EP1397587A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mit einer dreidimensionalen oberflächenstruktur versehen faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mit einer dreidimensionalen oberflächenstruktur versehen faserstoffbahn

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EP1397587A1
EP1397587A1 EP02758205A EP02758205A EP1397587A1 EP 1397587 A1 EP1397587 A1 EP 1397587A1 EP 02758205 A EP02758205 A EP 02758205A EP 02758205 A EP02758205 A EP 02758205A EP 1397587 A1 EP1397587 A1 EP 1397587A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
embossing
fibrous web
suction
web
approximately
Prior art date
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EP02758205A
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English (en)
French (fr)
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EP1397587B1 (de
Inventor
Thomas Thoröe SCHERB
Harald Dos Pássaros SCHMIDT-HEBBEL
Jeffrey Herman
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Priority to EP05109470A priority Critical patent/EP1626121A1/de
Priority to EP05109471A priority patent/EP1626122B1/de
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Publication of EP1397587B1 publication Critical patent/EP1397587B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0254—Cluster presses, i.e. presses comprising a press chamber defined by at least three rollers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in particular tissue or hygiene web.
  • the aim of the invention is to provide an improved method and an improved device of the type mentioned at the outset, with which a high quality of the end product can be achieved in an economical and correspondingly cost-effective manner even without the use of a larger TAD drying device.
  • a corresponding quality should be achieved in particular with regard to the water retention capacity, the water absorption speed, the volume (bulk), etc.
  • this object is achieved by a method for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in particular a tissue or hygiene web, in which the fibrous web is pressed, for example sucked, and thereby pre-embossed on an embossing tape at a dry content ⁇ 35% by means of a first pressure field then, for further dewatering and drying by means of a further pressure field, is pressed again on an embossing tape in order to fix the three-dimensional surface structure and strength.
  • embossing screen or an embossing membrane is preferably used as the embossing or structure tape (“imprinting fabric”, “structured fabric”).
  • the fibrous web is pre-embossed after the forming area.
  • the fibrous web is formed on the embossing tape used for the pre-embossing.
  • the fibrous web can also be transferred to the embossing tape used for pre-embossing.
  • embossing tape is preferably used for pre-embossing and for fixing the surface structure. In principle, however, separate embossing tapes can also be used for this.
  • a preferred practical embodiment of the method according to the invention is characterized in that at least three flow devices arranged one behind the other in the web running direction are used, in the area of which at least the fibrous web is exposed to a particular flow, in particular air flow, the flow directions relating to the fibrous web in the different flow devices are at least partially different or opposite to each other.
  • a concept with at least three flow-through devices is conceivable in which the flow-through direction of at least one flow-through device, based on the web, deviates from the flow-through direction of the other flow-through device (web top / bottom).
  • all throughflow devices can each include a suction device.
  • at least one of the flow-through devices comprises a suction device and at least one air press.
  • a first throughflow device can be a suction device second throughflow device comprise an air press and a third throughflow device again comprises a suction device.
  • a respective suction device can in particular each comprise a suction roller, a suction box and / or the like.
  • At least one suction device is advantageously used, in which the pressure difference ⁇ p is in a range from approximately 0.2 to approximately 0.4 bar.
  • the temperature is preferably ⁇ 220 ° C, in particular ⁇ 180 ° C and preferably ⁇ 150 ° C.
  • the air flow velocity through the fibrous web is preferably less than or equal to 15 15 m / s, particularly in the case of very fine coverings. As a result, this means a significantly lower energy requirement and a significantly lower system outlay than with the conventional TAD process.
  • the residence time of the fibrous web in the suction area is advantageously ⁇ 0.5 s, in particular ⁇ 0.4 s and preferably ⁇ 0.3 s.
  • At least the first pressure field is generated by means of a suction element arranged on the side of the embossing tape facing away from the fibrous web, in order to suck the fibrous web into the surface structure of the embossing tape.
  • a so-called wet vacuum can in particular be used as the suction element.
  • the fibrous web is pressed gently in the further pressure field, ie preferably over a lengthened length in the web running direction.
  • the further pressure field is preferably generated by means of a press nip.
  • this press nip can be produced, for example, between a drying cylinder and a counter element, the fibrous web guided through the press nip being in contact with the surface of the drying cylinder and resting on the embossing belt with its other side.
  • a so-called Yankee cylinder can in particular be used as the drying cylinder.
  • a shoe press unit can be used as the counter element interacting with the drying cylinder, which comprises a flexible band guided over a press shoe in the area of the press nip.
  • a shoe press roll provided with a flexible roll jacket is preferably used as the shoe press unit.
  • a preferably soft band or fine-pored covering with a capillary effect (capillary fabric), in particular felt, provided within the loop of the embossing band is passed through the press nip which generates the further pressure field.
  • the soft felt can, for example, be a felt with a foamed layer which, as will be explained in more detail below, contributes to the dewatering of the fibrous web due to its capillary action.
  • a preferred practical embodiment of the method according to the invention is characterized in that the pre-embossed fibrous web is dried on the drying cylinder or Yankee cylinder, the fibrous web is creped and / or the fibrous web is then wound up.
  • the dry content at which the fibrous web is pre-embossed is and / or the dry content at which the three-dimensional surface structure is fixed is selected in each case ⁇ 35%, in particular ⁇ 30% and preferably ⁇ 25%.
  • this increases the water retention capacity and the volume sustainably, which means that even when using the end product, for example a tissue or hygiene web in question, the desired embossing is still present.
  • the advantage of a higher water retention capacity for towel tissue (towel paper) also comes into play when the end product in question is used.
