WO2014023728A1 - Maschine zur herstellung einer faserstoffbahn mit einem schrägband-former und einer entwässerungsvorrichtung - Google Patents

Maschine zur herstellung einer faserstoffbahn mit einem schrägband-former und einer entwässerungsvorrichtung Download PDF

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Klaus Afflerbach
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Definitions

  • the present invention relates to a fibrous web forming apparatus having a bias belt former, a bias belt headbox and a dewatering device. Furthermore, the invention relates to a machine for producing a fibrous web with such a fibrous web forming apparatus and the use of such a dewatering apparatus in a machine for producing a fibrous web.
  • a pulp forming apparatus having a bias belt former and a bias belt headbox
  • special fibrous web products such as long fiber papers, wet webs or filter media can be made for a variety of applications.
  • An advantage of the bias belt technology is the possibility of the formation of bulky fibrous web products that are ideal, inter alia, for the applications described above.
  • a pulp suspension having a comparatively low pulp content is applied to a section of a conveyor belt running obliquely to the horizontal.
  • this resulting from the pulp suspension fibrous web must now be dewatered successively. This is achieved by dewatering elements, such as suction boxes, gravimetric scrapers, suction rolls or the like.
  • dewatering elements such as suction boxes, gravimetric scrapers, suction rolls or the like.
  • a final drying can then be carried out in conventional drying sections or by means of TAD drying (through air drying). Press sections are typically rarely used on bias binding products to maximize the bulky structure of bias binding products.
  • the present invention is concerned with the problem of a fibrous web forming apparatus, a machine for producing a fibrous web with a Such a fibrous web forming apparatus and for use of such a dewatering apparatus in a machine for producing a fibrous web to provide an improved or at least one alternative embodiment, in particular by a more efficient and cost-effective drying or drainage and in particular by a possibility for an alternative structure of the fibrous web distinguished.
  • a fibrous web forming apparatus having a bias belt former, a bias belt headbox and a dewatering device, wherein the bias belt former at least one conveyor belt transporting the web in the machine direction thereof at an angle to the horizontal or horizontally Section has, in which the bias band head box is arranged, by means of which a pulp suspension can be applied to the conveyor belt.
  • the dewatering device comprises a roller, a dewatering belt resting against the roller and a press belt pressing against the roller, the fibrous web being arranged in the region of the dewatering device between the dewatering belt and the press belt.
  • Bias tape formers or bias tape headbox are also referred to as Schrägsiebformer or Schrägsiebstoffauflauf and should therefore be understood synonymous.
  • At least one of the bands from the group conveyor belt, dewatering belt and press belt is permeable, in particular for fluids, such as gases and / or liquids.
  • a gentle and efficient dewatering of the fibrous web can be made, so that a drying apparatus subsequent to the fibrous web forming apparatus can be made smaller.
  • the total drying can be made more efficient and cheaper.
  • by the gentle mechanical pressing by means of the press belt drainage under at least partial preservation of the voluminous structure of the fibrous web is possible. This achieves an efficient and cost-effective production of the fibrous web to obtain a voluminous structure.
  • the dewatering effect of the dewatering device is based on the gentle pressing of the fibrous web between the press belt and the dewatering belt, whereby at least partially the fibrous web fluid passes into the dewatering belt and, inter alia, dewatering of the fibrous web takes place.
  • a bias belt head box headbox which applies a pulp suspension on the oblique to the horizontal or horizontal portion of the fibrous web in the direction of transporting conveyor belt.
  • the pulp suspension exiting the biased belt headbox is usually fixed by lateral boundaries above and above the transport track , at least partially carried in the running direction. It is not absolutely necessary that the section is oriented obliquely rising. The section can also be arranged horizontally or even sloping descending.
  • the embodiment of the headbox is considered primarily.
  • the bias tape headbox 1 -, 2-, 3-, 4-, 5- or 6-layered be formed.
  • the bias tape headbox 1 -, 2-, 3-, 4-, 5- or 6-layered be formed.
  • at least two superimposed layers with a different fibrous suspension are applied to the conveyor belt.
  • One or more drainage elements such as suction boxes or gravimetric dewatering elements, can be arranged opposite the bias conveyor headbox at the angle to the horizontal or horizontal section of the conveyor belt, with which the fiber suspension can be dewatered to the fibrous web.
  • the transition from the pulp suspension to the fibrous web can be designed to be fluid.
  • the fibrous web is formed when the individual fibers of the fibrous web material are immobilized as a result of dewatering, that is, the dry content of the fibrous web is at the immobilization point in the range greater than 3% (corresponding to 30 g / l), in particular greater than 4% (equivalent to 40 g / l).
  • the total layer height of the pulp suspension applied to the conveyor belt by the bias belt headbox is very high in bias belt formers and is more than 50 mm, in particular more than 100 mm and in practical cases even more than 300 mm. In the case of multi-layered driving, the layer heights of the individual layers are correspondingly smaller.
  • the pulp suspension leaving the bias belt headbox has a very low solids concentration to uniformly disperse and form the pulps.
  • the solids concentration at the beginning of the conveyor belt forming the forming fabric is less than 5 g / l, preferably less than 2 g / l and in some cases even less than 0.8 g / l.
  • the lowest value can be 0.1 g / l.
  • a bias belt former has a conveyor belt by means of which the fibrous web can be transported in the running direction.
  • at least one obliquely to the horizontal or horizontally extending section is provided, in which also the bias tape head box is arranged and applies the pulp suspension on the conveyor belt. It is not absolutely necessary that the section is aligned obliquely.
  • the section can also be arranged horizontally or even sloping descending.
  • drainage elements such as suction boxes, suction rolls, gravimetric scrapers or the like can be arranged.
  • Bands as described above and below, are sieves, woven fabrics, knits, threads, knitted fabrics, felts, fleeces, fabrics or the like, possibly endless or formed as a loop, which are guided over guide rollers and / or by at least one guide roller are driven.
  • the term band also includes a flexible roll cover.
  • the pulp suspension has at least one mainly water-suspended pulp. Possibly. Fillers and additives, as well as auxiliaries of the pulp suspension can also be added.
  • the fibrous materials used may be any types of fibers made of a wide variety of materials and in any desired mixture become. Thus, it is conceivable to use, for example, synthetic fibers, aramid fibers, glass fibers, carbon fibers, wood pulp fibers, cotton and other plants, wool and other animal fibers, metal fibers or the like.
  • biased belt technology uses primarily long fibers, but it is also conceivable that a long fiber / short fiber blend of varying percentage composition may be used.
  • pulp fibers or other natural fibers whose length is greater than 2 mm, in particular greater than 3 mm or even more suitably greater than 4 mm.
  • their length is greater than 4 mm, in particular greater than 5 mm.
  • the base layer comprises between 50% and 85%, in particular 70% to 80%, of pulp fibers.
  • the cover layer comprises 15% to 35%, in particular 22% to 28% synthetic fibers, such as polypropylene fibers.
  • the arrangement is chosen so that the base layer comes into direct contact with the conveyor belt.
  • the drainage of the cover layer takes place at least to the immobility point through the base layer.
  • the cover layer comes in direct contact with the dewatering belt. There, the further drainage of the base layer is at least partially through the cover layer.
  • the direction of the fibrous web in the fibrous web forming device or in the machine for producing a fibrous web is to be understood as the direction and orientation in which the fibrous web is transported through the fibrous web forming device or the machine. If necessary, the direction of travel should be determined tangentially.
  • the machine direction is understood to mean the direction of production, that is, the direction between the beginning and the end of the fibrous web forming apparatus.
  • the conveyor belt may be arranged in the region of the dewatering device between the dewatering belt and the press belt.
  • the dewatering device may comprise a blower hood which partially surrounds the roll in the circumferential direction for the purpose of acting on a blowing zone of the roll surrounding the blow hood with a fluid.
  • the blast hood can be assigned to the roller in the circumferential direction on a circumferential length, that is circular arc length of the imaginary circular sector, from 1 m to 3 m, preferably from 1, 3 m to 2 m.
  • the corresponding circular sector angle of the blast hood is between 50 ° to 270 °, in particular between 80 ° and 200 ° and for example between 90 ° and 120 °.
  • the blowing zone may correspond to the circumferential length of the blast hood. However, it is also conceivable that the blowing zone comprises only a portion of the blast hood associated circumferential length. This partial area may be between 50% and 100% of the circumferential length associated with the blast hood.
  • the diameter of the roll is greater than 1 m, preferably in the range between 1, 2 m and 5 m, in particular between 1, 5 m and 2.5 m. ,
  • the blowing zone may be formed by an impingement flow device.
  • the blast hood is supplied with a pressurized fluid.
  • the fibrous web arranged between the blast hood and the roller can be dehydrated by the fluid flow drying on the one hand and by displacing the fibrous web fluid through the fluid flow into the dewatering belt by the blast hood on the other hand.
  • the dewatering effect of the press belt can be enhanced and supported by the blast hood.
  • air, heated air, in particular superheated steam or the like can be used as the fluid.
  • the dewatering device may additionally comprise a pressing device arranged in the direction of travel after the roller.
  • this pressing device which may for example consist of two press rolls, between which the conveyor belt, the dewatering belt and the interposed fibrous web are carried out, a further dewatering of the fibrous web can be advantageously carried out.
  • the additional pressing device supports the partial transfer of the remaining fibrous web fluid into the dewatering belt.
  • the dewatering device may have a positioning in the direction of travel after the bias-band headbox, wherein at least one drainage element is arranged between the bias-band headbox and the dewatering device.
  • the dewatering performance of the fibrous web forming apparatus can be optimized.
  • the fibrous web can be brought to a predefined dry content before it enters the dewatering device.
  • the dewatering device can be positioned downstream of a deflection roller in such a way that at least one dewatering element is arranged between the deflection roller and the dewatering device.
  • the deflecting roller limits the obliquely to the horizontal or horizontally extending portion in the direction and in the direction of the guide roller, the fibrous web may be arranged such that the running direction and the gravitational direction include an acute angle ⁇ .
  • the fibrous web can be further dehydrated by such a positioning of another, preferably evacuated drainage element on the one hand and on the other a predetermined dry content of the fibrous web before entering the dewatering device, for example greater than 14%, in particular, greater than 15%, can be achieved.
  • a drainage element arranged in the direction of travel after the deflecting roller can prevent detachment of the fibrous web from the transport belt when the direction of travel is oriented at an acute angle to the direction of gravity. In other words, it is possible to prevent the fibrous web from falling off the conveyor belt when the fibrous web is guided upside down on the conveyor belt.
