WO2024056232A1 - Verfahren und anlage zur herstellung einer nassgelegten vliesstoffbahn - Google Patents

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WO2024056232A1
WO2024056232A1 PCT/EP2023/068499 EP2023068499W WO2024056232A1 WO 2024056232 A1 WO2024056232 A1 WO 2024056232A1 EP 2023068499 W EP2023068499 W EP 2023068499W WO 2024056232 A1 WO2024056232 A1 WO 2024056232A1
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tank
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nonwoven web
mixture
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Egon FRIESENHAHN
Rainer Falkenberg
Andreas Schilz
Ralf Schröder
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Voith Patent Gmbh
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    • D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wet-laid nonwoven web, comprising the following steps: providing a first suspension with natural cellulose fibers in a first tank, providing a second suspension with regenerated cellulose fibers in a second tank, combining the first suspension and the second suspension for producing a mixture, feeding the mixture to a headbox, dewatering the mixture in the forming section of a machine for producing the wet-laid nonwoven web.
  • the invention further relates to a corresponding system for carrying out this method.
  • a wet-laid nonwoven web which is made from a mixture of natural cellulose fibers and regenerated cellulose fibers, has the advantages that it can be biodegradable and can be relatively easily redissolved in water. This is important so that the wet-laid nonwoven web can be easily disposed of via toilets. Such products are sometimes called “flushable wipes” and have been enjoying increasing popularity for some time now.
  • regenerated cellulose fibers also known as “regenerated fibers”, refers to fibers that are artificially produced by spinning from naturally renewable raw materials, in particular cellulose obtained from wood, using a chemical process. Depending on the exact manufacturing process, different types of regenerated fibers result, which are known, for example, as: viscose, modal, lyocell, cupro and acetate. Compared to natural cellulose fibers, the spun regenerated fibers are very long. The addition of such long fibers is necessary in order to achieve a stable cohesion between the fibers in the fibrous web using water jet needling or similar processes, without having to resort to chemical binders or melt fibers - as was usual in the past - which are generally biodegradable is not given.
  • the mixing vats are used to create a mixture that is as homogeneous as possible with precisely defined mixing proportions.
  • the mixing chests can also make it possible to achieve a continuous volume flow outflow to the headbox with a discontinuous inflow of the different fiber suspensions from the tanks. Water is added several times between the tanks with the different fiber suspensions and the headbox, so that the fiber concentration at the headbox is very low compared to the fiber concentration in the tanks. It can typically only be between 1 and 2% by weight at the headbox.
  • the finished wet-laid nonwoven web can then ultimately have, for example, between 70 and 90% by weight of natural cellulose fibers and 10 to 30% by weight of regenerated cellulose fibers, based on the total weight of the nonwoven web.
  • the highly concentrated fiber suspensions are usually pumped from the tanks into the mixing vats using rotary or centrifugal pumps. There is a stirrer in the mixing vats themselves, which ensures that the various fiber suspensions are mixed homogeneously.
  • the problem that occurs again and again is that the regenerated fibers spin because of their length in the centrifugal pump and/or the stirrers of the mixing vat. This then requires complex cleaning and causes corresponding production stoppages or failures.
  • a method and a system for producing a wet-laid nonwoven web are to be provided in which the regenerated fibers no longer spin.
  • the dependent claims relate to advantageous developments of the invention. Specifically, the object is achieved by the generic method described at the beginning, which is characterized according to the invention in that the second suspension with the regenerated cellulose fibers is conveyed from the second tank into the volume flow of the first suspension by means of a volumetric pump, in particular by means of an eccentric screw pump will, with the second Suspension is not guided through any mixing chest comprising an agitator over the entire conveying path between the second tank and the headbox.
  • volumetric pump refers to a pump in which the volume flow can be adjusted almost exactly via the speed. This is not the case with conventionally used rotary or centrifugal pumps, as the pumped volume flow also depends on other factors, such as the current level in the tank. Particularly preferred are eccentric screw pumps, which are also called Mohno, Moyno or Mono pumps after the trademarks of the original licensees. Its main parts are a rotating part, the rotor, and a fixed part, the stator, in which the former moves in rotation.
  • the rotor which is articulated on one side or elastically, is designed as a type of round thread screw with a large pitch, large pitch depth and small core diameter. The axis position oscillates on the output side.
  • the hollow stator has an elastic wall with the same pitch length of the rotor, but a significantly larger core space on an orthogonal axis. This leaves conveying spaces between the stator and the rotor rotating and moving radially within it, which move continuously from the inlet to the outlet side. Valves to limit the delivery spaces are not required.
  • the shape of the cavities is constant so that the pumped medium is not compressed. The shear forces that act on the material being conveyed are very small.
  • eccentric screw pumps pump continuously and with little pulsation, and they can also pump highly viscous media without any problems. Such pumps are offered, for example, by the company “Seepex”.