  • a suction device is used between the suction element generating the first pressure field and the press nip generating the further pressure field, and the fibrous web is guided together with an embossing tape both over the suction device and through the press nip. It is advantageous if the suction device has a curved surface and the fibrous web and the embossing tape are guided over this curved surface.
  • a suction roller can be used as the suction device.
  • the felt is expediently passed through the press nip between the embossing band and the flexible band of the shoe press unit.
  • the felt which is particularly soft, is also passed over the suctioned device. Since the suction effect of the suctioned device is reduced accordingly, this is preferably assigned a hood under excess pressure in order to support the negative pressure effect of the suctioned device. Further advantages result from the relatively long joint guidance of felt and embossing tape, since the capillary action of the felt is used for dewatering the fibrous web over a longer distance.
  • the felt can, for example, be conditioned by means of a suction device, in particular by means of a suction box, before it is brought together with the embossing tape carrying the fibrous web.
  • Appropriate conditioning can increase the dry content of the felt and clean the felt.
  • the embossing tape can in particular in front of the suction device, i.e. for example, the suction roll, are guided over the suction element or the wet suction device in order to suck the fibrous web into the three-dimensional surface structure of the embossing tape and thus to imprint this structure on the tape.
  • the suction element in question brings with it a corresponding increase in dryness.
  • the felt is brought together with the embossing tape carrying the fibrous web only after the suctioned device.
  • the suction device is not wrapped in the felt, which increases the suction effect of this device and increases the dry content accordingly.
  • the wet molding effect is retained through the gentler drainage through the so-called TissueFlex, which works in comparison to a shoe press roller with lower pressure and longer dwell time.
  • the length of the press nip of the shoe press comprising the drying cylinder and the shoe press unit viewed in the web running direction is selected to be greater than a value of approximately 80 mm and the shoe press is designed such that a pressure profile with a maximum press pressure results over the press nip length, which is less than or equal to a value of approximately 2.5 MPa. This ensures gentle pressing, which prevents the structure created in the fibrous web, for example tissue or hygiene web, from being flattened out again.
  • a suction roller can be used, which is preferably associated with a pressure hood.
  • At least one dewatering screen with zonally different screen permeability is used in the forming area.
  • the drainage screen in question can in particular be provided as an external screen.
  • a corresponding design of the method is particularly advantageous in the production of towel tissue.
  • the screen produces a fine structure which increases the water absorption rate and, in conjunction with the embossing according to the invention, brings about an increased water retention capacity.
  • a former with two circulating drainage belts which converge to form a material inlet gap and over a forming element such as in particular a forming roller are guided, and a dewatering sieve with zonal different sieve permeability is used as the outer band not coming into contact with the forming element and / or as the inner band.
  • a dewatering sieve with zonal different sieve permeability is used as the outer band not coming into contact with the forming element and / or as the inner band.
  • an embossing band can be used as the inner band and preferably a drainage sieve with zonal different sieve permeability as the outer band.
  • the fibrous web is preferably taken over by the inner band by means of an embossed band.
  • Wet embossing in a tissue machine provided with an embossing tape is also particularly about achieving the desired dry content.
  • the web can be wet embossed in front of the press by means of the embossing tape, for example by means of a suction box.
  • an embossing tape for example embossing screen or embossing membrane, is guided through the press nip, which is structured in such a way that this embossing tape has a smaller area portion of raised or closed zones compared to the area portion of recessed zones or holes results and correspondingly a smaller area of the fibrous web is pressed in the press nip.
  • an embossing tape can advantageously be used in which the proportion of areas in raised or closed zones is ⁇ 40% and is preferably in a range from approximately 25 to approximately 30%.
  • An embossing tape is expediently used in which the raised zones and the recessed zones are offset by offsets, i.e. by crossing points from weft and warp threads, a sieve fabric.
  • an embossing membrane can also be used, for example, in which the raised and recessed zones result from the holes. In this case it is advantageous that 100% of the surface is pressed around the holes and that there is a higher strength.
  • the embossing tape in question can be guided together with the fibrous web again, for example, over a drying cylinder, in particular a Yankee cylinder.
  • a shoe press unit can in particular be used again as the counter element interacting with the drying cylinder.
  • the length of the press nip viewed in the direction of web travel and the pressure profile resulting from the length of the press nip can in particular be selected again as previously stated.
  • the water absorbency can be improved by 50%, and taking this into account, a TAD towel quality water absorbency can be achieved.
  • the quality of the paper results from the lower compression of the web due to the smaller proportion of the area in the raised zones, and not from a TAD dryer.
  • the permeability of the web results from the stretching of the web into the tissue structure by means of the suction element, whereby so-called “pillows" are generated, which increase the water absorption capacity and the volume accordingly.
  • a relatively complex and correspondingly expensive TAD dryer is therefore no longer required.
  • TAD drum and air flow system The function of the TAD drum and air flow system is to dry the web and therefore the appropriate dry content must be achieved in order to wet stamp in a conventional machine, i.e. especially a conventional tissue machine.
  • At least one fine-pored covering with a capillary effect is used, which can be, for example, a felt or a sieve with a foamed layer .
  • the foam coating can in particular be selected such that pores result in a range from approximately 3 to approximately 6 ⁇ m.
  • the corresponding capillary action is therefore used for dewatering.
  • the covering in question for example a felt, can be provided, for example, with a special foam layer which gives the surface very narrow pores, the diameter of which can be, for example, from about 3 to about 6 ⁇ m.
  • the air permeability of this covering is very low.