  • the dewatering device can be positioned in the machine direction, preferably in the running direction, directly in front of the transfer point of the fibrous web to a drying device following in the running direction of the fibrous web forming device.
  • the desired and required dry content of the fibrous web for the drying device can be set by positioning the dewatering device directly in front of the transfer point to the drying device by means of the dewatering device.
  • the dewatering device can also be positioned such that the deflection roller is the roller of the dewatering device.
  • the dewatering device can be positioned such that the fibrous web rests against the dewatering belt and the conveyor belt rests against the press belt.
  • Such an advantageous positioning of the fibrous web between the conveyor belt and the dewatering belt achieves a particularly fast and sufficiently large transition of the fibrous web fluid into the dewatering belt when the press belt presses the sandwich of conveyor belt, fibrous web and dewatering belt against the roller.
  • the dewatering of the fibrous web can be made particularly effective.
  • any existing structuring of the conveyor belt can continue to act on the fibrous web
  • the conveyor belt can have a structured surface oriented toward the fibrous web, for structuring and / or for avoiding the pressing of partial areas (protective areas) of the fibrous web.
  • the cavities or protective areas of the surface of the structured conveyor belt have a depth of greater than 0.5 mm, preferably greater than 0.7 mm, in particular greater than 1 mm.
  • the conveyor belt may have a structured surface with a pressing area of ⁇ 40%, based on 100% of an imaginary planar reference surface arranged opposite the structured surface. It is also conceivable that the structured surface has a pressing range of 10-30%, possibly 10-25%, in particular 15-25% and for example 15-20%.
  • a desired structural strength of the fibrous web can be achieved by a pressing area dimensioned in this way, so that the voluminous protective areas are protected and fixed by the enclosing pressing areas.
  • a desired tear strength, especially against pressurization can be achieved.
  • the conveyor belt may have a structured surface with a protection range of> 60%, based on 100% of an imaginary planar reference surface arranged opposite the structured surface. It is also conceivable that the structured surface has a protection range of 70-90%, possibly of 75-90%, in particular of 75-85% and in particular of 80-85%.
  • a high voluminous proportion can be achieved, which has a high air permeability while excellent absorption capacity.
  • the conveyor belt can have such a section running obliquely to the horizontal that the partial section to the horizontal extends at an acute angle of substantially greater than 0 ° to 45 °.
  • an acute angle of 5 ° to 45 ° is advantageous, in particular 10-40 °, possibly 10-30 °, 15-25 ° and for example 20 +/- 3 ° conceivable.
  • the roller of the dewatering device may be formed as a suction roller.
  • the fibrous web fluid are at least partially transferred by suction by means of the suction roller in the dewatering belt.
  • the dewatering performance of the dewatering device can be further increased. Possibly. At least partially fibrous web fluid can be sucked out of the dewatering belt.
  • the fluid of the blast hood first flows in the following order through the press belt, through the conveyor belt, through the fibrous web and through the dewatering belt into the suction roller having a suction zone.
  • the roller may be formed as a suction roller, with a circumferentially extending partially suction zone, wherein a determined in the roll circumferential Saugzonenwinkel a value of between 50 ° to 270 °, in particular between 80 ° and 200 ° and for example between 90 ° and 120 °. It can the Blow zone also have a value of 50 ° to 270 °, optionally from 80 ° to 200 °, in particular from 90 ° to 120 °.
  • the suction zone angle is preferably greater than the blowing zone angle.
  • the suction zone angle is greater than the corresponding circular sector angle of the blast hood partially surrounding the roller.
  • the suction length of the suction zone extending in the circumferential direction of the roller is greater than 300 mm, preferably greater than 800 mm.
  • the suction length is in the range between 300mm and 2500mm.
  • the suction length is 1300mm.
  • the dewatering device can be dimensioned smaller with regard to the vacuum to be generated and, moreover, the vacuum that can be reduced thereby can be used purposefully in the suction zone.
  • the dewatering belt may be formed as a felt.
  • An advantage of the training as a felt is the high and good absorption capacity of fibrous web fluid from the fibrous web.
  • the felt can be at least partially compressed by the press belt, so that with decreasing pressing pressure due to the relaxation of the felt further fibrous web fluid from the fibrous web can pass into the felt.
  • the dewatering belt can have a dewatering zone defined by a loop around the roll with a dewatering zone angle of 10 ° to 270 ° determined in the roll circumferential direction.
  • the dewatering zone angle can also have a value of between 50 ° to 270 °, in particular between 80 ° and 200 ° and, for example, between 90 ° and 120 °°.
  • This dewatering zone angle is preferably greater than the circular sector angle of the blast hood partially surrounding the roll and greater than the blowing zone angle.
  • the suction zone angle is preferably greater than the drainage zone angle.
  • the drainage section can be made sufficiently large by such a drainage zone angle.
  • the vacuum to be applied of the roller designed as a suction roller can be reduced or the diameter of the roller can be reduced.
  • the press belt may have a belt tension of 10-80 kN / m.
  • the belt tension may also be 15-65 kN / m, possibly 20-60 kN / m, in particular 20-55 kN / m and, for example, 30-50 kN / m.
  • the desired gentle mechanical compression of the fibrous web can advantageously be achieved by at least partially retaining the voluminous structure by means of such a belt tension.
  • the press belt may have a computational, i. have a determined with the tension of the press belt and the diameter of the roller contact pressure to the roller of more than 20kPa. It is also conceivable that the contact pressure is more than 35kPa, possibly more than 45kPa, especially more than 60kPa and possibly more than 80kPa.
  • the pressing pressure in the area of the protective areas on the fibrous web is substantially smaller and in the area surrounding the protective areas pressing areas substantially higher than the above-mentioned computational contact pressures.
  • the voluminous structure of the fibrous web can be obtained at least partially during dewatering by the dewatering device by such a contact pressure.
  • the press belt can have an open area of at least 25%, based on 100% of an imaginary planar reference surface arranged opposite the press belt.
  • the open area may be at least 50%, possibly at least 70%, in particular at least 75% and for example at least 80%.
  • the fluid acted upon by the blast hood act on the fibrous web or the conveyor belt, so that the fibrous web fluid is increasingly transferred into the dewatering belt or at least partially carried along by the fluid flow by the blowing effect or entrained.
  • the press belt may have a pressing surface of at least 10% relative to 100% of an imaginary planar reference surface arranged opposite the press belt. It is also conceivable that the pressing surface is a maximum of 50%, possibly a maximum of 30%, in particular a maximum of 25% and for example a maximum of 20%.
  • a sufficient and uniform transmission of the contact pressure built up by the press belt can be transmitted to, for example, the conveyor belt, so that a uniform pressing of the fibrous web becomes possible.
  • the press belt can have a press zone defined by a wrap around the roll with a press zone angle of 10 ° to 270 ° determined in the roll circumferential direction.
  • the pressing zone angle can also have a value between 50 ° to 270 °, in particular between 80 ° and 200 ° and for example between 90 ° and 120 °.
  • the pressing zone angle is preferably smaller than the dewatering zone angle.
  • a pressing zone angle of the contact pressure with which the press belt presses against the roller, also be achieved by a lower belt tension. If an angle in the roll circumferential direction is determined, the angle is determined from the beginning of the respective zone to the end of the respective zone in the circumferential direction of the roll. In the case of the suction zone, the beginning and end of the suction zone are determined by the vacuum occurring. In the case of the blowing zone, the beginning and end of the blowing zone are predetermined, for example, by the blast hood. In the case of tapes, the beginning and end of the respective zones are determined by the direct or indirect contact of the tape with the roller. The respective zones can be congruent or differ by a maximum of 10% of the respective angle in their position and / or their extent.
  • the press belt can also be designed as a jacket of a shoe press.
  • the training as a shoe press a comparatively simple pressing arrangement in the dewatering ensure the necessary and possibly controllable contact pressure.
  • a machine for making a fibrous web having a fibrous web forming apparatus as described above, the machine having at least one drying apparatus downstream of the web of fibrous web forming apparatus.
  • the final drying of the fibrous web can advantageously be carried out by means of a drying device following the fibrous web forming device in the running direction, so that after the drying device the fibrous web can be transported and processed without significant deterioration.
  • the machine may include a press roll associated with the fibrous web forming apparatus for transferring the fibrous web at a transfer point to the dryer, the press roll preferably being a suction press roll or a closed surface roll having a line force of 60 up to 120kN / m, in particular with 70 to 90kN / m is pressed.
  • the machine may have a Yankee cylinder associated with the drying device, wherein a blowing hood which partially surrounds the Yankee cylinder in the circumferential direction may be provided.
  • a Yankee cylinder it is advantageously possible to carry out a gentle drying which is obtained in the voluminous structures of the fibrous web, the drying being able to be assisted by means of a blast hood.
  • This is understood to mean a Yankee cylinder, a drying cylinder having a minimum diameter of 3 m. The minimum diameter may also be 3.6 m and, for example, at least 4.5 m.
  • the machine may have a TAD system.
  • the fibrous web can be further dehydrated or dried by additional drying by means of a TAD system.
  • the machine can have a drying cylinder arrangement assigned to the drying device, comprising at least one drying cylinder.
  • the drying of the fibrous web can be carried out by means of a conventional drying cylinder arrangement.
  • the machine can have a removal roller assigned to the drying device, which can be designed as a suction roller and with which the fibrous web is taken over into the drying device at the transfer point.
  • a safe transfer of the fibrous web from the fibrous web forming device into the drying device can be carried out by such a suction roll or pick-up roll.
  • a use of a dewatering apparatus as described above in a machine for producing a fibrous web having at least one bias belt former is proposed, wherein the dry content of the fibrous web is increased by the dewatering apparatus to a value of 14-60%. It is also conceivable that the dry content is increased to 25-55%, possibly to 30-50%, in particular to 30-45% and for example to 35-45%.
  • the fibrous web can be brought to a dry content within the fibrous web forming apparatus, which allows sufficient and desired drying within the drying device, so that the fibrous web is ready for further processing after the drying device.
  • FIG. 1 shows a possible embodiment of a fibrous web forming device
  • Fig. 2 shows a preferred arrangement of press belt, fibrous web, conveyor belt and
  • Fig. 3 shows a structuring of the fibrous web in the dewatering device.
  • a fibrous web forming apparatus 100 includes a slanted web headbox 10 and a bias belt former 120.
