WO2015000688A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von strukturiertem und/oder perforiertem vliesstoff insbesondere nach einem nassverfahren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von strukturiertem und/oder perforiertem vliesstoff insbesondere nach einem nassverfahren Download PDF

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WO2015000688A1
WO2015000688A1 PCT/EP2014/062622 EP2014062622W WO2015000688A1 WO 2015000688 A1 WO2015000688 A1 WO 2015000688A1 EP 2014062622 W EP2014062622 W EP 2014062622W WO 2015000688 A1 WO2015000688 A1 WO 2015000688A1
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belt
press
nonwoven
roller
fabric
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PCT/EP2014/062622
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Herbert Aust
Kai PÖHLER
Christian MÜNCH
Pierre Riviere
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Voith Patent Gmbh
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    • D04H5/03—Non woven fabrics formed of mixtures of relatively short fibres and yarns or like filamentary material of substantial length strengthened or consolidated by mechanical methods, e.g. needling by fluid jet

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a structured and / or perforated nonwoven fabric, i. a nonwoven fabric with a three-dimensional structure.
  • 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 fibrous webs made by interlacing yarns such as those used in weaving, knitting, knitting, lace making, braiding and the manufacture of tufted products. 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 pile can be superimposed, or the fleece can also be formed directly by carding machines.
  • the nonwoven may also be formed at least partially 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 .
  • the nonwoven fabric may also be formed, at least in part, by the so-called melt-blown process in which the nonwoven web is formed by laying down fibers spun directly from a polymer melt passing through nozzles and drawn to rupture by means of hot air streams becomes.
  • any combinations of such web-forming methods are also conceivable.
  • nonwoven formation upon forming by a wet process is carried out on a very low consistency inclined wire former, particularly at a solids content of 0.01 to 0.1% by weight, based on 100% by weight of the obtained web.
  • the nonwoven fabric is to be structured and / or perforated, ie the nonwoven fabric is to be given a three-dimensional structure or perforation and in particular three-dimensional surface structure or surface perforation
  • the flat nonwoven fabric formed in the former is usually structured downstream of the former with a plurality of high-pressure water jets and / or perforated and optionally solidified at the same time.
  • the formed nonwoven material web in particular after such a structuring and / or perforation and optionally simultaneously solidifies the water jet method, a relatively high humidity, which then has to be removed again from the material web, on the one hand to obtain nonwoven fabric, and on the other hand, to fix the structuring or perforation on or in the nonwoven.
  • suction pipes, suction boxes and / or vacuum boxes which have been subjected to a vacuum for dewatering, have hitherto been used following the water jet treatment.
  • suction tubes, suction boxes and / or vacuum boxes one wanted to increase the dry content of the nonwoven material web as much as possible, without losing volume of the nonwoven material web, and without affecting the structuring or perforation on or in the nonwoven.
  • drainage by suction tubes, suction boxes of nonwoven material web and / or vacuum boxes brings a number of disadvantages.
  • the desired uniform moisture profile of the nonwoven fabric web is destroyed or at least impaired, which is due in particular to air losses at the web edges due to a non-constant width of the web and on the technology of some suction tubes, suction boxes and / or vacuum boxes.
  • the air loss at the material web edges also brings a high energy consumption with it.
  • the dry content of the nonwoven web obtained after dewatering is limited.
  • 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 pressure of the shoe press leads to a reduction in the volume of the nonwoven fabric.
  • a shoe press for dewatering a structured and / or perforated nonwoven is at best conditionally suitable, because the previously produced structuring and / or perforation can be destroyed or at least impaired by guiding the nonwoven web through the press nip of the shoe press.
  • an efficient and cost-effective drainage of the formed structured and / or perforated nonwoven material web is to be achieved while avoiding water jamming to form a structured and / or perforated nonwoven material web having the largest possible volume, with a uniform moisture cross profile and with excellent quality - and in particular while avoiding unwanted stretching of the nonwoven web and / or the formation of cracks in the nonwoven web - leads.
  • this object is achieved by a method according to claim 1 and in particular by a method for producing a provided with a three-dimensional structure - ie structured and / or perforated - nonwoven fabric, wherein in a former on a textured forming fabric - by dewatering a fiber suspension - a Nonwoven is formed and the resulting nonwoven web is then further dehydrated, wherein the further dewatering of the nonwoven web comprises the dewatering by means of a belt press, wherein the belt press comprises a roller to the at least one applied to the roller inner band, the structured Forming wire and an outer press belt are wound, wherein the nonwoven fabric web at least in the region of the roller between the inner band and the patterned Formierieb on which - seen from the roller - outside the outer press belt is arranged, is arranged there s press belt with
  • At least one wound around the roll of the belt press (endless) belt is permeable to water or is designed so that it can absorb water to absorb the occurring during the mechanical press occurring in the belt press and / or to let pass.
  • nonwoven is understood to mean a non-bonded nonwoven fabric of low consistency obtained directly by molding
  • nonwoven fabric is understood to mean a nonwoven fabric which is already of a higher consistency than that which is immediately after shaping and which is preferably solidified.
  • 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, in accordance with the usual use of this term.
  • a structured forming wire is understood to mean a forming fabric which is designed such that in this fleece at least under mild pressure and at least temporarily provided with a three-dimensional structure.
  • this three-dimensional structure may be structuring, such as in the form of elevations or depressions on the nonwoven fabric surface, or perforations or holes provided in the nonwoven fabric. Consequently, the structuring or perforation of the nonwoven fabric is achieved by the structured forming fabric, which structures and / or perforates the nonwoven fabric accordingly.
  • Nonwoven material web is achieved because the pressure in the extended press nip the belt press is lower than a shoe press. In addition, for this reason, an impairment of the structuring or perforation of the web or the nonwoven web produced upstream thereof is reliably prevented in the method according to the invention. However, as a result of the longer residence time of the nonwoven material web in the nip compared with the use of a shoe press, efficient drainage with a high degree of dewatering is ensured despite the lower compacting pressure. Because of this, a thermal drying device, which may still be provided after the belt press, such as, for example, a TAD (Through Air Drying) or air drying unit, requires only a very small amount of energy.
  • TAD Three 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 additionally applying the drying fluid to the nonwoven material web in the belt press, the efficiency of gentle and uniform dewatering is further increased without sacrificing volume.
  • the inventive method allows a simple and reliable to perform and precise structuring or perforation of the nonwoven or the nonwoven fabric, the structuring or perforation can be generated during the formation and the structuring or perforation thus produced due to the gentle and uniform drainage retained and fixed in the belt press.
  • the inventive method is less expensive, easier to control and feasible in a much less expensive device.
  • the nonwoven and / or the resulting nonwoven material web can be structured and / or perforated on the structured forming fabric, since the structuring therefore already takes place during the formation of the nonwoven or at least shortly thereafter can be done and can be fixed in the subsequent drainage and drying. Therefore, according to the present invention, it is preferred that in the method the nonwoven and / or the resulting nonwoven material web is structured and / or perforated on the structured forming fabric.
  • the fleece and / or the resulting nonwoven web is structured and / or perforated on the patterned forming fabric already in the formation in the former and this structure or perforation in all later steps no longer or at least not is changed in an undesirable way.
  • nonwoven fabric and / or the nonwoven material web formed therefrom may be patterned and / or perforated on the structured forming fabric only during the further dewatering in the belt press.
  • the method be used as the structuring method.
  • te forming fabric a structured and / or perforated fabric tape is used.
  • the structure of the fabric strip results from the configuration of the crossing points of weft and warp threads.
  • the patterned forming fabric a smooth fabric on which the nonwoven material web facing inside one or more surface structures are applied, which give the inside of the Formiersiebes an embossed surface.
  • These surface structures may be, for example, plastic particles attached by adhesive or applied by coextrusion in any desired form.
  • a forming fabric is used in the method, which is structured so that this forming fabric results in a reduced area compared to the area of recessed zones or holes area of raised or closed zones and accordingly smaller area fraction of the nonwoven fabric web is pressed.
  • the smaller surface portion of raised or closed zones of the forming fabric in the nonwoven fabric leads to areas of high density and thus high strength, whereas the larger area fraction of recessed zones or holes of the forming fabric in the nonwoven fabric leads to substantially unpressed areas have a relatively high water absorbency and large volume.
  • the (endless) belts that encircle the roller of the belt press include at least one felt belt and / or a fabric belt.
  • the inner (endless) belt looping around the roller of the belt press is a felt belt. band is used. This is particularly preferred when a suction roll is used as the roller of the belt press, as described in more detail below.
  • a blower roll is used as the roll, then in particular at least one outer (endless) band lying behind the VI-material web in the direction of flow of the drying fluid can be provided as a felt belt. 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.