  • the natural capillary effect is used to drain the web while it is in contact with the fabric.
  • a fine-pored covering e.g. Sieve or felt with a foamed layer, together with an embossing tape and a fibrous web lying between them, are guided around a suction roller, the fine-pored covering preferably being in contact with the suction roller.
  • the fine-pored covering can, for example, be a suction roll with a diameter of e.g. about 2 to 3 m or more suction rolls with a smaller diameter, preferably two suction rolls with a diameter of about 2 m each, for example.
  • the dwell time of the web in the area of the suction roll or the suction rolls should expediently be greater than approximately 0.15 s and less than approximately 0.40 s.
  • the suction roll in question can be subjected to a vacuum on its underside, for example, or a suction salt with an associated siphon discharge can be used. In particular with a smaller diameter, the water can also be thrown into a channel by centrifugal force, for example. Drainage using the capillary action has already been described in US Pat. No. 5,701,682.
  • the capillary element in question is part of the suction roll here. The use of a fine-pored covering with capillary effect results in the following advantages in comparison with a roller with capillary effect:
  • roller shell is more open than a foamed shell.
  • the suction device can in particular be assigned a hood that is under overpressure in order to support the vacuum effect of the suction device.
  • the fibrous web for expelling water by means of gas pressure is passed together with an embossing tape at least once, preferably twice, through a pressure space which is delimited by at least four rollers arranged in parallel and into which a compressed gas is introduced.
  • the fibrous web is preferably guided through the pressure chamber together with the embossing tape and a membrane.
  • the pressure difference ( ⁇ p) is> 0.1 bar, in particular> 0.2 bar and preferably> 0.3 bar.
  • the pressure difference ( ⁇ p) can in particular be in a range from approximately 0.2 bar to approximately 0.4 bar.
  • an open area of approximately 20% is advantageously provided.
  • a fine-pored covering e.g. Sieve or felt with a foamed layer.
  • a pressure difference can prevail as before.
  • the open area here is preferably very small, so that there is a very small air volume flow.
  • the vacuum dewatering takes place in such a way that an air volume flow ⁇ 50, in particular 20 20, in particular 5 5 and above 3 m 3, preferably ⁇ 1 - (to almost zero - -).
  • m min m min
  • the device according to the invention for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in particular tissue or hygiene web is accordingly characterized in that that the fibrous web at a dry content ⁇ 35% is pressed onto an embossing tape by means of a first pressure field, for example by suction and thereby pre-embossed, and then a further measure is pressed onto an embossing tape for further dewatering and drying by means of another pressure field in order to increase the three-dimensional surface structure and strength fix.
  • the invention can be used in particular in crescent formers, duo formers, C-wrap formers, S-wrap formers and in the production of multi-layer and multi-layer tissue.
  • FIG. 1 is a schematic partial representation of a device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure
  • FIG. 2 shows a schematic partial representation of a modified embodiment of the device, in which the felt is not passed over the suction device
  • Fig. 3 is a schematic partial representation of an embodiment of an apparatus for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in a dewatering device is additionally provided, in which the capillary action of a fine-pored covering such as a felt with a foamed layer is used for dewatering,
  • Fig. 4 is a schematic partial representation of a further embodiment of a device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in which a dewatering device is additionally provided in which the capillary action of a fine-pored fabric such as e.g. a felt with a foamed layer is used,
  • a dewatering device is additionally provided in which the capillary action of a fine-pored fabric such as e.g. a felt with a foamed layer is used
  • FIG. 5 shows a schematic partial representation of an embodiment of a device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in which a displacement press is additionally provided,
  • Fig. 6 is a schematic partial representation of an embossing tape with a smaller area portion of raised zones and compared to the area portion of recessed zones
  • FIG. 7 shows a schematic section through a press nip through which the embossing tape shown in FIG. 6 is passed together with the fibrous web and a preferably soft felt.
  • 1 shows a schematic partial representation of a device 10 for producing a fibrous web 12 provided with a three-dimensional surface structure (cf. also FIG. 7), which can be, in particular, a paper web and preferably a tissue or hygiene web.
  • the fibrous web 12 is pressed at a dry content ⁇ 35% by means of a first pressure field I onto an embossed or structured belt 14, e.g. sucked, and thereby pre-embossed and then pressed again for further drainage and drying by means of a further pressure field II on the embossing tape 14 in order to fix the three-dimensional surface structure and strength.
  • An embossing screen can in particular be provided as the embossing belt 14.
  • the same embossing tape 14 is provided for embossing and for fixing the surface structure.
  • the first pressure field I is generated by means of a suction element 16 arranged on the side of the embossing belt 14 facing away from the fibrous web 12, as a result of which the fibrous web 12 is sucked into the surface structure of the embossing belt 14.
  • the suction element 16 can in particular be provided as a suction box or wet vacuum cleaner.
  • the fibrous web 12 is preferably pressed gently, ie in particular over a lengthened length in the web running direction L.
  • the further pressure field II can be generated in particular by means of a press nip 18, which is formed between a drying cylinder 20 and a counter element 22.
  • the through the Pressnip 18 guided fibrous web 12 is in contact with the surface 20 'of the drying cylinder 20. The other side of it lies against the embossing belt 14.
  • a Yankee cylinder can in particular be provided as the drying cylinder 20.
  • a shoe press unit 22 is preferably provided as the counter element interacting with the drying cylinder 20, which comprises a flexible band 26 guided in the region of the press nip 18 via a press shoe 24.
  • a shoe press roll provided with a flexible roll jacket 26 is provided as the shoe press unit 22.