  • this type of pump is not only superior to the conventionally used rotary or centrifugal pumps in that there is no risk of the regenerated fibers spinning, but that this type of pump also allows such a fine adjustment of the volume flow, that these can be used as dosing pumps.
  • the conventionally used rotary or centrifugal pump is pumped from the second tank and is not passed through a mixing vat with a stirrer, the spinning problems mentioned at the beginning no longer arise.
  • the installation space for the mixing vats and the associated costs in particular the costs for the electrical drive energy of the stirrers in the mixing vats, can be saved.
  • the first suspension with the natural cellulose fibers is also conveyed from the first tank into the volume flow of the second suspension by means of a volumetric pump, in particular by means of an eccentric screw pump, with the first suspension on the entire conveying path between the first tank and the headbox are not guided through a mixing chest containing an agitator.
  • a volumetric pump in particular by means of an eccentric screw pump
  • the natural cellulose fibers in the first suspension do not tend to spin because of their shorter length, here too, installation space and costs can be saved by eliminating the mixing trays.
  • first suspensions with natural cellulose fibers are provided in several first tanks, the natural cellulose fibers in the different first suspensions preferably differing from one another.
  • the natural cellulose fibers in the different first suspensions preferably differing from one another.
  • they can differ from each other in terms of their fiber length.
  • it can be advantageous if the several first suspensions are mixed with one another in at least one mixing vat comprising an agitator before they are further conveyed into the volume flow of the second suspension.
  • the regenerated fibers known as viscose and Lyocell have proven to be particularly suitable for the production of wet-laid nonwoven webs.
  • the present invention further relates to a system for producing a wet-laid nonwoven web, which is designed to carry out the method according to the invention described above, comprising: a first tank for a first suspension with natural cellulose fibers, a second tank for a second suspension regenerated cellulose fibers, a merging point for merging the first suspension and the second suspension to produce a mixture, a headbox, which is charged with the mixture, and a forming section for dewatering the mixture, the system being particularly characterized according to the invention in that it further a volumetric pump, in particular an eccentric screw pump, in order to convey the second suspension with the regenerated cellulose fibers from the second tank into the volume flow of the first suspension, the system being free over the entire conveying path of the second suspension from the second tank to the headbox is from a mixing chest with an agitator.
  • a volumetric pump in particular an eccentric screw pump
  • the system can further comprise a water jet needling device for needling the wet-laid nonwoven web for the previously mentioned advantageous reasons.
  • the forming section is preferably designed as an inclined wire former.
  • the system can include a dryer and/or a rewinder.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of a system according to the invention for producing a wet-laid nonwoven web
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a system according to the invention for producing a wet-laid nonwoven web.
  • Figure 1 shows a conventional system 10' known from the prior art for producing a wet-laid nonwoven web, with only the front part up to the headbox 12' being shown here.
  • the rear part of the system up to the roll-up reference is made, for example, to the statements in the publication WO 2015/000687 A1 from the applicant's company.
  • only two types of fibers are mixed, namely natural cellulose fibers, which are provided in the form of an aqueous suspension in a first tank 14', and regenerated cellulose fibers, which are also provided in the form of an aqueous suspension in a second tank 16' become.
  • the two aqueous suspensions are each pumped by means of a conventional rotary or centrifugal pump 18' to a first mixing vat 20' with a stirrer 22'.
  • a first mixing vat 20' with a stirrer 22'.
  • this first mixing chest 20' is followed by further mixing chests 20' with corresponding stirrers 22', for example, as shown in Figure 1, a second mixing chest 20' and a third and final mixing chest 20', which is also referred to as a machine chest .
  • Water can already be added to the vats 20' to reduce the fiber concentration in the suspension mixture.
  • the mixture can optionally be passed into a pre-dilution tank 24' or past it.
  • the pre-dilution tank 24' primarily contains water.
  • the mixture can then optionally be passed back into a white water tank 26' or past it. In the latter case, the mixture can be added to the water from the white water tank 26' either before or after a pump 18'.
  • the white water from the forming section i.e. the water that has passed through a forming fabric and is pumped back in the process cycle, also comes into the white water tank 26 ', which is also called the “white water tank”.
  • the water passes through the pre-dilution tank 24' and the white water tank 26' highly diluted fiber suspension mixture to the headbox 12 ', from where it is applied to a forming fabric in a forming section (no longer shown here) and dewatered there in order to form the actual nonwoven web. This is preferably done in an inclined screen former.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a front part of a system 10 for producing a wet-laid nonwoven web, analogous to Figure 1, but this time from a first embodiment according to the invention.
  • the same components have the same reference numbers in Figure 2 as in Figure 1, but without a line. In this respect, we refer to the statements above about Figure 1 regarding these components.
  • the system 10 shown in Figure 2 does not have any mixing trays 20' with stirrers 22'.