  • an outer (endless) band of the belt press for example, an at least substantially smooth band and preferably a smooth fabric band can be used.
  • the inner band and the textured forming fabric contact the nonwoven web.
  • the drying fluid is permeated simultaneously with the pressing of the nonwoven material web against the roll or simultaneously with the mechanical pressurization of the nonwoven material web by the creation of a corresponding pressure difference between the roll and the outer press belt (Endless) belts, the forming fabric and the nonwoven material web pressed.
  • any inert gas or aerosol can be used as the drying fluid, with good results, in particular with air and / or steam.
  • air may, for example, have 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.
  • steam is used as the drying fluid, it is preferably used in a ratio of steam weight / weight of the nonwoven material web of up to 2 kg steam / kg nonwoven material web and preferably in a ratio steam weight / weight of the nonwoven material web of 0.1 to 1 kg steam / kg nonwoven material web, such as in a ratio steam weight / weight of the nonwoven material web of about 0.5 kg steam / kg nonwoven material web used.
  • the nonwoven material web is guided in the process in a closed train of the former at least up to the belt press.
  • an excellent machinability is achieved and, moreover, an impairment of the quality of the formed nonwoven fabric due to an open draw, in particular unwanted stretching of the nonwoven web and / or the formation of undesirable fractures in the nonwoven web, reliably avoided, and in particular even if the nonwoven web is passed through the device at a high speed.
  • the nonwoven material web is preferably guided in a closed loop from the former via the belt press to a thermal drying device arranged downstream of the belt press.
  • the nonwoven material web is the sole transfer belt from the former to the belt press via the structured forming fabric, on which the nonwoven is formed in the former, and more preferably one of these downstream thermal drying device is performed.
  • a hydroentanglement can be omitted.
  • the roller of the belt press is designed for dispensing or receiving the drying fluid with an open surface.
  • a suction roll or a blow roll can be used as the 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 structured forming wire, 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 from the blow roll at least by the permeable inner (endless) band, the nonwoven material web, the textured forming fabric and the permeable outer (endless) band in a hood blown or led.
  • 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, above atmospheric pressure through the permeable inner band, through the nonwoven web, the patterned forming fabric and through the permeable outer press belt is blown to the hood.
  • the pressure exerted on the nonwoven material web also depends on 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 outer (endless) belt and the structured forming screen, these other (endless) belts must also be permeable to the drying fluid be so that the nonwoven fabric web can be acted upon in the belt press by such a drying fluid.
  • 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 on between 0.05 sec and 0.5 sec set is proposed in development of the invention. 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 in the belt press is increased by at least 20%, preferably dehydrated by 30 to 75% and more 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.
  • Both the (endless) belts of the belt press and the forming fabric are expediently wound around the roller of the belt press over the same wrap angle according to the present invention.
  • the angle of wrap of the inner band and / or outer press belt and / or Formiersiebes to the roller in a range of 90 ° to 180 ° and in particular in a range of 100 ° to 120 ° is selected.
  • 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 at the same roll diameter and the same roll revolution speed is the greater the greater the wrap angle of the belts.
  • 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.
  • the residence time the nonwoven material web in the press nip at the same angle of wrap of the belts and the same roll revolution speed the greater the larger the roll diameter.
  • 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 still achieve strong drainage.
  • the fleece can also be formed, in particular, with a relatively low consistency, on a forming fabric having a solids content of 0.01 to 0.1% by weight, based on 100% by weight of the obtained nonwoven fabric.
  • a Schrägsiebformer or the like can be used.
  • the nonwoven fabric can be formed in the former by any method known to the person skilled in the art, in particular by a dry method, wet method and / or an extrusion method, but according to the present invention it is particularly preferred to apply the nonwoven in the former by a wet method form.
  • 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 fabric in the former may also be at least partially aerodynamically formed.
  • the fleece is formed by depositing fibers by means of an air flow on an air-permeable base.
  • the nonwoven fabric may be at least partially formed mechanically in the former as well.
  • it can be formed, at least in part, from carded or carded webs which are laid on top of each other or formed by carding machines.
  • the nonwoven may also be formed, at least in part, by the spunbond process in which the web is spun by depositing fibers that are spun from a polymer melt passing through nozzles and cooled by cold air and / or or mechanically stretched, is formed.
  • the nonwoven fabric in the former may finally be at least partially formed by the so-called melt-blown 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, ie after its formation in the former and before further dewatering, the formed web can be consolidated into a nonwoven web, for example by a hydroentanglement process.
  • 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 further structured and / or perforated by the application of water jet, although this is less preferred, at the same time.
  • 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 may i) at least partially from natural fibers, preferably from northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), pulp from abaca fibers (especially long fibers derived from banana plants) or cotton, ii) at least partially from artificial fibers , preferably of viscose, iii) at least partly of synthetic fibers, preferably of polyester or polyamide, iv) at least partially of mineral fibers, preferably glass fibers, v) at least partly of carbon fibers and / or vi) of a mixture of any of the aforementioned substances consist.
  • natural fibers preferably from northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), pulp from abaca fibers (especially long fibers derived from banana plants) or cotton
  • artificial fibers preferably of viscose
  • iii) at least partly of synthetic fibers preferably of polyester or polyamide
  • iv) at least partially of mineral fibers preferably glass fibers
  • 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.
  • the nonwoven fabric can still be thermally and / or chemically solidified, if this requires the later use of the nonwoven fabric.
  • a further subject matter of the present invention is a device particularly suitable for carrying out the method according to the invention for producing a nonwoven fabric provided with a three-dimensional structure, in particular for carrying out the method according to at least one of the preceding claims, with a former for forming a nonwoven on a structured forming fabric and with a belt press for further dewatering of the nonwoven web formed from the web, wherein the belt press comprises a roller to the at least one applied to the roller inner
  • the structured forming fabric and an outer press belt are wound, wherein the nonwoven material web, at least in the region of the roller between the inner band and the patterned Formierieb on which - seen from the roller - outside the outer press belt is arranged, is arranged wherein the press belt is pressable and preferably pressed to the roll at a belt tension of at least 15 kN / m, the roll of the belt press being designed to discharge or receive drying fluid having an open surface and the structured forming wire and belts of the belt press to drying fluid and are preferably made so permeable to air and / or water vapor that simultaneously with the pressing of the nonwoven fabric Material web against the roller, a drying fluid through the permeable belts, the patterned forming fabric and the nonwoven material web can be flowed. It is preferred that at least one wound around the roll of the belt press (endless) belt is permeable to water or is designed so that it can absorb water to absorb the occurring during the mechanical press occurring in the belt press and / or to let pass.
  • the nonwoven and / or the resulting nonwoven material web can be structured and / or perforated on the structured forming fabric, since the structuring therefore already takes place in the molding the fleece or at least shortly thereafter and can be fixed in the subsequent dewatering and drying. Therefore, it is preferred according to the present invention that the device is designed so that the nonwoven and / or the resulting nonwoven material web can be patterned and / or perforated on the structured forming fabric.
  • the device is designed so that the fleece and / or the resulting nonwoven material web on the patterned forming fabric in the formation in the former, after formation in the former and before further dewatering in the belt press and / or structurable and / or perforable in the further dewatering in the belt press.
  • the structured forming fabric is a structured and / or perforated fabric tape. This results in the structure of Fabric tape through the design of the crossing points of weft and warp threads.
  • the patterned forming fabric a smooth fabric, on the inside of which the nonwoven material web faces, one or more surface structures are applied which give the inside of the forming fabric an embossed surface.
  • These surface structures may be, for example, plastic particles attached by adhesive or applied by coextrusion in any desired form.
  • the forming fabric of the apparatus is structured in such a way that for this forming fabric a smaller area fraction of raised or closed zones results compared to the area fraction of recessed zones or bracelets and, accordingly, a smaller area fraction of the Nonwoven material web is pressed.
  • the smaller surface portion of raised or closed zones of the forming fabric in the nonwoven fabric leads to regions of high density and thus high strength, whereas the larger surface portion of recessed zones or holes of the forming fabric in the nonwoven fabric to substantially unpressed
  • the (endless) belts that encircle the roller of the belt press include at least one felt belt and / or a fabric belt. It is particularly advantageous if as the roller of the belt press wraps around the inner (endless) band a felt belt is provided. This is particularly preferred when a suction roll is used as the roller of the belt press. 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, the drainage on a felt also reduces fiber losses.
  • an outer (endless) band of the belt press for example, an at least substantially smooth band and preferably a smooth fabric band may be provided.
  • the inner band and the textured forming fabric contact the nonwoven web.
  • the (endless) belts of the belt press and the structured forming fabric are designed so that simultaneously with the pressing of the nonwoven material web against the roller or simultaneously with the mechanical pressurization of the nonwoven fabric Material web through the belt press by a pressure difference between the roller and the outer press belt, a drying fluid through the permeable (endless) belts, the patterned forming fabric and the nonwoven material web can be flowed.
  • air or steam 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 of in a range of 50 ° C to 250 ° C, preferably at 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 with a Temperature of about 200 ° C, can be provided.
  • water vapor is used as the drying fluid, it may be used in a ratio of steam weight / weight 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 For example, 0.5 kg steam / kg nonwoven web, are used.
  • the device is designed so that one of the above-mentioned drying fluids can be flowed through the permeable belts, the structured forming fabric and the nonwoven material web.
  • the nonwoven material web is guided in the process in a closed train of the former at least up to the belt press.
  • an excellent machinability is achieved and, moreover, an impairment of the quality of the formed nonwoven fabric due to an open draw, in particular unwanted stretching of the nonwoven web and / or the formation of undesirable fractures in the nonwoven web, reliably avoided, and in particular even if the nonwoven web is passed through the device at a high speed.
  • the guiding of the nonwoven material web in the device according to the invention takes place in a closed train from the former via the belt press to a thermal drying device arranged downstream of the belt press.
  • the nonwoven material web is additionally preferred for the nonwoven material web to be conveyed via the structured forming fabric, on which the nonwoven fabric is formed in the former, as the sole transfer belt from the former to the belt press, and particularly preferably. zugt to one of these downstream thermal drying device is performed.
  • a hydroentanglement can be omitted.
  • the roller of the belt press is designed as a suction roll, wherein it is proposed in this embodiment in a further development of the inventive idea that the suction roll is designed so that the drying fluid, preferably starting from a drying fluid hood at least by the permeable outer press belt, the structured forming fabric, the nonwoven fabric web and the permeable inner (endless) tape can be sucked into the suction roll.
  • 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, the patterned forming fabric and the permeable outer press belt may preferably be blown to a hood.
  • 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, the patterned forming fabric and the permeable outer press belt are 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, preferably less than 100 kPa and more preferably less, on the nonwoven material web in the belt press or in the extended nip of the belt press than 90 kPa on the nonwoven web is exercisable.
  • the (endless) belts of the belt press and the forming fabric are wound around the roll over the same wrap angle.
  • the wrap angle of the inner band and / or outer press belt and / or the patterned Formieriebes to the roller in a range of 90 ° to 180 ° and in particular in a Range of 100 ° to 120 °.
  • 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 residence time of the nonwoven material web in the press nip formed in the belt press is adjustable within a range of 0.05 to 0.5 sec.
  • the device is preferably designed such that in the belt press, 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 more preferably from about 210 m 3 / (min m 2 ) can be generated.
  • the nonwoven material web may additionally be provided before or after the belt press be guided over 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 so that in this a nonwoven fabric can be produced by a wet process.
  • the device according to the invention further comprises a device for solidifying the formed nonwoven fabric to a nonwoven material web, which is preferably arranged between the former and the belt press.
  • the device comprises a water jet solidification 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
  • 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 outer endless belt 42 of the belt press 34 which serves as a press belt, is tensioned around the roller 36 or pressed against this roller 36 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 , By this press belt 42, the nonwoven material web, the structured For- mesh screen 54 and the roller 36 touching inner endless belt 40 pressed against the roller 36.
  • the endless belts 40, 42 and the patterned forming fabric 54 permeable to the drying fluid, ie permeable to the drying fluid.
  • the roller 36 of the belt press 34 is designed for discharging or receiving the drying fluid with 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 water accumulating during the mechanical pressing taking place in the belt press 34 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 from a drying fluid hood 44 is drawn into the suction roll at least through the permeable outer endless belt 42, the textured forming fabric 54, the nonwoven fabric web, and the permeable inner endless belt 40.
  • 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, the patterned forming screen 54, and the permeable outer endless belt 42.
  • the belt press 34 may, for example, be provided with only two endless belts 40, 42 which wrap around the roller 36 and the structured forming screen 54.
  • the nonwoven web located between the endless belt 40 and the patterned forming fabric 54 in this case is contacted by the endless belt 40 and the patterned forming fabric 54.
  • the belt press 34 may also be provided, in addition to the inner and outer endless belts 40, 42 and the structured forming fabric 54, with at least one further endless belt wrapping the roller 36 over a certain wrap angle.
  • 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.
  • a felt belt may be provided in particular as the inner endless belt 40 surrounding the roller 36 of the belt press 34, but alternatively, at least one felt belt may be provided behind the nonwoven material web in the direction of flow of the drying fluid.
  • an outer endless belt 42 of the belt press 34 for example, an at least substantially smooth belt, in particular a smooth belt of fabric, can be used.
  • the fleece and / or the nonwoven material web formed therefrom are structured on the structured forming fabric (54) and / or perfused.
  • the structuring can therefore already take place during the formation of the nonwoven or at least shortly thereafter and can be fixed in the subsequent dewatering and drying. Therefore, in accordance with the present invention, it is preferred that in the process the web and / or the nonwoven web formed therefrom be patterned and / or perforated on the patterned forming web (54).
  • the nonwoven and / or the resulting nonwoven material web can already be structured and / or perforated on the structured forming fabric (54) during the formation in the former (28) and this structure or perforation is no longer or at least not at all later process steps not be changed in an undesirable way.
  • the nonwoven fabric and / or the nonwoven material web formed therefrom can be patterned and / or perforated on the structured forming fabric only during the further dewatering in the belt press.
  • a structured and / or perforated fabric tape is preferably used as the structured molding mesh, or a smooth sieve, on whose inner side facing the nonwoven material web one or more surface structures are applied, which embosses the inside of the forming fabric Lend surface.
  • the endless belts 40, 42 and the structured forming fabric 54 of the belt press 34 can be wrapped around the roller 36 in particular over the same angle of wrap.
  • the nonwoven material web can be conveyed through at least one thermal drying device 46, in particular a TAD or air dryer. drying unit or a flat bed oven.
  • the nonwoven material web can be dried in such a thermal drying device 46 in particular to the final dry content.
  • the nonwoven fabric having a low consistency with a solids content of in particular 0.01 to 0.1% can be formed on the structured forming fabric which structurally and / or perforates the nonwoven fabric.
  • a Schrägsiebformer or the like can be used.
  • the furnish in the former 28 may be i) at least partially made of natural fibers such as northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), pulp of abaca fibers (especially long fibers derived from banana plants), cotton or the like, ii) at least partly of man-made fibers, in particular of viscose or the like, iii) at least partly of synthetic fibers, in particular of polyester, polyamide or the like, iv) at least partly of mineral fibers, in particular glass fibers or the like, v) at least partly of carbon fibers and / or vi) consist of a mixture of any of the aforementioned substances.
  • natural fibers such as northern bleached kraft pulp (NBKP), hardwood pulp (LBKP), pulp of abaca fibers (especially long fibers derived from banana plants), cotton or the like
  • man-made fibers in particular of viscose or the like
  • synthetic fibers in particular of polyester, polyamide 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.
  • the embodiment of the device 30 according to the invention shown schematically in FIG. 2 comprises 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 device 30 for producing nonwovens in question additionally comprises a former 28, a belt press 34 and a thermal drying device 46, which is again designed as a TAD or air drying unit.
  • the former 28 in the present case is a wet-method former to form a non-woven web of low consistency.
  • a hydroentanglement device 32 is provided.
  • the consolidated nonwoven material web is guided, together with the 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 into the region thereof against the inner endless belt 40 Handing over 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 serves as a press belt 42, over which the inner endless belt 40, the textured Formiersieb 54 and lying between this and the outer endless belt 42 nonwoven web against the roller 36 of the belt press 34 are pressed. Simultaneously with the mechanical pressurization of the nonwoven material web by the belt press 34, a drying fluid is pressed through the endless belts 40, 42, the structured forming fabric 54 and the intermediate nonwoven material web by a corresponding pressure difference. For this purpose, the endless belts 40, 42 wound around the roller 36 of the belt press 34 and the structured molding mesh 54 are permeable or permeable to the drying fluid.
  • 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.
  • a dewatering press 58 is additionally provided, which in the present case is designed as a roller press.
  • an additional dewatering press 58 is also not mandatory.
  • the nonwoven material web is conveyed via the same structured forming fabric 54 from the former 28 around the additional suction roll 56, the roller 36 of the belt press 34, through the additional dewatering press 58 and as far as the thermal dewatering device 46 - in a closed train - led.
  • the structured transfer belt 54 serving simultaneously as a transfer belt is arranged in the region of the belt press 34 between the inner endless belt 40 and the outer endless belt 42 of the belt press 34, the nonwoven material web in the extended press nip 38 of the belt press 34 between the inner endless belt 40 and the patterned forming fabric 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 textured forming 54.
  • About the textured Formiersieb 54 is the nonwoven web subsequently to the drying cylinder 60 of the thermal drying device or TAD or air drying unit handed over.
  • the structured forming fabric 54 which at the same time serves as a transfer belt, can be made flat or used for patterning and / or perforating the nonwoven material web as a structural band.
  • the hydroentanglement unit 32 is particularly preferred in the case where patterning or perforation of the nonwoven web is intended. Incidentally, this hydroentanglement device 32 as well as the additional suction roller 56 and the additional dewatering press 58 are purely optional.
  • FIG. 3 schematically shows a detail of a nonwoven material web 52 contained in a device according to the invention according to an exemplary embodiment and arranged between a structured forming fabric 54 and an inner band 40.
  • the forming fabric 54 is wave-shaped, viewed in cross-section, so that when it presses the nonwoven material web 52, for example in belt press, against the roll arranged on the side of the inner band 40 opposite the nonwoven material web 52, it becomes a nonwoven fabric.
  • Material web 52 leads, which has in the region of the elevations or peaks of the Formsiebqueritess compressed regions 66, ie nonwoven fabric regions 66 which have a higher density than the intermediate regions of the nonwoven material web 52.
  • TAD thermal drying device
  • TAD thermal drying device

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Vliesstoffes, bei dem in einem Former auf einem strukturierten Formiersieb ein Vlies gebildet wird und die daraus entstehende VliesstoffMaterialbahn anschließend weiter entwässert wird, umfasst die weitere Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn die Entwässerung mittels einer Bandpresse, wobei die Bandpresse eine Walze umfasst, um die zumindest ein an die Walze anliegendes inneres Band, das strukturierte Formiersieb und ein äußeres Pressband geschlungen sind, wobei die Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen dem inneren Band und dem strukturierten Formiersieb, auf demvon der Walze aus gesehen–außenseitig das äußeren Pressband angeordnet ist, angeordnet wird, wobei das Pressband mit einer Bandspannung von zumindest kN/m an die Walze gepresst und dadurch das strukturierte Formiersieb, die Vliesstoff-Materialbahn und das innere Band gegen die Walze gepresst werden, wobei die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und als strukturiertes Formiersieb und Bänder der Bandpresse gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeables strukturiertes Formiersieb und permeable Bänder verwendet werden und gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze ein Trocknungsfluid durch das permeable strukturierte Formiersieb, die permeablen Bänder und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON
STRUKTURIERTEM UND/ODER PERFORIERTEM VLIESSTOFF
INSBESONDERE NACH EINEM NASSVERFAHREN Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines strukturierten und/oder perforierten Vliesstoffes, d.h. eines Vliesstoffes mit einer dreidimensionalen Struktur.
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 Spitzenher- Stellung, 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 Luft- ströme bis zum Zerreißen verstreckt werden, gebildet wird. Grundsätzlich sind auch beliebige Kombinationen solcher Vliesbildungsverfahren denkbar.
Üblicherweise wird die Vliesstoffbildung bei Bildung durch ein Nassverfahren auf einem Schrägsiebformer mit sehr geringer Konsistenz, und zwar insbesondere mit einem Feststoffgehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% des erhaltenen Vlieses, durchgeführt. Sofern das Vlies strukturiert und/oder perforiert werden soll, also dem Vlies eine dreidimensionale Struktur bzw. Perforation und insbesondere dreidimensionale Oberflächenstruktur bzw. Oberflächenperforation verliehen werden soll, wird üblicherweise das in dem Former gebildete flache Vlies stromabwärts des Formers mit mehreren Hochdruckwasserstrahlen strukturiert und/oder perforiert und ggf. gleichzeitig verfestigt. Bei diesem Herstellungsverfahren werden typischerweise verschiedene Bänder eingesetzt, wobei die Vliesstoff- Materialbahn zwischen den verschiedenen Vorrichtungsteilen von einem Band auf ein anderes Band transferiert und/oder in einem offenen Zug durch die Vorrichtung geführt wird. Allerdings ist die Strukturierung und/oder Perforierung mittels einer Wasserstrahlbehandlung sehr aufwendig und schwer, zu steuern. Ferner sind die Investitionskosten für eine solche Wasserstrahlbehandlungsvorrichtung sehr hoch.
Zudem weist die gebildete Vliesstoff-Materialbahn insbesondere nach einer sol- chen Strukturierung und/oder Perforierung und ggf. gleichzeitig Verfestigung nach dem Wasserstrahlverfahren eine relativ hohe Feuchtigkeit auf, die anschließend wieder aus der Materialbahn entfernt werden muss, um einerseits Vliesstoff zu erhalten, und andererseits, um die Strukturierung bzw. Perforation auf dem bzw. in dem Vlies zu fixieren.
Um die Kosten für den anschließenden Trocknungsprozess und insbesondere eine anschließende thermische Trocknung zu reduzieren, wurden bisher im An- schluss an die Wasserstrahlbehandlung zur Entwässerung mit Vakuum beaufschlagte Saugrohre, Saugkästen und/oder Vakuumkästen eingesetzt. Mit solchen Saugrohren, Saugkästen und/oder Vakuumkästen wollte man den Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn so weit wie möglich erhöhen, ohne dabei Volumen der Vliesstoff-Materialbahn einzubüßen, und, ohne die Strukturierung bzw. Perforation auf dem bzw. in dem Vlies zu beeinträchtigen. Eine derartige Entwässerung mittels Saugrohren, Saugkästen der Vliesstoff- Materialbahn und/oder Vakuumkästen bringt jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich. So wird das angestrebte gleichmäßige Feuchtigkeitsquerprofil 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, Saugkästen und/oder Vakuumkästen zurückzuführen ist. Der Luftverlust an den Materialbahnrändern bringt zudem einen hohen Energieverbrauch mit sich. Je nach Flächengewicht, Vliesstoffzusammensetzung und Struktur strukturiert und/oder perforierten der Vliesstoff-Materialbahn 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, Saugkästen und/oder Vakuumkästen 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 Wasserstrahlverfestigung verwendete Wasser zu kontaminieren und gestalten die Wiederaufbereitung und Filtration insbesondere bei Verwendung von Faserzellstoff schwieriger.
Ferner führt die Führung der Vliesstoff-Materialbahn in einem offenen Zug durch die Vorrichtung zu einer schlechten Maschinengängigkeit und zu einer Beeinträchtigung der Qualität des gebildeten Vliesstoffes, wie insbesondere zu einer ungewünschten Dehnung der Vliesstoffbahn und/oder zu Brüchen in der Vliesstoffbahn, und zwar insbesondere dann, wenn die Vliesstoff-Materialbahn mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Vorrichtung geführt wird.
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. Abgesehen davon ist eine Schuhpresse zum Entwässern eines strukturierten und/oder perforierten Vlieses allenfalls bedingt geeignet, weil die vorher erzeugte Strukturierung und/oder Perforation durch das Führen der Vlies(stoff)bahn durch den Pressspalt der Schuhpresse zerstört oder zumindest beeinträchtigt werden kann.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrich- tung zur Herstellung eines strukturierten und/oder perforierten Vliesstoffes anzu- geben, mit denen die zuvor genannten Probleme auf möglichst einfache und zuverlässige Weise beseitigt werden und welche insbesondere für eine Vliesbildung durch ein Nassverfahren geeignet sind. Dabei soll insbesondere eine effiziente und kostengünstige Entwässerung der gebildeten strukturierten und/oder perforier- ten Vliesstoff-Materialbahn erreicht werden, die unter Vermeidung eines Wasserstaus zu einer strukturierten und/oder perforierten Vliesstoff-Materialbahn mit einem möglichst großen Volumen, mit einem gleichmäßigen Feuchtigkeitsquerprofil und mit einer hervorragenden Qualität - und zwar insbesondere unter Vermeidung einer ungewünschten Dehnung der Vliesstoffbahn und/oder der Ausbildung von Brüchen in der Vliesstoffbahn - führt. Zudem soll die auf dem bzw. in dem Vlies erzeugte Strukturierung und/oder Perforation durch die nachfolgende Entwässerung und Trocknung nicht oder allenfalls unwesentlich beeinträchtigt werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und insbesondere durch ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen - d.h. strukturierten und/oder perforierten - Vliesstoffes gelöst, bei dem in einem Former auf einem strukturierten Formiersieb - durch Entwässerung einer Fasersuspension - ein Vlies gebildet wird und die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn anschließend weiter entwässert wird, wobei die weitere Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn die Entwässerung mittels einer Bandpresse umfasst, wobei die Bandpresse eine Walze umfasst, um die zumindest ein an die Walze anliegendes inneres Band, das strukturierte Formiersieb und ein äußeres Pressband geschlungen sind, wobei die Vliesstoff- Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen dem inneren Band und dem strukturierten Formiersieb, auf dem - von der Walze aus gesehen - außenseitig das äußeren Pressband angeordnet ist, angeordnet wird, wobei das Pressband mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze gepresst und dadurch das strukturierte Formiersieb, die Vliesstoff-Materialbahn und das innere Band gegen die Walze gepresst werden, wobei die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und als strukturiertes Formiersieb und Bänder der Bandpresse gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeables strukturiertes Formiersieb und permeable Bänder verwendet werden und gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze ein Trocknungsfluid durch das permeable strukturierte Formiersieb, die permeablen Bänder und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst wird. Es versteht sich von selbst, dass bei der Durchführung des Verfahrens die Vliesstoff-Materialbahn, das strukturierte Formiersieb und die Bänder um die Walze herum laufen, weswegen so- wohl das innere Band als auch das äußere Pressband als auch das Formiersieb bevorzugt als Endlosbänder bzw. Endlossieb ausgestaltet sind.
Dabei 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 For- men erhaltenes, un verfestigtes Faservlies geringer Konsistenz verstanden, wohingegen 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 - im Einklang mit der fachüblichen Verwendung dieses Begriffs - der Quotient aus der an das Pressband angelegten Zugspannung und der Breite des Pressbandes verstanden.
Zudem wird im Sinne der vorliegenden Erfindung unter einem strukturierten For- miersieb ein Formiersieb verstanden, welches so ausgestaltet ist, dass in diesem befindliches Vlies zumindest unter mildem Druck und zumindest temporär mit einer dreidimensionalen Struktur versehen wird. Bei dieser dreidimensionalen Struktur kann es sich insbesondere um eine Strukturierung, wie beispielsweise in der Form von Erhebungen oder Vertiefungen auf der Vlies(stoff)oberfläche han- dein, oder um in dem Vlies(stoff) vorgesehene Perforation (en) bzw. Löcher. Mithin wird die Strukturierung bzw. Perforierung des Vlies(stoff)es durch das strukturierte Formiersieb erreicht, welches das bzw. den Vlies(stoff) entsprechend strukturiert und/oder perforiert. Aufgrund dieser Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich eine insgesamt effizientere, kostengünstigere Entwässerung der gebildeten Vliesstoff-Materialbahn, wobei 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. Zudem wird aus diesem Grund bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Beeinträchtigung der stromaufwärts hiervon erzeugten Strukturierung bzw. Perforation des Vlieses bzw. der Vliesstoff bahn zuverlässig vermieden. Infolge der - im Vergleich zu der Verwen- dung 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. Lufttrock- nungseinheit, 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 zusätzlich durch das Trocknungsfluid beaufschlagt wird, wird die Effizienz der schonenden und gleichmäßigen Entwässerung ohne Einbußen hinsichtlich des Volumens weiter erhöht. Insbesondere erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine einfach und zuverlässig durchzuführende sowie präzise Strukturierung bzw. Perforation des Vlieses bzw. des Vliesstoffes, wobei die Strukturierung bzw. Perforation bereits bei der Formung erzeugt werden kann und die so erzeugte Strukturierung bzw. Perforation aufgrund der schonenden und gleichmäßigen Entwässerung in der Bandpresse beibehalten und fixiert wird. Im Vorteil zu der aus dem Stand der Technik bekannten Strukturierung von Vliesstoff durch Wasserstrahlstrahlbehandlung ist das erfindungsgemäße Verfahren weniger aufwendig, einfacher zu steuern und in einer sehr viel kostengünstigeren Vorrichtung durchführbar. Wie dargelegt, ist es ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb strukturiert und/oder perforiert werden kann, da die Strukturierung daher bereits bei der Formung des Vlieses oder zumindest kurz danach erfolgen kann und bei der nachfolgenden Entwässerung und Trocknung fixiert werden kann. Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei dem Verfahren das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff- Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb strukturiert und/oder perforiert wird.
Dabei ist es zudem bevorzugt, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb bereits bei der Bildung in dem Former strukturiert und/oder perforiert wird und diese Struktur bzw. Perforation bei allen späteren Verfahrensschritten nicht mehr oder zumindest nicht in unerwünschter Wiese verändert wird. Gleichermaßen ist es möglich, das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb erst nach der Bildung in dem Former, aber vor der weiteren Entwässerung in der Bandpresse zu strukturieren und/oder perforieren, wobei diese Struktur bzw. Perforation bei allen späteren Verfahrensschritten nicht mehr oder zumindest nicht in unerwünschter Wiese verändert wird. Alternativ dazu ist es auch möglich, wenn auch weniger bevorzugt, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb erst bei der weiteren Entwässerung in der Bandpresse strukturiert und/oder perforiert wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die vorstehenden Varianten miteinander zu kombinieren, nämlich beispielsweise eine erste Strukturierung des Vlieses bereits in dem Former vorzunehmen und dann in der Bandpresse eine weitere Strukturierung der Vliesstoff-Materialbahn vorzunehmen.
Um die vorgenannten Aufgaben erfüllen zu können, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass bei dem Verfahren als das strukturier- te Formiersieb ein strukturiertes und/oder perforiertes Gewebeband eingesetzt wird. Dabei ergibt sich die Struktur des Gewebebandes durch die Ausgestaltung der Kreuzungspunkte aus Schuss- und Kettfäden. Alternativ dazu ist es genauso gut möglich, in dem Verfahren als das strukturierte Formiersieb ein glattes Sieb einzusetzen, auf dessen der Vliesstoff-Materialbahn zugewandten Innenseite ein oder mehrere Oberflächenstrukturen aufgebracht sind, welche der Innenseite des Formiersiebes eine geprägte Oberfläche verleihen. Bei diesen Oberflächenstrukturen kann es sich beispielsweise um durch Klebstoff befestigte oder durch Koextrusion aufgebrachte Kunststoffteilchen in beliebiger Form handeln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei dem Verfahren ein Formiersieb eingesetzt, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Formiersieb ein im Vergleich zu dem Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend ein kleinerer Flächenanteil der Vliesstoff- Materialbahn gepresst wird. Dabei führt der kleinere Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen des Formiersiebs in dem Vliesstoff zu Bereichen ho- her Dichte und damit hoher Festigkeit, wohingegen der größere Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern des Formiersiebs in dem Vliesstoff zu im Wesentlichen ungepressten Bereichen führt, welche eine vergleichsweise hohe Wasseraufnahmefähigkeit und großes Volumen aufweisen. Dabei kann vorteilhafterweise ein Formiersieb verwendet werden, bei dem der Flächenanteil an erha- benen bzw. geschlossenen Zonen in einem Bereich von 20% bis 50% liegt.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, dass die die Walze der Bandpresse umschlingenden (Endlos)bänder zumindest ein Filzband und/oder ein Gewebeband umfassen. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn als das die Walze der Bandpresse umschlingende innere (Endlos)band ein Filz- band verwendet wird. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn als Walze der Bandpresse, wie unten näher beschrieben, eine Saugwalze verwendet wird. Wird als Walze eine Blaswalze eingesetzt, so kann insbesondere zumindest ein - in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet - hinter der VI iesstoff- 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.
Als äußeres (Endlos)band der Bandpresse kann beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen glattes Band und bevorzugt ein glattes Gewebeband verwendet werden. Vorzugsweise kontaktieren das innere Band und das strukturierte Formiersieb die Vliesstoff-Materialbahn.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Trocknungsfluid gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff- Materialbahn gegen die Walze bzw. gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn durch die Erzeugung einer entsprechenden Druckdifferenz zwischen der Walze und dem äußeren Pressband durch die permeablen (Endlos)bänder, das Formiersieb und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst.
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 Umgebungstemperatur 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 vorzugs- weise 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.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Vliesstoff-Materialbahn bei dem Verfahren in einem geschlossenen Zug von dem Former zumindest bis zu der Bandpresse geführt. Dadurch wird insbesondere eine hervorragende Maschinengängigkeit erreicht und zudem eine Beeinträchtigung der Qualität des gebildeten Vliesstoffes infolge eines offenen Zugs, wie insbesondere eine ungewünschte Dehnung der Vliesstoffbahn und/oder die Ausbildung von unerwünschten Brüchen in der Vliesstoffbahn, zuverlässig vermieden, und zwar insbesondere auch dann, wenn die Vliesstoff- Materialbahn mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Vorrichtung geführt wird. Vorzugsweise erfolgt die Führung der Vliesstoff-Materialbahn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem geschlossenen Zug von dem Former über die Bandpresse bis zu einer der Bandpresse nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung. Bei der vorgenannten ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es zudem bevorzugt, dass die Vliesstoff-Materialbahn über das strukturierte Formiersieb, auf dem in dem Former das Vlies gebildet wird, als einziges Transferband von dem Former zu der Bandpresse und besonders bevor- zugt zu einer dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung geführt wird. Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in einem geschlossenen Zug zumindest bis zur Bandpresse geführt wird, kann eine Wasserstrahlverfestigung entfallen. Wie dargelegt, wird erfindungsgemäß 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 ist. Dabei kann als Walze insbesondere eine Saugwalze oder auch eine Blaswalze verwen- det werden.
Sofern die Walze der Bandpresse als Saugwalze ausgeführt ist, wird das Trocknungsfluid zweckmäßigerweise ausgehend von einer Trocknungsfluidhaube zumindest durch das permeable äußere Pressband, das strukturierte Formiersieb, 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 Trock- nungsfluid vorzugsweise ausgehend von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere (Endlos)band, die Vliesstoff-Materialbahn, das strukturierte Formiersieb 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, das strukturierte Formiersieb und durch das permeable äußere Pressband zu der Haube geblasen wird. Da die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse - zusätzlich zu der Druckbeaufschlagung - mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt wird, hängt der auf die Vliesstoff-Materialbahn ausgeübte Druck unter anderem auch von der Trock- nungsfluidströmung ab. Um eine besonders gute, schonende und gleichmäßige Entwässerung zu erreichen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass durch die Bänder und das strukturierte Formiersieb 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 sowie dem strukturierten Formiersieb noch von einem oder mehreren weiteren (Endlos)bändern umschlungen ist, so müssen auch diese weiteren (End- los)bänder für das Trocknungsfluid durchlässig sein, damit die Vliesstoff- Materialbahn in der Bandpresse durch ein solches Trocknungsfluid beaufschlagt werden kann. 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 schonende 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 Erfin- dung wird die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse um wenigstens20 %, 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.
Sowohl die (Endlos)bänder der Bandpresse als auch das Formiersieb sind gemäß der vorliegenden Erfindung zweckmäßigerweise über denselben Umschlingungs- winkel um die Walze der Bandpresse geschlungen. Unabhängig davon, ob die Umschlingungswinkel der einzelnen Bänder und des Formiersiebes gleich oder verschieden voneinander sind, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass der Umschlingungswinkel des inneren Bandes und/oder äußeren Pressbandes und/oder des Formiersiebes um die Walze in einem Bereich von 90° bis 180° und insbesondere 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 Walzenumdrehungsgeschwindigkeit umso größer ist desto größer der Umschlingungswinkel der Bänder ist.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen 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 Entwässe- rungspresse 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. In dem der Bandpresse vorgeschalteten Former kann das Vlies insbesondere auch mit einer relativ geringen Konsistenz auf einem Formiersieb mit einem Fest- stoffgehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% des erhaltenen Vlieses gebildet werden. Dazu kann insbesondere ein Schrägsiebformer oder dergleichen eingesetzt werden.
Dabei kann das Vlies in dem Former durch jedes dem Fachmann bekannte Verfahren, nämlich insbesondere durch ein Trockenverfahren, Nassverfahren und/oder ein Extrusionsverfahren, gebildet werden, wobei es jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt ist, das Vlies in dem Former durch ein Nassverfahren zu bilden. 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 - wenn auch weniger bevorzugt - kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise auch aerodynamisch gebildet werden. Dabei wird das Vlies durch Ablegen von Fasern mittels eines Luftstroms auf einer luftdurchlässigen Unterlage gebildet.
Alternativ dazu oder zusätzlich dazu - wenn auch weniger bevorzugt - 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 übereinandergelegt werden, oder von Kardiermaschi- nen gebildet werden.
Alternativ dazu oder zusätzlich dazu - wenn auch weniger bevorzugt - 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 - wenn auch weniger bevorzugt - 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. Dabei kann das Vlies durch die Wasserstrahlbeaufschlagung, wenn dies auch weniger bevorzugt ist, gleichzeitig auch weiter 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 (insbesondere langen aus Bananenpflanzen gewonnenen 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 beson- ders 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 mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Vliesstoffes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Former zur Bildung eines Vlieses auf einem strukturierten Formiersieb sowie mit einer Bandpresse zur weiteren Entwässerung der aus dem Vlies entstehenden Vliesstoff-Materialbahn, wobei die Bandpresse eine Walze umfasst, um die zumindest ein an die Walze anliegendes inneres
Band, das strukturierte Formiersieb und ein äußeres Pressband geschlungen sind, wobei die Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen dem inneren Band und dem strukturierten Formiersieb, auf dem - von der Walze aus gesehen - außenseitig das äußere Pressband angeordnet ist, angeordnet ist, wobei das Pressband mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze pressbar und bevorzugt gepresst ist, wobei die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und das strukturierte Formiersieb und die Bänder der Bandpresse gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf so permeabel ausgebildet sind, dass gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff- Materialbahn gegen die Walze ein Trocknungsfluid durch die permeablen Bänder, das strukturierte Formiersieb und die Vliesstoff-Materialbahn strömen gelassen werden kann. Dabei 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 dargelegt, ist es ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb strukturiert und/oder perforiert werden kann, da die Strukturierung daher bereits bei der For- mung des Vlieses oder zumindest kurz danach erfolgen kann und bei der nachfolgenden Entwässerung und Trocknung fixiert werden kann. Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb strukturierbar und/oder perforierbar ist.
Dabei ist es zudem bevorzugt, dass die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb bei der Bildung in dem Former, nach der Bildung in dem Former und vor der weiteren Entwässerung in der Bandpresse und/oder bei der weiteren Entwässerung in der Bandpresse strukturierbar und/oder perforierbar ist.
Um die vorgenannten Aufgaben erfüllen zu können, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass das strukturierte Formiersieb ein strukturiertes und/oder perforiertes Gewebeband ist. Dabei ergibt sich die Struktur des Gewebebandes durch die Ausgestaltung der Kreuzungspunkte aus Schuss- und Kettfäden.
Alternativ dazu ist es genauso gut möglich, in der Vorrichtung als das strukturierte Formiersieb ein glattes Sieb vorzusehen, auf dessen der Vliesstoff-Materialbahn zugewandten Innenseite ein oder mehrere Oberflächenstrukturen aufgebracht sind, welche der Innenseite des Formiersiebes eine geprägte Oberfläche verleihen. Bei diesen Oberflächenstrukturen kann es sich beispielsweise um durch Klebstoff befestigte oder durch Koextrusion aufgebrachte Kunststoffteilchen in beliebiger Form handeln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ist das Formiersieb der Vorrichtung so strukturiert, dass sich für dieses Formiersieb ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Lö- ehern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend ein kleinerer Flächenanteil der Vliesstoff-Materialbahn pressbar ist. Dabei führt der kleinere Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen des Formiersiebs in dem Vliesstoff zu Bereichen hoher Dichte und damit hoher Festigkeit, wohingegen der größere Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern des Formiersiebs in dem Vliesstoff zu im Wesentlichen ungepressten
Bereichen führt, welche eine vergleichsweise hohe Wasseraufnahmefähigkeit und großes Volumen aufweisen. Dabei kann vorteilhafterweise ein Formiersieb verwendet werden, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen in einem Bereich von 20% bis 50% liegt.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, dass die die Walze der Bandpresse umschlingenden (Endlos)bänder zumindest ein Filzband und/oder ein Gewebeband umfassen. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn als das die Walze der Bandpresse umschlingende innere (Endlos)band ein Filzband vorgesehen ist. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn 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 Entwässe- rung an einem Filz auch die Faserverluste reduziert.
Als äußeres (Endlos)band der Bandpresse kann beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen glattes Band und bevorzugt ein glattes Gewebeband vorgesehen sein.
Vorzugsweise kontaktieren das innere Band und das strukturierte Formiersieb die Vliesstoff-Materialbahn.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die (Endlos)bänder der Bandpresse und das strukturierte Formiersieb 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 durch eine Druckdifferenz zwischen der Walze und dem äußeren Pressband ein Trocknungsfluid durch die permeablen (Endlos)bänder, das strukturierte Formiersieb und die Vliesstoff-Materialbahn strömen gelassen werden kann.
Wie bereits erwähnt, kann als Trocknungsfluid insbesondere Luft oder Wasserdampf vorgesehen sein, wobei in dem Fall der Verwendung von Luft diese Umge- bungstemperatur 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 ver- wendet, 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, das strukturierte Formiersieb und die Vliesstoff-Materialbahn strömen gelassen werden kann.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vliesstoff-Materialbahn bei dem Verfahren in einem geschlossenen Zug von dem Former zumindest bis zu der Bandpresse geführt. Dadurch wird insbesondere eine hervorragende Maschinengängigkeit erreicht und zudem eine Beeinträchtigung der Qualität des gebildeten Vliesstoffes infolge eines offenen Zugs, wie insbesondere eine ungewünschte Dehnung der Vliesstoffbahn und/oder die Ausbildung von unerwünschten Brüchen in der Vliesstoffbahn, zuverlässig vermieden, und zwar insbesondere auch dann, wenn die Vliesstoff-Materialbahn mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Vorrichtung geführt wird. Vorzugsweise erfolgt die Führung der Vliesstoff-Materialbahn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem geschlossenen Zug von dem Former über die Bandpresse bis zu einer der Bandpresse nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung.
Bei der vorgenannten ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es zudem bevorzugt, dass die Vliesstoff-Materialbahn über das strukturierte Formiersieb, auf dem in dem Former das Vlies gebildet wird, als einziges Transferband von dem Former zu der Bandpresse und besonders bevor- zugt zu einer dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung geführt wird. Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in einem geschlossenen Zug zumindest bis zur Bandpresse geführt wird, kann eine Wasserstrahlverfestigung entfallen.
Gemäß einer weiteren 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 Trock- nungsfluidhaube zumindest durch das permeable äußere Pressband, das strukturierte Formiersieb, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable innere (End- los)band in die Saugwalze gesaugt werden 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 Bandpresse 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, das strukturierte Formiersieb und das permeable äußere Pressband vorzugsweise zu einer Haube geblasen 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 (End- los)band, die Vliesstoff-Materialbahn, das strukturierte Formiersieb 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, bevorzugt von weniger als 100 kPa und besonders bevorzugt von weniger als 90 kPa auf die Vliesstoff-Materialbahn ausübbar ist. Bevorzugt sind die (Endlos)bänder der Bandpresse und das Formiersieb 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 und/oder des strukturierten Formiersiebes 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 Band- presse 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.
Um ein Durchströmen der Vliesstoff-Materialbahn in dem verlängerten Pressnip der Bandpresse mit einem Trocknungsfluid zusätzlich zu der Druckbeaufschla- gung zu ermöglichen, 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 besonders bevorzugt von etwa 210 m3/(min m2) erzeugbar ist. 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 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 Nassverfahren herstellbar ist. Zudem ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Einrichtung zur Verfestigung des gebildeten Vlieses zu einer Vliesstoff-Materialbahn aufweist, welche bevorzugt zwischen dem Former und der Bandpresse angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Vorrichtung als Einrichtung zur Verfestigung stromabwärts des Formers und strom- aufwärts der Bandpresse eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung umfasst. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen, eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer der Bandpresse vorgeschalteten zusätzlichen Saugwalze und einer der Bandpresse nachgeschalteten zusätzlichen Entwässerungspresse sowie eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthaltenen, zwischen einem strukturierten Formiersieb und einem inneren Band angeordneten Vliesstoff-Materialbahn. 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 Beauf- schlagung 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. 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 zumindest 15 kN/m um die Walze 36 gespannt bzw. an diese Walze 36 gepresst. Durch dieses Pressband 42 werden die Vliesstoff-Materialbahn, das strukturierte For- miersieb 54 und das die Walze 36 berührende innere Endlosband 40 gegen die Walze 36 gepresst.
Erfindungsgemäß wird gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn durch das Pressband 42 der Bandpresse 34 ein
Trocknungsfluid durch die Endlosbänder 40, 42, das strukturierte Formiersieb 54 und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst, und zwar durch Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen der Walze 36 und dem äußeren Pressband 42. Um dies zu ermöglichen, sind die Endlosbänder 40, 42 sowie das strukturierte Formiersieb 54 für das Trocknungsfluid permeabel, d.h. für das Trocknungsfluid durchlässig. Zudem ist die Walze 36 der Bandpresse 34 zur Abgabe oder Aufnahme des Trock- nungsfluids mit einer offenen Oberfläche ausgeführt.
Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse ge- schlungenes Endlosband 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, das strukturierte Formiersieb 54, 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, das strukturierte Formiersieb 54 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 und dem strukturierten Formiersieb 54 versehen sein. Die zwischen dem Endlosband 40 und dem strukturierten Formiersieb 54 liegende Vliesstoff-Materialbahn wird in diesem Fall von dem Endlosband 40 und dem strukturierten Formiersieb 54 berührt.
Grundsätzlich kann die Bandpresse 34 jedoch außer dem inneren und dem äußeren Endlosband 40, 42 sowie dem strukturierten Formiersieb 54 auch mit wenigstens einem weiteren, die Walze 36 über einen bestimmten Umschlingungswinkel umschlingenden Endlosband versehen 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, wobei jedoch alternativ dazu auch in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids hinter der Vliesstoff- Materialbahn wenigstens ein Filzband vorgesehen sein kann.
Als äußeres Endlosband 42 der Bandpresse 34 kann beispielsweise ein zumin- dest im Wesentlichen glattes Band, insbesondere glattes Gewebeband, verwendet werden.
Wie vorstehend dargelegt, ist es ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff- Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb (54) strukturiert und/oder perfo- riert werden kann, da die Strukturierung daher bereits bei der Formung des Vlieses oder zumindest kurz danach erfolgen kann und bei der nachfolgenden Entwässerung und Trocknung fixiert werden kann. Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass bei dem Verfahren das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb (54) strukturiert und/oder perforiert wird. Dabei kann das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb (54) bereits bei der Bildung in dem Former (28) strukturiert und/oder perforiert werden und diese Struktur bzw. Perforation bei allen späteren Verfahrensschritten nicht mehr oder zumindest nicht in unerwünschter Wiese verändert werden. Gleichermaßen ist es möglich, das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb erst nach der Bildung in dem Former, aber vor der weiteren Entwässerung in der Bandpresse zu strukturieren und/oder perforieren, wobei diese Struktur bzw. Perforation bei allen späteren Verfahrensschritten nicht mehr oder zumindest nicht in unerwünschter Wiese verändert wird. Alternativ dazu ist es auch möglich, wenn auch weniger bevorzugt, dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn auf dem strukturierten Formiersieb erst bei der weiteren Entwässerung in der Bandpresse strukturiert und/oder perforiert wird. Um diese Aufgaben erfüllen zu können, wird als das strukturierte For- miersieb vorzugsweise ein strukturiertes und/oder perforiertes Gewebeband eingesetzt oder ein glattes Sieb, auf dessen der Vliesstoff-Materialbahn zugewandten Innenseite ein oder mehrere Oberflächenstrukturen aufgebracht sind, welche der Innenseite des Formiersiebes eine geprägte Oberfläche verleihen. Die Endlosbänder 40, 42 und das strukturierte Formiersieb 54 der Bandpresse 34 können insbesondere über denselben Umschlingungswinkel um die Walze 36 geschlungen sein.
Nach der Bandpresse 34 kann die Vliesstoff-Materialbahn durch wenigstens eine thermische Trocknungseinrichtung 46, wie insbesondere eine TAD- bzw. Luft- trocknungseinheit oder einen Flachbettofen, geführt werden. Dabei kann die Vliesstoff-Materialbahn in einer solchen thermischen Trocknungseinrichtung 46 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 dem strukturierten, das Vlies entsprechend strukturierenden und/oder perforierenden Formiersieb gebildet werden. Dazu kann insbesondere ein Schrägsiebformer oder dergleichen eingesetzt werden.
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 (insbesondere langen aus Bananenpflanzen gewonnenen 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. Im Einzelnen umfasst die in der Fig. 2 in schematischer Darstellung wiedergegebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 eine der Bandpresse 34 vorgeschaltete zusätzliche Saugwalze 56 und eine der Bandpresse nachgeschaltete zusätzliche Entwässerungspresse 58.
Die betreffende Vorrichtung 30 zur Herstellung von Vliesstoffen umfasst zudem 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 in dem vorliegenden Fall um einen nach dem Nassverfahren arbeitenden Former zur Bildung eines Vlieses geringer Konsistenz. Zudem ist eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 vorgesehen.
Vor der Bandpresse 34 wird die verfestigte Vliesstoff-Materialbahn zusammen mit dem 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 als Pressband 42, über das das innere Endlosband 40, das strukturierte Formiersieb 54 und die zwischen diesem und dem äußeren Endlosband 42 liegende Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze 36 der Bandpresse 34 gepresst werden. Gleichzeitig mit der mechani- sehen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn durch die Bandpresse 34 wird durch eine entsprechende Druckdifferenz ein Trocknungsfluid durch die Endlosbänder 40, 42, das strukturierte Formiersieb 54 und die dazwischenliegende Vliesstoff-Materialbahn gepresst. Zu diesem Zweck sind die um die Walze 36 der Bandpresse 34 geschlungenen Endlosbänder 40, 42 und das strukturierte For- miersieb 54 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 ist zusätzlich eine Entwässerungspresse 58 vorgesehen, die im vorliegenden Fall als Walzenpresse ausgeführt ist. Eine solche zusätzliche Entwässerungspresse 58 ist jedoch ebenfalls nicht zwingend. Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, wird die Vliesstoff-Materialbahn über ein und dasselbe strukturierte 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 - also in einem geschlossenen Zug - geführt. Dabei ist das gleichzeitig als Transfer- band dienende strukturierte 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 strukturierten 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 strukturierten Formiersieb 54. Über das strukturierte Formiersieb 54 wird die Vliesstoff-Materialbahn anschließend an den Trockenzylinder 60 der thermischen Trocknungseinrichtung bzw. TAD- oder Lufttrocknungseinheit übergeben. Das gleichzeitig als Transferband dienende strukturierte 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 Entwässerungspresse 58 rein optional.
Nachdem im vorliegenden Fall das Vlies auf dem strukturierten 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. In der Fig. 3 ist schematisch ein Ausschnitts einer in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthaltenen, zwischen einem strukturierten Formiersieb 54 und einem inneren Band 40 angeordneten Vliesstoff-Materialbahn 52 gezeigt. Dabei ist das Formiersieb 54 - im Querschnitt betrachtet - wellenförmig ausgestaltet, so dass dieses, wenn dieses die Vliesstoff- Materialbahn 52 beispielsweise in Bandpresse gegen die auf der der Vliesstoff- Materialbahn 52 gegenüberliegenden Seite des inneren Bandes 40 angeordneten Walze presst, zu einer Vliesstoff-Materialbahn 52 führt, welche im Bereich der Erhebungen bzw. Wellenberge des Formsiebquerschnitts verdichtete Bereiche 66 aufweist, d.h. Vliesstoffbereiche 66, welche eine höhere Dichte als die dazwischen liegenden Bereiche der Vliesstoff-Materialbahn 52 aufweisen. Bezuqszeichenliste
10 herkömmliche Vorrichtung
12 Former
14 Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
16 Saugrohr, Saugkasten
18 Entwässerungseinrichtung
20 thermische Trocknungseinrichtung (TAD)
22 Tauchbad
24 Wickel Vorrichtung
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)
52 Vliesstoff-Materialbahn
54 Formiersieb
56 Saugwalze
58 Entwässerungspresse
60 Trockenzylinder
64 Saug- oder Blaszone
66 verdichteter Bereich der Vliesstoff-Materialbahn

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Vliesstoffes, bei dem in einem Former (28) auf einem strukturierten Formiersieb (54) 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), das strukturierte Formiersieb (54) 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 strukturierten Formiersieb (54), auf dem - von der Walze (36) aus gesehen - außenseitig das äußeren Pressband (42) angeordnet ist, angeordnet wird, wobei das Pressband (42) mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze (36) gepresst und dadurch das strukturierte Formiersieb (54), die Vliesstoff-Materialbahn (52) und das innere Band (40) gegen die Walze (36) gepresst werden, wobei die Walze (36) der Bandpresse (34) zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und als strukturiertes Formiersieb (54) und Bänder (40, 42) der Bandpresse (34) gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeables strukturiertes Formiersieb (54) und permeable Bänder (40, 42) verwendet werden und gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn (52) gegen die Walze (36) ein Trocknungsfluid durch das permeable strukturierte Formiersieb (54), die permeablen Bänder (40, 42) und die Vliesstoff-Materialbahn (52) gepresst wird. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn (52) auf dem strukturierten Formiersieb (54) strukturiert und/oder perforiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Vlies und/oder die daraus entstehende Vliesstoff-Materialbahn (52) auf dem strukturierten Formiersieb (54) bei der Bildung in dem Former (28), nach der Bildung in dem Former (28) und vor der weiteren Entwässerung in der Bandpresse (34) und/oder bei der weiteren Entwässerung in der Bandpresse (34) strukturiert und/oder perforiert wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als das strukturierte Formiersieb (54) ein strukturiertes und/oder perforiertes Gewebeband eingesetzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als das strukturierte Formiersieb (54) ein glattes Sieb eingesetzt wird, auf dessen der Vliesstoff- Materialbahn (52) zugewandten Innenseite ein oder mehrere Oberflächenstrukturen aufgebracht sind, welche der Innenseite des Formiersiebes (54) eine geprägte Oberfläche verleihen.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Formiersieb (54) eingesetzt wird, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Formiersieb (54) ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Lö- ehern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend ein kleinerer Flächenanteil der Vliesstoff- Materialbahn (52) gepresst wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die die Walze (36) der Bandpresse (34) umschlingenden Bänder (40, 42) zumindest ein Filzband und/oder zumindest ein Gewebeband umfassen, wobei als das die Walze (36) der Bandpresse (34) umschlingende innere Band (40) ein Filzband verwendet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
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), das strukturierte Formiersieb (54), 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) vorzugsweise 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 zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7,
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, das strukturierte Formiersieb (54) 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), das strukturierte Formiersieb (54), 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 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.
Vorrichtung zur Herstellung eines mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Vliesstoffes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Former (28) zur Bildung eines Vlieses auf einem strukturierten Formiersieb (54) sowie mit einer Bandpresse (34) zur weiteren Entwässerung der aus dem Vlies entstehenden Vliesstoff-Materialbahn, wobei die Bandpresse (34) eine Walze (36) umfasst, um die zumindest ein an die Walze (36) anliegendes inneres Band (40), das strukturierte Formiersieb (54) 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 strukturierten Formiersieb (54), auf dem - von der Walze (36) aus gesehen - außenseitig das äußere Pressband (42) angeordnet ist, angeordnet ist, wobei das Pressband (42) mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze (36) pressbar und bevorzugt gepresst ist, wobei die Walze (36) der Bandpresse (34) zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und das strukturierte Formiersieb (54) und die Bänder (40, 42) der Bandpresse (34) gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf so permeabel ausgebildet sind, dass gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff- Materialbahn (52) gegen die Walze (36) ein Trocknungsfluid durch die per- meablen Bänder (40, 42), das strukturierte Formiersieb (54) und die
Vliesstoff-Materialbahn (52) strömen gelassen werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das strukturierte Formiersieb (54) ein strukturiertes und/oder perforiertes Gewebeband ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Formiersieb (54) ein glattes Sieb ist, auf dessen der Vliesstoff-Materialbahn (52) zugewandten Innenseite ein oder mehrere Oberflächenstrukturen aufgebracht sind, welche der Innenseite des strukturierten Formiersiebes (54) eine geprägte Oberfläche verleihen. 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 das Formiersieb (54) so strukturiert ist, dass sich für dieses Formiersieb (54) ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend ein kleinerer Flächenanteil der Vliesstoff-Materialbahn (52) pressbar ist.
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 die die Walze (36) der Bandpresse (34) umschlingenden Bänder (40, 42) zumindest ein Filzband und/oder zumindest ein Gewebeband umfassen, wobei das die Walze (36) der Bandpresse (34) umschlingende innere Band (40) ein Filzband ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112981728A (zh) * 2021-03-10 2021-06-18 福建绿阳新材科技有限公司 一种基于数控的湿度控制型水刺设备
CN114833028A (zh) * 2022-03-16 2022-08-02 王斌 一种一次成型塑胶消防水带的成型装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018960A2 (en) 2005-07-20 2007-02-15 Albany International Corp. Modification of nonwovens in intelligent nips
WO2007124966A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Voith Patent Gmbh Dewatering tissue press fabric for an atmos system and press section of a paper machine using the dewatering fabric
DE102006042507A1 (de) 2006-09-07 2008-03-27 Andritz Küsters GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer ein Vlies umfassenden Warenbahn
DE102008054990A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Voith Patent Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018960A2 (en) 2005-07-20 2007-02-15 Albany International Corp. Modification of nonwovens in intelligent nips
WO2007124966A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Voith Patent Gmbh Dewatering tissue press fabric for an atmos system and press section of a paper machine using the dewatering fabric
DE102006042507A1 (de) 2006-09-07 2008-03-27 Andritz Küsters GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer ein Vlies umfassenden Warenbahn
DE102008054990A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Voith Patent Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112981728A (zh) * 2021-03-10 2021-06-18 福建绿阳新材科技有限公司 一种基于数控的湿度控制型水刺设备
CN114833028A (zh) * 2022-03-16 2022-08-02 王斌 一种一次成型塑胶消防水带的成型装置

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