  • a preferably soft band 28 or a fine-pored covering with capillary effect (capillary fabric), in particular a soft felt or a soft foam felt, can be guided through the press nip 18 within the loop of the embossing band 14.
  • This soft band 28 or fine-pored covering thus runs between the embossing band 14 and the flexible band 26 of the shoe press unit 22.
  • the fibrous web 12 can be dried on the drying cylinder 20, ie for example on a Yankee cylinder. In addition, the fibrous web 12 can be creped. Finally, the web 12 can be wound up by appropriate means.
  • the dry content at which the fibrous web 12 is pre-embossed and / or the dry content at which the three-dimensional surface structure is fixed is ⁇ 35% and can in particular be ⁇ 30% and preferably ⁇ 25%.
  • a suction device 30 is provided between the suction element 16 and the press nip 18, which device can in particular be a suction roller.
  • the fibrous web 12 is guided together with the embossing tape 14 both over the suction device 30 and through the press nip 18.
  • the fine-pored covering or in the present case e.g. the felt 28 is guided between the embossing belt 14 and the flexible belt 26 of the shoe press unit 22 through the press nip 18.
  • the felt 28 is not only guided through the press nip 18, but also over the suctioned device 30. Since the suction effect of the device 30 is reduced by the resistance of the felt 28, the suction device 30 can be assigned a hood under pressure to support the vacuum effect of the suction device 30.
  • a suction device 32 in particular a suction box or the like, can be provided for conditioning the felt 28.
  • this suction device 32 which is used for felt conditioning, is arranged in front of the suctioned device 30, in the area of which the felt 28 is brought together with the embossing tape 14 carrying the fibrous web 12.
  • the suction device 32 is preferably in front (representation in solid lines) of a lower one Deflection roller 72 arranged. In principle, however, an arrangement behind this lower deflection roller 72 is also possible (broken line 32 ').
  • the capillary action of the felt 28 removes water from the fibrous web 12 over a longer distance.
  • the felt 28 is conditioned beforehand by the suction device 32, as a result of which its dryness is increased and the felt is cleaned.
  • the embossing tape 14 is guided over the suction element 16, which, in addition to increasing the dry content, causes the fibrous web 12 to be pre-stamped. This is sucked into the three-dimensional surface structure of the embossing belt or screen 14, as a result of which the structure is impressed on the web.
  • FIG. 2 differs from that of FIG. 1 essentially only in that the felt 28 is only brought together with the embossing tape 14 carrying the fibrous web 12 after the device 30 has been vacuumed.
  • the suctioned device 30 is not wrapped around by the felt 28, whereby its suction effect is increased and the dry content is increased accordingly.
  • the wet embossing effect is retained through the relatively gentle drainage of the TissueFlex, in which the pressure is lower than in a conventional shoe press.
  • this embodiment can be designed at least essentially as that according to FIG. 1. So is the suction device here 32 is preferably arranged again in front (representation in solid lines) of the lower deflection roller 72, although in principle an arrangement behind this lower deflection roller 72 is also possible (dashed representation 32 ').
  • Fig. 3 shows a schematic partial representation of an embodiment in which a dewatering device 34 is additionally provided, in which a fine-pored covering 36 with capillary effect is used for dewatering, which is e.g. can be a felt or a sieve with a foamed layer.
  • a particular foam coating can in particular be selected so that pores in a range from approximately 3 to approximately 6 ⁇ m result.
  • the fine-pored covering 36 is guided around a larger suction roller 38 together with an embossing tape 14 and fibrous web 12 lying therebetween, the fine-pored covering 36 preferably being in contact with the suction roller 38.
  • the suction roller 38 wrapped in the fine-pored covering 36 can, for example, have a diameter of approximately 2 to approximately 3 m.
  • the suction roller 38 can be subjected to a vacuum on its underside. Basically, a suction siphon can also be assigned to the suction roller 38.
  • the relevant means are designated by "40" in FIG.
  • At least one dewatering screen with zonally different screen permeability can be provided in the forming area.
  • a former with two circumferential drainage belts 14, 42 is provided, the inner belt 14 being used simultaneously as Embossing tape is used.
  • the two dewatering belts 14, 42 converge to form a stock inlet gap 44 and are guided over a forming element 46, such as, in particular, a forming roller.
  • the embossing band 14 is formed by the inner band of the former coming into contact with the forming element 46.
  • the outer band 42 which does not come into contact with the forming element 46, can in particular be provided as a drainage screen with zonally different screen permeability.
  • the pulp suspension is introduced into the stock inlet gap 44 by means of a headbox 48.
  • a pickup or separating element 50 is provided behind the forming element 46, by means of which the web is held on the embossing belt 14 when it is separated from the dewatering belt 42.
  • a suction element 16 (solid representation) is again provided in front of the device 34 with capillary action, through which the fibrous web 12 is pressed onto the embossing tape 14. However, this suction element can also be arranged between the device 34 with capillary action and the suctioned device or suction roller 30 (dashed line 16 ').
  • a soft tape or a fine-pored covering with a capillary effect is again z. B. felt 28, through the press nip 18 formed between a drying cylinder 20 and a shoe press unit 22.
  • the soft band is again guided around the suctioned device 30 in accordance with the embodiment according to FIG. 1.
  • this soft band 28 can also be act again as a fine-pored covering with a capillary effect, for example a felt with a corresponding capillary effect (capillary feit).
  • the felt 28 can, for example, be conditioned again via a suction device or a so-called UHLE box.
  • the drying cylinder 20 can in particular again be a Yankee cylinder.