  • the rotary or centrifugal pumps 18 ' which pump the suspension from the first tank 14 and the second tank 16, respectively, were each replaced by a volumetric pump 28, and to be more precise, by an eccentric screw pump 28.
  • the first suspension with the natural pulp fibers from the first tank 14 is injected directly into the line which connects the pre-dilution tank 24 with the white water tank 26, for example in front of the rotary or centrifugal pump 18 arranged in between.
  • the second suspension with the regenerated fibers from the second Tank 16 is optionally also injected into the line which connects the pre-dilution tank 24 to the white water tank 26, and/or into the line which connects the white water tank 26 to the headbox 12.
  • the injection can take place either in front of and/or behind a respective rotary or centrifugal pump 18. Due to the extremely strong dilution of the suspension mixture with the water from the pre-dilution tank 24 and/or white water tank 26, the risk of the regenerated fibers spinning is now only low.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a front part of a system for producing a wet-laid nonwoven web, analogous to Figures 1 and 2, but this time from a second embodiment according to the invention.
  • the same components have the same reference numbers in Figure 3 as in Figure 1, but without a line, or the same reference numbers as in Figure 2. Insofar as these components are concerned, we refer to the statements above about Figures 1 and 2.
  • the second embodiment according to FIG. 3 has two first tanks 14.
  • Each of the first two tanks 14 is filled with a first suspension of natural pulp fibers, although the pulp fibers in the two tanks 14 differ from one another.
  • one tank 14 may contain natural pulp fibers of shorter fiber length than the other tank 14.
  • the first suspensions of both first tanks 14 can be mixed via several mixing tanks 20 with stirrers 22 in essentially the same way as was described above in FIG. 1 with regard to the first suspension and the second suspension.
  • the first two suspensions can also be pumped out of the first two tanks 14 by means of a respective rotary or centrifugal pump 18. There is no risk of spinning for the natural pulp fibers, which are always very short compared to regenerated fibers. Thereafter The mixture of the first two suspensions can either be passed into the pre-dilution tank 24 and/or past it into the connecting line between the pre-dilution tank 24 and the white water tank 26.
  • the second suspension with the regenerated cellulose fibers is transferred from the second tank 16 into the volume flow of the first by means of a volumetric pump 28, in particular by means of an eccentric screw pump Suspension is conveyed, the second suspension being guided along the entire conveying path between the second tank 16 and the headbox 12 through no mixing chest 20' comprising an agitator 22'.
  • the second suspension from the second tank 16 can be guided in the way described above in the first exemplary embodiment with regard to FIG.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer ersten Suspension mit natürlichen Zellstofffasern in einem ersten Tank (14), Bereitstellen einer zweiten Suspension mit regenerierten Cellulose-Fasern in einem zweiten Tank (16), Zusammenführen der ersten Suspension und der zweiten Suspension zur Erzeugung eines Gemisches, Zuführen des Gemisches zu einem Stoffauflauf (12) und Entwässern Gemisches in der Formierpartie einer Maschine zur Herstellung der nassgelegten Vliesstoffbahn, wobei die zweite Suspension mit den regenerierten Cellulose-Fasern mittels einer volumetrischen Pumpe (28), insbesondere mittels einer Exzenterschneckenpumpe (28), aus dem zweiten Tank (16) in den Volumenstrom der ersten Suspension befördert wird, wobei die zweite Suspension auf dem gesamten Förderweg zwischen dem zweiten Tank (16) und dem Stoffauflauf (12) durch keine ein Rührwerk umfassende Mischbütte geführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Verfahren und Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer ersten Suspension mit natürlichen Zellstofffasern in einem ersten Tank, Bereitstellen einer zweiten Suspension mit regenerierten Cellulose-Fasern in einem zweiten Tank, Zusammenführen der ersten Suspension und der zweiten Suspension zur Erzeugung eines Gemisches, Zuführen des Gemisches zu einem Stoffauflauf, Entwässern Gemisches in der Formierpartie einer Maschine zur Herstellung der nassgelegten Vliesstoffbahn. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein solches Verfahren bzw. eine solche Anlage ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Eine nassgelegte Vliesstoffbahn, die aus einer Mischung von natürlichen Zellstofffasern und regenerierten Cellulose Fasern hergestellt wird, hat die Vorteile, dass sie biologisch abbaubar sein kann und sich in Wasser relativ einfach wieder auflösen kann. Dies ist von Bedeutung, um die nassgelegte Vliesstoffbahn auch über Toiletten problemlos entsorgen zu können. Derartige Produkte werden daher auch manchmal „flushable wipes“ genannt und erfreuen sich seit inzwischen längerer Zeit immer größerer Beliebtheit.
Unter dem Begriff „regenerierte Cellulose-Fasern“, auch als „Regeneratfasern“ bezeichnet, versteht man Fasern, die aus natürlich nachwachsenden Rohstoffen, insbesondere aus Holz gewonnener Cellulose, über einen chemischen Prozess künstlich durch Spinnen hergestellt werden. Je nach genauem Herstellverfahren ergeben sich dabei unterschiedliche Arten von Regeneratfasern, die zum Beispiel unter den Bezeichnungen: Viscose, Modal, Lyocell, Cupro und Acetat bekannt sind. Im Vergleich zu den natürlichen Zellstofffasern sind die gesponnen Regeneratfasern sehr lang. Die Zugabe solcher langen Fasern ist notwendig, um durch Wasserstrahl- vernadelung oder ähnlichen Prozessen einen stabilen Zusammenhalt zwischen den Fasern in der Faserstoffbahn zu erzielen, ohne dabei - wie früher üblich - auf chemische Bindemittel oder Schmelzfasern zurückgreifen zu müssen, deren biologische Abbaubarkeit in der Regel nicht gegeben ist. Bisher war es üblich, die verschiedenen Faserarten in einer oder mehreren hintereinander angeordneten Mischbütten miteinander zu vermischen. Die Mischbütten dienen dazu, eine möglichst homogene Mischung mit genau definierten Mischanteilen zu erzeugen. Zudem können die Mischbütten es auch ermöglichen, bei einem diskontinuierlichen Zustrom der unterschiedlichen Faser-Suspensionen aus den Tanks einen kontinuierlichen Volumenstromabfluss zum Stoffauflauf zu erzielen. Zwischen den Tanks mit den unterschiedlichen Fasersuspensionen und dem Stoffauflauf wird dabei mehrfach Wasser beigemengt, so dass die Faserkonzentration am Stoffauflauf im Vergleich zur Faserkonzentration in den Tanks sehr niedrig ist. Sie kann am Stoffauflauf typischer Weise nur zwischen 1 und 2 Gew-% betragen. Die fertige nassgelegte Vliesstoffbahn kann dann am Ende zum Beispiel zwischen 70 und 90 Gew-% natürliche Zellstofffasern und 10 bis 30 Gew-% regenerierte Cellulose-Fasern aufweisen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Vliesstoffbahn.
Aus den Tanks werden die hoch konzentrierten Fasersuspensionen üblicher weise mittels Rotations- bzw. Zentrifugalpumpen in die Mischbütten gepumpt. In den Mischbütten selbst befindet sich ein Rührer, welcher für die homogene Durchmischung der verschiedenen Faser-Suspensionen sorgt. Dabei tritt immer wieder mal das Problem auf, dass die Regeneratfasern wegen ihrer Länge in der Zentrifugalpumpe und/oder den Rührern der Mischbütte verspinnen. Dies erfordert dann eine aufwändige Reinigung und verursacht entsprechende Produktionsstillstände bzw. -ausfälle.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das zuvor genannte Problem zu lösen oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere soll ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn bereitgestellt werden, bei denen es zu keinem Verspinnen der Regeneratfasern mehr kommt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand. Konkret wird die Aufgabe durch das eingangs beschriebene, gattungsgemäße Verfahren gelöst, welches sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass die zweite Suspension mit den regenerierten Cellulose-Fasern mittels einer volumetrischen Pumpe, insbesondere mittels einer Exzenterschneckenpumpe, aus dem zweiten Tank in den Volumenstrom der ersten Suspension befördert wird, wobei die zweite Suspension auf dem gesamten Förderweg zwischen dem zweiten Tank und dem Stoffauflauf durch keine ein Rührwerk umfassende Mischbütte geführt wird.
Unter dem Begriff „volumetrische Pumpe“ ist eine Pumpe zu verstehen, bei welcher der Volumenstrom annähernd exakt über die Drehzahl eingestellt werden kann. Bei den herkömmlich verwendeten Rotations- bzw. Zentrifugalpumpen ist dies nicht der Fall, da der gepumpte Volumenstrom auch noch von anderen Faktoren abhängt, wie zum Beispiel dem aktuellen Füllstand im Tank. Besonders bevorzugt sind dabei Exzenterschneckenpumpen, welche nach den Handelsmarken der Originallizenznehmer auch Mohno-, Moyno- oder Mono-Pumpe genannt werden. Ihre Hauptteile sind ein rotierendes Teil, der Rotor, und ein feststehendes Teil, der Stator, in dem sich der erstere drehend bewegt. Der einseitig gelenkig oder elastisch angelenkte Rotor ist als eine Art Rundgewinde-Schraube mit großer Steigung, großer Gangtiefe und kleinem Kerndurchmesser ausgebildet. Ausgangsseitig oszilliert die Achslage. Der hohle Stator hat eine elastische Wandung bei gleicher Steigungslänge des Rotors, aber einen in einer orthogonalen Achse erheblich größeren Kernraum. Dadurch bleiben zwischen dem Stator und dem sich darin drehenden und dabei radial bewegenden Rotor Förderräume, die sich kontinuierlich von der Eintritts- zur Austrittsseite bewegen. Ventile zur Begrenzung der Förderräume werden nicht benötigt. Die Form der Hohlräume ist dabei konstant, sodass das Fördermedium nicht komprimiert wird. Die Scherkräfte, die auf das Fördergut einwirken, sind dabei sehr klein. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass Exzenterschneckenpumpen kontinuierlich und pulsationsarm fördern, und auch hochviskose Medien können problemlos fördern können. Angeboten werden solche Pumpen zum Beispiel von der Firma „Seepex“.
Die Erfinder haben festgestellt, dass diese Art von Pumpen nicht nur dahingehend den herkömmlich verwendeten Rotations- bzw. Zentrifugalpumpen überlegen ist, dass in diesen keine Gefahr des Verspinnens der Regeneratfasern droht, sondern dass diese Art von Pumpen auch eine so feine Einstellung des Volumenstroms erlaubt, dass diese als Dosierpumpen verwendet werden können. Somit kann für die Mischung der zweiten Suspension mit der ersten Suspension vollständig auf die herkömmlichen Mischbütten mit Rührern verzichtet werden. Stattdessen kann die zweite Suspension mit den Regeneratfasern direkt in den Volumenstrom der ersten Suspension eingedüst werden. Indem die zweite Suspension mit den Regeneratfasern nicht mehr mittels einer herkömmlich verwendeten Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe aus dem zweiten Tank gepumpt und durch keine Mischbütte mit einem Rührer geführt wird, entstehen die eingangs genannten Probleme der Verspinnung nicht mehr. Als positiven Nebeneffekt kann bei der erfindungsgemäßen Lösung der Bauraum für die Mischbütten und die damit verbundenen Kosten, insbesondere die Kosten für die elektrische Antriebsenergie der Rührer in den Mischbütten, eingespart werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass auch die erste Suspension mit den natürlichen Zellstofffasern mittels einer volumetrischen Pumpe, insbesondere mittels einer Exzenterschneckenpumpe, aus dem ersten Tank in den Volumenstrom der zweiten Suspension befördert wird, wobei die erste Suspension auf dem gesamten Förderweg zwischen dem ersten Tank und dem Stoffauflauf durch keine ein Rührwerk umfassende Mischbütte geführt wird. Zwar neigen die natürlichen Zellstofffasern in der ersten Suspension wegen ihrer geringeren Länge nicht zum Verspinnen, aber auch hier gilt, dass durch den Verzicht auf die Mischbütten Bauraum und Kosten eingespart werden können.
Jedoch kann es in einer alternativen Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass mehrere erste Suspensionen mit natürlichen Zellstofffasern in mehreren ersten Tanks bereitgestellt werden, wobei sich vorzugsweise die natürlichen Zellstofffasern in den verschiedenen ersten Suspensionen voneinander unterscheiden. Beispielsweise können sie sich hinsichtlich ihrer Faserlänge voneinander unterscheiden. In diesem Fall kann es von Vorteil sein, wenn die mehreren ersten Suspensionen in wenigstens einer ein Rührwerk umfassenden Mischbütte miteinander gemischt werden, bevor sie weiter in den Volumenstrom der zweiten Suspension befördert werden.
Als besonders geeignet haben sich die als Viskose und als Lyocell bekannten Regeneratfasern für die Herstellung der nassgelegten Vliesstoffbahnen erwiesen.
Insbesondere um Vorteile der langen Regeneratfasern für die umweltfreundliche Festigkeitsgebung der nassgelegten Vliesstoffbahn wirksam nutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass in der Maschine zur Herstellung der nassgelegten Vliesstoffbahn eine Wasserstrahlvernadelung der Vliesstoffbahn erfolgt. Hierdruch kann der Herstellungsprozess gezielt derart ausgebildet sein, dass die fertige nassgelegte Vliesstoffbahn in Wasser dispergierbar ist. Hinsichtlich der Dispergierbarkeit und wie sich diese bestimmen lässt, wird auf die Offenbarung der Druckschrift EP2985375A1 verwiesen.
Zudem ist es vorteilhaft, um die fertige nassgelegte Vliesstoffbahn bedenkenlos als „flushable wipe“ auch über die Toilette entsorgen zu können, wenn alle Fasern und etwaige weitere Hilfsstoffe, aus denen die nassgelegte Vliesstoffbahn gebildet wird, so ausgewählt sind, dass die fertige nassgelegte Vliesstoffbahn biologisch abbaubar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ferner eine Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, welche ausgebildet ist, das zuvor beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, umfassend: einen ersten Tank für eine erste Suspension mit natürlichen Zellstofffasern, einen zweiten Tank für eine zweite Suspension mit regenerierten Cellulose-Fasern, eine Zusammenführstelle zum Zusammenführen der ersten Suspension und der zweiten Suspension zur Erzeugung eines Gemisches, einen Stoffauflauf, welches mit dem Gemisch beschickt wird, und eine Formierpartie zum Entwässern Gemisches, wobei sich die Anlage erfindungsgemäß dadurch besonders auszeichnet, dass sie ferner eine volumetrische Pumpe, insbesondere eine Exzenterschneckenpumpe umfasst, um die zweite Suspension mit den regenerierten Cellulose-Fasern aus dem zweiten Tank in den Volumenstrom der ersten Suspension zu befördern, wobei die Anlage auf dem gesamten Förderweg der zweiten Suspension von dem zweiten Tank bis zum Stoffauflauf frei ist von einer ein Rührwerk umfassenden Mischbütte.
Insbesondere kann die Anlage ferner eine Wasserstrahlvernadelungsvorrichtung zum Vernadeln der nassgelegten Vliesstoffbahn aus den zuvor genannten vorteilhaften Gründen umfassen. Die Formierpartie ist vorzugsweise als Schrägsiebformer ausgebildet. Ferner kann die Anlage einen Trockner und/oder einen Aufwickler umfassen. Im Übrigen gelten die oben genannten Weiterbildungen und Vorteile auch für die erfindungsgemäße Anlage.
Die vorliegende Erfindung und weitere Vorteile selbiger werden nachfolgend anhand von lediglich schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen dabei: Fig. 1 eine konventionelle Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, und
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn.
Figur 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte, herkömmliche Anlage 10' zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, wobei hier lediglich der vordere Teil bis zum Stoffauflauf 12' dargestellt ist. Hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen des hinteren Teils der Anlage bis zur Aufrollung wird zum Beispiel auf die Ausführungen in der Druckschrift WO 2015/000687 A1 aus dem Haus der Anmelderin verwiesen. In diesem Beispiel werden nur zwei Arten von Fasern gemischt, nämlich natürliche Zellstofffasern, die in Form einer wässrigen Suspension in einem ersten Tank 14' bereitgestellt werden, und regenerierte Cellulose-Fasern, die ebenfalls in Form einer wässrigen Suspension in einem zweiten Tank 16' bereitgestellt werden. Die beiden wässrigen Suspensionen werden jeweils mittels einer herkömmlichen Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe 18' zu einer ersten Mischbütte 20' mit einem Rührer 22' gepumpt. Dort werden die beiden Suspensionen mit den natürlichen Zellstofffasern und den regenerierten Cellulose- Fasern miteinander erstmalig vermischt. In der Regel folgen dieser ersten Mischbütte 20' noch weitere Mischbütten 20' mit entsprechenden Rührern 22‘, so zum Beispiel, wie in Figur 1 gezeigt, eine zweite Mischbütte 20' und eine dritte und letzte Mischbütte 20‘, die auch als Maschinenbütte bezeichnet wird. In den Bütten 20' kann bereits Wasser hinzugeben werden, die die Faserkonzentration in der Suspensionsmischung zu verringern. Nach der letzten Mischbütte 20' kann die Mischung wahlweise in einen Vorverdünnungstank 24' oder daran vorbei geleitet werden. In dem Vorverdünnungstank 24' befindet sich in erster Linie weiters Wasser. Anschließend kann die Mischung wieder wahlweise in einen Siebwassertank 26' oder daran vorbei geleitet werden. Im letzteren Fall kann die Mischung entweder vor oder hinter einer Pumpe 18' dem Wasser aus dem Siebwassertank 26' zugefügt werden. In den Siebwassertank 26‘, welcher auch Englisch „White Water Tank“ genannt wird, kommt zusätzlich das sogenannte Siebwasser aus der Formierpartie, also das Wasser, welches durch ein Formiersieb hindurchgelaufen ist und im Prozesskreislauf zurückgepumpt wird. Schließlich gelangt die durch das Wasser aus dem Vorverdünnungstank 24' und dem Siebwassertank 26' stark verdünnte Fasersuspensionsmischung zum Stoffauflauf 12‘, von wo aus es zwecks Bildung der eigentlichen Vliesstoffbahn in einer hier nicht mehr gezeigten Formierpartie auf ein Formiersieb aufgebracht und dort entwässert wird. Dies geschieht vorzugsweise in einem Schrägsiebformer.
Bei dieser Anlage kann das Problem auftreten, dass die die langen regenerierten Cellulose-Fasern in der Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe 18‘, mit welcher sie aus dem zweiten Tank 16' herausgepumpt werden, und/oder am Rührer 22' einer der Mischbütten 20' verspinnen können. Dies führt dann zu einer aufwändigen Reinigung und verursacht entsprechende Produktionsstillstände bzw. -ausfälle.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines vorderen Teils einer Anlage 10 zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, analog zu Figur 1 , jedoch diesmal von einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Dieselben Bauteile weisen in Figur 2 dieselben Bezugszeichen wie in Figur 1 auf, jedoch ohne einen Strich. Insofern wir zu diesen Bauteilen auf die Ausführungen oben zur Figur 1 verwiesen.
Anders als in Figur 1 weist die in Figur 2 dargestellte Anlage 10 keine Mischbütten 20' mit Rührern 22' auf. Zudem wurden die Rotations- bzw. Zentrifugalpumpen 18‘, welche die Suspension aus dem ersten Tank 14 bzw. dem zweiten Tank 16 pumpen, jeweils durch eine volumetrische Pumpe 28, und um genauer zu sein, durch eine Exzenterschneckenpumpe 28, ersetzt. Die erste Suspension mit den natürlichen Zellstofffasern aus dem ersten Tank 14 wird direkt in die Leitung eingedüst, welche den Vorverdünnungstank 24 mit dem Siebwassertank 26 verbindet, beispielsweise vor der dazwischen angeordneten Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe 18. Die zweite Suspension mit den Regeneratfasern aus dem zweiten Tank 16 wird wahlweise ebenfalls in die Leitung eingedüst, welche den Vorverdünnungstank 24 mit dem Siebwassertank 26 verbindet, und/oder in die Leitung, welche den Siebwassertank 26 mit dem Stoffauflauf 12 verbindet. Dabei kann die Eindüsung entweder vor und/oder hinter einer jeweiligen Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe 18 stattfinden. Durch die extrem starke Verdünnung der Suspensionsmischung mit dem Wasser aus dem Vorverdünnungstank 24 und/oder Siebwassertank 26 ist die Gefahr eines Verspinnens der Regeneratfasern hier nur noch gering. In der erfindungsgemäß hinter dem zweiten Tank vorgesehenen volumetrischen Pumpe 28 besteht ebenfalls so gut wie keine Gefahr einer Verspinnung der langen Regeneratfasern, ebenso wie keine Gefahr mehr an den Rührern 22' der Mischbütten 20' besteht, auf die erfindungsgemäß im Förderweg von der zweiten Suspension aus dem zweiten Tank 16 bis zum Stoffauflauf 12 vollständig verzichtet wird.
Indem bei dieser Ausführungsform keine Mischbütten 20' mit Rührern 22' vorgesehen werden, lassen sich - gegenüber der Ausführungsform aus Figur 1 gemäß dem Stand der Technik - als positiver Nebeneffekt Bauraum und Kosten sparen, insbesondere auch Kosten für den Strom zum Antreiben der Rührer 22‘.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines vorderen Teils einer Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, analog zu den Figuren 1 und 2, jedoch diesmal von einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Dieselben Bauteile weisen in Figur 3 dieselben Bezugszeichen wie in Figur 1 auf, jedoch ohne einen Strich, bzw. dieselben Bezugszeichen wie in Figur 2. Insofern wir zu diesen Bauteilen auf die Ausführungen oben zu den Figuren 1 und 2 verwiesen.
Anders als in der ersten Ausführungsform gemäß Figur 2 weist die zweite Ausführungsform gemäß Figur 3 zwei erste Tanks 14 auf. Jeder der beiden ersten Tanks 14 ist mit einer ersten Suspension mit natürlichen Zellstofffasern gefüllt, wobei sich jedoch die Zellstofffasern in den beiden Tanks 14 voneinander unterscheiden. Zum Beispiel können in dem einen Tank 14 natürliche Zellstofffasern kürzerer Faserlänge als im anderen Tank 14 beinhaltet sein.
Die ersten Suspensionen beider erster Tanks 14 können über mehrere Mischbütten 20 mit Rührern 22 im Wesentlichen auf dieselbe Weise vermischt werden, wie es dies oben in Figur 1 im Hinblick auf die erste Suspension und die zweite Suspension beschrieben wurde. Dabei können die beiden ersten Suspensionen auch mittels einer jeweiligen Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe 18 aus den beiden ersten Tanks 14 gepumpt werden. Für die im Vergleich zu den Regeneratfasern stets sehr kurzen Fasern aus natürlichem Zellstoff besteht hier keine Gefahr eines Verspinnens. Danach kann die Mischung aus den beiden ersten Suspensionen wahlweise in den Vorverdünnungstank 24 und/oder daran vorbei in die Verbindungsleitung zwischen dem Vorverdünnungstank 24 und den Siebwassertank 26 geleitet werden.
Wichtig ist bei dieser Ausführungsform, dass auch hier erfindungsgemäß, wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Figur 2, die zweite Suspension mit den regenerierten Cellulose-Fasern mittels einer volumetrischen Pumpe 28, insbesondere mittels einer Exzenterschneckenpumpe, aus dem zweiten Tank 16 in den Volumenstrom der ersten Suspension befördert wird, wobei die zweite Suspension auf dem gesamten Förderweg zwischen dem zweiten Tank 16 und dem Stoffauflauf 12 durch keine ein Rührwerk 22' umfassende Mischbütte 20' geführt wird. Dies verringert die Gefahr von Verspinnungen der Regeneratfasern in der Anlage 10. Die zweite Suspension aus dem zweiten Tank 16 kann dabei so geführt werden, wie dies in dem ersten Ausführungsbeispiel mit Hinblick auf Figur 2 oben beschrieben wurde.
Bezuqszeichenliste
10, 10' Anlage zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn
12, 12' Stoffauflauf
14, 14' erster Tank
16, 16' zweiter Tank
18, 18' Rotations- bzw. Zentrifugalpumpe
20, 20' Mischbütte
22, 22' Rührer
24, 24' Vorverdünnungstank
26, 26' Siebwassertank
28 volumetrische Pumpe (Exzenterschneckenpumpe)

Claims

1 . Verfahren zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer ersten Suspension mit natürlichen Zellstofffasern in einem ersten Tank (14),
Bereitstellen einer zweiten Suspension mit regenerierten Cellulose-Fasern in einem zweiten Tank (16), Zusammenführen der ersten Suspension und der zweiten Suspension zur Erzeugung eines Gemisches,
Zuführen des Gemisches zu einem Stoffauflauf (12) und Entwässern Gemisches in der Formierpartie einer Maschine zur Herstellung der nassgelegten Vliesstoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Suspension mit den regenerierten Cellulose-Fasern mittels einer volumetrischen Pumpe (28), insbesondere mittels einer Exzenterschneckenpumpe (28), aus dem zweiten Tank (16) in den Volumenstrom der ersten Suspension befördert wird, wobei die zweite Suspension auf dem gesamten Förderweg zwischen dem zweiten Tank (16) und dem Stoffauflauf (12) durch keine ein Rührwerk (22‘) umfassende Mischbütte (20‘) geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auch die erste Suspension mit den natürlichen Zellstofffasern mittels einer volumetrischen Pumpe (28), insbesondere mittels einer Exzenterschneckenpumpe (28), aus dem ersten Tank (14) in den Volumenstrom der zweiten Suspension befördert wird, wobei die erste Suspension auf dem gesamten Förderweg zwischen dem ersten Tank (14) und dem Stoffauflauf (12) durch keine ein Rührwerk (22‘) umfassende Mischbütte (20‘) geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Suspensionen mit natürlichen Zellstofffasern in mehreren ersten Tanks (12) bereitgestellt werden, wobei sich vorzugsweise die natürlichen Zellstofffasern in den verschiedenen ersten Suspensionen voneinander unterscheiden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren ersten Suspensionen in wenigstens einer ein Rührwerk (22) umfassenden Mischbütte (20) miteinander gemischt werden, bevor sie weiter in den Volumenstrom der zweiten Suspension befördert werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die regenerierten Cellulose-Fasern Viskose und/oder Lyocell umfassen oder daraus bestehen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Maschine zur Herstellung der nassgelegten Vliesstoffbahn eine Wasserstrahlvernadelung der Vliesstoffbahn erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Herstellungsprozess derart ausgebildet ist, dass die fertige nassgelegte Vliesstoffbahn in Wasser dispergierbar ist.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Fasern und etwaige weitere Hilfsstoffe, aus denen die nassgelegte Vliesstoffbahn gebildet wird, so ausgewählt sind, dass die fertige nassgelegte Vliesstoffbahn biologisch abbaubar ist.
9. Anlage (10) zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, welche ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen, umfassend: einen ersten Tank (14) für eine erste Suspension mit natürlichen Zellstofffasern, einen zweiten Tank (16) für eine zweite Suspension mit regenerierten Cellulose-Fasern, eine Zusammenführstelle zum Zusammenführen der ersten Suspension und der zweiten Suspension zur Erzeugung eines Gemisches, einen Stoffauflauf (12), welches mit dem Gemisch beschickt wird, und eine Formierpartie zum Entwässern Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (10) ferner eine volumetrische Pumpe (28), insbesondere eine Exzenterschneckenpumpe (28) umfasst, um die zweite Suspension mit den regenerierten Cellulose-Fasern aus dem zweiten Tank (16) in den Volumenstrom der ersten Suspension zu befördern, wobei die Anlage (10) auf dem gesamten Förderweg der zweiten Suspension von dem zweiten Tank (16) bis zum Stoffauflauf (12) frei ist von einer ein Rührwerk (22‘) umfassenden Mischbütte (20‘).
10. Anlage (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Wasserstrahlvernadelungs- vorrichtung zum Vernadeln der nassgelegten Vliesstoffbahn umfasst.
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