  • a dewatering apparatus 130 is provided, with the aid of which the at least partial dewatering of a fibrous web 140 applied to the bias-band headbox 110 in the fibrous web-forming apparatus 100 can be carried out.
  • the bias belt former 120 has a conveyor belt 150 which is guided over a plurality of guide rollers 160, 160 '.
  • the conveyor belt 150 furthermore has a section 170 running obliquely to the horizontal, in which the biasing belt headbox 110 is arranged.
  • a portion of the conveyor belt 150 which is inclined or extending at right angles to the horizontal 172 is to be understood as being at an angle ⁇ to the horizontal 172 in such a way that it rises in the direction 180 of the fibrous web 140.
  • embodiments are also conceivable in which the partial section 170 extends horizontally.
  • At least one dewatering element 190 can be arranged on the conveyor belt 150 in relation to the bias belt headbox 110. In this case, by such a dewatering element 190 from the bias band head box 1 10 exiting Dehydrated pulp suspension and on the other hand favors the formation of the fibrous web 140 from the pulp suspension.
  • the portion 170 is limited by a guide roller 200 in the direction 180.
  • the conveyor belt 150 may be arranged such that the direction of rotation with the direction of gravity 202 includes an acute angle ⁇ .
  • the fibrous web 140 hangs at least partially upside down on the conveyor belt 150 and is no longer supported or carried by the same. As a result, detachment of the fibrous web 140 from the transport path 150 can take place in this area.
  • At least one dewatering element 210 can be arranged in the area described above. However, it is conceivable that further drainage elements 210, 210 "are arranged between the deflecting roller 200 and the dewatering device 130. These in turn can serve for dewatering the fibrous web 140 and at the same time prevent detachment of the fibrous web 140 from the conveyor belt 150 comprises a roller 220, a dewatering belt 230 and a press belt 240. In the area of the dewatering device 130, the conveyor belt 150 is arranged between the press belt 240 and the dewatering belt 230.
  • the press belt 240 forms the sandwich of conveyor belt 150, fiber web 140 and dewatering belt 230 pressed against the roller 220.
  • the fibrous web 140 is arranged between the conveyor belt and the dewatering belt 230.
  • a gentle dewatering by means of the dewatering belt 230 can be carried out
  • the roller 220 may be formed as a suction roller, which may also have a suction zone 250. It may be advantageous if a suction zone angle 260 corresponds approximately to a dewatering zone angle and a pressing zone angle 280. According to FIG.
  • the suction zone angle 260 corresponds to the dewatering zone angle 270 and the pressing zone angle 280. Furthermore, a blast hood 290 can be provided, with which a blowing zone 300 of the roller 220 can be acted upon by a fluid, such as, for example, air, steam, superheated steam or the like.
  • a blowing zone angle 310 determined in the roll circumferential direction can correspond approximately to the other angles 270, 280, 260. According to FIG. 1, the blowing zone angle 310 is approximately the same as the aforementioned angles 260, 270, 280.
  • the dewatering belt 230 can be endlessly guided over a plurality of guide rollers 320.
  • a dewatering element 340 or a plurality of dewatering elements 340, 340 ' may be arranged so that the fibrous web fluid withdrawn from the fibrous web 140 can be withdrawn from the system of the dewatering belt 230.
  • the drainage tape 230 may be formed, for example, as a felt.
  • a pressing device 350 may be arranged which has two press rollers 360, 360 '.
  • the conveyor belt 150 and the dewatering belt 230 can be passed through this pressing device 350.
  • the fibrous web 140 can be arranged between the dewatering belt 230 and the conveyor belt 150 again.
  • this pressing device 350 further dehydration of the fibrous web 140 is possible.
  • a transition of the fibrous web fluid into the dewatering belt 230 can be promoted.
  • a drying device 370 may be arranged in the running direction 180 after the fibrous web forming device.
  • the dryer 370 may include a Yankee cylinder 380.
  • This Yankee cylinder 380 can be at least partially surrounded by a blast hood, not shown in FIG. 1, with which the drying of the fibrous web 140 can additionally be forced.
  • the fibrous web 140 can be transferred from the conveyor belt 150 into the drying device 370, for example, by means of a press roll 400.
  • the conveyor belt 150 is structured, so that it has multiple protection areas 410 and a plurality of pressing portions 420 has.
  • the fibrous web 140 remains largely unpressed, so that voluminous structures can form in the protective areas 410, while in the press areas 420 the fibrous web 140 is pressed, so that the pressing areas substantially contribute to the structural stability of the fibrous web 140.
  • an increased air permeability is present, while the pressing areas 420 have a lower air permeability.
  • the dewatering belt 230 abuts the roller 220. Between the dewatering belt 230 and the conveyor belt 150, the fibrous web 140 is arranged and the sandwich of conveyor belt 150 fibrous web 140 and dewatering belt 230 is pressed by the press belt 240 against the roller 220. As shown in FIG. 3, in the case of a previously described arrangement of press belt 240, conveyor belt 150, fibrous web 140, dewatering belt 230 and roller 220 in the case of a structured conveyor belt 150 it is possible to produce a structured fibrous web 140 with protective regions 410 and press regions 420.
  • fibrous web material in the protective areas 410 in particular during application of the pulp suspension by means of the bias-band headbox, accumulate increasingly, which also largely compared to the pressing by means of the press belt 240, and possibly also by means of the press roller 400 under at least partial retention of voluminous structure is protected.
  • the fibrous web 140 is applied directly to the conveyor belt 150 by the bias-band headbox 110, and thus the protective areas are increasingly filled with fibrous web material, there is no pulling apart of the fibrous web 140 in the protective areas 410, as is the case for example TAD method may occur.
  • the fibrous web is transferred from a largely planar conveyor belt to a structured belt during TAD drying.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung mit einem Schrägband-Former (120), einem Schrägband-Stoffauflauf (110) und einer Entwässerungsvorrichtung (130), wobei der Schrägband-Former (120) zumindest ein die Faserstoffbahn (140) in Laufrichtung (180) derselben transportierendes Transportband (150) mit einem schräg zur Horizontalen (172) verlaufenden Teilabschnitt (170) aufweist, in dem der Schrägband-Stoffauflauf (110) angeordnet ist, mittels dem eine Faserstoffsuspension auf das Transportband (150) aufgebracht werden kann. Weist die Entwässerungsvorrichtung (130) eine Walze (220), ein an der Walze (220) anliegendes Entwässerungsband (230) und ein gegen die Walze (220) pressendes Pressband (240) auf, wobei die Faserstoffbahn (140) im Bereich der Entwässerungsvorrichtung (130) zwischen dem Entwässerungsband (230) und dem Pressband (240) angeordnet ist, kann eine schonende Entwässerung unter zumindest teilweiser Beibehaltung von voluminösen Strukturen der Faserstoffbahn (140) durchgeführt werden.

Description

MASCHINE ZUR HERSTELLUNG EINER FASERSTOFFBAHN MIT EINEM
SCHRÄGBAND-FORMER UND|EINER ENTWÄSSERUNGSVORRICHTUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung mit einem Schrägband-Former, einem Schrägband-Stoffauflauf und einer Entwässerungsvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit einer derartigen Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung sowie die Verwendung einer derartigen Entwässerungsvorrichtung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Mit einer Faserstoff-Bildungsvorrichtung, die einen Schrägband-Former und einen Schrägband-Stoffauflauf aufweist, können spezielle Faserstoffbahn-Produkte, wie beispielsweise Langfaserpapiere, Nassvliese oder Filtermedien für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche hergestellt werden. Vorteilhaft an der Schrägband-Technik ist dabei die Möglichkeit der Ausbildung von voluminösen Faserstoffbahn-Produkten, die sich hervorragend u. a. für die zuvor beschriebenen Einsatzgebiete eignen. Üblicherweise wird dabei mittels eines Schrägband-Stoffauflaufes eine Faserstoffsuspension mit vergleichsweise geringem Faserstoffgehalt auf einen schräg zur Horizontalen verlaufenden Teilabschnitt eines Transportbandes aufgebracht. In Laufrichtung der Faserstoffbahn nach dem Schrägband-Stoffauflauf muss nun diese aus der Faserstoffsuspension entstehende Faserstoffbahn sukzessive entwässert werden. Dies gelingt durch Entwässerungselemente, wie beispielsweise Saugkästen, gravimetrische Abstreifer, Saugwalzen oder dergleichen. Ab einem vorbestimmten Trockengehalt kann dann eine endgültige Trocknung in konventionellen Trockenpartien oder mittels der TAD- Trocknung (Through-Air-Drying) vorgenommen werden. Pressenpartien werden bei den Schrägband-Produkten üblicherweise selten eingesetzt, um die voluminöse Struktur der Schrägband-Produkte soweit wie möglich zu erhalten. Bei der Trocknung in konventionellen Trockenpartien ist jedoch nur mit relativ hohem technologischem Aufwand eine ausreichende Trocknung der Faserstoffbahn zu erreichen und zudem wird dadurch die Herstellung der Faserstoffbahn verteuert. Dies trifft ebenso für die TAD- Trocknung zu, da in diesem Fall mittels eines hohen Fluidmassenstromes die Trocknung vorgenommen wird, was wiederum zu einer Erhöhung der Produktionskosten führt. Zudem kann bei beiden Verfahren ein geforderter Aufbau der Faserstoffbahn, insbesondere für spezielle Einsatzbereiche, nicht oder nur unzureichend erreicht werden. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung, für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit einer derartigen Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung und für eine Verwendung einer derartigen Entwässerungsvorrichtung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine effizientere und kostengünstigere Trocknung bzw. Entwässerung und insbesondere durch eine Möglichkeit für einen alternativen Aufbau der Faserstoffbahn auszeichnet.
In einem Aspekt der Erfindung wird somit vorgeschlagen, eine Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung mit einem Schrägband-Former, einem Schrägband-Stoffauflauf und einer Entwässerungsvorrichtung vorzusehen, wobei der Schrägband-Former zumindest ein die Faserstoffbahn in Laufrichtung derselben transportierendes Transportband mit einem schräg zur Horizontalen oder horizontal verlaufenden Teilabschnitt aufweist, in dem der Schrägband-Stoffauflauf angeordnet ist, mittels dem eine Faserstoffsuspension auf das Transportband aufgebracht werden kann. Dabei weist die Entwässerungsvorrichtung eine Walze, ein an der Walze anliegendes Entwässerungsband und ein gegen die Walze pressendes Pressband auf, wobei die Faserstoffbahn im Bereich der Entwässerungsvorrichtung zwischen dem Entwässerungsband und dem Pressband angeordnet ist. Schrägband-Former beziehungsweise Schrägband-Stoffauflauf werden auch als Schrägsiebformer beziehungsweise Schrägsiebstoffauflauf bezeichnet und sollen daher gleichbedeutend verstanden werden.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eines der Bänder aus der Gruppe Transportband, Entwässerungsband und Pressband permeabel, insbesondere für Fluide, wie Gase und/oder für Flüssigkeiten.
Vorteilhaft kann mit einer derartigen Entwässerungsvorrichtung innerhalb der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung eine sanfte und effiziente Entwässerung der Faserstoffbahn vorgenommen werden, sodass eine der Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung nachfolgende Trockenvorrichtung geringer dimensioniert werden kann. Dadurch kann insgesamt die Trocknung effizienter und kostengünstiger vorgenommen werden. Zudem ist durch die sanfte mechanische Pressung mittels des Pressbandes eine Entwässerung unter zumindest teilweisem Erhalt der voluminösen Struktur der Faserstoffbahn möglich. Dadurch gelingt eine effiziente und kostengünstige Herstellung der Faserstoffbahn unter Erhalt einer voluminösen Struktur. Dabei beruht die Entwässerungswirkung der Entwässerungsvorrichtung auf dem sanften Verpressen der Faserstoffbahn zwischen dem Pressband und dem Entwässerungsband, wodurch zumindest teilweise das Faserstoffbahn-Fluid in das Entwässerungsband übergeht und unter anderem deshalb eine Entwässerung der Faserstoffbahn stattfindet.
Dabei versteht man unter einem Schrägband-Stoffauflauf einen Stoffauflauf, der eine Faserstoffsuspension auf dem schräg zur Horizontalen oder horizontal verlaufenden Teilabschnitt des die Faserstoffbahn in Laufrichtung transportierenden Transportbandes aufbringt. Im Gegensatz zu Stoffaufläufen, die aus einer Düse unter erhöhten Druck einen Faserstoffsuspensions-Freistrahl beispielsweise auf ein Langsieb aufspritzen oder in einen Spalt zwischen zwei Sieben einspritzen, wird die aus dem Schrägband-Stoffauflauf austretende Faserstoffsuspension üblicherweise durch seitliche Begrenzungen über dem Transportbahn fixiert und von demselben, in Laufrichtung zumindest teilweise mitgeführt. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass der Teilabschnitt schräg ansteigend ausgerichtet ist. Der Teilabschnitt kann auch horizontal oder sogar schräg absteigend angeordnet sein. Zur Beurteilung, ob ein Schrägband-Stoffauflauf bzw. ein Schrägband- Former im weiteren Sinne vorliegt, wird hauptsächlich die Ausführungsform des Stoffauflaufs betrachtet. Im engeren Sinne ist zusätzlich dazu der Teilabschnitt, in dem der Schrägband-Stoffauflauf angeordnet ist, schräg zur Horizontalen ausgerichtet. Dabei kann der Schrägband-Stoffauflauf 1 -, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-schichtig ausgebildet sein. Im Falle einer mehrschichtigen Ausbildung werden dabei zumindest zwei übereinanderliegende Schichten mit einer unterschiedlichen Faserstoffsuspension auf das Transportband aufgebracht. An dem schräg zur Horizontalen oder horizontal verlaufenden Teilabschnitt des Transportbandes können gegenüber dem Schrägband-Stoffauflauf ein oder mehrere Entwässerungselemente, wie beispielsweise Saugkästen oder gravimetrische Entwässerungselemente, angeordnet sein, mit der die Faserstoffsuspension zur Faserstoffbahn entwässert werden kann. Dabei kann der Übergang von der Faserstoffsuspension zur Faserstoffbahn fließend ausgestaltet sein. Üblicherweise ist die Faserstoffbahn dann ausgebildet, wenn die einzelnen Fasern des Faserstoffbahn-Materials infolge der Entwässerung immobilisiert sind, das heißt der Trockengehalt der Faserstoffbahn liegt am Immobilisationspunkt dabei im Bereich größer als 3% (entspricht 30 g/l), insbesondere größer als 4% (entspricht 40 g/l).
Die durch den Schrägband-Stoffauflauf auf das Transportband aufgetragene, gesamte Schichthöhe der Faserstoffsuspension ist bei Schrägband-Formern sehr hoch und beträgt mehr als 50 mm, insbesondere mehr als 100 mm und in praktischen Fällen sogar mehr als 300 mm. Bei mehrschichtiger Fahrweise sind die Schichthöhen der Einzelschichten entsprechend kleiner.
Die den Schrägband-Stoffauflauf verlassende Faserstoffsuspension besitzt eine sehr geringe Feststoffkonzentration um die Faserstoffe gleichmäßig zu dispergieren und zu formieren. Die Feststoffkonzentration beträgt am Beginn des Transportbandes, welches das Formiersieb bildet, weniger als 5 g/l, vorzugsweise weniger als 2g/l und in manchen Fällen sogar weniger als 0,8 g/l. Der unterste Wert kann bei 0,1 g/l liegen. Diese niedrigen Feststoffkonzentrationen führen zu den oben erwähnten hohen Schichthöhen. Der Vorteil ist eine homogene Dispergierung der Feststoffe und eine sanfte, langsame Entwässerung, welche durch den schrägen Verlauf des Schrägbandformers begünstigt wird. Dies führt zu einer voluminösen Faserstoffbahn am Ende des Immobilitätspunktes.
Ein Schrägband-Former weist dabei ein Transportband auf, mittels dem die Faserstoffbahn in Laufrichtung transportiert werden kann. Dabei ist zumindest ein schräg zur Horizontalen oder horizontal verlaufender Teilabschnitt vorgesehen, in dem auch der Schrägband-Stoffauflauf angeordnet ist und die Faserstoffsuspension auf das Transportband aufbringt. Es ist nicht zwingend notwendig, dass der Teilabschnitt schräg ansteigend ausgerichtet ist. Der Teilabschnitt kann auch horizontal oder sogar schräg absteigend angeordnet sein. Zwischen dem Schrägband-Stoffauflauf und der Entwässerungsvorrichtung können weitere Entwässerungselemente, wie beispielsweise Saugkästen, Saugwalzen, gravimetrische Abstreifer oder dergleichen angeordnet sein. Mittels dieser Entwässerungselemente kann eine Vorentwässerung der Faserstoffbahn vorgenommen werden, sodass die Entwässerungsleistung der Entwässerungsvorrichtung optimiert werden kann.
Unter Bändern, wie zuvor und nachfolgend beschrieben, sind Siebe, Gewebe, Gestricke, Gewirre, Gewirke, Filze, Vliese, Fabrics oder dergleichen, ggf. endlos bzw. als Schleife ausgebildet zu verstehen, die über Führungswalzen geführt und/oder durch zumindest eine Führungswalze angetrieben werden. Im weiteren Sinn ist von dem Begriff Band auch ein flexibler Walzenbezug umfasst.
Die Faserstoffsuspension weist zumindest einen hauptsächlich wassersuspendierten Faserstoff auf. Ggf. können auch Füllstoffe und Additive, sowie Hilfsstoffe der Faserstoffsuspension beigefügt sein. Als Faserstoffe können beliebige Arten von Fasern aus den unterschiedlichsten Materialien und in einer beliebigen Mischung verwendet werden. So ist es denkbar, beispielsweise Kunststofffasern, Aramidfasern, Glasfasern, Carbonfasern, Zellstofffasern aus Holz, Baumwolle und anderen Pflanzen, Wolle und andere tierische Fasern, Metallfasern oder dergleichen zu verwenden. Üblicherweise werden bei der Schrägband-Technologie vorrangig Langfasern verwendet, aber es ist auch denkbar, dass ein Langfaser-/Kurzfaser-Gemisch in unterschiedlicher prozentualer Zusammensetzung zum Einsatz kommt. Bei zumindest teilweisem Einsatz von Zellstofffasern oder anderen Naturfasern ist deren Länge größer als 2 mm, insbesondere größer als 3 mm oder sogar zweckmäßigerweise größer als 4 mm. Bei zumindest teilweisem Einsatz von beispielsweise oben aufgeführten Synthetikfasern ist deren Länge größer als 4 mm, insbesondere größer als 5 mm.
In einem praktischen Fall werden zweischichtige Faserstoffbahnen mit einer flächenbezogenen Gesamtmasse im Bereich von 15 g/m2 bis 250 g/m2 hergestellt. Hierbei umfasst die Grundschicht zwischen 50% und 85%, insbesondere 70% bis 80% Zellstofffasern. Die Deckschicht hingegen umfasst 15% bis 35%, insbesondere 22% bis 28% Synthetikfasern, wie beispielsweise Polypropylenfasern. Dabei ist die Anordnung so gewählt, dass die Grundschicht direkt mit dem Transportband in Berührung kommt. Die Entwässerung der Deckschicht erfolgt zumindest bis zum Immobilitätspunkt durch die Grundschicht hindurch. In der Entwässerungsvorrichtung kommt die Deckschicht in direkten Kontakt mit dem Entwässerungsband. Dort erfolgt die weitere Entwässerung der Grundschicht zumindest teilweise durch die Deckschicht hindurch.
Unter der Laufrichtung der Faserstoffbahn in der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung bzw. in der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn ist die Richtung und Orientierung zu verstehen, in der die Faserstoffbahn durch die Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung bzw. die Maschine transportiert wird. Dabei ist die Laufrichtung gegebenenfalls tangential zu bestimmen. Im Gegensatz hierzu ist unter der Maschinenlaufrichtung die Produktionsrichtung, das heißt die Richtung zwischen Anfang und Ende der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung zu verstehen. Weiterhin kann das Transportband im Bereich der Entwässerungsvorrichtung zwischen dem Entwässerungsband und dem Pressband angeordnet sein.
Vorteilhaft kann durch eine derartige Anordnung des Transportbandes die zuvor auf das Transportband aufgebrachte Faserstoffbahn während des Durchlaufens durch die Entwässerungsvorrichtung auf dem Transportband verbleiben, so dass ein geringerer konstruktiver Aufwand im Bereich der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung notwendig ist. Des Weiteren kann die Entwässerungsvorrichtung eine die Walze in Umfangsrichtung teilweise umgebende Blashaube zur Beaufschlagung zumindest einer von der Blashaube umgebenden Blaszone der Walze mit einem Fluid aufweisen. Die Blashaube kann der Walze in Umfangsrichtung auf einer Umfangslänge, das heißt Kreisbogenlänge des gedachten Kreissektors, von 1 m bis 3m, vorzugsweise von 1 ,3 m bis 2 m zugeordnet sein. Der entsprechende Kreissektorwinkel der Blashaube liegt zwischen 50° bis 270°, insbesondere zwischen 80° und 200° und beispielsweise zwischen 90° und 120°. Die Blaszone kann der Umfangslänge der Blashaube entsprechen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Blaszone nur einen Teilbereich der der Blashaube zugeordneten Umfangslänge umfasst. Dieser Teilbereich kann zwischen 50% und 100% der der Blashaube zugeordneten Umfangslänge liegen. Der Durchmesser der Walze ist größer als 1 m, vorzugsweise liegt er im Bereich zwischen 1 ,2 m und 5 m, insbesondere zwischen 1 ,5 m und 2,5 m. .
Die Blaszone kann durch eine Prallströmungsvorrichtung gebildet sein. Vorzugsweise wird die Blashaube mit einem unter Überdruck stehenden Fluid versorgt. Vorteilhaft kann durch die Blashaube zum einen die zwischen der Blashaube und der Walze angeordnete Faserstoffbahn zum einen durch die Fluidstrom-Trocknung und zum anderen durch das Verdrängen des Faserstoffbahn-Fluids durch den Fluidstrom in das Entwässerungsband entwässert werden. Dabei kann durch die Blashaube die Entwässerungswirkung des Pressbandes verstärkt und unterstützt werden. Dabei kann als Fluid Luft, erhitzte Luft, insbesondere überhitzter, Dampf oder dergleichen verwendet werden.
Des Weiteren kann die Entwässerungsvorrichtung eine zusätzlich, in Laufrichtung nach der Walze angeordnete Pressvorrichtung aufweisen.
Auch mittels dieser Pressvorrichtung, die beispielsweise aus zwei Presswalzen bestehen kann, zwischen denen das Transportband, das Entwässerungsband, sowie die dazwischen angeordnete Faserstoffbahn durchgeführt werden, kann vorteilhaft eine weitere Entwässerung der Faserstoffbahn vorgenommen werden. Dabei unterstützt die zusätzliche Pressvorrichtung den teilweisen Übergang des verbliebenen Faserstoffbahn- Fluides in das Entwässerungsband. Des Weiteren kann die Entwässerungsvorrichtung eine Positionierung in Laufrichtung nach dem Schrägband-Stoffauflauf aufweisen, wobei zwischen dem Schrägband- Stoffauflauf und der Entwässerungsvorrichtung zumindest ein Entwässerungselement angeordnet ist.
Vorteilhaft kann durch eine derartige Positionierung, zumindest eines weiteren Entwässerungselementes, die Entwässerungsleistung der Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung optimiert werden. Zudem kann durch ein derartiges weiteres Entwässerungselement die Faserstoffbahn auf einen vordefinierten Trockengehalt verbracht werden, bevor sie in die Entwässerungsvorrichtung gelangt.
Des Weiteren kann die Entwässerungsvorrichtung in Laufrichtung nach einer Umlenkwalze derart positioniert sein, dass zwischen der Umlenkwalze und der Entwässerungsvorrichtung zumindest ein Entwässerungselement angeordnet ist. Dabei begrenzt die Umlenkwalze den schräg zur Horizontalen oder horizontal verlaufenden Teilabschnitt in Laufrichtung und in Laufrichtung nach der Umlenkwalze kann die Faserstoffbahn derart angeordnet sein, dass die Laufrichtung und die Gravitationsrichtung einen spitzen Winkel α einschließen.
Vorteilhaft kann durch eine derartige Positionierung eines weiteren, vorzugsweise besaugten Entwässerungselementes zum einen die Faserstoffbahn weiter entwässert werden und zum anderen ein vorbestimmter Trockengehalt der Faserstoffbahn vor Eintritt in die Entwässerungsvorrichtung, beispielsweise größer als 14%, insbesondere , größer als 15%, erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein in Laufrichtung nach der Umlenkwalze angeordnetes Entwässerungselement bei einer Orientierung der Laufrichtung unter einem spitzen Winkel zur Gravitationsrichtung ein Ablösen der Faserstoffbahn von dem Transportband verhindern. Mit anderen Worten kann verhindert werden, dass die Faserstoffbahn von dem Transportband herunterfällt, wenn die die Faserstoffbahn kopfüber an dem Transportband geführt wird.
Weiterhin kann die Entwässerungsvorrichtung in Maschinenlaufrichtung, vorzugsweise in Laufrichtung direkt vor der Übergabestelle der Faserstoffbahn an eine der Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung in Laufrichtung nachfolgenden Trocknungsvorrichtung positioniert sein. Vorteilhaft kann durch eine derartige Positionierung der Entwässerungsvorrichtung direkt vor der Übergabestelle zur Trocknungsvorrichtung mittels der Entwässerungsvorrichtung der gewünschte und geforderte Trockengehalt der Faserstoffbahn für die Trocknungsvorrichtung eingestellt werden.
Weiter kann die Entwässerungsvorrichtung auch derartig positioniert werden, dass die Umlenkwalze die Walze der Entwässerungsvorrichtung ist.
Dadurch kann vorteilhaft ein derart hoher Trockengehalt erreicht werden, dass eine Ablösung der Faserstoffbahn in Laufrichtung nach der Umlenkwalze gerade in den Bereichen der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung vermieden werden kann, in denen die Faserstoffbahn nicht mehr oben auf dem Transportband aufliegt, sondern kopfüber an dem Transportband angeordnet ist. Des Weiteren kann die Entwässerungsvorrichtung derartig positioniert sein, dass die Faserstoffbahn an dem Entwässerungsband anliegt und das Transportband an dem Pressband anliegt.
Durch eine derartig vorteilhafte Positionierung der Faserstoffbahn zwischen dem Transportband und dem Entwässerungsband gelingt ein besonders schneller und ausreichend großer Übergang des Faserstoffbahn-Fluides in das Entwässerungsband, wenn das Pressband das Sandwich aus Transportband, Faserstoffbahn und Entwässerungsband an die Walze presst. Mit dieser Anordnung kann die Entwässerung der Faserstoffbahn besonders effektiv gestaltet werden. Zudem kann eine ggf. vorhandene Strukturierung des Transportbandes weiter auf die Faserstoffbahn einwirken
Weiter kann das Transportband eine zur Faserstoffbahn hin orientierte, strukturierte Oberfläche, zur Strukturierung und/oder zur Vermeidung der Pressung von Teilbereichen (Schutzbereiche) der Faserstoffbahn , aufweisen.
Mit einer derartig strukturierten Oberfläche, die Kavitäten bzw. Schutzbereiche und Erhebungen bzw. Pressbereiche aufweist, kann ein geforderter Aufbau bzw. eine Profilierung und Strukturierung der Faserstoffbahn erreicht werden, die vorteilhaft Schutzbereiche mit einer erhöhten Ansammlung von Faserstoffbahn-Material und einer voluminösen Struktur, sowie Pressbereiche mit einer gepressten Struktur und einer erhöhten strukturellen Festigkeit aufweisen. Damit kann die fertiggestellte Faserstoffbahn in den Schutzbereichen eine höhere Luftdurchlässigkeit bei gleichzeitiger stärkerer Reinigungswirkung aufgrund des angesammelten Faserstoffbahn-Materials aufweisen. Ein derartiger Aufbau der Faserstoffbahn ist insbesondere bei Filtermedien gefordert, um die Filterwirkung zu erhöhen. Dies ist im Vergleich zur TAD-Trocknung, die derzeit unter anderem bei der Schrägband-Technik eingesetzt wird, eine deutliche Verbesserung, da bei der TAD-Trocknung aufgrund des Verfahrens in den Schutzbereichen bzw. Kavitäten eine Ausdünnung des Faserstoffbahn-Materials aufgrund eines Stretching-Effektes eintreten kann. Demzufolge können mit TAD-Trocknung hergestellte Faserstoffbahnen voluminöse Bereiche mit geringem Faserstoff-Gehalt aufweisen, so dass derartig hergestellte Faserstoffbahnen weniger gut als Filtermedien geeignet sind.
Die Kavitäten bzw. Schutzbereiche der Oberfläche des strukturierten Transportbandes weisen eine Tiefe von größer als 0,5mm, vorzugsweise größer als 0,7mm, insbesondere von mehr als 1 mm auf.
Weiterhin kann das Transportband eine strukturierte Oberfläche mit einem Pressbereich von <40%, bezogen auf 100 % einer gedachten, gegenüber der strukturierten Oberfläche angeordneten planaren Referenzfläche, aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die strukturierte Oberfläche einen Pressbereich von 10-30 %, ggf. von 10-25 %, insbesondere von 15-25 % und beispielsweise von 15-20 % aufweist.
Vorteilhaft kann durch einen derartig bemessenen Pressbereich eine gewünschte strukturelle Festigkeit der Faserstoffbahn erreicht werden, sodass die voluminösen Schutzbereiche durch die einfassenden Pressbereiche geschützt und fixiert werden. Dabei kann auch eine gewünschte Reißfestigkeit, insbesondere gegenüber Druckbeaufschlagung erreicht werden.
Weiterhin kann das Transportband eine strukturierte Oberfläche mit einem Schutzbereich von >60%, bezogen auf 100 % einer gedachten, gegenüber der strukturierten Oberfläche angeordneten planaren Referenzfläche, aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die strukturierte Oberfläche einen Schutzbereich von 70-90 %, ggf. von 75-90 %, insbesondere von 75-85 % und insbesondere von 80-85 % aufweist. Vorteilhaft kann mit einem derartig großzügig bemessenen Schutzbereich, vorzugsweise in Verbindung mit der großen Tiefe der Schutzbereiche, ein hoher voluminöser Anteil erreicht werden, der eine hohe Luftdurchlässigkeit bei gleichzeitiger hervorragender Absorptionsfähigkeit aufweist.
Weiterhin kann das Transportband einen derartig schräg zur Horizontalen verlaufenden Teilabschnitt aufweisen, dass der Teilabschnitt zur Horizontalen unter einem spitzen Winkel von im Wesentlichen größer 0° bis 45° verläuft. Dabei ist auch ein spitzer Winkel von 5° bis 45° vorteilhaft, insbesondere von 10-40°, ggf. von 10-30°, von 15-25° und beispielsweise von 20+/-3°denkbar.
Durch einen derartig schräg verlaufenden Teilabschnitt kann die Faserstoffsuspension optimal auf das Transportband aufgebracht werden, vor allem hinsichtlich eines mehrschichtig ausgebildeten Stoffauflaufes, sodass sich die einzelnen Schichten der Faserstoffsuspension nur unwesentlich zueinander vermischen und ein mehrschichtiger Aufbau der Faserstoffbahn möglich wird.
Des Weiteren kann die Walze der Entwässerungsvorrichtung als Saugwalze ausgebildet sein.
Vorteilhaft kann durch die Ausbildung der Walze als Saugwalze additional zu dem Pressen mit dem Pressband und ggf. Blasen mit der Blashaube das Faserstoffbahn-Fluid zumindest teilweise auch durch Saugen mittels der Saugwalze in das Entwässerungsband überführt werden. Dadurch kann die Entwässerungsleistung der Entwässerungsvorrichtung weiter vergrößert werden. Ggf. kann zumindest teilweise auch Faserstoffbahn-Fluid aus dem Entwässerungsband abgesaugt werden.
Vorzugsweise strömt das Fluid der Blashaube in folgender Reihenfolge zuerst durch das Pressband, durch das Transportband, durch die Faserstoffbahn und durch das Entwässerungsband in die eine Saugzone aufweisende Saugwalze.
Weiterhin kann die Walze als Saugwalze ausgebildet sein, mit einer sich in Umfangsrichtung teilweise erstreckenden Saugzone, wobei ein in Walzenumfangsrichtung ermittelter Saugzonenwinkel einen Wert von zwischen 50° bis 270°, insbesondere zwischen 80° und 200° und beispielsweise zwischen 90° und 120°. Dabei kann der Blaszonen-Winkel auch einen Wert von 50° bis 270°, ggf. von 80° bis 200°, insbesondere von 90° bis 120°, aufweisen.
Der Saugzonenwinkel ist vorzugsweise größer als der Blaszonenwinkel.
In einem praktischen Fall ist der Saugzonenwinkel größer als der entsprechende Kreissektorwinkel der die Walze teilweise umgebenden Blashaube.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die in Umfangsrichtung der Walze sich erstreckende Sauglänge der Saugzone größer 300mm vorzugsweise größer als 800mm beträgt. Vorzugsweise liegt die Sauglänge im Bereich zwischen 300mm und 2500mm. Bei einem Walzendurchmesser von 1 ,4m beträgt die Sauglänge beispielsweise 1300mm.
Durch die Ausbildung der Saugwalze als Saugzonenwalze kann die Entwässerungsvorrichtung hinsichtlich des zu erzeugenden Vakuums geringer dimensioniert werden und zudem das damit verringerbare Vakuum zielgerichtet in der Saugzone eingesetzt werden. Weiterhin kann das Entwässerungsband als Filz ausgebildet sein.
Vorteilhaft bei der Ausbildung als Filz ist die hohe und gute Aufnahmefähigkeit von Faserstoffbahn-Fluid aus der Faserstoffbahn. Zudem kann der Filz zumindest teilweise durch das Pressband komprimiert werden, sodass bei nachlassendem Pressdruck aufgrund der Entspannung des Filzes weiter Faserstoffbahn-Fluid aus der Faserstoffbahn in den Filz übergehen kann.
Des Weiteren kann das Entwässerungsband eine durch eine Umschlingung um die Walze definierte Entwässerungszone aufweisen mit einem in Walzenumfangsrichtung ermittelten Entwässerungszonen-Winkel von 10° bis 270°. Dabei kann der Entwässerungszonen- Winkel auch einen Wert von zwischen 50° bis 270°, insbesondere zwischen 80° und 200° und beispielsweise zwischen 90° und 120°° aufweisen.
Dieser Entwässerungszonenwinkel ist vorzugsweise größer als der Kreissektorwinkel der die Walze teilweise umgebenden Blashaube und größer als der Blaszonenwinkel. Der Saugzonenwinkel ist vorzugsweise größer als der Entwässerungszonenwinkel.
Vorteilhaft kann durch einen derartigen Entwässerungszonen-Winkel, die Entwässerungsstrecke ausreichend groß gestaltet werden. Dadurch kann beispielsweise das anzulegende Vakuum der als Saugwalze ausgebildeten Walze verringert werden oder der Durchmesser der Walze reduziert werden.
Des Weiteren kann das Pressband eine Bandspannung von 10-80 kN/m aufweisen. Dabei kann die Bandspannung auch 15-65 kN/m, ggf. 20-60 kN/m, insbesondere 20-55 kN/m und beispielsweise 30-50 kN/m betragen.
Vorteilhaft kann durch eine derartige Bandspannung die gewünschte sanfte mechanische Verpressung der Faserstoffbahn unter zumindest teilweisem Erhalt der voluminösen Struktur erreicht werden.
Des Weiteren kann das Pressband einen rechnerischen, d.h. einen mit der Spannung des Pressbandes und dem Durchmesser der Walze ermittelten Anpressdruck an die Walze von mehr als 20kPa aufweisen. Dabei ist auch denkbar, dass der Anpressdruck mehr als 35kPa, ggf. mehr als 45kPa, insbesondere mehr als 60kPa und ggf. mehr als 80kPa beträgt.
Durch die Gestaltung der Anordnung der Entwässerungsvorrichtung und der Struktur des Transportbandes ist der Pressdruck im Bereich der Schutzbereiche auf die Faserstoffbahn wesentlich kleiner und im Bereich der die Schutzbereiche umgebenden Pressbereiche wesentlich höher als die oben angegebenen rechnerischen Anpressdrücke.
Vorteilhaft kann durch einen derartigen Anpressdruck die voluminöse Struktur der Faserstoffbahn zumindest teilweise auch während der Entwässerung durch die Entwässerungsvorrichtung erhalten werden.
Des Weiteren kann das Pressband eine offene Fläche von mindestens 25%, bezogen auf 100% einer gedachten, gegenüber dem Pressband angeordneten planaren Referenzfläche, aufweisen. Dabei kann die offene Fläche mindestens 50 %, ggf. von mindestens 70 %, insbesondere von mindestens 75 % und beispielsweise von mindestens 80 % betragen. Vorteilhaft kann durch eine derartig große offene Fläche, insbesondere unter Verwendung einer Blashaube, das durch die Blashaube beaufschlagte Fluid auf die Faserstoffbahn bzw. das Transportband wirken, sodass durch den Blaseffekt das Faserstoffbahn-Fluid verstärkt in das Entwässerungsband übergeht oder zumindest teilweise von dem Fluidstrom mitgeführt bzw. mitgerissen wird.
Weiterhin kann das Pressband eine Pressfläche von mindestens 10% bezogen auf 100 % einer gedachten, gegenüber dem Pressband angeordneten planaren Referenzfläche, aufweisen. Dabei ist es auch denkbar, dass die Pressfläche maximal 50%, ggf. maximal 30%, insbesondere maximal 25% und beispielsweise maximal 20% beträgt.
Vorteilhaft kann aufgrund einer derartig bemessenen Pressfläche eine ausreichende und gleichmäßige Übertragung des durch das Pressband aufgebauten Anpressdruckes auf beispielsweise das Transportband übertragen werden, sodass ein gleichmäßiges Pressen der Faserstoffbahn möglich wird.
Weiterhin kann das Pressband eine durch eine Umschlingung um die Walze definierte Presszone mit einem in Walzenumfangsrichtung ermittelten Presszonen-Winkel von 10° bis 270° aufweisen. Dabei kann der Presszonen-Winkel auch einen Wert zwischen 50° bis 270°, insbesondere zwischen 80° und 200° und beispielsweise zwischen 90° und 120° aufweisen.
Der Presszonenwinkel ist vorzugsweise kleiner als der Entwässerungszonenwinkel.
Vorteilhaft kann durch einen derartigen Presszonen-Winkel der Anpressdruck, mit dem das Pressband gegen die Walze drückt, auch durch eine geringere Bandspannung erreicht werden. Wird dabei ein Winkel in Walzenumfangsrichtung ermittelt, so wird der Winkel ab Beginn der jeweiligen Zone bis zum Ende der jeweiligen Zone in Umfangsrichtung der Walze bestimmt. Im Falle der Saugzone werden Anfang und Ende der Saugzone durch das auftretende Vakuum bestimmt. Im Falle der Blaszone werden Anfang und Ende der Blaszone beispielsweise durch die Blashaube vorgegeben. Im Falle von Bändern werden Anfang und Ende der jeweiligen Zonen durch das direkte oder indirekte Anliegen des Bandes an der Walze bestimmt. Die jeweiligen Zonen können deckungsgleich sein oder sich um maximal 10% des jeweiligen Winkels in ihrer Position und/oder ihrer Erstreckung voneinander unterscheiden.
Des Weiteren kann das Pressband auch als Mantel einer Schuhpresse ausgebildet sein.
Vorteilhaft kann durch die Ausbildung als Schuhpresse eine vergleichsweise einfache Pressanordnung in der Entwässerungsvorrichtung den notwendigen und ggf. steuerbaren Anpressdruck sicherstellen. In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit einer Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung wie zuvor beschrieben, vorgeschlagen, wobei die Maschine zumindest eine der Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung in Laufrichtung nachfolgende Trocknungsvorrichtung aufweist. Vorteilhaft kann mittels einer der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung in Laufrichtung nachfolgenden Trocknungsvorrichtung die finale Trocknung der Faserstoffbahn durchgeführt werden, sodass nach der Trocknungsvorrichtung die Faserstoffbahn ohne wesentliche Verschlechterung transportiert und weiter verarbeitet werden kann. Weiterhin kann die Maschine eine der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung zugeordnete Presswalze aufweisen, mit der die Faserstoffbahn an einer Übergabestelle auf die Trocknungsvorrichtung übertragen wird, wobei die Presswalze, welche vorzugsweise als eine Sauganpresswalze oder als eine Walze mit geschlossener Oberfläche ausgeführt ist, mit einer Linienkraft von 60 bis 120kN/m, insbesondere mit 70 bis 90kN/m angepresst wird.
Vorteilhaft kann durch einen derartigen Anpressdruck eine nachteilige Beeinflussung der voluminösen Anteile der Faserstoffbahn weitestgehend verhindert werden und zudem mittels des Anpressdruckes die Faserstoffbahn sicher in die Trocknungsvorrichtung überführt werden.
Des Weiteren kann die Maschine einen der Trocknungsvorrichtung zugeordneten Yankee-Zylinder aufweisen, wobei eine den Yankee-Zylinder in Umfangsrichtung teilweise umgebende Blashaube vorgesehen sein kann. Vorteilhaft kann unter Verwendung eines Yankee-Zylinders eine schonende, die voluminösen Strukturen der Faserstoffbahn erhaltene Trocknung durchgeführt werden, wobei die Trocknung mittels einer Blashaube unterstützt werden kann. Dabei versteht man unter einem Yankee-Zylinder einen Trockenzylinder, der einen Mindestdurchmesser von 3 m aufweist. Der Mindestdurchmesser kann auch 3,6 m und beispielsweise mindestens 4,5 m betragen.
Des Weiteren kann die Maschine ein TAD-System aufweisen.
Vorteilhaft kann durch eine zusätzliche Trocknung mittels eines TAD-Systems die Faserstoffbahn weiter entwässert bzw. getrocknet werden.
Weiterhin kann die Maschine eine der Trocknungsvorrichtung zugeordneten Trockenzylinder-Anordnung, umfassend zumindest einen Trockenzylinder, aufweisen.
Vorteilhaft kann durch eine derartige alternative Trocknung auch die Trocknung der Faserstoffbahn mittels einer konventionellen Trockenzylinder-Anordnung vorgenommen werden.
Des Weiteren kann die Maschine eine der Trocknungsvorrichtung zugeordnete Abnahmewalze, die als Saugwalze ausgebildet sein kann und mit der die Faserstoffbahn an der Übergabestelle in die Trocknungsvorrichtung übernommen wird, aufweisen. Vorteilhaft kann durch eine derartige Saugwalze bzw. Pick-up-Walze eine sichere Überführung der Faserstoffbahn von der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung in die Trocknungsvorrichtung vorgenommen werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung einer wie zuvor beschriebenen Entwässerungsvorrichtung in einer, zumindest einen Schrägband-Former aufweisenden, Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn vorgeschlagen, wobei der Trockengehalt der Faserstoffbahn durch die Entwässerungsvorrichtung auf einen Wert von 14-60% erhöht wird. Dabei ist es auch denkbar, dass der Trockengehalt auf 25 - 55 %, ggf. auf 30 - 50 %, insbesondere auf 30 - 45 % und beispielsweise auf 35 - 45 % erhöht wird. Vorteilhaft kann durch eine derartige Entwässerungsvorrichtung die Faserstoffbahn auf einen Trockengehalt innerhalb der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung gebracht werden, der eine ausreichende und gewünschte Trocknung innerhalb der Trocknungsvorrichtung ermöglicht, sodass die Faserstoff bahn nach der Trocknungsvorrichtung weiterverarbeitungsfertig ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile.
Es zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 eine mögliche Ausbildung einer Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung bzw.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn,
Fig. 2 eine bevorzugte Anordnung von Pressband, Faserstoffbahn, Transportband und
Entwässerungsband sowie einer Walze einer Entwässerungsvorrichtung, Fig. 3 eine Strukturierung der Faserstoffbahn in der Entwässerungsvorrichtung.
Eine Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung 100, wie in Fig. 1 gezeigt, weist einen Schrägbahn-Stoffauflauf 1 10 und einen Schrägband-Former 120 auf. Zudem ist eine Entwässerungsvorrichtung 130 vorgesehen, mithilfe der die zumindest teilweise Entwässerung einer mit dem Schrägband-Stoffauflauf 1 10 aufgebrachten Faserstoffbahn 140 in der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung 100 vorgenommen werden kann. Der Schrägband-Former 120 weist ein Transportband 150 auf, dass über mehrere Führungswalzen 160, 160' geführt wird. Das Transportband 150 weist des Weiteren einen schräg zur Horizontalen verlaufenden Teilabschnitt 170 auf, in dem der Schrägband- Stoffauflauf 1 10 angeordnet ist. Dabei ist unter einem schräg zur Horizontalen 172 stehenden bzw. verlaufenden Teilabschnitt 170 derjenige Abschnitt des Transportbandes 150 zu verstehen, der unter einem Winkel ß derart zur Horizontalen 172 angeordnet ist, dass er in Laufrichtung 180 der Faserstoffbahn 140 ansteigt. Dabei sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Teilabschnitt 170 horizontal verläuft.
An dem Transportband 150 kann gegenüber dem Schrägband-Stoffauflauf 1 10 zumindest ein Entwässerungselement 190 angeordnet sein. Dabei wird durch ein derartiges Entwässerungselement 190 die aus dem Schrägband-Stoffauflauf 1 10 austretende Faserstoffsuspension entwässert und zum anderen die Formierung der Faserstoffbahn 140 aus der Faserstoffsuspension begünstigt.
Der Teilabschnitt 170 wird durch eine Umlenkwalze 200 in Laufrichtung 180 begrenzt. Nach dieser Umlenkwalze 200 kann das Transportband 150 derartig angeordnet sein, dass die Laufrichtung mit der Gravitationsrichtung 202 einen spitzen Winkel α einschließt. Mit anderen Worten hängt in dem zuvor beschriebenen Bereich die Faserstoffbahn 140 zumindest teilweise kopfüber an dem Transportband 150 und wird durch dasselbe nicht mehr gestützt oder getragen. Demzufolge kann in diesem Bereich ein Ablösen der Faserstoffbahn 140 von der Transportbahn 150 stattfinden.
Um die Entwässerung der Faserstoffbahn 140 weiter voranschreiten zu lassen, kann in dem zuvor beschriebenen Bereich zumindest ein Entwässerungselement 210 angeordnet sein. Es ist aber denkbar, dass zwischen der Umlenkwalze 200 und der Entwässerungsvorrichtung 130 weitere Entwässerungselemente 210, 210" angeordnet sind. Diese können wiederum zum einen zum Entwässern der Faserstoffbahn 140 dienen und gleichzeitig ein Ablösen der Faserstoffbahn 140 von dem Transportband 150 verhindern. Die Entwässerungsvorrichtung 130 weist eine Walze 220, ein Entwässerungsband 230 und ein Pressband 240 auf. Im Bereich der Entwässerungsvorrichtung 130 ist das Transportband 150 zwischen dem Pressband 240 und dem Entwässerungsband 230 angeordnet. Dabei wird durch das Pressband 240 das Sandwich aus Transportband 150, Faserstoffbahn 140 und Entwässerungsband 230 gegen die Walze 220 gepresst. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Faserstoffbahn 140 zwischen dem Transportband und dem Entwässerungsband 230 angeordnet. Durch ein derartiges Pressband 240 kann eine sanfte Entwässerung mittels des Entwässerungsbandes 230 vorgenommen werden, wobei der durch das Pressband 240 aufgebaute Pressdruck so bemessen ist, dass die Faserstoffbahn zumindest unter teilweisem Erhalt einer voluminösen Struktur entwässert werden kann. Des Weiteren kann die Walze 220 als Saugwalze ausgebildet sein, die zudem eine Saugzone 250 aufweisen kann. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn ein Saugzonen-Winkel 260 in etwa einem Entwässerungszonen- Winkel und einem Presszonen-Winkel 280 entspricht. Gemäß Fig. 1 entspricht der Saugzonen-Winkel 260 dem Entwässerungszonen-Winkel 270 und dem Presszonen- Winkel 280. Des Weiteren kann eine Blashaube 290 vorgesehen sein, mit der eine Blaszone 300 der Walze 220 mit einem Fluid, wie beispielsweise Luft, Dampf, überhitztem Dampf oder dergleichen beaufschlagt werden kann. Dabei kann ein in Walzenumfangsrichtung ermittelter Blaszonen-Winkel 310 in etwa den anderen Winkeln 270, 280, 260 entsprechen. Gemäß Fig. 1 ist der Blaszonen-Winkel 310 in etwa gleichgroß wie die zuvor genannten Winkel 260, 270, 280.
Das Entwässerungsband 230 kann über mehrere Führungswalzen 320 endlos geführt werden. Innerhalb einer durch das Entwässerungsband 230 aufgespannten Führungsschleife 330 können ein Entwässerungselement 340 oder mehrere Entwässerungselemente 340, 340' angeordnet sein, sodass das der Faserstoffbahn 140 entzogene Faserstoffbahn-Fluid aus dem System des Entwässerungsbandes 230 entzogen werden kann. Dabei kann das Entwässerungsband 230 beispielsweise als Filz ausgebildet sein.
In Laufrichtung 180 der Entwässerungsvorrichtung 130 nachfolgend kann eine Pressvorrichtung 350 angeordnet sein, die zwei Presswalzen 360, 360' aufweist. Dabei können das Transportband 150 und das Entwässerungsband 230 durch diese Pressvorrichtung 350 hindurchgeführt werden. Die Faserstoffbahn 140 kann dabei wieder zwischen dem Entwässerungsband 230 und dem Transportband 150 angeordnet sein. Mittels dieser Pressvorrichtung 350 ist eine weitere Entwässerung der Faserstoffbahn 140 möglich. Dabei kann mittels des durch die Pressvorrichtung 350 aufgebauten Pressdruckes ein Übergang des Faserstoffbahn-Fluides in das Entwässerungsband 230 begünstigt werden.
In Laufrichtung 180 nach der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung kann eine Trocknungsvorrichtung 370 angeordnet sein. Die Trocknungsvorrichtung 370 kann beispielsweise einen Yankee-Zylinder 380 aufweisen. Dieser Yankee-Zylinder 380 kann zumindest teilweise von einer in Fig. 1 nicht gezeigten Blashaube umgeben sein, mit der die Trocknung der Faserstoffbahn 140 zusätzlich forciert werden kann. An einer Übergabestelle 390 kann die Faserstoffbahn 140 beispielsweise mittels einer Presswalze 400 von dem Transportband 150 in die Trocknungsvorrichtung 370 übergeben werden.
In Fig. 2 ist die Anordnung der Walze 220 zu dem Transportband 150, dem Entwässerungsband 230, dem Pressband 240 und der Faserstoffbahn 140 gezeigt. Dabei ist das Transportband 150 strukturiert ausgebildet, sodass es mehrere Schutzbereiche 410 und mehrere Pressbereiche 420 aufweist. In den Schutzbereichen 410 verbleibt die Faserstoffbahn 140 weitestgehend unverpresst, sodass sich in den Schutzbereichen 410 voluminöse Strukturen ausbilden können, während in den Pressbereichen 420 die Faserstoffbahn 140 verpresst wird, sodass die Pressbereiche im Wesentlichen zur strukturellen Stabilität der Faserstoffbahn 140 beitragen. Üblicherweise ist in den Schutzbereichen 410 eine erhöhte Luftdurchlässigkeit vorhanden, während die Pressbereiche 420 eine geringere Luftdurchlässigkeit aufweisen. Zudem ist in den Schutzbereichen 410 aufgrund der voluminöseren Struktur auch eine bessere Filterwirkung der durchtretenden Luft vorhanden. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Entwässerungsband 230 an der Walze 220 an. Zwischen dem Entwässerungsband 230 und dem Transportband 150 ist die Faserstoffbahn 140 angeordnet und das Sandwich aus Transportband 150 Faserstoffbahn 140 und Entwässerungsband 230 wird durch das Pressband 240 gegen die Walze 220 gepresst. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist bei wie zuvor beschriebener Anordnung von Pressband 240, Transportband 150, Faserstoffbahn 140, Entwässerungsband 230 und Walze 220 bei einem strukturierten Transportband 150 die Herstellung einer strukturierten Faserstoffbahn 140 mit Schutzbereichen 410 und Pressbereichen 420 möglich. Dabei kann sich Faserstoffbahn-Material in den Schutzbereichen 410, insbesondere während der Auftragung der Faserstoffsuspension mittels des Schrägband-Stoffauflaufs, vermehrt ansammeln, das zudem weitestgehend gegenüber der Verpressung mittels des Pressbandes 240, sowie ggf. auch mittels der Presswalze 400 unter zumindest teilweiser Beibehaltung der voluminösen Struktur geschützt ist. Vorteilhaft tritt dabei, da die Faserstoffbahn 140 durch den Schrägband-Stoffauflauf 1 10 direkt auf das Transportband 150 aufgetragen wird, und damit die Schutzbereiche vermehrt mit Faserstoffbahn-Material angefüllt werden, kein Auseinanderziehen der Faserstoffbahn 140 in den Schutzbereichen 410 auf, wie dies beispielsweise beim TAD-Verfahren auftreten kann. Bei dem TAD- Verfahren wird die Faserstoffbahn von einem weitestgehend planaren Transportband auf ein strukturiertes Band während der TAD-Trocknung übertragen. Aufgrund dieser Übertragung der im Wesentlichen planar ausgebildeten Faserstoffbahn auf ein strukturiertes Band tritt vor allem in den Kavitäten des strukturierten Bandes ein Auseinanderziehen der Faserstoffbahn ein, sodass in den Kavitäten zwar eine voluminöse Struktur beibehalten werden kann, jedoch das Faserstoffbahn-Material ausgedünnt wird, da nun mehr Oberfläche mit der planaren Faserstoffbahn bedeckt werden muss. Im Gegensatz dazu weist das erfindungsgemäße Verfahren gerade in den Schutzbereichen 410 eine Anhäufung des Faserstoffbahn-Materials auf, sodass der Einsatz von derartig hergestellten Faserstoffbahnen 140 beispielsweise als Filtermedien vorteilhaft ist.

Claims

Patentansprüche
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung mit einem Schrägband-Former (120), einem Schrägband-Stoffauflauf (1 10) und einer Entwässerungsvorrichtung (130), wobei der Schrägband-Former (120) zumindest ein die Faserstoffbahn (140) in Laufrichtung (180) derselben transportierendes Transportband (150) mit einem schräg zur Horizontalen (172) verlaufenden Teilabschnitt (170) aufweist, in dem der Schrägband-Stoffauflauf (1 10) angeordnet ist, mittels dem eine Faserstoffsuspension auf das Transportband (150) aufgebracht werden kann,
wobei die Entwässerungsvorrichtung (130) eine Walze (220), ein an der Walze (220) anliegendes Entwässerungsband (230) und ein gegen die Walze (220) pressendes Pressband (240) aufweist,
wobei die Faserstoffbahn (140) im Bereich der Entwässerungsvorrichtung (130) zwischen dem Entwässerungsband (230) und dem Pressband (240) angeordnet ist.
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach Anspruch 1 ,
wobei das Transportband (150) im Bereich der Entwässerungsvorrichtung (130) zwischen dem Entwässerungsband (230) und dem Pressband (240) angeordnet ist.
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entwässerungsvorrichtung (130) zumindest ein weiteres Bauteil aus folgender Gruppe aufweist:
eine die Walze (220) in Umfangsrichtung teilweise umgebende Blashaube (290) zur Beaufschlagung zumindest einer von der Blashaube (290) umgebenden Blaszone (300) der Walze (220) mit einem Fluid, wobei ein in Walzenumfangsrichtung ermittelter Blaszonen-Winkel (310) einen Wert von 10° bis 270° einnimmt, eine zusätzliche, in Laufrichtung (180) nach der Walze (220) angeordnete Pressvorrichtung (350).
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entwässerungsvorrichtung (130) zumindest eine Eigenschaft aus folgender Gruppe aufweist:
eine Positionierung der Entwässerungsvorrichtung (130) in Laufrichtung (180) nach dem Schrägband-Stoffauflauf (1 10), wobei zwischen dem Schrägband-Stoffauflauf (1 10) und der Entwässerungsvorrichtung (130) zumindest ein Entwässerungselement (190) angeordnet ist, eine Positionierung der Entwässerungsvorrichtung (130) in Laufrichtung (180) nach einer Umlenkwalze (200), die den schräg zur Horizontalen (172) verlaufenden Teilabschnitt (170) in Laufrichtung (180) begrenzt, wobei in Laufrichtung (180) nach der Umlenkwalze (200) die Faserstoffbahn (140) derart angeordnet ist, dass die Laufrichtung (180) und die Gravitationsrichtung (202) einen spitzen Winkel (a) einschließt, wobei zwischen der Umlenkwalze (200) und der Entwässerungsvorrichtung (130) zumindest ein Entwässerungselement (210,210', 210") angeordnet sein kann,
eine Positionierung der Entwässerungsvorrichtung (130) in Laufrichtung (180) direkt vor der Übergabestelle (390) der Faserstoffbahn (140) an eine der Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung (100) in Laufrichtung (180) nachfolgenden Trocknungsvorrichtung (370),
eine derartige Positionierung der Entwässerungsvorrichtung (130), dass die Umlenkwalze (200) die Walze (220) der Entwässerungsvorrichtung (130) ist, eine derartige Positionierung der Entwässerungseinrichtung (130), dass die Faserstoffbahn (140) an dem Entwässerungsband (230) anliegt und das Transportband (150) an dem Pressband (240).
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transportband (150) zumindest eine Eigenschaft aus folgender Gruppe aufweist:
eine zur Faserstoffbahn (140) hin orientierte, strukturierte Oberfläche,
eine strukturierte Oberfläche mit einem Schutzbereich (410) von größer 60%, bezogen auf 100% einer gedachten, gegenüber der strukturierten Oberfläche angeordneten planaren Referenzfläche,
eine strukturierte Oberfläche mit einem Pressbereich (420) von kleiner 40%, bezogen auf 100% einer gedachten, gegenüber der strukturierten Oberfläche angeordneten planaren Referenzfläche,
eine derartig schräg zur Horizontalen (172) verlaufenden Teilabschnitt (170), dass der Teilabschnitt (170) zur Horizontalen (172) unter einem spitzen Winkel (ß) von im Wesentlichen größer 0° bis 45° verläuft.
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Walze (220) zumindest eine Eigenschaft aus folgender Gruppe aufweist: eine Ausbildung als Saugwalze, eine Ausbildung als Saugwalze mit einer sich in Umfangsrichtung teilweise erstreckenden Saugzone (250), wobei ein in Walzenumfangsrichtung ermittelter Saugzonen-Winkel (260) einen Wert von 10° bis 270 ° einnimmt.
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entwässerungsband (230) zumindest eine Eigenschaft aus folgender Gruppe aufweist:
eine Ausbildung als Filz,
eine durch eine Umschlingung um die Walze definierte Entwässerungszone mit einem in Walzenumfangsrichtung ermittelten Entwässerungszonen-Winkel (270) von 10° bis 270 °.
Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pressband (240) zumindest eine Eigenschaft aus folgender Gruppe aufweist:
eine Bandspannung von 10-80 kN/m,
einen Anpressdruck an die Walze (220) von mehr als 20 kPa,
eine offene Fläche von mindestens 25%, bezogen auf 100% einer gedachten, gegenüber dem Pressband (240) angeordneten planaren Referenzfläche, eine Pressfläche von mindestens 10%, bezogen auf 100% einer gedachten, gegenüber dem Pressband (240) angeordneten planaren Referenzfläche, eine durch eine Umschlingung um die Walze (220) definierte Presszone mit einem in
Walzenumfangsrichtung ermittelten Presszonen-Winkel (280) von 10° bis 270 °, eine Ausbildung als Mantel einer Schuhpresse.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (140) mit einer Faserstoffbahn- Bildungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Maschine zumindest eine Vorrichtung aus folgender Gruppe aufweist: eine der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung (100) in Laufrichtung nachfolgende Trocknungsvorrichtung (370),
eine der Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung (100) zugeordnete Presswalze (400), mit der die Faserstoffbahn (140) an der Übergabestelle (390) auf die Trocknungsvorrichtung (370) übertragen wird, wobei die Presswalze (400) mit einer Linienkraft von 60 bis 120 kN/m angepresst wird,
einen der Trocknungsvorrichtung (370) zugeordneten Yankee-Zylinder (380), eine den Yankee-Zylinder (380) in Umfangsrichtung teilweise umgebende
Blashaube,
ein TAD-System,
eine der Trocknungsvorrichtung (370) zugeordnete Trockenzylinder-Anordnung, umfassend zumindest einen Trockenzylinder,
eine der Trocknungsvorrichtung (370) zugeordnete Abnahmewalze, die als Saugwalze ausgebildet sein kann und mit der die Faserstoffbahn (140) an einer Übergabestelle (390) in die Trocknungsvorrichtung (370) übernommen wird. 10. Verwendung einer, wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 beschrieben, Entwässerungsvorrichtung (130) in einer, zumindest einen Schrägband-Former (120) aufweisenden, Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (140), wobei der Trockengehalt der Faserstoffbahn (140) durch die Entwässerungsvorrichtung (130) auf einen Wert von 14-60% erhöht wird.
PCT/EP2013/066476 2012-08-06 2013-08-06 Maschine zur herstellung einer faserstoffbahn mit einem schrägband-former und einer entwässerungsvorrichtung WO2014023728A1 (de)

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