  • a drying hood 52 can be assigned to this drying cylinder 20.
  • the dry content of the fibrous web before the dewatering device 34 with capillary action is about 10 to about 25%, in the area after this device 34 e.g. about 30 to about 40%.
  • the embodiment shown in FIG. 4 initially differs from that according to FIG. 3 in that the fibrous web 12 is taken over by the embossing belt 14 from an inner belt 54 of the former.
  • this inner band 54 or the outer band 42 of the former can again be provided as a drainage screen with zonally different screen permeability.
  • the two circulating dewatering belts 42, 54 converge again to form a material inlet gap 44, again being guided over a forming element 46, in particular a forming roller.
  • the stock inlet gap 44 is again loaded with fiber suspension.
  • the fibrous suspension is fed from below in the present case.
  • a pickup or separating element is again provided within the loop of the embossing belt 14, by means of which the fibrous web 12 is held on the embossing belt when it is separated from the inner belt 54 of the former.
  • the suction element 16 provided within the loop of the embossing belt 14 is arranged in front of the dewatering device 34 with a capillary action, although in principle an arrangement after this device 34 is also possible.
  • the felt 28 is missing.
  • the dry content of the fibrous web in the present exemplary embodiment is approximately 10 to approximately 25% in the area of the pickup element 50, approximately 15 to approximately 30% in the area in front of the dewatering device 34 and approximately 35 to approximately 45% in the area after this device 34.
  • this embodiment can have at least essentially the same structure as the elements shown in FIG. 3. Corresponding elements are assigned the same reference numerals.
  • FIG. 5 shows a schematic partial representation of an embodiment of the device 10, in which a displacement press 56 is provided.
  • the fibrous web 12 is led at least once through a pressure chamber 58 to expel water by means of gas pressure with the embossing belt 14, said pressure chamber being delimited by at least four rollers 60-66 arranged in parallel and into which a compressed gas can be introduced.
  • the fibrous web 12 is preferably guided through the pressure chamber 58 together with the embossing tape 14 and a membrane 68.
  • the membrane 68 forms the inner belt of the former, which again comprises a forming element 46, such as in particular a forming roller, in the area of which the inner belt 68, which is provided as the membrane, and the outer belt 42 converge to form a material inlet gap 44, which by means of a headbox 48 with a fiber suspension is loaded.
  • a forming element 46 such as in particular a forming roller
  • the fibrous web 12 together with the embossing belt 14 is again guided over a suction device 30, in particular a suction roll, and through the press nip 18 formed between a drying cylinder 20, in particular a Yankee cylinder, and a shoe press unit 22.
  • a drying hood 52 is again assigned to the drying cylinder or Yankee cylinder 20.
  • the first pressure field I by means of which the fibrous web 12 is pressed onto the embossing tape 14 at a dry content ⁇ 50% and correspondingly pre-embossed, can be generated, for example, by the air press 56.
  • the proportion of the area in raised or closed zones 68 can in particular be ⁇ 40% and preferably be in a range from approximately 25 to approximately 30%.
  • the raised zones 68 and the recessed zones can e.g. by crossing points from weft and warp threads, a sieve fabric.
  • a corresponding structuring results through the holes 74.
  • Fig. 6 shows a schematic partial representation of a corresponding embossing tape 14, e.g. Embossing felt or embossing membrane, with a smaller area portion of raised or closed zones 68 compared to the area portion of recessed zones or holes 74.
  • embossing tape 14 e.g. Embossing felt or embossing membrane
  • the thickness d of the stamping membrane shown in the right part of Fig. 6 can e.g. about 1 to about 3 mm.
  • the open area can in particular be greater than 50% and expediently greater than 60% and preferably be in a range from approximately 70% to approximately 75%.
  • the membrane expediently consists of a material which is resistant to the fiber chemistry. For example, it can consist of polyester.
  • FIG. 7 shows a schematic section through a press nip 18 through which the embossing tape 14 shown in FIG. 6 together with the fibrous web 12 and a preferably soft tape or felt 28 is carried out.
  • This soft band 28 is in contact with the flexible band 26 of the shoe press unit, which is guided in the area of the press nip 18 via a press shoe 24, via which the desired contact pressure can be applied.
  • the fibrous web 12 lies against the drying cylinder 20, preferably a Yankee cylinder.
  • the fibrous web 12 is embossed even before the nip. As can be seen from FIG. 7, it is already in contact with the embossing tape before the nip.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen
Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn.
Das Einprägen einer dreidimensionalen Struktur in die Oberfläche einer Papierbahn, insbesondere einer Tissuebahn insbesondere von Hand- Tissue, ist bekannt (siehe beispielsweise WO 99/47749, WO 01 / 18307). Ferner ist bekannt, dass durch eine sogenannte Durchströmungstrocknung (TAD = Through Air Drying) eine sehr gute Papierqualität erreichbar ist. Von Nachteil ist jedoch, dass der Einsatz von TAD-Trocknern sehr aufwendig und entsprechend teuer ist.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen insbesondere auch ohne den Einsatz einer größeren TAD -Trocknungseinrichtung auf wirtschaftliche und entsprechend kostengünstige Weise eine hohe Qualität des Endproduktes erreichbar ist. Dabei soll insbesondere hinsichtlich des Wasserrückhaltevermögens, der Wassraufnahmegeschwin- digkeit, des Volumens (bulk) usw. eine entsprechende Qualität erreicht werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, bei dem die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes auf ein Prägeband gedrückt, z.B. gesaugt, und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes ein weiteres Mal auf ein Prägeband gedrückt wird, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festigkeit zu fixieren.
Aufgrund dieser Ausgestaltung wird in der betreffenden Faserstoffbahn, d.h. insbesondere der betreffenden Papier-, Tissue- oder Hygienebahn, eine nachhaltige dreidimensionale Oberflächenstruktur erzeugt, die auch noch nach dem Trocknungsprozeß in der gewünschten Weise in der Bahn, d.h. beispielsweise in dem Papier, vorhanden ist. Der Einsatz eines aufwendigen und entsprechend teuren TAD-Verfahrens ist nicht mehr erforderlich. Auch ohne eine solche TAD -Trocknungseinrichtung kann nunmehr insbesondere eine nachhaltige Oberflächenstruktur beispielsweise einer Tissue- oder Hygienebahn nach dem Formierbereich oder Formierzone erzeugt werden.
Als Präge- oder Strukturband ("imprinting fabric", "structured fabric") wird vorzugsweise ein Prägesieb oder eine Prägemembran verwendet.
Im allgemeinen wird die Faserstoffbahn nach dem Formierbereich vorgeprägt. In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn auf dem zum Vorprägen verwendeten Prägeband gebildet wird. Die Faserstoffbahn kann jedoch auch auf das zum Vorprägen verwendete Prägeband übertragen werden.
Zum Vorprägen und zum Fixieren der Oberflächenstruktur wird vorzugsweise dasselbe Prägeband verwendet. Grundsätzlich können hierzu jedoch auch getrennte Prägebänder eingesetzt werden.
Eine bevorzugte praktische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest drei in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnete Durchströmeinrichtungen eingesetzt werden, in deren Bereich zumindest die Faserstoffbahn einer jeweiligen Durchströmung, insbesondere Luftdurchströmung, ausgesetzt ist, wobei die auf die Faserstoffbahn bezogenen Durchströmrichtungen bei den verschiedenen Durchströmeinrichtungen zumindest teilweise unterschiedlich oder einander entgegengesetzt sind. Es ist also insbesondere ein Konzept mit zumindest drei Durchströmeinrichtungen denkbar, bei dem die Durchströmrichtung zumindest einer Durchströmeinrichtung, bezogen auf die Bahn, von der Durchströmrichtung der anderen Durchströmeinrichtung abweicht (Bahnoberseite/ -Unterseite) .
Bei diesem Konzept können beispielsweise sämtliche Durchströmeinrichtungen jeweils eine Saugeinrichtung umfassen. Es ist jedoch auch eine solche Variante des genannten Konzepts denkbar, bei der von den Durchströmeinrichtungen wenigstens eine eine Saugeinrichtung und wenigstens eine eine Luftpresse umfasst. So kann beispielsweise in Bahnlaufrichtung betrachtet eine erste Durchströmeinrichtung eine Saugeinrichtung, eine zweite Durchströmeinrichtung eine Luftpresse und eine dritte Durchströmeinrichtung wieder eine Saugeinrichtung umfassen.
Eine jeweilige Saugeinrichtung kann insbesondere jeweils eine Saugwalze, einen Saugkasten und/ oder dergleichen umfassen.
Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Saugeinrichtung eingesetzt, bei der die Druckdifferenz Δp in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,4 bar liegt. Die Temperatur ist vorzugsweise ≤ 220°C, insbesondere < 180°C und vorzugsweise < 150°C. Die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Faserstoffbahn ist insbesondere bei sehr feinen Bespannungen vorzugsweise kleiner ≤ 15 m/s. Dies bedeutet im Ergebnis einen deutlich geringeren Energiebedarf und einen deutlich geringeren anlagentechnischen Aufwand als beim herkömmlichen TAD-Verfahren. Die Verweilzeit der Faserstoffbahn im Saugbereich ist vorteilhafterweise < 0,5 s, insbesondere < 0,4 s und vorzugsweise ≤ 0,3 s.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird zumindest das erste Druckfeld mittels eines auf der von der Faserstoffbahn abgewandten Seite des Prägebandes angeordneten Saugelements erzeugt, um die Faserstoffbahn in die Oberflächenstruktur des Prägebandes zu saugen. Dabei kann als Saugelement insbesondere ein sogenannter Nasssauger verwendet werden.
Von Vorteil ist auch, wenn die Faserstoffbahn in dem weiteren Druckfeld sanft, d.h. vorzugsweise über eine in Bahnlaufrichtung verlängerte Strecke hinweg, gepresst wird. Das weitere Druckfeld wird vorzugsweise mittels eines Pressnips erzeugt. Um ein möglichst sanftes Pressen der Bahn zu bewerkstelligen, kann dieser Pressnip beispielsweise zwischen einem Trockenzylinder und einem Gegenelement erzeugt werden, wobei die durch den Pressnip geführte Faserstoffbahn in Kontakt mit der Oberfläche des Trockenzylinders ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband anliegt. Als Trockenzylinder kann insbesondere ein sogenannter Yankee-Zylinder verwendet werden. Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement kann insbesondere eine Schuhpresseinheit verwendet werden, die ein im Bereich des Pressnips über einen Pressschuh geführtes flexibles Band umfasst. Dabei wird als Schuhpresseinheit vorzugsweise eine mit einem flexiblen Walzenmantel versehene Schuhpresswalze verwendet.
Vorteilhafterweise wird ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes vorgesehenes, vorzugsweise weiches Band oder feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt (capillary fabric), insbesondere Filz, durch den das weitere Druckfeld erzeugenden Pressnip geführt. Bei dem weichen Filz kann es sich beispielsweise um einen Filz mit geschäumter Schicht handeln, die, wie weiter unten noch näher erläutert wird, aufgrund ihrer Kapillarwirkung zur Entwässerung der Faserstoffbahn beiträgt.
Eine bevorzugte praktische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die vorgeprägte Faserstoffbahn auf dem Trockenzylinder bzw. Yankee-Zylinder getrocknet, die Faserstoffbahn gekreppt und/ oder die Faserstoffbahn anschließend aufgewickelt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Trockengehalt, bei dem die Faserstoffbahn vorgeprägt wird, und/ oder der Trockengehalt, bei dem die dreidimensionale Oberflächenstruktur fixiert wird, jeweils < 35 %, insbesondere < 30 % und vorzugsweise < 25 % gewählt. Damit wird u.a. das Wasserrückhaltevermögen und das Volumen nachhaltig erhöht, was bedeutet, dass auch beim Gebrauch des Endproduktes, beispielsweise einer betreffenden Tissue- oder Hygienebahn, die gewünschte Prägung noch vorhanden ist. Insbesondere der Vorteil eines höheren Wasserrückhaltevermögens für Handtuch-Tissue (towel paper) kommt also auch noch beim Gebrauch des betreffenden Endproduktes zur Geltung.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen dem das erste Druckfeld erzeugenden Saugelement und dem das weitere Druckfeld erzeugenden Pressnip eine besaugte Einrichtung verwendet und die Faserstoffbahn zusammen mit einem Prägeband sowohl über die besaugte Einrichtung als auch durch den Pressnip geführt. Dabei ist es von Vorteil, wenn die besaugte Einrichtung eine gekrümmte Fläche besitzt und die Faserstoffbahn und das Prägeband über diese gekrümmte Fläche geführt werden. Als besaugte Einrichtung kann beispielsweise eine Saugwalze verwendet werden.
Der Filz wird zweckmäßigerweise zwischen dem Prägeband und dem flexiblen Band der Schuhpresseinheit durch den Pressnip geführt.
In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn der insbesondere weiche Filz auch über die besaugte Einrichtung geführt wird. Da hier die Saugwirkung der besaugten Einrichtung entsprechend reduziert wird, wird dieser vorzugsweise eine unter Überdruck stehende Haube zugeordnet, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung zu unterstützen. Weitere Vorteile ergeben sich aus der relativ langen gemeinsamen Führung von Filz und Prägeband, da über eine längere Strecke hinweg die Kapillarwirkung des Filzes zur Entwässerung der Faserstoffbahn ausgenutzt wird.
Der Filz kann beispielsweise mittels einer Saugeinrichtung, insbesondere mittels eines Saugkastens, konditioniert werden, bevor er mit dem die Faserstoffbahn tragenden Prägeband zusammengeführt wird. Durch eine entsprechende Konditionierung kann insbesondere der Trockengehalt des Filzes erhöht und der Filz gereinigt werden.
Das Prägeband kann insbesondere vor der besaugten Einrichtung, d.h. beispielsweise der Saugwalze, über das Saugelement bzw. den Nasssauger geführt werden, um die Faserstoffbahn in die dreidimensionale Oberflächenstruktur des Prägebandes zu saugen und damit dem Band diese Struktur aufzuprägen. Gleichzeitig bringt das betreffende Saugelement eine entsprechende Trockengehaltssteigerung mit sich.
Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Filz erst nach der besaugten Einrichtung mit dem die Faserstoffbahn tragenden Prägeband zusammengeführt. Die besaugte Einrichtung ist in diesem Fall also nicht vom Filz umschlungen, wodurch der Saugeffekt dieser Einrichtung erhöht und entsprechend der Trockengehalt gesteigert wird. Der Nassprägeeffekt (wet molding effect) bleibt durch die schonendere Entwässerung durch die sogenannte TissueFlex erhalten, die im Vergleich zu einer Schuhpresswalze bei kleinerem Druck und längerer Verweilzeit arbeitet. Von Vorteil ist auch, wenn die in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge des Pressnips der den Trockenzylinder und die Schuhpresseinheit umfassenden Schuhpresse größer als ein Wert von etwa 80 mm gewählt und die Schuhpresse so ausgelegt wird, dass sich über die Pressniplänge ein Druckprofil mit einem maximalen Pressdruck ergibt, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2,5 MPa ist. Damit ist ein sanftes Pressen gewährleistet, mit dem vermieden wird, dass die erzeugte Struktur in der Faserstoffbahn, z.B. Tissue- oder Hygienebahn, wieder herausgeplättet wird.
Wie bereits erwähnt, kann zwischen dem das erste Druckfeld erzeugenden Saugelement und dem Pressnip beispielsweise eine Saugwalze eingesetzt werden, der vorzugsweise eine Druckhaube zugeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Formierbereich wenigstens ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet. Das betreffende Entwässerungssieb kann insbesondere als Außensieb vorgesehen sein. Eine entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens ist insbesondere bei der Herstellung von Handtuch-Tissue (towel tissue) von Vorteil. Das Sieb erzeugt eine feine Struktur, die die Wasseraufnahmegeschwindigkeit erhöht und in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Prägung ein erhöhtes Wasserrückhaltevermögen mit sich bringt.
In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn ein Former mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern verwendet wird, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes zusammenlaufen und über ein Formierelement wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, und als nicht mit dem Formierelement in Kontakt tretendes Außenband und/ oder als Innenband ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet wird. Dabei kann beispielsweise als Innenband ein Prägeband und vorzugsweise als Außenband ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet werden. Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Faserstoffbahn durch ein Prägeband vorzugsweise von dem Innenband übernommen wird.
Beim Nassprägen in einer mit einem Prägeband versehenen Tissue- Maschine geht es insbesondere auch darum, den gewünschten Trockengehalt zu erzielen. Die Bahn kann mittels des Prägebandes beispielsweise mittels eines Saugkastens vor der Presse nassgeprägt werden. Um nun zu vermeiden, dass die dreidimensionale Oberflächenstruktur, die durch die Nassprägung im Bereich des Nasssaugers (wet suction box) vorgeprägt wurde, durch einen kurzzeitigen hohen Druck im Pressnip wieder zerstört wird, wie dies bei einer herkömmlichen Saugpresswalze der Fall ist, wird gemäß einer vorteilhaften praktischen Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens durch den Pressnip ein Prägeband, z.B. Prägesieb oder Prägemembran, geführt, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Prägeband ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend in dem Pressnip ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn gepresst wird. Der kleinere Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt die Bahnbereiche hoher Dichte für die Festigkeit, während der größere Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern, der zumindest im wesentlichen ungepresst bleibt, die gewünschte Wasseraufnahmefähigkeit und das gewünschte Volumen erbringt, wie sie bisher nur durch eine aufwendige und teure Durchströ- mungs- oder TAD-Trocknung erreicht wurden.
Dabei kann vorteilhafterweise ein Prägeband verwendet werden, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen < 40 % ist und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25 bis etwa 30 % liegt.
Zweckmäßigerweise wird ein Prägeband verwendet, bei dem sich die erhabenen Zonen und die zurückgesetzten Zonen durch Kröpfungen, d.h. durch Kreuzungspunkte aus Schuss- und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben. Wie bereits erwähnt kann beispielsweise auch eine Prägemembran verwendet werden, bei sich die erhabenen und zurückgesetzten Zonen durch die Löcher ergeben. In diesem Fall ist von Vorteil, dass 100 % von der Fläche um die Löcher gepresst wird und sich eine höhere Festigkeit ergibt.
Das betreffende Prägeband kann zusammen mit der Faserstoffbahn beispielsweise wieder über einen Trockenzylinder, insbesondere Yankee- Zylinder geführt werden. Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement kann insbesondere wieder eine Schuhpresseinheit eingesetzt werden. Auch die in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge des Pressnips sowie das sich über die Pressniplänge ergebende Druckprofil können insbesondere wieder so gewählt werden, wie dies zuvor angegeben wurde.
Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine um 50% höhere Wasseraufnahmefähigkeit (g H2θ/g Fasern) und ein um 100% höheres Volumen (cm3/g) bei gleicher Zugfestigkeit bei einem Einsatz eines Prägebandes anstelle eines herkömmlichen Filzes im Pressnip vor der Kreppung erreicht werden kann.
Durch Kreppen der Bahn kann die Wasseraufnahmefähigkeit um 50% verbessert werden, und unter Berücksichtigung dieses Umstandes kann eine Wasseraufnahmefähigkeit von TAD-Handtuch-Qualität erreicht werden.
Die Qualität des Papiers ergibt sich infolge der geringeren Pressung der Bahn infolge des kleineren Flächenanteils an erhabenen Zonen, und nicht durch einen TAD-Trockner. Die Permeabilität der Bahn ergibt sich durch das Strecken der Bahn in die Gewebe Struktur mittels des Saugelements, wodurch sogenannte "Kissen" (pillows) erzeugt werden, die die Wasseraufnahmefähigkeit und das Volumen entsprechend erhöhen. Ein relativ aufwendiger und entsprechend teurer TAD-Trockner ist dazu also nicht mehr erforderlich.
Die Funktion der TAD-Trommel und des Luft-Durchströmungssystems besteht darin, die Bahn zu trocknen, und es muß daher der entsprechende Trockengehalt erreicht werden, um das Nassprägen in einer herkömmlichen Maschine, d.h. insbesondere einer herkömmlichen Tissue- Maschine, durchführen zu können.
Um die Rückbefeuchtung zu vermindern und den gewünschten Trockengehalt zu erhalten, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entwässerung der Bahn wenigstens eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt verwendet, bei der es sich z.B. um einen Filz oder ein Sieb mit geschäumter Schicht handeln kann. Die Schaumstoffbeschichtung kann insbesondere so gewählt sein, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm ergeben. Zur Entwässerung wird also die entsprechende Kapillarwirkung ausgenutzt. Die betreffende Bespannung, z.B. ein Filz, kann beispielsweise mit einer speziellen Schaumschicht versehen werden, die der Oberfläche sehr schmale Poren verleiht, deren Durchmesser beispielsweise in dem angegebenen Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm liegen kann. Die Luftdurchlässigkeit dieser Bespannung ist sehr gering. Es wird die natürliche Kapillarwirkung zur Entwässerung der Bahn ausgenutzt, während diese mit der Bespannung in Kontakt ist.
Zweckmäßigerweise wird eine feinporige Bespannung, z.B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, zusammen mit einem Prägeband und dazwischen liegender Faserstoffbahn um eine Saugwalze geführt, wobei die feinporige Bespannung vorzugsweise mit der Saugwalze in Kontakt ist.
Die feinporige Bespannung kann beispielsweise eine Saugwalze mit einem Durchmesser von z.B. etwa 2 bis 3 m oder mehrere Saugwalzen mit kleinerem Durchmesser, vorzugsweise zwei Saugwalzen mit einem Durchmesser von beispielsweise jeweils etwa 2 m, umschlingen. