseinrichtung 48 ausgetragenen zerkleinerten Materials definiert und dieses somit zumindest teilweise homogenisiert und dosierbar macht. Der Austrag des zerkleinerten Materials aus der Zerkleinerungseinrichtung 48 kann beispielsweise mittels eines Transportbands, einer Förderschnecke, oder eines Absaugkastens erfolgen. Vorzugsweise erfolgt der Austrag mit einem Absaugkasten oder einer Förderschnecke mit unterstützter Absaugung. Durch die Absaugung wird ein Ansammeln von Staub im Bereich der Zerkleinerungseinrichtung 48 verhindert. Zudem beeinflusst ein durch Absaugung unterstützter, zügiger Austrag des zerkleinerten Materials die Zerkleinerungsqualität positiv.
  • Die Vorrichtung 40 umfasst einen Materialpuffer 50, beispielsweise einen Bunker, welcher dazu vorgesehen ist, das zerkleinerte Material aufzunehmen. Um das zerkleinerte Material dem Materialpuffer 50 zuzuführen, kann es aus dem Austrag der Zerkleinerungseinrichtung 48 in einen Luftkanal gegeben und mittels eines Luftstroms in Richtung des Materialpuffers 50 transportiert werden. Der Luftstrom kann durch einen Transportlüfter mit einem offenen Laufrad, das nach der Zerkleinerungseinrichtung in dem Materialstrom des zerkleinerten Materials angeordnet ist, erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein energieeffizienterer Transportlüfter mit geschlossenem Laufrad vorgesehen sein.
  • Dieser kann insbesondere dem Materialpuffer 50 nachgeschaltet sein, wo das zerkleinerte Material bereits von dem Luftstrom getrennt und in dem Materialpuffer 50 gestapelt oder in anderer Form zwischengelagert wurde. Zur Trennung des zerkleinerten Materials von dem Luftstrom und/oder zur Zwischenlagerung des zerkleinerten Materials in dem Materialpuffer 50 können ein eigens dafür vorgesehener Zyklon-Abscheider und/oder ein Sieb-Abscheider vorgesehen sein.
  • Der Materialpuffer 50 kann derart dimensioniert sein, dass er eine größere Menge zerkleinerten Materials aufnehmen kann, als der Zerkleinerungseinrichtung 48 auf einmal zugeführt werden kann. Somit wird durch den Materialpuffer 50 ein Batch-Betrieb in der Zerkleinerungslinie 46 ermöglicht, d.h. es können eine Reihe von Gebinden des Ausgangsmaterials 42, beispielsweise mehrere Zellstoffballen 45, mittels der Zerkleinerungseinrichtung 48 zu zerkleinertem Material zerkleinert werden, welches anschließend dem Materialpuffer 50 zugeführt und gegebenenfalls in diesem zwischengespeichert wird. Insofern ist ein erster Verfahrensabschnitt 52 von der Zerkleinerung des Ausgangsmaterials 42 bis zur Zwischenlagerung des zerkleinerten Materials in dem Materialpuffer 50 unabhängig von nachfolgenden Herstellungsschritten durchführbar. Dies ist in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet, oberhalb derer der erste Verfahrensabschnitt 52 (Batch-Betrieb) dargestellt ist.
  • Ein zweiter Verfahrensabschnitt 53 (kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher Betrieb) beginnt mit der Entnahme des zerkleinerten Materials aus dem Materialpuffer 50 (Fig. 2, unterhalb der strickpunktierten Linie). Der Materialpuffer 50 weist zu diesem Zweck eine steuerbare Dosiereinrichtung 54 auf, mittels der das zerkleinerte Material aus dem Materialpuffer 50 dosiert entnommen werden kann. Die Dosiereinrichtung 54 führt das zerkleinerte Material einer Aufbereitungslinie 56 zu. Die steuerbare Dosiereinrichtung 54 kann als drehzahlgesteuerter Schneckenförderer ausgebildet sein, welcher Austrag und Dosierung des in dem Materialpuffer 50 gestapelten zerkleinerten Materials bewerkstelligt und der Aufbereitungslinie 56 einen gesteuerten Massestrom an zerkleinertem Material zuführt.
  • Die Aufbereitungslinie 56 umfasst ein Zerfaserungssystem 58, mittels dem das zerkleinerte Material zu einem zerfaserten Material zerfasert wird. Das resultierende zerfaserte Material wird anschließend einer Herstellungsmaschine 60 der Vorrichtung 40 zugeführt, in der aus diesem ein Airlaid-Produkt oder Vliesstoff 16 hergestellt wird. Die Beschickung des Zerfaserungssystems 58 kann mit einem Transportband, einem Schneckenförderer, oder mithilfe eines Luftstroms erfolgen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird das zerkleinerte Material durch die steuerbare Dosiereinrichtung 54 direkt in einen der Aufbereitungslinie 56 zugeordneten Kanal gegeben und mittels eines durch einen Transportlüfter erzeugten Luftstroms dem Zerfaserungssystem 58 zugeführt. Der Materialpuffer 50 und das Zerfaserungssystem 58 können bei dieser Art der Beschickung räumlich unabhängig voneinander positioniert werden und flexibel mittels des Kanals der Aufbereitungslinie 56 verbunden werden. Zudem wird eine durch die Dosiereinrichtung 54 vorgenommene Änderung der Dosierung des der Aufbereitungslinie 56 zugeführten zerkleinerten Materials aufgrund der hohen Transportgeschwindigkeit des Luftstroms mit sehr geringer Zeitverzögerung in dem Zerfaserungssystem 58 und somit letztlich auch in der Herstellungsmaschine 60 wirksam, sodass eine besonders direkte Steuerung des Produktionsprozesses möglich ist, was sich letztlich positiv auf die Qualität des produzierten Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 auswirkt.
  • Das Zerfaserungssystem 58 ist dazu ausgebildet, das zerkleinerte Material in im Wesentlich trockenem Zustand ohne die Zugabe von Wasser zu zerfasern. Das Zerfaserungssystem 58 kann zumindest eine erste Hammermühle umfassen, welche das zerkleinerte Material zerfasert. Um eine verbesserte Zerfaserungsqualität zu erreichen, kann das Zerfaserungssystem 58 zusätzlich eine zweite, der ersten Hammermühle nachgelagerte, Hammermühle aufweisen. Die erste Hammermühle kann mit einem Sieb versehen sein, um zu verhindern, dass ganze, unzerfaserte Stücke zerkleinerten Materials die erste Hammermühle verlassen und in die zweite Hammermühle gelangen. Die zweite Hammermühle kann schmalere und enger sitzende Hämmer als die erste Hammermühle aufweisen, und aus dem durch die erste Hammermühle zerfaserten Material eventuell vorhandene Knoten beseitigen, was sich letztlich positiv auf die Qualität des produzierten Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 auswirkt.
  • Das trocken zerfaserte Zellstoffmaterial wird anschließend der Herstellungsmaschine 60 zugeführt, beispielsweise über ein sich an das Zerfaserungssystem 58 anschließendes Kanalsystem mittels eines durch einen Transportlüfter erzeugten Luftstroms. Die Herstellungsmaschine 60 kann eine herkömmliche kontinuierlich arbeitende Herstellungsmaschine 60 sein, sodass dieser ein kontinuierlicher Massestrom an zerfasertem Material zugeführt werden muss, um ein gleichmäßiges Airlaid-Produkt oder einen gleichmäßigen Vliesstoff 16 zu erhalten. Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Dosiereinrichtung 54 derart gesteuert wird, dass der Herstellungsmaschine 60 ein kontinuierlicher Massestrom an zerfasertem Material zugeführt wird. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 40 eine Steuereinheit 62 auf, welche dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die steuerbare Dosiereinrichtung 54 in entsprechender Weise zu steuern.
  • Die Steuerung der Dosiereinrichtung 54 erfolgt gemäß Fig. 2 auf Basis eines charakteristischen Parameters des Massestroms an zerfasertem Material zwischen dem Zerfaserungssystem 58 und der Herstellungsmaschine 60. Zur Bestimmung des Massestroms an zerfasertem Material ist eine Sensoreinrichtung 64 direkt hinter dem Zerfaserungssystem 58, beispielsweise in dem Kanalsystem, oder möglicherweise auch hinter der Reinigungseinrichtung 70 und/oder hinter einer Sortiereinrichtung 72, angebracht, welche den tatsächlich vorliegenden Massestrom erfasst, beispielsweise mittels eines Kamerasystems oder mittels anderer geeigneter Sensoren. Der tatsächlich erfasste Massestrom dient als Regelgröße für die steuerbare Dosiereinrichtung 54. Weicht er von einem Soll-Massestrom ab, so wird die Dosiereinrichtung 54 gesteuert bzw. nachgeregelt (Regelung 55), um diesen Soll-Massestrom zu erreichen.
  • Alternativ kann die Steuerung der Dosiereinrichtung 54 auf Basis eines charakteristischen Parameters des hergestellten Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 erfolgen, beispielsweise auf Basis eines tatsächlichen, mittels geeigneter Sensorik erfassten, Flächengewichts des Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16. Weicht das tatsächlich erfasste Flächengewicht von einem Soll-Flächengewicht ab, wird die Dosiereinrichtung entsprechend gesteuert bzw. nachgeregelt, um der Aufbereitungslinie eine angepasste Menge zerkleinerten Materials zuzuführen und so das Soll-Flächengewicht zu erreichen. Grundsätzlich kann die Dosiereinrichtung 54 derart gesteuert werden, dass der Aufbereitungslinie 56 ein kontinuierlicher und insbesondere konstanter, d.h. zeitlich unveränderter, Massestrom an zerkleinertem Material zugeführt wird.
  • In Fig. 2 sind mit gestrichelten Linien weitere, optional vorsehbare, Bestandteile der Vorrichtung 40 dargestellt. Die Zerkleinerungslinie 46 kann eine Reinigungseinrichtung 66 umfassen, die der Zerkleinerungsvorrichtung 48 nachgeschaltet ist und beispielsweise in einem Kanalsystem zum Transport des zerkleinerten Materials angeordnet ist. Die Reinigungseinrichtung 66 kann einen Magnetabscheider umfassen, der das zerkleinerte Material von metallischen Fremdstoffen befreit. Der Reinigungseinrichtung 66 kann eine Sortiereinrichtung 68 nachgeschaltet sein, welche beispielsweise einen Zyklon-Abscheider umfasst, der Schwerteile ausschleust, bevor das zerkleinerte, gereinigte und sortierte Material dem Materialpuffer 50 zugeführt wird.
  • In vergleichbarer Weise können alternativ oder zusätzlich eine Reinigungseinrichtung 70 und/oder eine Sortiereinrichtung 72 in der Aufbereitungslinie 56 hinter dem Zerfaserungssystem 58 angeordnet sein, um das zerfaserte Material von Fremd- und Störstoffen zu reinigen und dieses, beispielsweise hinsichtlich seiner Stückgröße, zu sortieren. Zu diesem Zweck können ein Magnetabscheider, ein Zyklon-Abscheider und/oder ein Sieb-Abscheider eingesetzt werden.
  • Zudem kann die Vorrichtung 40 vor der Herstellungsmaschine 60 eine Zufuhr 74 für weitere, bereits fertig aufbereitete, Materialien aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung 40 eine zweite Aufbereitungslinie 56.2 aufweisen, welche mittels einer steuerbaren zweiten Dosiereinrichtung 54.2 des Materialpuffers 50 mit zerkleinertem Material beschickt werden kann. Somit ist jeder Aufbereitungslinie 56, 56.2 eine separate, steuerbare Dosiereinrichtung 54, 54.2 zugeordnet, durch welche die Aufbereitungslinien 56, 56.2 mit zerkleinertem Material aus dem Materialpuffer 50 gespeist werden. Umgekehrt weist der Materialpuffer 50 für jede Aufbereitungslinie 56, 56.2 eine separate Dosiereinrichtung 54, 54.2 auf. Die Dosiereinrichtungen 54, 54.2 sind unabhängig voneinander steuerbar, sodass jeder Aufbereitungslinie 56, 56.2 eine separat definierbare Menge zerkleinerten Materials aus dem Materialpuffer 50 zugeführt werden kann.
  • Analog zu der Aufbereitungslinie 56 umfasst die zweite Aufbereitungslinie 56.2 ein zweites Zerfaserungssystem 58.2 zum Zerfasern von zerkleinertem Material. Zudem können in der zweiten Aufbereitungslinie 56.2 eine zweite Reinigungseinrichtung 70.2 und eine zweite Sortiereinrichtung 72.2 vorgesehen sein, wie vorstehend im Zusammenhang mit der ersten Aufbereitungslinie 56 beschrieben. In der zweiten Aufbereitungslinie 56.2 ist direkt hinter dem zweiten Zerfaserungssystem 58.2 oder auch hinter der zweiten Reinigungseinrichtung 70.2 oder der zweiten Sortiereinrichtung 72.2 eine zweite Sensoreinrichtung 64.2 angeordnet, welche den Massestrom an zerfasertem Material erfasst. Sollte der tatsächlich erfasste Massestrom von einem für die zweite Aufbereitungslinie 56.2 definierten Soll-Massestrom abweichen, so werden auf dieser Basis die der zweiten Aufbereitungslinie 56.2 zugeordnete zweite Dosiereinrichtung 54.2 nachgeregelt bzw. gesteuert (Regelung 55.2), um den Soll-Massestrom zu erreichen.
  • Bei der Herstellung eines mehrlagigen Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 kann jede der Aufbereitungslinien 56, 56.2 dazu vorgesehen sein, das Ausgangsmaterial 42 für eine Produktlage zu zerfasern und der Herstellungsmaschine 60 zuzuführen. Jede Aufbereitungslinie 56, 56.2 kann mittels der ihr zugeordneten Dosiereinrichtung 54, 54.2 zu diesem Zweck mit der geeigneten Menge an zerkleinertem Ausgangsmaterial beschickt werden.
  • Zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 können verschiedene Materialien, insbesondere neben dem Ausgangsmaterial 42 ein zweites Ausgangmaterial 43 und ein drittes Material 44, verwendet werden. Beispielsweise können als Ausgangsmaterial 42 Langfaserzellstoff, als zweites Ausgangsmaterial 43 Kurzfaserzellstoff, jeweils in Ballenform, und als drittes Ausgangsmaterial 44 ein bereits zerkleinertes Ausschussmaterial eingesetzt werden (Fig. 2, rechts oben). Die Vorrichtung 40 kann für jedes der Materialien 42, 43, 44 über einen separaten Materialpuffer verfügen, insbesondere über einen zweiten Materialpuffer 76 zur Aufnahme des zweiten Ausgangsmaterials 43 und einen dritten Materialpuffer 78 zur Aufnahme des separat bereitgestellten, ggf. vorverarbeiteten Ausschussmaterials 44.
  • Da sich Langfaser- und Kurzfaserzellstoffballen beim Zerkleinern ähnlich verhalten, können diese mit derselben Zerkleinerungseinrichtung 48 in der Zerkleinerungslinie 46 zerkleinert werden und optional mittels derselben Reinigungseinrichtung 66, insbesondere demselben Magnetabscheider, und derselben Sortiereinrichtung 68, insbesondere demselben Zyklon-Abscheider, gereinigt und sortiert werden. Die Zerkleinerung, Reinigung und Sortierung der Ausgangsmaterialien 42, 43 erfolgt dabei separat, d.h. beispielsweise nacheinander, sodass das resultierende zerkleinerte Material jeweils lediglich eine Materialsorte umfasst. Um jedes der verschiedenen zerkleinerten Materialien in dem diesem zugeordneten Materialpuffer 50, 76 abzulegen, kann ein Kanalsystem der Zerkleinerungslinie 46 derart umgeschaltet werden, dass zerkleinertes Material aus Langfaserzellstoff 42 dem Bunker 50 und zerkleinertes Material aus Kurzfaserzellstoff 43 dem Bunker 76 zugeführt wird. Das bereits zerkleinerte Ausschussmaterial 44 wird dem dritten Materialbunker 78 zugeführt. Zum Stapeln des jeweiligen Materials 42, 43, 44 weist jeder Materialpuffer 50, 76, 78 bevorzugt einen Zyklon-Abscheider und/oder einen Sieb-Abscheider auf.
  • Auch der zweite und dritte Materialpuffer 76, 78 können jeweils über zwei Dosiereinrichtungen 80, 80.2 bzw. 82, 82.2 verfügen, welche jeweils einer der Aufbereitungslinien 56, 56.2 zugeordnet und unabhängig voneinander steuerbar sind. Über die Steuereinheit 62 kann somit jeder der beiden Aufbereitungslinien 56, 56.2 unabhängig voneinander eine definierte Materialzusammensetzung an zerkleinertem Material mit beliebig wählbaren Anteilen an Langfaserzellstoff 42, Kurzfaserzellstoff 43 und Ausschussmaterial 44 zugeführt werden. Alle einer jeweiligen Aufbereitungslinie 56, 56.2 zugeführten zerkleinerten Materialien werden gemeinsam in dem in der entsprechenden Aufbereitungslinie 56, 56.2 angeordneten Zerfaserungssystem 58, 58.2 zerfasert und dabei durchmischt. So kann ein mehrlagiges, gemäß Fig. 2 zweilagiges, Airlaid-Produkt oder Vliesstoff-Produkt 16 mit unterschiedlichen Materialzusammensetzung der einzelnen Produktlagen hergestellt werden.
  • Mittels der Sensoreinrichtungen 64, 64.2 der beiden Aufbereitungslinien 56, 56.2 kann, wie vorstehend bereits für die Dosiereinrichtungen 54, 54.2 des Materialpuffers 50 beschrieben, der Massestrom in der jeweiligen Aufbereitungslinie 56, 56.2 erfasst werden. Auf Basis der durch die Sensoreinrichtung 64 erfassten Daten werden die der Aufbereitungslinie 56 zugeordneten Dosiereinrichtungen 54, 80, 82 nachgeregelt bzw. gesteuert (Regelung 55, 81, 83). Auf Basis der durch die zweite Sensoreinrichtung 64.2 erfassten Daten werden die der zweiten Aufbereitungslinie 56.2 zugeordneten Dosiereinrichtungen 54.2, 80.2, 82.2 nachgeregelt bzw. gesteuert (Regelung 55.2, 81.2, 83.2).
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Vorrichtung 40 zur Herstellung eines dreilagigen Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 aus drei verschiedenen Ausgangsmaterialien 42, 43, 44, die der Vorrichtung 40 jeweils in Ballenform zugeführt werden. Wie in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, kann es sich beispielsweise um Langfaserzellstoff 42, Kurzfaserzellstoff 43 und Ausschussmaterial 44 handeln. Um die Ausgangmaterialien 42, 43, 44 zu zerkleinern, weist die Vorrichtung 40 eine erste Zerkleinerungslinie 46.1 für die Langfaser- und Kurzfaserzellstoffmaterialien 42, 43 (vgl. Fig. 2) und eine zweite Zerkleinerungslinie 46.2 für das Ausschussmaterial 44 auf, welche jeweils eine Zerkleinerungseinrichtung 48.1, 48.2, eine Reinigungseinrichtung 66.1, 66.2 und eine Sortiereinrichtung 68.1, 68.2 umfassen. Für das Ausschussmaterial 44 werden vorteilhafterweise eine separate Zerkleinerungseinrichtung 48.2 sowie ein separater Magnetabscheider und Zyklon-Abscheider zur Reinigung und Sortierung eingesetzt, da so eine Anpassung an die Erfordernisse des Ausschussmaterials 44 hinsichtlich Form, Materialeigenschaft und Produktionsmenge möglich ist. So können die Langfaser- und Kurzfaserzellstoffmaterialien 42, 43 unabhängig von dem Ausschussmaterial 44 zerkleinert werden, die Zerkleinerungsqualität kann für alle Ausgangsmaterialien 42, 43, 44 verbessert werden, und aufgrund der typischerweise geringeren eingesetzten Ausschussmaterialmenge können in der zweiten Zerkleinerungslinie 46.2 kleinere Maschinen eingesetzt und somit Energie eingespart werden.
  • Jedes der drei zerkleinerten Ausgangsmaterialien 42, 43, 44 wird einem separaten Materialpuffer 50, 76, 78 zugeführt. Zur Herstellung der drei Produktlagen, welche insbesondere jeweils eine individuelle Materialzusammensetzung aufweisen, verfügt die Vorrichtung über eine erste, eine zweite und eine dritte Aufbereitungslinie 56.1, 56.2, 56.3. Jeder der Materialpuffer 50, 76, 78 verfügt daher über drei unabhängig steuerbare Dosiereinrichtungen, von denen jeweils eine erste Dosiereinrichtung 54.1, 80.1, 82.1 zur Beschickung der ersten Aufbereitungslinie 56.1, jeweils eine zweite Dosiereinrichtung 54.2, 80.2, 82.2 zur Beschickung der zweiten Aufbereitungslinie 56.2 und jeweils eine dritte Dosiereinrichtung 54.3, 80.3, 82.3 zur Beschickung der dritten Aufbereitungslinie 56.3 vorgesehen ist. Mittels eines Zerfaserungssystems 58.1, 58.2, 58.3 je Aufbereitungslinie 56.1, 56.2, 56.3 wird das dieser jeweils zugeführte zerkleinerte Material zerfasert und homogen durchmischt, sowie anschließend einer Herstellungsmaschine 60 zur Herstellung eines dreilagigen Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 zugeführt.
  • Jede der drei Aufbereitungslinien 56.1, 56.2, 56.3 verfügt über eine eigene Sensoreinrichtung 64.1, 64.2, 64.3, welche, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 vorstehend beschrieben, zwischen dem jeweiligen Zerkleinerungssystem 58.1, 58.2, 58.3 und der Herstellungsmaschine 60 angeordnet ist und den Massestrom an zerfasertem Material in der jeweiligen Aufbereitungslinie 56.1, 56.2, 56.3 erfasst. Ein Abgleich des tatsächlich in jeder Aufbereitungslinie 56.1, 56.2, 56.3 erfassten Massestroms mit einem Soll-Massestrom dient als Basis, um jede der ersten Dosiereinrichtungen 54.1, 80.1, 82.1, zweiten Dosiereinrichtungen 54.2, 80.2, 82.2 und/oder dritten Dosiereinrichtungen 54.3, 80.3, 82.3 gegebenenfalls so anzusteuern, dass der Soll-Massestrom erreicht wird und ein entsprechend kontinuierlicher, insbesondere zeitlich konstanter, Massestrom der Herstellungsmaschine 60 zugeführt wird.
  • Aus vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Konzept auf einfache Weise an das jeweilige Anforderungsprofil anpassbar ist. Die drei Aufbereitungslinien 56.1, 56.2, 56,3 und damit die drei Lagen des Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes 16 können unabhängig aus den jeweils drei Materialien 42, 43, 44 zusammengesetzt sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik
    11
    Aufbereitungslinie
    12
    Materialrolle
    14
    Flusen-Zellstoffmaterialbahn
    16
    Airlaid-Produkt oder Vliesstoff
    18
    Zerfaserungssystem
    20
    Herstellungsmaschine
    22
    Sensoreinrichtung
    24
    Regelung der Bahngeschwindigkeit der ersten Aufbereitungslinie
    26
    Zufuhr fertig aufbereiteter Materialien
    28
    zweite Aufbereitungslinie
    30
    zweite Materialrolle
    32
    zweite Flusen-Zellstoffmaterialbahn
    34
    zweites Zerfaserungssystem
    36
    zweite Sensoreinrichtung
    38
    Regelung der Bahngeschwindigkeit der zweiten Aufbereitungslinie
    40
    Vorrichtung zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes
    42
    Ausgangsmaterial
    43
    zweites Ausgangsmaterial
    44
    drittes Ausgangsmaterial
    45
    Zellstoffballen
    46
    Zerkleinerungslinie
    46.1
    erste Zerkleinerungslinie
    46.2
    zweite Zerkleinerungslinie
    48
    Zerkleinerungseinrichtung
    48.1
    erste Zerkleinerungseinrichtung
    48.2
    zweite Zerkleinerungseinrichtung
    50
    Materialpuffer
    52
    erster Verfahrensabschnitt
    53
    zweiter Verfahrensabschnitt
    54
    steuerbare Dosiereinrichtung des Materialpuffers
    54.1
    erste steuerbare Dosiereinrichtung des Materialpuffers
    54.2
    zweite steuerbare Dosiereinrichtung des Materialpuffers
    54.3
    dritte steuerbare Dosiereinrichtung des Materialpuffers
    55
    Regelung der Dosiereinrichtung des Materialpuffers
    55.2
    Regelung der zweiten Dosiereinrichtung des Materialpuffers
    56
    Aufbereitungslinie
    56.1
    erste Aufbereitungslinie
    56.2
    zweite Aufbereitungslinie
    56.3
    dritte Aufbereitungslinie
    58
    Zerfaserungssystem
    58.1
    erstes Zerfaserungssystem
    58.2
    zweites Zerfaserungssystem
    58.3
    drittes Zerfaserungssystem
    60
    Herstellungsmaschine
    62
    Steuereinheit
    64
    Sensoreinrichtung
    64.1
    erste Sensoreinrichtung
    64.2
    zweite Sensoreinrichtung
    64.3
    dritte Sensoreinrichtung
    66
    Reinigungseinrichtung für zerkleinertes Material
    66.1
    Reinigungseinrichtung für zerkleinertes Material der ersten Zerkleinerungslinie
    66.2
    Reinigungseinrichtung für zerkleinertes Material der zweiten Zerkleinerungslinie
    68
    Sortiereinrichtung für zerkleinertes Material
    68.1
    Sortiereinrichtung für zerkleinertes Material der ersten Zerkleinerungslinie
    68.2
    Sortiereinrichtung für zerkleinertes Material der zweiten Zerkleinerungslinie
    70
    Reinigungseinrichtung für zerfasertes Material
    70.2
    zweite Reinigungseinrichtung für zerfasertes Material
    72
    Sortiereinrichtung für zerfasertes Material
    72.2
    zweite Sortiereinrichtung für zerfasertes Material
    74
    Zufuhr weiterer Materialien
    76
    zweiter Materialpuffer
    78
    dritter Materialpuffer
    80
    steuerbare Dosiereinrichtung des zweiten Materialpuffers
    80.1
    erste steuerbare Dosiereinrichtung des zweiten Materialpuffers
    80.2
    zweite steuerbare Dosiereinrichtung des zweiten Materialpuffers
    80.3
    dritte steuerbare Dosiereinrichtung des zweiten Materialpuffers
    81
    Regelung der Dosiereinrichtung des zweiten Materialpuffers
    81.2
    Regelung der zweiten Dosiereinrichtung des zweiten Materialpuffers
    82
    steuerbare Dosiereinrichtung des dritten Materialpuffers
    82.1
    erste steuerbare Dosiereinrichtung des dritten Materialpuffers
    82.2
    zweite steuerbare Dosiereinrichtung des dritten Materialpuffers
    82.3
    dritte steuerbare Dosiereinrichtung des dritten Materialpuffers
    83
    Regelung der Dosiereinrichtung des dritten Materialpuffers
    83.2
    Regelung der zweiten Dosiereinrichtung des dritten Materialpuffers

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes (16) aus einem Ausgangsmaterial (42), insbesondere aus einem Zellstoffmaterial in Form eines Gebindes, wie beispielsweise einem Zellstoffballen (45), bei dem
    das Ausgangsmaterial (42) in zumindest einer Zerkleinerungslinie (46, 46.1, 46.2) mittels zumindest einer Zerkleinerungseinrichtung (48, 48.1, 48.2) zu einem zerkleinerten Material zerkleinert wird,
    das zerkleinerte Material zumindest einem Materialpuffer (50, 76, 78) zugeführt wird,
    das zerkleinerte Material mittels zumindest einer Dosiereinrichtung (54, 54.1, 54.2, 54.3, 80, 80.1, 80.2, 80.3, 82, 82.1, 82.2, 82.3) dosiert aus dem zumindest einen Materialpuffer (50, 76, 78) entnommen und zumindest einer Aufbereitungslinie (56, 56.1, 56.2, 56.3) mit zumindest einem Zerfaserungssystem (58, 58.1, 58.2, 58.3) zugeführt wird, in dem das zerkleinerte Material zu einem zerfaserten Material zerfasert wird,
    das zerfaserte Material einer Herstellungsmaschine (60) zugeführt wird und zu einem Airlaid-Produkt oder einem Vliesstoff (16) verarbeitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest eine Dosiereinrichtung (54, 54.1, 54.2, 54.3, 80, 80.1, 80.2, 80.3, 82, 82.1, 82.2, 82.3) derart gesteuert wird, dass der Herstellungsmaschine (60) ein kontinuierlicher Massestrom an zerfasertem Material zugeführt wird.
  2. Verfahren nach zumindest Anspruch 1,
    wobei alle Schritte des Verfahrens auf einer durchgehenden Produktionslinie durchgeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Dosiereinrichtung auf Basis eines mittels einer Sensorik (64, 64.1, 64.2, 64.3) erfassten charakteristischen Parameters des Massestroms an zerfasertem Material gesteuert wird.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die Dosiereinrichtung auf Basis eines mittels einer Sensorik erfassten charakteristischen Parameters des hergestellten Airlaid-Produkts oder Vliesstoffs (16) gesteuert wird, insbesondere wobei der Parameter ein Flächengewicht ist.
  5. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die Dosiereinrichtung derart gesteuert wird, dass einer der Dosiereinrichtung zugeordneten Aufbereitungslinie (56, 56.1, 56.2, 56.3) ein kontinuierlicher Massestrom an zerkleinertem Material zugeführt wird.
  6. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei, insbesondere zur Herstellung eines mehrlagigen Produkts umfassend zumindest zwei Lagen eines Airlaid-Produkts oder Vliesstoffes (16), das zerkleinerte Material mittels zumindest zwei Dosiereinrichtungen dosiert aus einem den zumindest zwei Dosiereinrichtungen zugeordneten Materialpuffer (50, 76, 78) entnommen und zumindest zwei Aufbereitungslinien (56, 56.1, 56.2, 56.3) mit jeweils einem Zerfaserungssystem (58, 58.1, 58.2, 58.3) zugeführt wird, in dem das zerkleinerte Material jeweils zu dem zerfaserten Material zerfasert wird, wobei jede der zumindest zwei Dosiereinrichtungen einer der zumindest zwei Aufbereitungslinien (56, 56.1, 56.2, 56.3) zugeordnet ist, und wobei das zerfaserte Material der zumindest zwei Aufbereitungslinien (56, 56.1, 56.2, 56.3) derselben Herstellungsmaschine (60) zugeführt wird und darin zu einem, insbesondere mehrlagigen, Airlaid-Produkt oder Vliesstoff (16) verarbeitet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    wobei zumindest zwei Dosiereinrichtungen eines Materialpuffers (50, 76, 78) unabhängig voneinander gesteuert werden.
  8. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei zumindest zwei voneinander verschiedene Ausgangsmaterialien (42, 43, 44), insbesondere Zellstoffmaterialien, eingesetzt werden.
  9. Verfahren nach zumindest Anspruch 8,
    wobei die zumindest zwei voneinander verschiedenen Ausgangsmaterialien (42, 43, 44) mittels derselben Zerkleinerungslinie (46) oder Zerkleinerungseinrichtung (48), insbesondere separat, zu zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien zerkleinert werden.
  10. Verfahren nach zumindest Anspruch 8,
    wobei die zumindest zwei voneinander verschiedenen Ausgangsmaterialien (42, 43, 44) mittels zumindest zweier Zerkleinerungslinien (46.1, 46.2) oder Zerkleinerungseinrichtungen (48.1, 48.2) zu zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien zerkleinert werden.
  11. Verfahren nach zumindest Anspruch 9 oder 10,
    wobei jedes der zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien einem separaten Materialpuffer (50, 76, 78) zugeführt wird.
  12. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei jeder Aufbereitungslinie (56, 56.1, 56.2, 56.3) eine definierte Materialzusammensetzung aus zumindest zwei voneinander verschiedenen zerkleinerten Materialien aus zumindest zwei Materialpuffern (50, 76, 78) mittels diesen jeweils zugeordneten Dosiereinrichtungen zugeführt werden kann.
  13. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Ausgangsmaterial (42, 43, 44) mittels der zumindest einen Zerkleinerungseinrichtung (48, 48.1, 48.2) zumindest im Wesentlichen trocken, insbesondere ohne die Zugabe von Wasser oder Lösungsmittel, zerkleinert und/oder zerfasert wird.
  14. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine zerkleinerte Material hinsichtlich eines charakteristischen Parameters sortiert wird, insbesondere mittels eines Siebs und/oder eines Zyklon-Abscheiders (68, 68.1, 68.2), und/oder wobei das zumindest eine zerfaserte Material hinsichtlich eines charakteristischen Parameters sortiert wird, insbesondere mittels eines Siebs und/oder eines Zyklon-Abscheiders (72, 72.2).
  15. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei das zumindest eine zerkleinerte Material gereinigt wird, insbesondere mittels eines Zyklon-Abscheiders und/oder eines Magnetabscheiders (66, 66.1, 66.2), und/oder
    wobei das zumindest eine zerfaserte Material gereinigt wird, insbesondere mittels eines Zyklon-Abscheiders und/oder eines Magnetabscheiders (70, 70.2).
  16. Vorrichtung (40) zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes (16) aus zumindest einem Ausgangsmaterial (42, 43, 44), insbesondere aus einem Zellstoffmaterial in Form eines Gebindes, wie beispielsweise einem Zellstoffballen (45), umfassend
    zumindest eine Zerkleinerungslinie (46, 46.1, 46.2) mit zumindest einer Zerkleinerungseinrichtung (48, 48.1, 48.2) zum Zerkleinern des zumindest einen Ausgangsmaterials (42, 43, 44) zu zumindest einem zerkleinerten Material,
    zumindest einen Materialpuffer (50, 76, 78) zur Aufnahme eines dem Materialpuffer (50, 76, 78) jeweils zugeordneten zerkleinerten Materials, wobei der zumindest eine Materialpuffer (50, 76, 78) jeweils zumindest eine steuerbare Dosiereinrichtung (54, 54.1, 54.2, 54.3, 80, 80.1, 80.2, 80.3, 82, 82.1, 82.2, 82.3) zur dosierten Entnahme des jeweils zugeordneten zerkleinerten Materials aus dem zumindest einen Materialpuffer (50, 76, 78) und zur Zuführung des zumindest einen zerkleinerten Materials zu zumindest einer Aufbereitungslinie (56, 56.1, 56.2, 56.3) aufweist, wobei die zumindest eine Aufbereitungslinie (56, 56.1, 56.2, 56.3) zumindest ein Zerfaserungssystem (58, 58.1, 58.2, 58.3) umfasst, das dazu ausgebildet ist, das zumindest eine zerkleinerte Material zu zumindest einem zerfaserten Material zu zerfasern, und
    eine Herstellungsmaschine (60) zur Herstellung eines Airlaid-Produkts oder eines Vliesstoffes (16) aus dem zumindest einen zerfaserten Material,
    gekennzeichnet dadurch, dass
    eine Steuereinheit (62) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die zumindest eine Dosiereinrichtung (54, 54.1, 54.2, 54.3, 80, 80.1, 80.2, 80.3, 82, 82.1, 82.2, 82.3) derart zu steuern, dass der Herstellungsmaschine (60) ein kontinuierlicher Massestrom an zerfasertem Material zugeführt wird, insbesondere gemäß einem Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
    wobei alle Bestandteile der Vorrichtung in einer gemeinsamen Produktionslinie angeordnet sind.
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