WO2015000684A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vliesstoff - Google Patents

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WO2015000684A1
WO2015000684A1 PCT/EP2014/062617 EP2014062617W WO2015000684A1 WO 2015000684 A1 WO2015000684 A1 WO 2015000684A1 EP 2014062617 W EP2014062617 W EP 2014062617W WO 2015000684 A1 WO2015000684 A1 WO 2015000684A1
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WO
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belt
press
roller
nonwoven
material web
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PCT/EP2014/062617
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Herbert Aust
Kai PÖHLER
Klaus Afflerbach
Pierre Riviere
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Voith Patent Gmbh
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
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    • D21H13/50—Carbon fibres

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a nonwoven fabric.
  • a nonwoven web is a web of limited length fibers, continuous filaments or cut yarns of any kind and of any origin, which are in some way joined together to form a nonwoven (ie, a fibrous web) and somehow bonded together have been.
  • Nonwoven fabrics include fiber webs made by interlacing yarns such as those used in weaving, knitting, knitting, lace making, braiding, and tufted fabric making. Also films and papers are not among the nonwovens.
  • nonwoven formation Known processes for the production of nonwovens generally include nonwoven formation, nonwoven bonding and subsequent dewatering.
  • Different methods of web formation are, for example, in WO
  • the nonwoven can be formed in particular by a dry process, a wet process and / or an extrusion process.
  • a dry process for example, an at least partially aerodynamic web formation is known, in which the web is formed at least partially from fibers by means of an air flow on an air-permeable base.
  • the nonwoven may also be formed at least partially mechanically.
  • the fleece can be formed, for example, from carding or carding removed flores, which are superimposed, or the fleece can also be formed directly from carding machines.
  • the Nonwoven also be formed at least partially by the so-called spunbond process, in which the nonwoven fabric is formed by depositing fibers which are spun from a passing through nozzle melt polymer melt and by means of cold air and / or mechanically drawn.
  • the web can also be formed, at least in part, by the so-called melt-blown process in which the web is formed by depositing fibers directly spun from a polymer melt passing through nozzles and drawn to rupture by means of hot air streams.
  • any combinations of such web-forming methods are also conceivable.
  • the subsequent nonwoven consolidation can be done, for example, by the so-called hydroentanglement process - which is also called "spunlacing".
  • the formed nonwoven is solidified by entanglement of the fibers, wherein the entangling is effected by swirling, in particular by acting on the nonwoven focused high-pressure water jets.
  • the formed nonwoven material web has a relatively high humidity, which subsequently has to be removed again from the material web.
  • suction tubes or suction boxes subjected to vacuum have hitherto been used following the hydroentanglement. With such suction tubes or suction boxes wanted to increase the dry content of the nonwoven web as much as possible, without sacrificing volume.
  • the transfer belt concerned via which the nonwoven web is fed via the suction tubes or boxes, which is usually a cloth belt, a forming fabric or a nonwoven structuring and / or perforating structuring belt, come to a loss of fibers by so-called "fiber plucking".
  • the plucked fibers pollute the wastewater and are lost to the manufacturing process. Fiber losses occur mainly due to air losses at the edges of the nonwoven web, cracking and / or breakage of the fibers and suction of the fibers into the suction boxes.
  • Fibers drawn into the dewatering system tend to contaminate the water used for water-jet solidification and make regeneration and filtration more difficult, particularly when using fiber pulp.
  • DE 10 2006 042 507 A1 discloses the use of a shoe press for dewatering a nonwoven material web.
  • a shoe press viewed in the web running direction, has an extended press nip or press nip, as compared to a nip. Due to the relatively high pressure of the shoe press, however, it comes before the press nip the shoe press to a disturbing water retention. In addition, the relatively high leads Pressing the shoe press to reduce the volume of the nonwoven fabric.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method and a device of the aforementioned type, with which the aforementioned problems are eliminated in the simplest and most reliable manner possible.
  • an efficient and cost-effective drainage of the formed nonwoven material web is to be achieved, which leads to a nonwoven material web with the largest possible volume and with a uniform moisture cross profile while avoiding a water jam.
  • this object is achieved by a method according to claim 1 and in particular by a method for producing a nonwoven fabric, wherein in a former a nonwoven fabric is formed and the resulting
  • Nonwoven material web is then further dehydrated.
  • the further dewatering of the nonwoven material web comprises dewatering by means of a belt press, wherein the belt press comprises at least one inner band and an outer press belt, each in one, to form an extended press nip or press nip wrapped at certain wrap angles, wherein the nonwoven material web is disposed at least in the region of the roller between the inner band and the outer press belt, and, wherein the press belt - for generating a mechanical pressure on the lying between the two bands nonwoven web - with a Belt tension of at least 15 kN / m is pressed against the roller and thereby the nonwoven material web and the roller contacting inner band are pressed against the roller.
  • the nonwoven web and the bands run around the roller, so that both the inner band and the outer press belt are preferably designed as endless belts.
  • the roller of the belt press is designed for dispensing or receiving drying fluid with an open surface and are used as (endless) belts for the inner belt and the outer press belt of the belt press with respect to drying fluid and preferably to air and / or water vapor permeable ( Endlos) tapes and is pressed simultaneously with the pressing of the nonwoven web against the roll or simultaneously with the mechanical pressurization of the nonwoven web, a drying fluid through the permeable (endless) bands and the nonwoven material web, preferably by generating a corresponding pressure difference between the roller and the outer press belt.
  • At least one (endless) band wrapped around the drum of the belt press is permeable to water or adapted to receive water to absorb and / or accumulate the water produced by the mechanical press in the belt press to let pass.
  • nonwoven is understood to mean a nonwoven fabric of low consistency obtained directly by molding, whereas a nonwoven fabric is understood as already having a higher consistency than a nonwoven fabric having immediately after shaping and preferably being consolidated.
  • belt tension of the outer press belt is understood to mean the quotient of the tension applied to the press belt and the width of the press belt, likewise in accordance with the customary use of this term.
  • Nonwoven material web is achieved because the pressure in the extended press nip the belt press is lower than a shoe press.
  • efficient drainage with a high degree of dewatering is ensured despite the lower compacting pressure. Due to this, a thermal drying device, which may still be provided after the belt press, such as a TAD (Through Air Drying) or air drying unit, requires only a very small amount of energy.
  • TAD Through Air Drying
  • the process of the invention also provides an improved moisture cross profile for the formed nonwoven fabric.
  • the inventive method also makes it possible to transfer the nonwoven material web with a higher solids content of the final, especially thermal drying device, whereby the machine speed is increased in the dryer section. Due to the reduced pressure in the belt press, the volume of the nonwoven web is reduced by no more than 10% in the dewatering.
  • the solids content of the nonwoven material web can be increased by more than 10% relative to the water content in comparison to the previously usual dewatering by suction boxes, which results in a higher production capacity, reduces energy consumption and avoids the provision of additional or complicated drying devices becomes.
  • the drying fluid By preferentially using the nonwoven material web in the belt press addition is acted upon by the drying fluid, the efficiency of gentle and uniform drainage is further increased without sacrificing the volume.
  • any inert gas or aerosol can be used as the drying fluid, with good results, in particular with air and / or steam.
  • air can have, for example, ambient temperature.
  • hot air may be used as the drying fluid, preferably hot air at a temperature in a range of 50 ° C to 250 ° C, more preferably at a temperature in a range of 150 ° C to 250 ° C, and more particularly preferably at a temperature in a range of 175 ° C to 225 ° C, such as at a temperature of about 200 ° C.
  • water vapor When water vapor is used as the drying fluid, it is preferably used in a steam weight / weight ratio of the nonwoven web of up to 2 kg steam / kg nonwoven web and preferably in a steam weight / nonwoven web weight ratio of 0.1 to 1 kg of steam / kg nonwoven web, such as in a steam weight / weight ratio of the nonwoven web of about 0.5 kg steam / kg nonwoven web.
  • a drying fluid is forced through the nonwoven web, with the roller of the belt press discharging or receiving the drying fluid having an open surface. It can be used as a roller, in particular a suction roll or a blow roll.
  • the drying fluid is expediently sucked or guided into the suction roll, starting from a drying fluid hood, at least through the permeable outer press belt, the nonwoven material web and the permeable inner band.
  • the water dehydrated in the belt press is expediently sucked or guided into the suction roll or the permeable inner band.
  • the suction roll is preferably with a negative pressure (ie, a difference between atmospheric pressure and the pressure prevailing in the suction roll) in the range of 0.25 bar to 0.6 bar and particularly preferably with a negative pressure in the range of 0.30 to 0.55 bar, such as with a negative pressure of about 0.45 bar, applied.
  • the drying fluid is preferably blown from the blow roll at least through the permeable inner (endless) band, the nonwoven material web and the permeable outer (endless) band preferably in a hood.
  • the water dewatered in the belt press is expediently also blown or guided into the hood or the permeable outer band.
  • the drying fluid at a pressure in the range of 0.25 bar to 0.6 bar, and more preferably at a pressure in the range of 0.30 bar to 0.55 bar, such as with a pressure in the range of about 0.45 bar, is blown above the atmospheric pressure through the permeable inner band, through the nonwoven web and through the permeable outer press belt to the hood.
  • the pressure exerted on the nonwoven web also depends on, among other things, the drying fluid flow.
  • a drying fluid flow in a range of 100 m 3 / (min m 2 ) to 300 m 3 / (min m 2 ), preferably from 150 to 250 m 3 / (min m 2 ) and particularly preferably from about 210 m 3 / (min m 2 ) is produced.
  • roller of the belt press is still surrounded by one or more other (endless) belts in addition to the inner and the outer (endless) belt, then these other (endless) belts must also be permeable to the drying fluid, provided that Nonwoven material web is to be acted upon in the belt press by such a drying fluid, which - as stated above - is particularly preferred.
  • a mechanical pressure of less than 140 kPa, in particular less than 100 kPa and preferably less than 90 kPa , but of more than 30 kPa and preferably more than 45 kPa is exercised.
  • the residence time of the nonwoven material web in the extended press nip of the belt press to between 0.05 sec and 0.5 sec. adjust. With such a relatively long residence time, an efficient drainage is ensured despite the relatively low pressure and the correspondingly gentle treatment of the nonwoven material web.
  • the nonwoven material web is dewatered in the belt press by at least 20%, preferably by 30 to 75% and particularly preferably by 33 to 50%.
  • this degree of dewatering denotes the percentage weight loss in the dewatering based on the total weight of the nonwoven material web prior to dewatering in the belt press.
  • the belt press with only two roll wrapping the (endless) provided bands and the nonwoven material web between these two (endless) bands and the bands is arranged touching.
  • both the inner (endless) belt and the outer press belt contact the nonwoven web.
  • the belt press except the inner and the outer (endless) band may also be provided with at least one further (endless) band wrapping the roller in a predetermined wrap angle.
  • the at least one further (endless) belt can be arranged in particular between the outer press belt and the nonwoven material web.
  • the (endless) bands wrapping the roller of the belt press comprise at least one felt belt and / or a fabric belt.
  • a felt belt is used as the inner (endless) belt that wraps around the roller of the belt press. This is especially true even if the nonwoven material web in the belt press is simultaneously flowed through by a drying fluid and as a roller of the belt press a suction roller is used. If a blow roll is used as the roll, it is possible in particular for at least one outer (endless) band, which is viewed behind the nonwoven material web, to be provided as a felt band in the direction of flow of the drying fluid. Dewatering on a felt belt results in a substantially more uniform moisture cross-section than is the case, for example, with drainage by means of a suction box. In addition, with the drainage of a felt and the fiber losses are reduced.
  • the nonwoven material web in the belt press is preferably acted upon simultaneously by a drying fluid
  • all wound around the roller of the belt press (endless) belts for the drying fluid are made permeable or permeable.
  • At least one (endless) band wrapped around the drum of the belt press is permeable to water or adapted to receive water to absorb and / or accumulate the water produced by the mechanical press in the belt press to let pass.
  • an outer (endless) band of the belt press for example, an at least substantially smooth belt and preferably a smooth forming belt can be used.
  • an at least substantially smooth belt and preferably a smooth forming belt can be used.
  • the nonwoven material web in the belt press is preferably also subjected to a drying fluid simultaneously with the pressurization and more than two permeable (endless) belts are wound around the roller of the belt press, these (endless) belts can be viewed in particular in the direction of flow of the drying fluid
  • a permeable (endless) belt, an endless smooth forming fabric, an endless permeable fabric belt, and an endless permeable felt belt can be viewed in particular in the direction of flow of the drying fluid
  • a permeable (endless) belt, an endless smooth forming fabric, an endless permeable fabric belt, and an endless permeable felt belt can be viewed in particular in the direction of flow of the drying fluid
  • a permeable (endless) belt, an endless smooth forming fabric, an endless permeable fabric belt, and an endless permeable felt belt In principle, however, it is also possible to provide fewer or more (endless) bands and / or a different sequence of these (endless) bands.
  • the (endless) bands of the belt press are suitably looped around the roller over the same angle of wrap.
  • the wrap angle of the inner band and / or outer press belt around the roller in a range of 90 ° to 180 ° and in particular is selected in a range of 100 ° to 120 °.
  • a retention time of the nonwoven material web required for sufficiently high and at the same time gentle, even dewatering is achieved in the press nip of the belt press.
  • the residence time of the nonwoven material web in the press nip with the same roll diameter and the same roll reversal The greater the speed of wrap, the greater the speed of movement.
  • the diameter of the roller of the belt press is selected in a range of 500 mm to 1400 mm and preferably in a range of 750 mm to 1200 mm. Since the pressure exerted on the nonwoven web in the belt press depends, inter alia, on the wrap angle of the (endless) belts and on the diameter of the roller of the belt press, such a relatively large diameter results in a relatively long press nip and a correspondingly efficient drainage due to the longer ones Dwell time of the nonwoven material web in the press nip. In principle, the greater the diameter of the roll, the greater the residence time of the nonwoven material web in the press nip at the same wrap angle of the belts and the same roll revolution speed.
  • the nonwoven material web can be guided in particular by at least one thermal drying device, preferably a TAD ("through air drying") or air drying unit or a flat bed furnace.
  • the nonwoven material web can be brought by such a thermal drying device in particular to the final dry content.
  • the nonwoven material web can be guided through an additional dewatering press between the belt press and such a thermal drying device.
  • a line force in a range of 20 kN / m to 100 kN / m, and more preferably a line force in a range of 50 kN / m to 90 kN / m is preferably produced to provide a gentle and uniform, but nevertheless to achieve strong drainage.
  • the nonwoven material web is guided in the process according to the invention in a closed train of the former at least up to the belt press and preferably up to one of these downstream drying device.
  • the transfer belt is formed by the forming fabric on which the web is formed in the former.
  • the nonwoven fabric can in particular also with a relatively low consistency on a smooth forming fabric or a structured, the nonwoven according structuring and / or perforating Formiersieb with a solids content of 0.01 to 0.1 wt .-% based on 100 wt .-% of the resulting web are formed.
  • the nonwoven fabric can be formed in the former by any method known to those skilled in the art, preferably by a dry method, wet method and / or an extrusion method.
  • the nonwoven may be formed in the former at least partially by a wet process, in which the fibers are in particular suspended in water and deposited on a water-permeable support.
  • the nonwoven in the former can also be aerodynamically formed at least partially.
  • the fleece is formed of fibers by means of an air flow on an air-permeable base.
  • the nonwoven in the former can also be formed at least partially mechanically.
  • it may be formed, at least in part, from carded or carded piles, which are laid one on top of the other, or formed by carding machines.
  • the nonwoven may be formed, at least in part, by the so-called spunbond process in which the nonwoven is formed by depositing fibers spun from a polymer melt passing through nozzles and drawn by cold air and / or mechanically drawn becomes.
  • the nonwoven in the former can finally be formed at least partially by the so-called melt-blow process.
  • the nonwoven fabric is formed by depositing fibers which are directly spun from a polymer melt passing through nozzles and drawn to rupture by means of hot air streams.
  • the nonwoven fabric may be formed in the former not only by one of the aforementioned methods but also, in particular, by any combination of two or more of said methods. Subsequently, i. after its formation in the former and before the others
  • the formed web can - for example, by a hydroentanglement process - are solidified to a nonwoven web.
  • the formed web is consolidated by entanglement of fibers to the nonwoven web which is accomplished by tumbling, in particular by the action of focused high pressure water jets on the web.
  • the fleece can be simultaneously structured and / or perforated by the water jet.
  • hydroentanglement is not mandatory and may be omitted in particular if the nonwoven fibrous web is transferred in a closed train, for example by a single transfer belt, at least to the belt press.
  • the material input into the former can i) at least partially from natural fibers, preferably from northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), pulp from abaca fibers or cotton, ii) at least partially from artificial fibers, preferably from viscose, iii) at least partially made of synthetic fibers, preferably of polyester or polyamide, iv) at least partially made of mineral fibers, preferably glass fibers, v) at least partially made of carbon fibers and / or vi) consist of a mixture of any of the aforementioned substances.
  • natural fibers preferably from northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), pulp from abaca fibers or cotton
  • artificial fibers preferably from viscose
  • iii) at least partially made of synthetic fibers preferably of polyester or polyamide
  • iv) at least partially made of mineral fibers, preferably glass fibers v) at least partially made of carbon fibers and / or vi) consist of
  • the substance entry into the former can advantageously at least partially consist of fibers which are longer than 2 mm, preferably longer than 3 mm and particularly preferably longer than 4 mm.
  • the method according to the invention in particular for producing a nonwoven material web having a basis weight of greater than 50 g / m 2 , preferably greater than 80 g / m 2 and particularly preferably greater than 100 g / m 2 the
  • Nonwoven material web before or after the belt press additionally guided over a vacuum applied suction roll.
  • a further subject of the present invention is a device suitable for carrying out the method according to the invention for producing a nonwoven fabric, which comprises a former for forming a nonwoven and a belt press arranged downstream thereof for further dewatering of the nonwoven material web resulting from the nonwoven.
  • the belt press comprises a roller around which - to form an extended press nip - at least one inner band resting against the roller, in particular an endless belt, and an outer press belt, in particular an endless belt, are wound in a certain angle of wrap, the nonwoven fabric Material web at least in the region of the roller between the inner band and the press belt can be arranged and preferably arranged, and, wherein the press belt - for generating a mechanical pressure on the between the two (endless) bands lying nonwoven material web - with a belt tension of at least 15 kN / m can be pressed and preferably pressed against the roller, whereby both the nonwoven material web and the roller contacting inner (endless) belt are pressed against the roller.
  • the roller of the belt press is designed for dispensing or receiving drying fluid having an open surface and the belt (s) of the belt press being permeable to drying fluid and preferably to air and / or water vapor (Endless) tapes are designed so that simultaneously with the pressing of the nonwoven material web against the roller or simultaneously with the mechanical pressure of the
  • Nonwoven web through the belt press preferably by a pressure difference between the roller and the outer press belt, a drying fluid can be flowed through the permeable (endless) belts and the nonwoven material web.
  • a drying fluid can be flowed through the permeable (endless) belts and the nonwoven material web.
  • at least one (endless) band wrapped around the drum of the belt press is permeable to water or adapted to receive water to absorb and / or accumulate the water produced by the mechanical press in the belt press to let pass.
  • air or water vapor can be provided as the drying fluid, in the case of the use of air having this ambient temperature or as hot air, in particular with a temperature in a range from 50 ° C. to 250 ° C., preferably with a temperature in a range of 150 ° C to 250 ° C, and more preferably at a temperature in a range of 175 ° C to 225 ° C, such as at a temperature of about 200 ° C may be provided.
  • water vapor is used as the drying fluid, it can be used, in particular, in a steam weight / weight ratio of the nonwoven material web of up to 2 kg steam / kg nonwoven material web and preferably from 0.1 to 1 kg steam / kg nonwoven material web, such as 0 , 5 kg steam / kg nonwoven web, are used.
  • the device is designed such that one of the above-mentioned drying fluids can be flowed through the permeable belts and the nonwoven material web.
  • the device according to the invention further comprises means for solidifying the formed nonwoven fabric to a nonwoven material web, which is preferably arranged between the former and the belt press.
  • the roller of the belt press is designed as a suction roll, wherein it is proposed in this embodiment in development of the inventive idea that the suction roll is designed so that the drying fluid preferably from a drying fluid hood at least by the permeable outer press belt, the nonwovens Matenalbahn and the permeable inner (endless) band can be sucked into the suction roller.
  • at least one (endless) belt is preferably designed such that, in addition to the drying fluid, the water dehydrated in the belt press can also be sucked or guided into the suction roller or the permeable inner belt.
  • the suction roll is advantageously designed so that it can be acted upon with a negative pressure in the range of 0.25 bar to 0.6 bar, preferably from 0.30 bar to 0.55 bar and more preferably from about 0.45.
  • the roller of the belt press is designed as a blow roll, wherein the roll in this embodiment particularly preferably designed so that the drying fluid from the blow roll at least by the permeable inner (endless) band, the nonwoven material web and the permeable outer press belt can preferably be blown to a hood.
  • at least one (endless) belt is preferably designed so that, in addition to the drying fluid, the water drained in the belt press can also be blown or guided into the hood or the permeable outer belt.
  • the device is preferably designed such that the drying fluid is at a pressure in the range of 0.25 bar to 0.6 bar and particularly preferably from 0.30 bar to 0.55 bar from the blow roll through the permeable inner ( Endless) tape, the nonwoven web and the permeable outer press belt is blown.
  • At least the outer press belt with a belt tension of 20 to 100 kN / m, preferably with a belt tension of 25 to 75 kN / m and particularly preferably with a belt tension of 40 to 50 kN / m can be pressed against the roller of the belt press.
  • the belt press is designed so that a mechanical pressure of less than 140 kPa, or less than 140 kPa, is applied to the nonwoven material web in the belt press or in the extended press nip of the belt press. preferably less than 100 kPa, and more preferably less than 90 kPa, to the nonwoven material web is exercisable.
  • the belt press is provided with only two belts (endless) which wrap around the roller and the nonwoven material web is arranged in a contacting manner between these two (endless) belts and preferably arranged.
  • both the inner and outer press belts contact the nonwoven web.
  • the band press may also be provided with at least one further (endless) band wrapping around the roller at a predetermined wrap angle.
  • the at least one further (endless) band is preferably arranged or arranged between the outer press belt and the nonwoven material web.
  • the (endless) bands wrapping around the roller of the belt press comprise at least one felt belt and / or at least one fabric belt.
  • the inner (endless) band wrapping the roller of the band press can be designed as a felt band. If the nonwoven material web in the extended press nip of the belt press, which is preferred as outlined, is also traversed by a drying fluid in addition to the pressurization, then in particular a flow direction behind the nonwoven material web, preferably contacting it permeable (endless) band designed as a felt belt.
  • all (endless) belts wound around the roller of the belt press are permeable or permeable to the drying fluid.
  • at least one (endless) band wrapped around the drum of the belt press is permeable to water or adapted to receive water to absorb and / or accumulate the water produced by the mechanical press in the belt press to let pass.
  • an outer press belt of the belt press for example, an at least substantially smooth belt and preferably a smooth forming belt can be provided.
  • At least one nonwoven fabric web contacting (endless) band of the belt press is designed as a structured band through which the nonwoven material web is structurally structured and / or perforated.
  • the device according to the invention comprise the roller of the belt press wraps (endless) bands, especially in the flow direction of the drying fluid considered a permeable (endless) band, an endless smooth forming fabric, an endless fabric belt and an endless felt belt.
  • the (endless) bands of the belt press are looped around the roller over the same wrap angle.
  • the wrap angle of the inner tape and / or outer press belt around the roll is in a range of 90 ° to 180 °, and more preferably in a range of 100 ° to 120 ° ° is. It is particularly advantageous if the diameter of the roller of the belt press is in a range of 500 mm to 1400 mm and in particular in a range of 750 mm to 1200 mm.
  • the apparatus is preferably designed such that a drying fluid flow in the band press in a range of 100 m 3 / ( min " m 2 ) to 300 m 3 / (min-m 2 ), preferably from 150 to 250 m 3 / (min m 2 ) and particularly preferably from about 210 m 3 / (min m 2 ) is generated.
  • the nonwoven material web is guided in a closed train from the former to at least the belt press and preferably to one of these subsequent thermal drying device.
  • the transfer belt is formed by the forming fabric on which the web is formed in the former. If the nonwoven material web is guided in a closed train at least up to the belt press, then a hydroentanglement can be dispensed with.
  • the nonwoven web may be additionally performed before or after the belt press on a vacuum applied suction roll.
  • at least one thermal drying device preferably a TAD ("through air drying") or air drying unit or a flat bed oven, is provided downstream of the belt press.
  • an additional dewatering press may be provided between the belt press and the thermal dryer, preferably a line force in a range of 20 kN / m to 100 kN / m and preferably a line force in a range of 50 kN / m to 90 kN / m can be generated.
  • the former is designed such that in this a nonwoven fabric by a dry process, a wet process and / or an extrusion process can be produced.
  • the device may comprise a hydroentangling device as a means for solidification downstream of the former and upstream of the belt press.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a conventional apparatus for the production of nonwovens, a schematic representation of the basic principle of the inventive nonwoven fabric production, a schematic representation of a first exemplary embodiment of the device according to the invention, a schematic representation of another exemplary embodiment of the device according to the invention with an additional suction roller upstream of the belt press and a belt press downstream additional dewatering press and a schematic representation a further exemplary embodiment of the belt press of the device according to the invention with a hood arranged above the roller of the belt press for discharging or receiving drying fluid.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a conventional apparatus 10 for the production of nonwovens with a former 12, a hydroentanglement device 14, a plurality of suction tubes or suction boxes 16 comprehensive drainage device 18 and two thermal drying devices 20, namely two TAD or air drying units, an immersion 22nd for loading the dried nonwoven material web with a finishing agent and a winding device 24.
  • FIG. 2 shows by way of example the basic principle of the nonwoven fabric production according to the invention.
  • the web is formed in a former 28 of a subject apparatus 30 for making nonwoven webs by a particular method or combination of such methods.
  • the formed nonwoven fabric is solidified, for example, by means of a hydroentanglement device 32 and the dewatered nonwoven material web is subsequently dewatered.
  • the hydroentanglement device 32 is not mandatory in every case.
  • the dewatering of the consolidated nonwoven material web according to the invention comprises dewatering by means of a belt press 34 with a roller 36, around the inner endless belt 40 contacting the roller to form an extended press nip 38 over a respective wrap angle, and an outer endless belt 42 serving as a press belt is looped.
  • the nonwoven may be formed in particular by a dry process, a wet process and / or an extrusion process.
  • the nonwoven can be formed as indicated at "A" at least partially by a wet process.
  • the web in the former 28 may alternatively or additionally be at least partially removed from carding or carding Floren are formed, which are superimposed, or are formed directly by carding machines.
  • the web in the former 28 may alternatively or additionally be formed at least in part by the so-called melt-blow process.
  • melt-blown process the web of fibers spun directly from a polymer melt passing through nozzles and drawn to rupture by means of hot air streams is formed by deposition.
  • the nonwoven in the former 28 may alternatively or additionally be formed, at least in part, by the so-called spunbond process in which the web is spun from fibers spun from a polymer melt passing through nozzles and cooled by cold air / or mechanically stretched, is formed by depositing.
  • the nonwoven in the former 28 may alternatively or additionally be aerodynamically formed, at least in part.
  • the fleece is at least partially formed from fibers by means of an air flow on an air-permeable base.
  • the outer endless belt 42 of the belt press 34 which serves as a press belt, is stretched around the roll 36 or against this roll with a belt tension of at least 15 kN / m for generating a mechanical pressure on the nonwoven material web lying between the two endless belts 40, 42 36 pressed.
  • this press belt 42 By this press belt 42, the nonwoven fabric web and the roller 36 touching inner endless belt 40 are pressed against the roller 36.
  • the endless belts 40, 42 in the present case for the drying fluid Permeable, ie permeable to the drying fluid.
  • the roller 36 of the belt press 34 is designed to discharge or receive the drying fluid having an open surface.
  • At least one (endless) belt 40, 42 wound around the roller of the belt press is permeable to water or is designed such that it can absorb water in order to absorb the mechanical pressure occurring in the belt press 34 to absorb accumulating water and / or to let pass.
  • air or water vapor can be used as the drying fluid, it being possible to use air at ambient temperature or also hot air as the drying air.
  • the roller 36 of the belt press 34 can be designed in particular as a suction roll or as a blow roll.
  • a suction roll the drying fluid is drawn from a drying fluid hood 44 at least through the permeable outer endless belt 42, the nonwoven web and the permeable inner endless belt 40 into the suction roll.
  • a blow roll the drying fluid from the blow roll is blown into the hood 44 at least through the permeable inner endless belt 40, the nonwoven web, and the permeable outer endless belt 42.
  • the belt press 34 can be provided, for example, with only two endless belts 40, 42 wrapping the roller 36. The between these end Untie tapes 40, 42 lying nonwoven Matenalbahn is touched in this case by the two endless belts 40, 42.
  • the belt press 34 can also be provided, in addition to the inner and outer endless belts 40, 42, with at least one further endless belt which wraps around the roller 36 over a certain wrap angle.
  • at least one such further endless belt can be arranged, for example, between the outer endless belt 42 and the nonwoven material web.
  • the endless belts 40, 42 wrapping the roller 36 of the belt press 34 preferably comprise at least one felt belt and / or at least one fabric belt.
  • the roller 36 of the belt press 34 looping inner endless belt 40 may be provided a felt belt. If the nonwoven material web in the belt press 34 is additionally additionally acted upon by a drying fluid, then at least one felt belt is provided behind the nonwoven material web at least in the direction of flow of the drying fluid.
  • the nonwoven material web in the belt press 34 which is preferred, in addition to a drying fluid is applied, as already mentioned, all wrapped around the roller 36 of the belt press 34 endless belts 40, 42 for the drying fluid permeable or permeable.
  • an outer endless belt 42 of the belt press 34 for example, an at least substantially smooth belt, in particular smooth forming belt, can be used.
  • At least one endless belt 40, 42 of the belt press 34 that touches the nonwoven material web is used as a structural guide.
  • ruled band is performed by which the nonwoven web is structured and / or perforated accordingly.
  • the endless belts 40, 42 wrapping the roller 36 of the belt press 34, in particular in the direction of flow of the drying fluid comprise a permeable endless belt, an endless smooth forming fabric, an endless fabric belt and an endless felt belt.
  • fewer or more endless belts and / or the endless belts may be provided in a different order than the one just mentioned.
  • the endless belts 40, 42 of the belt press can in particular be wound around the roller 36 over the same wrap angle.
  • the nonwoven material web can be guided through at least one thermal drying device, in particular a TAD or air drying unit or a flat bed oven.
  • the nonwoven material web can be dried in such a thermal drying device, in particular to the final dry content.
  • the non-woven fabric with a low consistency and a solids content of in particular 0.01 to 0.1% can be formed on a smooth forming fabric or a structured forming fabric which structurally and / or perforates the nonwoven fabric.
  • the fleece can also be structured and / or perforated at the same time by the optionally provided hydroentanglement device 32.
  • a hydroentanglement device 32 is accordingly preferred, in particular in those cases in which the nonwoven or the nonwoven material web is additionally to be structured and / or perforated.
  • the furnish in the former 28 may be i) at least partially made from natural fibers, such as northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), abaca fiber pulp, cotton or the like, ii) at least partially from man-made fibers, such as Viscous or the like, iii) at least partially made of synthetic fibers, in particular of polyester, polyamide or the like, iv) at least partially of mineral fibers, in particular glass fibers or the like, v) at least partly of carbon fibers and / or vi) of a mixture of any of the aforementioned substances.
  • natural fibers such as northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), abaca fiber pulp, cotton or the like
  • man-made fibers such as Viscous or the like
  • synthetic fibers in particular of polyester, polyamide or the like
  • mineral fibers in particular glass fibers or the like
  • the substance entry into the former 28 at least partially consists of fibers which are longer than 2 mm, preferably longer than 3 mm and particularly preferably longer than 4 mm.
  • the nonwoven material web before or after the belt press 34 be guided over a vacuum applied suction roll.
  • 3 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the device according to the invention.
  • the device 30 for the production of nonwovens again comprises a former 28, a hydroentanglement device 32, a belt press 34 and a thermal drying device 46, which in the present case is, for example, a TAD or air drying unit.
  • the nonwoven web is formed, for example, by the wet process with a low consistency on a forming fabric 48, which at the same time serves as a transfer belt for transferring the nonwoven fabric to the hydroentanglement setting. direction 32 serves.
  • the nonwoven fabric can be formed with an additional layer.
  • the nonwoven fabric formed in the former 28 is transferred through the forming fabric 48 in a closed draw to the hydroentanglement apparatus 32.
  • the consolidated nonwoven material web 52 is transferred by the hydroentanglement device 32, for example in an open draw, to the belt press 34, which is shown here, for example, with only two endless belts 40, 42 looped around the roller 36. From this belt press 34, the nonwoven material web 52 is transferred, for example, in an open train to the thermal or TAD drying device 46.
  • a drying fluid is preferably pressed through the endless belts 40, 42 permeable in this case and through the nonwoven material web 52 by a corresponding pressure difference.
  • the roller 36 may be designed as a suction or blower.
  • the hood 44 intended for dispensing or receiving the drying fluid is arranged above the roller 36.
  • the roller 36 may be associated with a scraper 62.
  • the hydroentanglement device 32 is not mandatory. However, it can be provided in particular in the case that the nonwoven material web 52 is additionally structured and / or perforated. Such structuring or perforation can take place, inter alia, via the hydroentanglement device 32.
  • the belt press 34 may also be provided with at least one structural band structuring and / or perforating the nonwoven material web 52, which is accordingly wrapped around the roller 36 again.
  • 4 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the device according to the invention with an additional suction roller 56 connected upstream of the belt press 34 and an additional dewatering press 58 connected downstream of the belt press.
  • the relevant device 30 for the production of nonwovens again comprises a former 28, a belt press 34 and a thermal drying device 46, which is designed, for example, again as a TAD or air drying unit.
  • the former 28 in the present case is, for example, a wet-method former for forming a non-woven web.
  • a hydroentanglement device 32 which, as mentioned, however, is not mandatory.
  • the consolidated nonwoven material web is guided, together with a flat forming fabric 54 structured for structuring and / or perforating the nonwoven material web, and the outer endless belt 42 of the belt press 34, around an additional suction roll 56 and in its region against the inner endless belt Pass 40 of the belt press 34.
  • the additional suction roll 56 like the hydroentangling device 32, is not mandatory.
  • the outer endless belt 42 of the belt press 34 again serves as a press belt 42 over which the inner endless belt 40 and the nonwoven web lying between it and the outer endless belt 42 are pressed against the roller 36 of the belt press 34. Simultaneously with the mechanical pressurization of the nonwoven material web by the belt press 34, a drying fluid is again pressed through the endless belts 40, 42 and the intermediate nonwoven material web by a corresponding pressure difference. To- At least in this case, the endless belts 40, 42 looped around the roller 36 of the belt press 34 are permeable or permeable to the drying fluid. As already mentioned above, the roller 36 of the belt press 34 can in particular be designed again as a suction roll or as a blow roll.
  • the dehumidifying or receiving hood 44 is disposed below the roller 36.
  • the drying fluid may in particular be air or steam. In the former case, air with ambient temperature or even hot air can be used.
  • the inner endless belt 40 of the belt press 34 can be designed in particular as a felt belt.
  • dewatering press 58 which is designed in the present case as a roller press.
  • additional dewatering press 58 is also not mandatory.
  • the nonwoven web is in the present case on one and the same Formiersieb 54 from the former 28 to the additional suction roll 56, the roller 36 of the belt press 34, through the additional dewatering press 58 and to thermal dewatering device 46 out.
  • the same time serving as a transfer belt forming fabric 54 is disposed in the band press 34 between the inner endless belt 40 and the outer endless belt 42 of the belt press 34, wherein the nonwoven material web in the extended nip 38 of the belt press 34 between the inner endless belt 40 and the Formiersieb 54 comes to rest.
  • the nonwoven material web is between the inner endless belt 40 of the belt press 34 and the same time serving as a transfer belt forming fabric 54.
  • the Formiersieb 54 is the Nonwoven material web then passed to the drying cylinder 60 of the thermal drying device or TAD or air drying unit.
  • the forming fabric 54 which simultaneously serves as a transfer belt, can be designed to be flat or to structure and / or perforate the nonwoven material web as a structural band.
  • the hydroentanglement unit 32 is particularly preferable in the case where patterning or perforation of the nonwoven fabric web is intended.
  • this hydroentanglement device 32 as well as the additional suction roller 56 and the additional dewatering press 58 are purely optional.
  • the forming belt 54 which also serves as a transfer belt, is also permeable, i. for the nonwoven material web in the belt press 34 optionally additionally acting on drying fluid permeable.
  • This drying fluid thus flows in the belt press 34 optionally both through the two endless belts 40, 42 of the belt press 34 and the nonwoven material web and through the forming fabric 54.
  • the direction of the drying flow depends on whether the roller 36 of the belt press 34 is functioning as Suction roll or is designed as a blower roll.
  • the hood 44 discharging the drying fluid is arranged below the roller 36 of the belt press 34, for example.
  • the hood 44 is arranged above the roller 36 of the belt press 34 for dispensing or receiving the drying fluid.
  • an inner endless belt 40 and serving as a press belt 42 outer endless belt 42 is wound around the roller 36 of the belt press 34.
  • the loop of the inner endless belt 40 is arranged in the present case below the loop of serving as a press belt outer endless belt 42.
  • the inner endless belt 40 may in particular be a felt belt again.
  • the drying fluid flow is directed from top to bottom or from bottom to top, depending on whether the roller 36 is designed as a suction roller or as a blow roller.
  • the nonwoven web of material to be dewaxed lies again between the inner endless belt 40 and the outer endless belt 42.
  • the additional loading of the nonwoven web with drying fluid is optional. It is particularly preferred when the
  • Nonwoven material web should be structured and / or perforated simultaneously.
  • a scraper 62 associated with the roller 36 of the belt press 34 can again be seen.
  • the respective endless belts 40, 42 are guided in the same wrap around the roller 36 of the belt press 34, wherein the wrap is expediently slightly larger than the suction or blowing zone 64 of the roller of the belt press 34 , LIST OF REFERENCES
  • TAD thermal drying device
  • TAD thermal drying device

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes wird in einem Former ein Vlies gebildet und die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn anschließend weiter entwässert. Dabei umfasst die weitere Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn erfindungsgemäß die Entwässerung mittels einer Bandpresse, wobei die Bandpresse eine Walzeumfasst, um die zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes zumindest ein an die Walze anliegendes inneres Band, bevorzugt als Endlosband ausgestaltet, und ein äußeres Pressband, bevorzugt als Endlosband ausgestaltet, geschlungen sind, wobei die Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen dem inneren Band und dem äußeren Pressband angeordnet wird, und, wobei das Pressband zur Erzeugung eines mechanischen Drucks auf die zwischen den beiden Bändern liegende Vliesstoff-Materialbahn mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze gepresst wird und dadurch die Vliesstoff-Materialbahn und das innere Band gegen die Walze gepresst werden. Zudem wird eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON VLIESSTOFF
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Her- Stellung eines Vliesstoffes.
Ein Vliesstoff ist ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge, aus Endlosfasern (Filamenten) oder aus geschnittenen Garnen jeglicher Art und jeglichen Ursprungs, die auf irgendeine Weise zu einem Vlies (d.h. zu einer Faserschicht bzw. zu einem Faserflor) zusammengefügt und auf irgendeine Weise miteinander verbunden worden sind. Nicht zu den Vliesstoffen gehören durch Verkreuzen bzw. Verschlingen von Garnen, wie es beim Weben, Wirken, Stricken, der Spitzenherstellung, dem Flechten und der Herstellung von getufteten Erzeugnissen geschieht, hergestellte Fasergebilde. Auch Folien und Papiere gehören nicht zu den Vliesstoffen.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen umfassen in der Regel eine Vliesbildung, eine Vliesverfestigung sowie eine anschließende Entwässerung. Unterschiedliche Verfahren der Vliesbildung sind beispielsweise in der WO
2007/018960 A2 beschrieben. Dabei kann das Vlies insbesondere durch ein Trockenverfahren, ein Nassverfahren und/oder ein Extrusionsverfahren gebildet werden. So ist beispielsweise eine zumindest teilweise aerodynamische Vliesbildung bekannt, bei der das Vlies zumindest teilweise aus Fasern mittels eines Luftstroms auf einer luftdurchlässigen Unterlage gebildet wird. Alternativ dazu kann das Vlies auch zumindest teilweise mechanisch gebildet werden. Dabei kann das Vlies beispielsweise aus von Karden oder Krempeln abgenommenen Floren gebildet werden, die übereinandergelegt werden, oder das Vlies kann auch direkt von Kardiermaschinen gebildet werden. Gemäß einer weiteren Alternative kann das Vlies auch zumindest teilweise nach dem so genannten Spunbond-Verfahren gebildet werden, bei dem das Vlies durch Ablegen von Fasern, die aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen und mittels kalter Luft und/oder mechanisch verstreckt werden, gebildet wird. Überdies kann das Vlies auch zumindest teilweise durch das so genannte Schmelz-Blas-Verfahren gebildet werden, bei dem das Vlies durch Ablegen von Fasern, die direkt aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen und mittels heißer Luftströme bis zum Zerreißen verstreckt werden, gebildet wird. Grundsätzlich sind auch beliebige Kombinationen solcher Vliesbildungsverfahren denkbar.
Die anschließende Vliesverfestigung kann beispielsweise nach dem so genannten Wasserstrahlverfestigungsverfahren - welches auch "spunlacing" genannt wird - erfolgen. Dabei wird das gebildete Vlies durch ein Verschlingen der Fasern verfestigt, wobei das Verschlingen durch ein Verwirbeln erfolgt, indem insbesondere fokussierte Hochdruckwasserstrahlen auf das Vlies einwirken.
Insbesondere nach einer solchen Verfestigung nach dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren weist die gebildete Vliesstoff-Materialbahn eine relativ hohe Feuchtigkeit auf, die anschließend wieder aus der Materialbahn entfernt werden muss.
Um die Kosten für den anschließenden Trocknungsprozess und insbesondere eine anschließende thermische Trocknung zu reduzieren, wurden bisher im An- schluss an die Wasserstrahlverfestigung mit Vakuum beaufschlagte Saugrohre oder Saugkästen eingesetzt. Mit solchen Saugrohren oder Saugkästen wollte man den Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn so weit wie möglich erhöhen, ohne dabei Volumen einzubüßen.
Eine derartige Entwässerung mittels Saugrohren oder Saugkästen bringt jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich. So wird das angestrebte gleichmäßige Feuch- tigkeitsquerprofil der Vliesstoff-Materialbahn zerstört oder zumindest beeinträchtigt, was insbesondere auf Luftverluste an den Materialbahnrändern infolge einer nicht konstanten Breite der Materialbahn und auf die Technologie einiger Saugrohre oder -kästen zurückzuführen ist. Der Luftverlust an den Materialbahnrändern bringt zudem einen hohen Energieverbrauch mit sich. Je nach Flächengewicht, Vliesstoffzusammensetzung und Struktur der Vliesstoff-Materialbahn, die z.B. auch strukturiert oder perforiert sein kann, ist der nach der Entwässerung erhaltene Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn begrenzt. Infolge des relativ hohen Vakuums kann es auf dem betreffendem Transferband, mit dem die Vliesstoff- Materialbahn über die Saugrohre oder-kästen geführt wird und bei dem es sich üblicherweise um ein Gewebeband, ein Formiersieb oder ein das Vlies strukturierendes und/oder perforierendendes Strukturierband handelt, zu einem Verlust an Fasern durch sogenanntes "Faserrupfen" kommen. Die gerupften Fasern belasten das Abwasser und sind für den Herstellungsprozess verloren. Faserverluste treten hauptsächlich infolge der Luftverluste an den Rändern der Vliesstoff-Materialbahn, eines Reißens und/oder Brechens der Fasern und eines Einsaugens der Fasern in die Saugkästen auf.
In das Entwässerungssystem eingesaugte Fasern neigen dazu, das zur Wasser- strahl Verfestigung verwendete Wasser zu kontaminieren und gestalten die Wiederaufbereitung und Filtration insbesondere bei Verwendung von Faserzellstoff schwieriger.
Aus der DE 10 2006 042 507 A1 ist beispielsweise bekannt, zur Entwässerung einer Vliesstoff-Materialbahn eine Schuhpresse einzusetzen. Eine solche Schuhpresse besitzt zwar in der Bahnlaufrichtung betrachtet einen - im Vergleich zu einem Walzenspalt - verlängerten Pressnip bzw. Pressspalt. Infolge des relativ hohen Pressdrucks der Schuhpresse kommt es jedoch vor dem Pressnip der Schuhpresse zu einem störenden Wasserstau. Zudem führt der relativ hohe Pressdruck der Schuhpresse zu einer Verringerung des Volumens des Vliesstoffes.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrich- tung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen die zuvor genannten Probleme auf möglichst einfache und zuverlässige Weise beseitigt werden. Dabei soll insbesondere eine effiziente und kostengünstige Entwässerung der gebildeten Vliesstoff-Materialbahn erreicht werden, die unter Vermeidung eines Wasserstaus zu einer Vliesstoff-Materialbahn mit einem möglichst großen Volumen und mit einem gleichmäßigen Feuchtigkeitsquerprofil führt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und insbesondere durch ein Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes gelöst, bei dem in einem Former ein Vlies gebildet wird und die daraus entstehende
Vliesstoff-Materialbahn anschließend weiter entwässert wird. Dabei umfasst die weitere Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn erfindungsgemäß die Entwässerung mittels einer Bandpresse, wobei die Bandpresse eine Walze umfasst, um die - zur Bildung eines verlängerten Pressnips bzw. Pressspalts - zumindest ein an die Walze anliegendes inneres Band und ein äußeres Pressband jeweils in einem bestimmten Umschlingungswinkel geschlungen sind, wobei die Vliesstoff- Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen dem inneren Band und dem äußeren Pressband angeordnet wird, und, wobei das Pressband - zur Erzeugung eines mechanischen Drucks auf die zwischen den beiden Bändern liegende Vliesstoff-Materialbahn - mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze gepresst wird und dadurch die Vliesstoff-Materialbahn und das die Walze berührende innere Band gegen die Walze gepresst werden. Es versteht sich von selbst, dass bei der Durchführung des Verfahrens die Vliesstoff-Materialbahn und die Bänder um die Walze herum laufen, weswegen sowohl das innere Band als auch das äußere Pressband bevorzugt als Endlosbänder ausgestaltet sind. Ganz besonders bevorzugt ist die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt und werden als (Endlos)bänder für das innere Band und das äußere Pressband der Bandpresse gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasser- dampf permeable (Endlos)bänder verwendet und wird gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze bzw. gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn ein Trocknungsfluid durch die permeablen (Endlos)bänder und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst, und zwar vorzugsweise durch Erzeugung einer entsprechenden Druckdifferenz zwischen der Walze und dem äußeren Pressband.
Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes (Endlos)band für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen kann, um das bei der in der Bandpresse stattfindenden mechanischen Pressung anfallende Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
Unter Vlies wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein unmittelbar durch Formen erhaltenes, un verfestigtes Faservlies geringer Konsistenz verstanden, wohin- gegen unter Vliesstoff ein bereits eine höhere Konsistenz als unmittelbar nach der Formung aufweisendes und bevorzugt verfestigtes Vlies verstanden wird.
Unter Bandspannung des äußeren Pressbandes wird im Sinne der vorliegenden Erfindung - ebenfalls im Einklang mit der fachüblichen Verwendung dieses Begriffs - der Quotient aus der an das Pressband angelegten Zugspannung und der Breite des Pressbandes verstanden.
Aufgrund dieser Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich eine insgesamt effizientere, kostengünstigere Entwässerung der gebildeten Vliesstoff-Materialbahn, wo- bei unter Vermeidung des bisher insbesondere im Zusammenhang mit einer Schuhpresse auftretenden Wasserstaus vor dem Pressnip - im Vergleich zu der Verwendung einer Schuhpresse - ein größeres Volumen der hergestellten
Vliesstoff-Materialbahn erreicht wird, da der Druck in dem verlängerten Pressnip der Bandpresse geringer als bei einer Schuhpresse ist. Infolge der - im Vergleich zu der Verwendung einer Schuhpresse - längeren Verweilzeit der Vliesstoff- Materialbahn in dem Nip wird jedoch trotz des geringeren Pressdrucks eine effiziente Entwässerung mit einem hohen Entwässerungsgrad sichergestellt. Aufgrund dessen benötigt eine gegebenenfalls nach der Bandpresse noch vorgesehene thermische Trocknungseinrichtung, wie beispielsweise eine TAD (Through Air Drying)- bzw. Lufttrocknungseinheit, lediglich eine sehr geringe Energiemenge. Zudem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund der eingesetzten Bandpresse im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine sehr schonende und - bezogen auf die Oberfläche der Vliesstoff-Materialbahn - sehr gleichmäßige Entwässerung erreicht, so dass eine Beeinträchtigung oder gar Zerstörung der Faserstruktur zuverlässig verhindert wird. Aufgrund dessen werden auch Faserverluste sowie eine Kontamination des Abwassers auf ein Minimum begrenzt. Überdies erhält man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein verbessertes Feuchtigkeitsquerprofil für den gebildeten Vliesstoff. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es zudem, die Vliesstoff- Materialbahn mit einem höheren Feststoffgehalt an die abschließende, insbesondere thermische Trocknungseinrichtung zu übergeben, wodurch die Maschinen- gängigkeit in der Trockenpartie erhöht wird. Infolge des verringerten Drucks in der Bandpresse wird das Volumen der Vliesstoff-Materialbahn bei der Entwässerung um nicht mehr als 10 % reduziert. Mithin kann der Feststoffgehalt der Vliesstoff- Materialbahn relativ zu dem Wassergehalt im Vergleich zu der bisher üblichen Entwässerung durch Saugkästen um mehr als 10 % erhöht werden, wodurch sich eine höhere Produktionskapazität ergibt, der Energieverbrauch verringert wird und die Bereitstellung zusätzlicher oder aufwändigerer Trocknungseinrichtungen ver- mieden wird. Indem die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bevorzugt zu- sätzlich durch das Trocknungsfluid beaufschlagt wird, wird die Effizienz der schonenden und gleichmäßigen Entwässerung ohne Einbußen hinsichtlich des Volumens weiter erhöht. Als Trocknungsfluid kann grundsätzlich jedes inerte Gas oder Aerosol eingesetzt werden, wobei insbesondere mit Luft und/oder Wasserdampf gute Ergebnisse erzielt werden.
Sofern als Trocknungsfluid Luft verwendet wird, kann diese beispielsweise Umge- bungstemperatur aufweisen. Alternativ dazu kann als Trocknungsfluid auch heiße Luft eingesetzt werden, und zwar vorzugsweise heiße Luft mit einer Temperatur in einem Bereich von 50°C bis 250°C, besonders bevorzugt mit einer Temperatur in einem Bereich von 150°C bis 250°C und ganz besonders bevorzugt mit einer Temperatur in einem Bereich von 175°C bis 225°C, wie beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 200°C.
Wenn als Trocknungsfluid Wasserdampf verwendet wird, so wird dieser vorzugsweise in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht der Vliesstoff-Materialbahn von bis zu 2 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn und bevorzugt in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht der Vliesstoff-Materialbahn von 0,1 bis 1 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn, wie beispielsweise in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht der Vliesstoff-Materialbahn von etwa 0,5 kg Dampf/kg Vliesstoff- Materialbahn, eingesetzt. Wie dargelegt, wird bevorzugt in der Bandpresse gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung ein Trocknungsfluid durch die Vliesstoff-Materialbahn gepresst, wobei die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme des Trocknungsfluids mit einer offenen Oberfläche ausgeführt. Dabei kann als Walze insbesondere eine Saugwalze oder auch eine Blaswalze verwendet werden. Sofern die Walze der Bandpresse als Saugwalze ausgeführt ist, wird das Trock- nungsfluid zweckmäßigerweise ausgehend von einer Trocknungsfluidhaube zumindest durch das permeable äußere Pressband, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable innere Band in die Saugwalze gesaugt bzw. geführt. Neben dem Trocknungsfluid wird zweckmäßigerweise auch das in der Bandpresse entwässerte Wasser in die Saugwalze oder das permeable innere Band gesaugt bzw. geführt. Zu diesem Zweck wird die Saugwalze vorzugsweise mit einem Unterdruck (d.h. einer Differenz zwischen Atmosphärendruck und dem in der Saugwalze herrschenden Druck) im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar und besonders bevorzugt mit einem Unterdruck im Bereich von 0,30 bar bis 0,55 bar, wie beispielsweise mit einem Unterdruck von etwa 0,45 bar, beaufschlagt.
Sofern die Walze der Bandpresse als Blaswalze ausgeführt wird, wird das Trocknungsfluid vorzugsweise ausgehend von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere (Endlos)band, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable äußere (Endlos)band bevorzugt in eine Haube geblasen bzw. geführt. Neben dem Trocknungsfluid wird zweckmäßigerweise auch das in der Bandpresse entwässerte Wasser in die Haube oder das permeable äußere Band geblasen bzw. geführt. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Trocknungsfluid mit einem Druck im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar und besonders bevorzugt mit einem Druck im Bereich von 0,30 bar bis 0,55 bar, wie beispielsweise mit einem Druck im Bereich von etwa 0,45 bar, oberhalb des Atmosphärendrucks durch das permeable innere Band, durch die Vliesstoff- Materialbahn und durch das permeable äußere Pressband zu der Haube geblasen wird.
Wenn die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse - was wie vorstehend dargelegt bevorzugt ist, zusätzlich zu der Druckbeaufschlagung, mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt wird, hängt der auf die Vliesstoff-Materialbahn ausgeübte Druck unter anderem auch von der Trocknungsfluidströmung ab. Um eine besonders gute, schonende und gleichmäßige Entwässerung zu erreichen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens bei dieser Ausführungsform vorgeschlagen, dass durch die Bänder eine Trocknungsfluidströmung in einem Bereich von 100 m3/(min m2) bis 300 m3/(min m2), bevorzugt von 150 bis 250 m3/(min m2) und besonders bevorzugt von etwa 210 m3/(min m2) erzeugt wird.
Wenn die Walze der Bandpresse außer von dem inneren und dem äußeren (End- los)band noch von einem oder mehreren weiteren (Endlos)bändern umschlungen ist, so müssen auch diese weiteren (Endlos)bänder für das Trocknungsfluid durch- lässig sein, sofern die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse durch ein solches Trocknungsfluid beaufschlagt werden soll, was - wie vorstehend dargelegt - besonders bevorzugt ist.
Um einerseits einen ausreichend hohen Entwässerungsgrad zu erreichen, aber andererseits die Entwässerung möglichst schonend und gleichmäßig durchzuführen, ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass in dem Verfahren zumindest das als Pressband dienende äußere (Endlos)band mit einer Bandspannung von 20 bis 100 kN/m, bevorzugt mit einer Bandspannung von 25 bis 75 kN/m und besonders bevorzugt mit einer Bandspannung von 40 kN/m bis 50 kN/m an die Walze der Bandpresse gepresst wird.
Im Hinblick auf eine ausreichend gute, aber gleichzeitig möglichst schonende und gleichmäßige Entwässerung ist es insbesondere auch von Vorteil, wenn in der Bandpresse auf die Vliesstoff-Materialbahn ein mechanischer Druck von weniger als 140 kPa, insbesondere weniger als 100 kPa und vorzugsweise weniger als 90 kPa, aber von mehr als 30 kPa und bevorzugt mehr als 45 kPa ausgeübt wird. Mit einem derart geringen Druck wird unter Vermeidung des bei Schuhpressen auftretenden Wasserstaus insbesondere ein höheres Volumen des Vliesstoffes erreicht, weil aufgrund des geringen Drucks keine signifikante Kompaktierung des
Vliesstoffes und daher kein signifikanter Volumenverlust eintritt.
Ebenfalls im Hinblick auf eine ausreichend gute, aber gleichzeitig möglichst scho- nende und gleichmäßige Entwässerung wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, die Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn in dem verlängerten Pressspalt der Bandpresse auf zwischen 0,05 Sek. und 0,5 Sek. einzustellen. Mit einer solchen relativ langen Verweilzeit wird trotz des relativ geringen Drucks und der entsprechend schonenden Behandlung der Vliesstoff- Materialbahn eine effiziente Entwässerung sichergestellt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse um wenigstens 20 %, bevorzugt um 30 bis 75 % und besonders bevorzugt um 33 bis 50 % entwässert. Dabei bezeichnet dieser Entwässerungsgrad den prozentualen Gewichtsverlust bei der Entwässerung bezogen auf das vor der Entwässerung in der Bandpresse vorliegende Gesamtgewicht der Vliesstoff-Materialbahn.
In bestimmten Fällen kann es von Vorteil sein, wenn die Bandpresse mit nur zwei die Walze umschlingenden (Endlos)bändern versehen und die Vliesstoff- Materialbahn zwischen diesen beiden (Endlos)bändern und die Bänder berührend angeordnet wird. In diesem Fall berührt sowohl das innere (Endlos)band als auch das äußere Pressband die Vliesstoff-Materialbahn. In einer dazu alternativen Ausführungsform kann die Bandpresse außer dem inneren und dem äußeren (Endlos)band auch mit wenigstens einem weiteren die Walze in einem vorbestimmten Umschlingungswinkel umschlingenden (Endlos)band versehen sein. Dabei kann das wenigstens eine weitere (Endlos)band insbesondere zwischen dem äußeren Pressband und der Vliesstoff-Materialbahn angeord- net sein. Bevorzugt umfassen die die Walze der Bandpresse umschlingenden (End- los)bänder zumindest ein Filzband und/oder ein Gewebeband. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn als das die Walze der Bandpresse umschlingende innere (Endlos)band ein Filzband verwendet wird. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Vliesstoff-Material bahn in der Bandpresse gleichzeitig von einem Trocknungsfluid durchströmt wird und als Walze der Bandpresse eine Saugwalze verwendet wird. Wird als Walze eine Blaswalze eingesetzt, so kann insbesondere zumindest ein - in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet - hinter der Vliesstoff-Materialbahn liegendes äußeres (Endlos)band als Filzband vorgesehen sein. Mit der Entwässerung an einem Filzband ergibt sich ein wesentlich gleichmäßigeres Feuchtigkeitsquerprofil, als dies beispielsweise bei einer Entwässerung mittels eines Saugkastens der Fall ist. Zudem werden mit der Entwässerung an einem Filz auch die Faserverluste reduziert.
Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bevorzugt gleichzeitig durch ein Trocknungsfluid beaufschlagt wird, sind alle um die Walze der Bandpresse geschlungenen (Endlos)bänder für das Trocknungsfluid permeabel bzw. durchlässig ausgeführt.
Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes (Endlos)band für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen kann, um das bei der in der Bandpresse stattfindenden mechanischen Pressung anfallende Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
Als äußeres (Endlos)band der Bandpresse kann beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen glattes Band und bevorzugt ein glattes Formierband verwendet werden. Wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein strukturierter und/oder perforierter Vliesstoff hergestellt werden soll, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein die Vliesstoff- Materialbahn berührendes (Endlos)band der Bandpresse als ein strukturiertes Band vorgesehen wird, durch das die Vliesstoff-Materialbahn entsprechend strukturiert und/oder perforiert wird.
Wenn die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bevorzugt gleichzeitig mit der Druckbeaufschlagung auch mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt wird und mehr als zwei permeable (Endlos)bänder um die Walze der Bandpresse geschlungen sind, so können diese (Endlos)bänder insbesondere in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet beispielsweise ein permeables (End- los)band, ein endloses glattes Formiersieb, ein endloses permeables Gewebeband und ein endloses permeables Filzband umfassen. Grundsätzlich ist es je- doch auch möglich, weniger oder mehr (Endlos)bänder und/oder eine andere Aufeinanderfolge dieser (Endlos)bänder vorzusehen.
Die (Endlos)bänder der Bandpresse sind zweckmäßigerweise über denselben Umschlingungswinkel um die Walze geschlungen.
Unabhängig davon, ob die Umschlingungswinkel der einzelnen Bänder gleich oder verschieden voneinander sind, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass der Umschlingungswinkel des inneren Bandes und/oder äußeren Pressbandes um die Walze in einem Bereich von 90° bis 180° und insbe- sondere in einem Bereich von 100° bis 120° gewählt wird. Dadurch wird eine für eine ausreichend hohe und gleichzeitig schonende, gleichmäßige Entwässerung erforderliche Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt der Bandpresse erreicht. Grundsätzlich gilt, dass die Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt bei gleichem Walzendurchmesser und gleicher Walzenumdre- hungsgeschwindigkeit umso größer ist desto größer der Umschlingungswinkel der Bänder ist.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird der Durchmesser der Walze der Bandpresse in einem Bereich von 500 mm bis 1400 mm und bevorzugt in einem Bereich von 750 mm bis 1200 mm gewählt. Da der in der Bandpresse auf die Vliesstoff-Materialbahn ausgeübte Druck unter anderem vom Umschlingungswinkel der (Endlos)bänder und vom Durchmesser der Walze der Bandpresse abhängt, ergeben sich durch einen solchen relativ großen Durchmesser ein relativ langer Pressnip und eine entsprechend effiziente Entwässerung infolge der längeren Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt. Grundsätzlich gilt, dass die Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt bei gleichem Umschlingungswinkel der Bänder und gleicher Walzenumdrehungsgeschwindigkeit umso größer ist desto größer der Walzendurchmesser ist.
Nach bzw. stromabwärts der Bandpresse kann die Vliesstoff-Materialbahn insbesondere durch wenigstens eine thermische Trocknungseinrichtung, bevorzugt eine TAD- ("through air drying") bzw. Lufttrocknungseinheit oder einen Flachbettofen, geführt werden. Dabei kann die Vliesstoff-Materialbahn durch eine solche thermische Trocknungseinrichtung insbesondere auf den Endtrockengehalt gebracht werden.
Zwischen der Bandpresse und einer solchen thermischen Trocknungseinrichtung kann die Vliesstoff-Materialbahn bei Bedarf durch eine zusätzliche Entwässerungspresse geführt werden. In einer solchen optionalen zusätzlichen Entwässerungspresse wird vorzugsweise eine Linienkraft in einem Bereich von 20 kN/m bis 100 kN/m und besonders bevorzugt eine Linienkraft in einem Bereich von 50 kN/m bis 90 kN/m erzeugt, um eine schonende und gleichmäßige, aber dennoch starke Entwässerung zu erreichen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Vliesstoff-Materialbahn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem geschlossenen Zug von dem Former zumindest bis zu der Bandpres- se und vorzugsweise bis zu einer dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung geführt. Dabei kann die Überführung der Vliesstoff-Materialbahn von dem Former zu der Bandpresse bzw. bis zur dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung über ein einziges Transferband erfolgen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Transferband durch das Formiersieb gebildet, auf dem im Former das Vlies gebildet wird. Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in einem geschlossenen Zug zumindest bis zur Bandpresse geführt wird, kann eine Wasserstrahlverfestigung entfallen. In dem der Bandpresse vorgeschalteten Former kann das Vlies insbesondere auch mit einer relativ geringen Konsistenz auf einem glatten Formiersieb oder einem strukturierten, das Vlies entsprechend strukturierenden und/oder perforierenden Formiersieb mit einem Feststoffgehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% des erhaltenen Vlieses gebildet werden.
Dabei kann das Vlies in dem Former durch jedes dem Fachmann bekannte Verfahren, und zwar vorzugsweise durch ein Trockenverfahren, Nassverfahren und/oder ein Extrusionsverfahren, gebildet werden. Beispielsweise kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise nach einem Nassverfahren gebildet werden, bei dem die Fasern insbesondere in Wasser aufgeschwemmt und auf einer wasserdurchlässigen Unterlage abgelegt werden.
Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise auch aerodynamisch gebildet werden. Dabei wird das Vlies durch Able- gen von Fasern mittels eines Luftstroms auf einer luftdurchlässigen Unterlage gebildet.
Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise auch mechanisch gebildet werden. Dabei kann es zumindest teilweise aus von Karden oder Krempeln abgenommenen Floren gebildet werden, die über- einandergelegt werden, oder von Kardiermaschinen gebildet werden.
Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies zumindest teilweise auch nach dem so genannten Spunbond-Verfahren gebildet werden, bei dem das Vlies durch Ablegen von Fasern, die aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen und mittels kalter Luft und/oder mechanisch verstreckt werden, gebildet wird. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies in dem Former schließlich zumindest teilweise auch durch das so genannte Schmelz-Blas-Verfahren gebildet werden. Dabei wird das Vlies durch Ablegen von Fasern, die direkt aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen und mittels heißer Luftströme bis zum Zerreißen verstreckt werden, gebildet.
Grundsätzlich kann das Vlies in dem Former nicht nur durch eines der zuvor genannten Verfahren, sondern insbesondere auch durch eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der genannten Verfahren gebildet werden. Anschließend, d.h. nach dessen Bildung in dem Former und vor der weiteren
Entwässerung, kann das gebildete Vlies - beispielsweise durch ein Wasserstrahlverfestigungsverfahren - zu einer Vliesstoff-Materialbahn verfestigt werden. Bei diesem Verfahren wird das gebildete Vlies durch ein Verschlingen von Fasern zu der Vliesstoff-Materialbahn verfestigt, das durch ein Verwirbeln erfolgt, indem insbesondere fokussierte Hochdruckwasserstrahlen auf das Vlies einwirken. Vor- teilhafterweise kann das Vlies durch die Wasserstrahlbeaufschlagung gleichzeitig auch strukturiert und/oder perforiert werden. Eine Wasserstrahlverfestigung ist allerdings nicht zwingend und kann insbesondere dann entfallen, wenn die Vliesstoff-Faserstoffbahn in einem geschlossenen Zug, wie beispielsweise durch ein einziges Transferband, zumindest bis zur Bandpresse überführt wird.
Der Stoffeintrag in den Former kann i) zumindest teilweise aus Naturfasern, bevorzugt aus nördlichem gebleichtem Kraftzellstoff (NBKP), Laubholzzellstoff (LBKP), Zellstoff aus Abaca-Fasern oder Baumwolle, ii) zumindest teilweise aus künstlichen Fasern, bevorzugt aus Viskose, iii) zumindest teilweise aus synthetischen Fasern, bevorzugt aus Polyester oder Polyamid, iv) zumindest teilweise aus mineralischen Fasern, bevorzugt Glasfasern, v) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern und/oder vi) aus einer Mischung aus beliebigen der zuvor genannten Stoffe bestehen.
Dabei kann der Stoffeintrag in den Former vorteilhafterweise zumindest teilweise aus Fasern bestehen, die länger als 2 mm, bevorzugt länger als 3 mm und besonders bevorzugt länger als 4 mm sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten und zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere zur Erzeugung einer Vliesstoff- Materialbahn mit einem Flächengewicht von größer als 50 g/m2, bevorzugt von größer als 80 g/m2 und besonders bevorzugt von größer als 100 g/m2 die
Vliesstoff-Materialbahn vor oder nach der Bandpresse zusätzlich über eine mit Vakuum beaufschlagte Saugwalze geführt.
Abschließend, d.h. nach dem letzten Trocknungsschritt, kann der Vliesstoff noch thermisch und/oder chemisch verfestigt werden, wenn dies die spätere Verwendung des Vliesstoffes erfordert. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes, welche einen Former zur Bildung eines Vlieses sowie eine stromabwärts davon angeordnete Bandpresse zur weiteren Entwässe- rung der aus dem Vlies entstehenden Vliesstoff-Materialbahn umfasst. Dabei umfasst die Bandpresse erfindungsgemäß eine Walze, um die - zur Bildung eines verlängerten Pressnips - zumindest ein an die Walze anliegendes inneres Band, insbesondere ein Endlosband, und ein äußeres Pressband, insbesondere ein Endlosband, in einem bestimmten Umschlingungswinkel geschlungen sind, wobei die Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen dem inneren Band und dem Pressband anordnenbar und bevorzugt angeordnet ist, und, wobei das Pressband - zur Erzeugung eines mechanischen Drucks auf die zwischen den beiden (Endlos)bändern liegende Vliesstoff-Materialbahn - mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze pressbar und bevorzugt gepresst ist, wodurch sowohl die Vliesstoff-Materialbahn als auch das die Walze berührende innere (Endlos)band gegen die Walze gepresst werden.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und die (Endlos)bänder der Bandpresse als gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeable (Endlos)bänder so ausgeführt sind, dass gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze bzw. gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der
Vliesstoff-Materialbahn durch die Bandpresse, bevorzugt durch eine Druckdifferenz zwischen der Walze und dem äußeren Pressband, ein Trocknungsfluid durch die permeablen (Endlos)bänder und die Vliesstoff-Materialbahn strömen gelassen werden kann. Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes (Endlos)band für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen kann, um das bei der in der Bandpresse stattfindenden mechanischen Pressung anfallende Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
Wie bereits erwähnt, kann als Trocknungsfluid insbesondere Luft oder Wasserdampf vorgesehen sein, wobei in dem Fall der Verwendung von Luft diese Umgebungstemperatur aufweisen oder als heiße Luft, insbesondere mit einer Tempera- tur in einem Bereich von 50°C bis 250°C, bevorzugt mit einer Temperatur in einem Bereich von 150°C bis 250°C und besonders bevorzugt mit einer Temperatur in einem Bereich von 175°C bis 225°C, wie beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 200°C, vorgesehen sein kann. Wird als Trocknungsfluid Wasserdampf verwendet, so kann dieser insbesondere in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht der Vliesstoff-Materialbahn von bis zu 2 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn und bevorzugt von 0,1 bis 1 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn, wie beispielsweise 0,5 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn, eingesetzt werden. Aus diesem Grund ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass eines der vorstehend genannten Trocknungsfluide durch die permeablen Bänder und die Vliesstoff-Materialbahn strömen gelassen werden kann.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Einrichtung zur Verfestigung des gebildeten Vlieses zu einer Vliesstoff-Materialbahn auf, welche bevorzugt zwischen dem Former und der Bandpresse angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Walze der Bandpresse als Saugwalze ausgeführt, wobei es bei dieser Ausführungsform in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen wird, dass die Saugwalze so ausgeführt ist, dass das Trocknungsfluid vorzugsweise ausgehend von einer Trocknungsfluid- haube zumindest durch das permeable äußere Pressband, die Vliesstoff- Matenalbahn und das permeable innere (Endlos)band in die Saugwalze gesaugt werden kann. Zudem ist wenigstens ein (Endlos)band bevorzugt so ausgeführt, dass neben dem Trocknungsfluid auch das in der Bandpresse entwässerte Wasser in die Saugwalze oder das permeable innere Band gesaugt bzw. geführt wer- den kann. Dabei ist die Saugwalze vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass diese mit einem Unterdruck im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar, bevorzugt von 0,30 bar bis 0,55 bar und besonders bevorzugt von etwa 0,45 bar beaufschlagbar ist.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Walze der Bandpres- se als Blaswalze ausgeführt, wobei die Walze bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt so ausgestaltet, dass das Trocknungsfluid ausgehend von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere (Endlos)band, die Vliesstoff- Materialbahn und das permeable äußere Pressband vorzugsweise zu einer Haube geblasen werden kann. Zudem ist wenigstens ein (Endlos)band bevorzugt so ausgeführt, dass neben dem Trocknungsfluid auch das in der Bandpresse entwässerte Wasser in die Haube oder das permeable äußere Band geblasen bzw. geführt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung bevorzugt so ausgestaltet, dass das Trocknungsfluid mit einem Druck im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar und besonders bevorzugt von 0,30 bar bis 0,55 bar ausgehend von der Blaswalze durch das permeable innere (Endlos)band, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable äußere Pressband blasbar ist.
Vorteilhafterweise ist zumindest das äußere Pressband mit einer Bandspannung von 20 bis 100 kN/m, bevorzugt mit einer Bandspannung von 25 bis 75 kN/m und besonders bevorzugt mit einer Bandspannung von 40 bis 50 kN/m an die Walze der Bandpresse anpressbar.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Bandpresse so ausgeführt ist, dass auf die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bzw. in dem verlängerten Pressnip der Bandpresse ein mechanischer Druck von weniger als 140 kPa, be- vorzugt von weniger als 100 kPa und besonders bevorzugt von weniger als 90 kPa auf die Vliesstoff-Materialbahn ausübbar ist.
Zudem hat es sich in bestimmten Fällen als vorteilhaft erwiesen, wenn die Band- presse mit nur zwei die Walze umschlingenden (Endlos)bändern versehen und die Vliesstoff-Materialbahn zwischen diesen beiden (Endlos)bändern die Bänder berührend anordnenbar und bevorzugt angeordnet ist. In diesem Fall berührt sowohl das innere als auch das äußere Pressband die Vliesstoff-Materialbahn. Allerdings kann die Bandpresse außer mit dem inneren und dem äußeren (End- los)band auch mit wenigstens einem weiteren die Walze mit einem vorgegebenen Umschlingungswinkel umschlingenden (Endlos)band versehen sein. Bei dieser Ausführungsform ist das wenigstens eine weitere (Endlos)band vorzugsweise zwischen dem äußeren Pressband und der Vliesstoff-Materialbahn anordnenbar bzw. angeordnet.
Ferner ist es bevorzugt, dass die die Walze der Bandpresse umschlingenden (Endlos)bänder zumindest ein Filzband und/oder zumindest ein Gewebeband umfassen. Dabei kann insbesondere das die Walze der Bandpresse umschlingen- de innere (Endlos)band als Filzband ausgeführt sein. Sofern die Vliesstoff-Materialbahn in dem verlängerten Pressnip der Bandpresse, was wie dargelegt bevorzugt ist, zusätzlich zu der Druckbeaufschlagung auch von einem Trocknungsfluid durchströmt wird, so kann mit Vorteil insbesondere ein in Strömungsrichtung betrachtet hinter der Vliesstoff-Materialbahn angeordnetes, diese vorzugsweise be- rührendes permeables (Endlos)band als Filzband ausgeführt sein.
Insbesondere bei einer zusätzlich durch ein Trocknungsfluid durchströmten Vliesstoff-Materialbahn sind bevorzugt alle um die Walze der Bandpresse geschlungenen (Endlos)bänder für das Trocknungsfluid permeabel bzw. durchlässig. Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes (Endlos)band für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen kann, um das bei der in der Bandpresse stattfindenden mechanischen Pressung anfallende Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
Als äußeres Pressband der Bandpresse kann beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen glattes Band und bevorzugt ein glattes Formierband vorgesehen sein.
In bestimmten Fällen ist es auch von Vorteil, wenn wenigstens ein die Vliesstoff- Materialbahn berührendes (Endlos)band der Bandpresse als ein strukturiertes Band ausgeführt ist, durch das die Vliesstoff-Materialbahn entsprechend strukturierbar und/oder perforierbar ist.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die die Walze der Bandpresse umschlingenden (Endlos)bänder insbesondere in der Strömungsrichtung des Trocknungs- fluids betrachtet ein permeables (Endlos)band, ein endloses glattes Formiersieb, ein endloses Gewebeband und ein endloses Filzband.
Bevorzugt sind die (Endlos)bänder der Bandpresse über denselben Umschlingungswinkel um die Walze geschlungen. Unabhängig davon, ob die Bänder den gleichen Umschlingungswinkel aufweisen oder nicht, ist es bevorzugt, dass der Umschlingungswinkel des inneren Bandes und/oder äußeren Pressbandes um die Walze in einem Bereich von 90° bis 180° und insbesondere in einem Bereich von 100° bis 120° liegt. Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der Durchmesser der Walze der Bandpresse in einem Bereich von 500 mm bis 1400 mm und insbesondere in einem Bereich von 750 mm bis 1200 mm liegt. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, die Vorrichtung so auszugestalten, dass die Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn in dem in der Bandpresse ausgebildeten Pressspalt in einen Bereich von 0,05 bis 0,5 Sek. einstellbar ist. Wird die Vliesstoff-Materialbahn in dem verlängerten Pressnip der Bandpresse - wie bevorzugt - zusätzlich zu der Druckbeaufschlagung auch von einem Trock- nungsfluid durchströmt, so ist die Vorrichtung vorzugsweise so ausgestaltet, dass in der Bandpresse eine Trocknungsfluidströmung in einem Bereich von 100 m3/(min"m2) bis 300 m3/(min-m2), bevorzugt von 150 bis 250 m3/(min m2) und be- sonders bevorzugt von etwa 210 m3/(min m2) erzeugbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vliesstoff-Materialbahn in geschlossenem Zug von dem Former zumindest bis zu der Bandpresse und vorzugsweise bis zu einer dieser nachge- ordneten thermischen Trocknungseinrichtung geführt. Dabei kann die Überführung der Vliesstoff-Materialbahn von dem Former zu der Bandpresse bzw. bis zur dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung über ein einziges Transferband erfolgen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Transferband durch das Formiersieb gebildet, auf dem im Former das Vlies gebildet wird. Wird die Vliesstoff-Materialbahn im geschlossenen Zug zumindest bis zur Bandpresse geführt, so kann eine Wasserstrahlverfestigung entfallen.
Insbesondere zur Erzeugung einer Vliesstoff-Materialbahn mit einem Flächenge- wicht von größer als 50 g/m2, bevorzugt von größer als 80 g/m2 und besonders bevorzugt von größer als 100 g/m2 kann die Vliesstoff-Materialbahn vor oder nach der Bandpresse zusätzlich über eine mit Vakuum beaufschlagte Saugwalze geführt sein. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgesehen, dass stromabwärts der Bandpresse wenigstens eine thermische Trocknungseinrichtung, bevorzugt eine TAD- ("through air drying") bzw. Lufttrocknungseinheit oder einen Flachbettofen, vorgesehen ist. Bei der vorstehenden Ausführungsform kann zwischen der Bandpresse und der thermischen Trocknungseinrichtung eine zusätzliche Entwässerungspresse vorgesehen sein, in der bevorzugt eine Linienkraft in einem Bereich von 20 kN/m bis 100 kN/m und bevorzugt eine Linienkraft in einem Bereich von 50 kN/m bis 90 kN/m erzeugbar ist.
Vorzugsweise ist der Former so ausgestaltet, dass in diesem ein Vlies durch ein Trockenverfahren, ein Nassverfahren und/oder ein Extrusionsverfahren herstellbar ist. Zudem kann die Vorrichtung als Einrichtung zur Verfestigung stromabwärts des Formers und stromaufwärts der Bandpresse eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung umfassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug- nähme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen, eine schematische Darstellung des Grundprinzips der erfin- dungsgemäßen Vliesstoffherstellung, eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer der Bandpresse vorgeschalteten zusätzlichen Saugwalze und einer der Bandpresse nachgeschalteten zusätzlichen Entwässerungspresse und eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Bandpresse der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer oberhalb der Walze der Bandpresse angeordneten Haube zur Abgabe oder Aufnahme von Trock- nungsfluid.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine herkömmliche Vorrichtung 10 zur Herstellung von Vliesstoffen mit einem Former 12, einer Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 14, einer mehrere Saugrohre oder Saugkästen 16 umfassenden Entwässerungseinrichtung 18 und zwei thermischen Trocknungseinrichtungen 20, nämlich zwei TAD- oder Lufttrocknungseinheiten, einem Tauchbad 22 zur Beaufschlagung der getrockneten Vliesstoff-Materialbahn mit einem Ausrüstungsmittel sowie einer Wickelvorrichtung 24.
In dem ein Formiersieb 26 umfassenden Former 12 wird das Vlies nach dem Nassverfahren mit geringer Konsistenz gebildet. Bei dieser bekannten Vorrichtung 10 ergeben sich insbesondere aufgrund der Saugrohre oder -kästen 16 umfassenden Entwässerungseinrichtung 18 die zuvor genannten Probleme. Die Fig. 2 zeigt in beispielhafter Darstellung das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Vliesstoffherstellung.
Danach wird das Vlies in einem Former 28 einer betreffenden Vorrichtung 30 zur Herstellung von Vliesstoffen nach einem bestimmten Verfahren oder einer beliebi- gen Kombination solcher Verfahren gebildet. Das gebildete Vlies wird beispielsweise mittels einer Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 verfestigt und die verfestigte Vliesstoff-Materialbahn anschließend entwässert. Wie sich aus dem Folgenden ergibt, ist die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 nicht in jedem Fall zwingend.
Die erfindungsgemäße Entwässerung der verfestigten Vliesstoff-Materialbahn umfasst eine Entwässerung mittels einer Bandpresse 34 mit einer Walze 36, um die zur Bildung eines verlängerten Pressnips 38 über einen jeweiligen Umschlin- gungswinkel zumindest ein die Walze berührendes inneres Endlosband 40 und ein als Pressband dienendes äußeres Endlosband 42 geschlungen ist.
In dem Former 28 kann das Vlies insbesondere durch ein Trockenverfahren, ein Nassverfahren und/oder ein Extrusionsverfahren gebildet werden. So kann das Vlies wie bei "A" angedeutet zumindest teilweise nach einem Nassverfahren gebildet werden.
Wie bei "B" angedeutet, kann das Vlies in dem Former 28 alternativ oder zusätzlich zumindest teilweise auch von aus Karden oder Krempeln abgenommenen Floren gebildet werden, die übereinandergelegt werden, oder direkt von Kardier- maschinen gebildet werden.
Wie bei "C" angedeutet, kann das Vlies in dem Former 28 alternativ oder zusätz- lieh zumindest teilweise auch durch das so genannte Schmelz-Blas-Verfahren gebildet werden. Bei diesem Schmelz-Blas-Verfahren wird das Vlies aus Fasern, die direkt aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen und mittels heißer Luftströme bis zum Zerreißen verstreckt werden, durch Ablegen gebildet.
Wie bei "D" angedeutet, kann das Vlies in dem Former 28 alternativ oder zusätzlich zumindest teilweise auch nach dem so genannten Spunbond-Verfahren gebildet werden, bei dem das Vlies aus Fasern, die aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen und mittels kalter Luft und/oder mechanisch verstreckt werden, durch Ablegen gebildet wird.
Wie bei "E" angedeutet, kann das Vlies in dem Former 28 alternativ oder zusätzlich zumindest teilweise auch aerodynamisch gebildet werden. Dabei wird das Vlies zumindest teilweise aus Fasern mittels eines Luftstroms auf einer luftdurch- lässigen Unterlage gebildet.
Das als Pressband dienende äußere Endlosband 42 der Bandpresse 34 ist zur Erzeugung eines mechanischen Drucks auf die zwischen den beiden Endlosbändern 40, 42 liegende Vliesstoff-Materialbahn mit einer Bandspannung von zumin- dest 15 kN/m um die Walze 36 gespannt bzw. an diese Walze 36 gepresst. Durch dieses Pressband 42 werden die Vliesstoff-Materialbahn und das die Walze 36 berührende innere Endlosband 40 gegen die Walze 36 gepresst.
Bevorzugt wird gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn durch das Pressband 42 der Bandpresse 34 ein Track- nungsfluid durch die Endlosbänder 40, 42 und die Vliesstoff-Materialbahn ge- presst, und zwar durch Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen der Walze 36 und dem äußeren Pressband 42. Um dies zu ermöglichen, sind die Endlosbänder 40, 42 in dem vorliegenden Fall für das Trocknungsfluid permeabel, d.h. für das Trocknungsfluid durchlässig. Zudem ist die Walze 36 der Bandpresse 34 bei dieser Ausführungsform zur Abgabe oder Aufnahme des Trocknungsfluids mit einer offenen Oberfläche ausgeführt.
Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse ge- schlungenes (Endlos)band 40, 42 für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen kann, um das bei der in der Bandpresse 34 stattfindenden mechanischen Pressung anfallende Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können. Als Trocknungsfluid kann insbesondere Luft oder Wasserdampf verwendet werden, wobei als Trocknungsluft Luft bei Umgebungstemperatur oder auch heiße Luft eingesetzt werden kann.
Dabei kann die Walze 36 der Bandpresse 34 insbesondere als Saugwalze oder als Blaswalze ausgeführt sein. Im Fall einer Saugwalze wird das Trocknungsfluid ausgehend von einer Trocknungsfluidhaube 44 zumindest durch das permeable äußere Endlosband 42, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable innere Endlosband 40 in die Saugwalze gesaugt bzw. geführt. Im Fall einer Blaswalze wird das Trocknungsfluid ausgehend von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere Endlosband 40, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable äußere Endlosband 42 in die Haube 44 geblasen bzw. geführt.
Die Bandpresse 34 kann, wie dargestellt, beispielsweise mit nur zwei die Walze 36 umschlingenden Endlosbändern 40, 42 versehen sein. Die zwischen diesen End- losbändern 40, 42 liegende Vliesstoff-Matenalbahn wird in diesem Fall von den beiden Endlosbändern 40, 42 berührt.
Grundsätzlich kann die Bandpresse 34 jedoch außer dem inneren und dem äuße- ren Endlosband 40, 42 auch mit wenigstens einem weiteren, die Walze 36 über einen bestimmten Umschlingungswinkel umschlingenden Endlosband versehen sein. Dabei kann wenigstens ein solches weiteres Endlosband beispielsweise zwischen dem äußeren Endlosband 42 und der Vliesstoff-Materialbahn angeordnet sein.
Bevorzugt umfassen die die Walze 36 der Bandpresse 34 umschlingenden Endlosbänder 40, 42 zumindest ein Filzband und/oder zumindest ein Gewebeband. Dabei kann insbesondere als das die Walze 36 der Bandpresse 34 umschlingende innere Endlosband 40 ein Filzband vorgesehen sein. Wird die Vliesstoff- Materialbahn in der Bandpresse 34 bevorzugt zusätzlich durch ein Trocknungsflu- id beaufschlagt, so ist zumindest in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids hinter der Vliesstoff-Materialbahn wenigstens ein Filzband vorgesehen.
Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse 34, was bevorzugt ist, zusätzlich mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt wird, sind, wie bereits erwähnt, alle um die Walze 36 der Bandpresse 34 geschlungenen Endlosbänder 40, 42 für das Trocknungsfluid permeabel bzw. durchlässig ausgeführt. Als äußeres Endlosband 42 der Bandpresse 34 kann beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen glattes Band, insbesondere glattes Formierband, verwendet werden.
In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein die Vliesstoff- Materialbahn berührendes Endlosband 40, 42 der Bandpresse 34 als ein struktu- riertes Band ausgeführt ist, durch das die Vliesstoff-Materialbahn entsprechend strukturiert und/oder perforiert wird.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfassen die die Walze 36 der Bandpresse 34 umschlingenden Endlosbänder 40, 42 insbesondere in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet ein permeables Endlosband, ein endloses glattes Formiersieb, ein endloses Gewebeband und ein endloses Filzband. Grundsätzlich können jedoch auch weniger oder mehr Endlosbänder und/oder die Endlosbänder in einer anderen Reihenfolge als die soeben erwähnte vorgesehen sein.
Die Endlosbänder 40, 42 der Bandpresse können insbesondere über denselben Umschlingungswinkel um die Walze 36 geschlungen sein. Nach der Bandpresse 34 kann die Vliesstoff-Materialbahn durch wenigstens eine thermische Trocknungseinrichtung, wie insbesondere eine TAD- bzw. Lufttrocknungseinheit oder einen Flachbettofen, geführt werden. Dabei kann die Vliesstoff- Materialbahn in einer solchen thermischen Trocknungseinrichtung insbesondere bis auf den Endtrockengehalt getrocknet werden.
In dem Former 28 kann das Vlies mit geringer Konsistenz mit einem Feststoffge- halt von insbesondere 0,01 bis 0,1 % auf einem glatten Formiersieb oder einem strukturierten, das Vlies entsprechend strukturierenden und/oder perforierenden Formiersieb gebildet werden.
Auch durch die gegebenenfalls vorgesehene Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 kann das Vlies gleichzeitig strukturiert und/oder perforiert werden. Eine solche Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 ist demzufolge insbesondere in solchen Fällen bevorzugt, in denen das Vlies bzw. die Vliesstoff-Materialbahn zusätzlich strukturiert und/oder perforiert werden soll. Der Stoffeintrag in den Former 28 kann i) zumindest teilweise aus Naturfasern, wie insbesondere aus nördlichem gebleichtem Kraftzellstoff (NBKP), Laubholzzellstoff (LBKP), Zellstoff aus Abaca-Fasern, Baumwolle oder dergleichen, ii) zumindest teilweise aus künstlichen Fasern, wie insbesondere aus Viskose oder dergleichen, iii) zumindest teilweise aus synthetischen Fasern, wie insbesondere aus Polyester, Polyamid oder dergleichen, iv) zumindest teilweise aus mineralischen Fasern, wie insbesondere Glasfasern oder dergleichen, v) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern und/oder vi) aus einer Mischung aus beliebigen der zuvor genannten Stoffen bestehen.
Vorteilhafterweise besteht der Stoffeintrag in den Former 28 zumindest teilweise aus Fasern, die länger als 2 mm, bevorzugt länger als 3 mm und besonders bevorzugt länger als 4 mm sind. Insbesondere zur Erzeugung einer Vliesstoff- Materialbahn mit einem Flächengewicht von größer als 50 g/m2, bevorzugt von größer als 80 g/m2 und besonders bevorzugt von größer als 100 g/m2 kann die Vliesstoff-Materialbahn vor oder nach der Bandpresse 34 über eine mit Vakuum beaufschlagte Saugwalze geführt sein. Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine erste beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Demnach umfasst die Vorrichtung 30 zur Herstellung von Vliesstoffen wieder einen Former 28, eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32, eine Bandpresse 34 sowie eine thermische Trocknungseinrichtung 46, bei der es sich im vorliegenden Fall beispielsweise um eine TAD- bzw. Lufttrocknungseinheit handelt.
In dem Former 28 wird das Vlies beispielsweise nach dem Nassverfahren mit einer geringen Konsistenz auf einem Formiersieb 48 gebildet, das gleichzeitig als Transferband zur Überführung des Vlieses an die Wasserstrahlverfestigungsein- richtung 32 dient. Wie bei "50" angedeutet, kann das Vlies mit einer zusätzlichen Schicht gebildet werden.
Das in dem Former 28 gebildete Vlies wird durch das Formiersieb 48 in geschlos- senem Zug an die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 überführt.
Die verfestigte Vliesstoff-Materialbahn 52 wird von der Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 beispielsweise in offenem Zug zu der Bandpresse 34 überführt, die hier beispielsweise mit lediglich zwei um die Walze 36 geschlungenen Endlosbän- dem 40, 42 dargestellt ist. Von dieser Bandpresse 34 wird die Vliesstoff- Materialbahn 52 beispielsweise in offenem Zug zu der thermischen bzw. TAD- Trocknungseinrichtung 46 überführt.
Gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff- Materialbahn 52 durch die Bandpresse 34 wird bevorzugt durch eine entsprechende Druckdifferenz ein Trocknungsfluid durch die in diesem Fall permeablen Endlosbänder 40, 42 und durch die Vliesstoff-Materialbahn 52 gepresst. Dabei kann, wie bereits erwähnt, die Walze 36 als Saug- oder als Blaswalze ausgeführt sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zur Abgabe bzw. Aufnahme des Trocknungsfluids bestimmte Haube 44 oberhalb der Walze 36 angeordnet. Wie dargestellt, kann der Walze 36 ein Schaber 62 zugeordnet sein.
Die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 ist nicht zwingend. Sie kann jedoch insbesondere in dem Fall vorgesehen sein, dass die Vliesstoff-Materialbahn 52 zusätzlich strukturiert und/oder perforiert werden soll. Eine solche Strukturierung bzw. Perforierung kann unter anderem über die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 erfolgen. Zudem kann insbesondere auch die Bandpresse 34 mit wenigstens einem die Vliesstoff-Materialbahn 52 strukturierenden und/oder perforierenden Strukturband versehen sein, das entsprechend wieder um die Walze 36 ge- schlungen ist. Die Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer der Bandpresse 34 vorgeschalteten zusätzlichen Saugwalze 56 und einer der Bandpresse nachgeschal- teten zusätzlichen Entwässerungspresse 58.
Die betreffende Vorrichtung 30 zur Herstellung von Vliesstoffen umfasst wieder einen Former 28, eine Bandpresse 34 sowie eine beispielsweise wieder als TAD- bzw. Lufttrocknungseinheit ausgeführte thermische Trocknungseinrichtung 46.
Bei dem Former 28 handelt es sich im vorliegenden Fall beispielsweise um einen nach dem Nassverfahren arbeitenden Former zur Bildung eines Vlieses geringer Konsistenz. Zudem kann auch wieder eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 vorgesehen sein, die jedoch, wie erwähnt, nicht zwingend ist.
Vor der Bandpresse 34 wird die verfestigte Vliesstoff-Materialbahn zusammen mit einem flachen oder zur Strukturierung und/oder Perforierung der Vliesstoff- Materialbahn strukturierten Formiersieb 54 und dem äußeren Endlosband 42 der Bandpresse 34 um eine zusätzliche Saugwalze 56 geführt und in deren Bereich an das innere Endlosband 40 der Bandpresse 34 übergeben. Die zusätzliche Saugwalze 56 ist ebenso wie die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 nicht zwingend.
Das äußere Endlosband 42 der Bandpresse 34 dient wieder als Pressband 42, über das das innere Endlosband 40 und die zwischen diesem und dem äußeren Endlosband 42 liegende Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze 36 der Bandpresse 34 gepresst werden. Gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn durch die Bandpresse 34 wird bevorzugt durch eine entsprechende Druckdifferenz wieder ein Trocknungsfluid durch die Endlos- bänder 40, 42 und die dazwischenliegende Vliesstoff-Materialbahn gepresst. Zu- mindest in diesem Fall sind die um die Walze 36 der Bandpresse 34 geschlungenen Endlosbänder 40, 42 permeabel bzw. für das Trocknungsfluid durchlässig ausgeführt. Wie zuvor bereits erwähnt, kann die Walze 36 der Bandpresse 34 insbesondere wieder als Saugwalze oder als Blaswalze ausgeführt sein. Im vorliegenden Fall ist die das Trocknungsfluid abgebende bzw. aufnehmende Haube 44 unterhalb der Walze 36 angeordnet. Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann es sich bei dem Trocknungsfluid insbesondere um Luft oder Wasserdampf handeln. Im ersteren Fall kann Luft mit Umgebungstemperatur oder auch heiße Luft verwendet werden. Das innere Endlosband 40 der Bandpresse 34 kann insbesondere als Filzband ausgeführt sein.
Im Anschluss an die Bandpresse 34 kann zusätzlich eine Entwässerungspresse 58 vorgesehen sein, die im vorliegenden Fall als Walzenpresse ausgeführt ist. Eine solche zusätzliche Entwässerungspresse 58 ist jedoch ebenfalls nicht zwingend.
Wie anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, wird die Vliesstoff-Materialbahn in dem vorliegenden Fall über ein und dasselbe Formiersieb 54 ausgehend vom Former 28 um die zusätzliche Saugwalze 56, die Walze 36 der Bandpresse 34, durch die zusätzliche Entwässerungspresse 58 und bis zur thermischen Entwässerungseinrichtung 46 geführt. Dabei ist das gleichzeitig als Transferband dienende Formiersieb 54 im Bereich der Bandpresse 34 zwischen dem inneren Endlosband 40 und dem äußeren Endlosband 42 der Bandpresse 34 angeordnet, wobei die Vliesstoff- Materialbahn in dem verlängerten Pressnip 38 der Bandpresse 34 zwischen dem inneren Endlosband 40 und dem Formiersieb 54 zu liegen kommt. In dem Pressspalt der zusätzlichen Entwässerungspresse 58 liegt die Vliesstoff-Materialbahn zwischen dem inneren Endlosband 40 der Bandpresse 34 und dem gleichzeitig als Transferband dienenden Formiersieb 54. Über das Formiersieb 54 wird die Vliesstoff-Materialbahn anschließend an den Trockenzylinder 60 der thermischen Trocknungseinrichtung bzw. TAD- oder Lufttrocknungseinheit übergeben.
Das gleichzeitig als Transferband dienende Formiersieb 54 kann flach oder zur Strukturierung und/oder Perforierung der Vliesstoff-Materialbahn als Strukturband ausgeführt sein. Die Wasserstrahlverfestigungseinheit 32 ist insbesondere in dem Fall bevorzugt, wenn eine Strukturierung bzw. Perforierung der Vliesstoff- Materialbahn beabsichtigt ist. Im Übrigen ist diese Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 wie auch die zusätzliche Saugwalze 56 sowie die zusätzliche Entwäs- serungspresse 58 rein optional.
Das gleichzeitig als Transferband dienende Formiersieb 54 ist ebenfalls permeabel, d.h. für das die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse 34 gegebenenfalls zusätzlich beaufschlagende Trocknungsfluid durchlässig ausgeführt. Dieses Trocknungsfluid strömt in der Bandpresse 34 also gegebenenfalls sowohl durch die beiden Endlosbänder 40, 42 der Bandpresse 34 und die Vliesstoff- Materialbahn als auch durch das Formiersieb 54. Die Richtung der Trocknungsflu- idströmung hängt davon ab, ob die Walze 36 der Bandpresse 34 als Saugwalze oder als Blaswalze ausgeführt ist. Bei der vorliegenden beispielhaften Ausfüh- rungsform gemäß der Fig. 4 ist die das Trocknungsfluid abgebende bzw. aufnehmende Haube 44 beispielsweise unterhalb der Walze 36 der Bandpresse 34 angeordnet.
Nachdem im vorliegenden Fall das Vlies auf dem Formiersieb 54 gebildet und über dieses gleichzeitig als Transferband dienende Sieb 54 über die Saugwalze 56, durch die Bandpresse 34 und durch die zusätzliche Entwässerungspresse 58 bis zur thermischen Trocknungseinrichtung 46 geführt wird, ergibt sich ein insgesamt äußerst kompakter Aufbau. Die Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausfüh- rungsform einer Bandpresse 34 der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Im vorliegenden Fall ist die Haube 44 zur Abgabe oder Aufnahme des Trock- nungsfluids oberhalb der Walze 36 der Bandpresse 34 angeordnet. Zudem ist bei der dargestellten beispielhaften Ausführungsform nur ein inneres Endlosband 40 sowie ein als Pressband 42 dienendes äußeres Endlosband 42 um die Walze 36 der Bandpresse 34 geschlungen. Die Schlaufe des inneren Endlosbandes 40 ist im vorliegenden Fall unterhalb der Schlaufe des als Pressband dienenden äußeren Endlosbandes 42 angeordnet. Bei dem inneren Endlosband 40 kann es sich insbesondere wieder um ein Filzband handeln. Die Trocknungsfluidströmung ist je nachdem, ob die Walze 36 als Saugwalze oder als Blaswalze ausgeführt ist, von oben nach unten bzw. von un- ten nach oben gerichtet. Die zu entwässernde Vliesstoff-Materialbahn liegt wieder zwischen dem inneren Endlosband 40 und dem äußeren Endlosband 42. Wie bereits erwähnt ist die zusätzliche Beaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn mit Trocknungsfluid optional. Sie ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die
Vliesstoff-Materialbahn gleichzeitig strukturiert und/oder perforiert werden soll.
Auch bei dem vorliegenden in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist wieder ein der Walze 36 der Bandpresse 34 zugeordneter Schaber 62 zu erkennen. Wie insbesondere den Fig. 4 und 5 entnommen werden kann, sind die betreffenden Endlosbänder 40, 42 im selben Umschlingungswinkel um die Walze 36 der Bandpresse 34 geführt, wobei der Umschlingungswinkel zweckmäßigerweise etwas größer als die Saug- oder Blaszone 64 der Walze der Bandpresse 34 ist. Bezuqszeichenliste
10 herkömmliche Vorrichtung
12 Former
14 Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
16 Saugrohr, Saugkasten
18 Entwässerungseinrichtung
20 thermische Trocknungseinrichtung (TAD)
22 Tauchbad
24 Wickelvorrichtung
26 Formiersieb
28 Former
30 Vorrichtung
32 Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 34 Bandpresse
36 Walze
38 verlängerter Pressnip bzw. Pressspalt
40 inneres (Endlos)band
42 äußeres (Endlos)band
44 (Trocknungs)haube
46 thermische Trocknungseinrichtung (TAD)
48 Formiersieb
50 zusätzliche Schicht
52 Vliesstoff-Materialbahn
54 Formiersieb
56 Saugwalze
58 Entwässerungspresse
60 Trockenzylinder
62 Schaber
64 Saug- oder Blaszone Vliesbildung durch Nassverfahren
Vliesbildung aus Floren oder durch Kardiernnaschine Vliesbildung durch Schmelz-Blas-Verfahren
Vliesbildung durch Spunbond-Verfahren
Vliesbildung durch aerodynamisches Verfahren

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes, bei dem in einem Former (28) ein Vlies gebildet wird und die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn (52) anschließend weiter entwässert wird, wobei die weitere Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn (52) die Entwässerung mittels einer Bandpresse (34) umfasst, wobei die Bandpresse (34) eine Walze (36) umfasst, um die zumindest ein an die Walze (36) anliegendes inneres Band (40) und ein äußeres Pressband (42) geschlungen sind, wobei die Vliesstoff- Materialbahn (52) zumindest im Bereich der Walze (36) zwischen dem inneren Band (40) und dem äußeren Pressband (42) angeordnet wird, und, wobei das Pressband (42) mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze (36) gepresst und dadurch die Vliesstoff-Materialbahn (52) und das innere Band (40) gegen die Walze (36) gepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Walze (36) der Bandpresse (34) zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und als Bänder (40, 42) der Bandpresse (34) gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeable Bänder (40, 42) verwendet werden und gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn (52) gegen die Walze (36) ein Trocknungsfluid durch die permeablen Bänder (40, 42) und die
Vliesstoff-Materialbahn (52) gepresst wird, und zwar vorzugsweise durch Erzeugen einer entsprechenden Druckdifferenz zwischen der Walze (36) und dem äußeren Pressband (42). Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Walze (36) der Bandpresse (34) als Saugwalze ausgeführt und das Trocknungsfluid vorzugsweise ausgehend von einer Trocknungsfluidhaube (44) zumindest durch das permeable äußere Pressband (42), die Vliesstoff-Materialbahn (52) und das permeable innere Band (40) in die Saugwalze gesaugt wird, wobei die als Saugwalze ausgeführte Walze (36) der Bandpresse (34) mit einem Unterdruck im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar und bevorzugt von 0,30 bar bis 0,55 bar beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Walze (36) der Bandpresse (34) als Blaswalze ausgeführt und das Trocknungsfluid ausgehend von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere Band (40), die Vliesstoff-Materialbahn (52) und das permeable äußere Pressband (42) vorzugsweise zu einer Haube (44) geblasen wird, wobei das Trocknungsfluid vorzugsweise mit einem Druck im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar und besonders bevorzugt von 0,30 bar bis 0,55 bar durch das permeable innere Band (40), die Vliesstoff-Materialbahn (52) und das permeable äußere Pressband (42) vorzugsweise zu der Haube (44) geblasen wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass i) das äußere Pressband (42) mit einer Bandspannung von 20 bis 100 kN/m, bevorzugt von 25 bis 75 kN/m und besonders bevorzugt von 40 bis 50 kN/m an die Walze (36) der Bandpresse (34) gepresst wird, und/oder ii) auf die Vliesstoff-Materialbahn (52) in der Bandpresse (34) ein mechanischer Druck von weniger als 140 kPa, bevorzugt von weniger als 100 kPa und besonders bevorzugt von weniger als 90 kPa ausgeübt wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vliesstoff- Materialbahn (52) in der Bandpresse (34) um wenigstens 20 %, bevorzugt um 30 bis 75 % und besonders bevorzugt um 33 bis 50 % entwässert wird.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein die Vliesstoff-Materialbahn (52) berührendes Band (40, 42) der Bandpresse (34) als ein strukturiertes Band vorgesehen wird, durch das die Vliesstoff- Materialbahn (52) entsprechend strukturiert und/oder perforiert wird.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Umschlingungswin- kel des inneren Bandes (40) und/oder äußeren Pressbandes (42) um die Walze (36) in einem Bereich von 90° bis 180° und bevorzugt in einem Bereich von 100° bis 120° gewählt wird.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Durchmesser der Walze (36) der Bandpresse (34) in einem Bereich von 500 mm bis 1400 mm und bevorzugt in einem Bereich von 750 mm bis 1200 mm gewählt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Vlies in dem Former
(28) durch ein Trockenverfahren, ein Nassverfahren und/oder ein Extrusi- onsverfahren gebildet wird.
11. Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes, insbesondere zur Durchfüh- rung des Verfahrens nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Former (28) zur Bildung eines Vlieses sowie mit einer Bandpresse (34) zur weiteren Entwässerung der aus dem Vlies entstehenden
Vliesstoff-Materialbahn (52), wobei die Bandpresse (34) eine Walze (36) umfasst, um die zumindest ein an die Walze (36) anliegendes inneres Band (40) und ein äußeres Pressband (42) geschlungen sind, wobei die
Vliesstoff-Materialbahn (52) zumindest im Bereich der Walze (36) zwischen dem inneren Band (40) und dem Pressband (42) anordnenbar und bevorzugt angeordnet ist, und, wobei das Pressband (42) mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze (36) pressbar und bevorzugt gepresst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Walze (36) der Bandpresse (34) zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und die Bänder (40, 42) der Bandpresse (34) als gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeable Bänder (40, 42) so ausgebildet sind, dass gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn (52) gegen die Walze (36) durch eine Druckdifferenz zwischen der Walze (36) und dem äußeren Pressband (42) ein Trocknungsfluid durch die permeablen Bänder (40, 42) und die Vliesstoff-Materialbahn (52) strömen gelassen werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Durchmesser der Walze (36) der Bandpresse (34) in einem Bereich von 500 mm bis 1400 mm und bevorzugt in einem Bereich von 750 mm bis 1200 mm liegt.
14. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vliesstoff- Materialbahn (52) in geschlossenem Zug von dem Former (28) zu der Bandpresse (34) überführt ist und die Uberführung der Vliesstoff- Materialbahn (52) von dem Former (28) zu der Bandpresse (34) über ein einziges Transferband erfolgt.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
stromabwärts der Bandpresse (34) wenigstens eine thermische Trocknungseinrichtung (46), bevorzugt eine TAD- ("through air drying") bzw. Lufttrocknungseinheit oder einen Flachbettofen, vorgesehen ist.
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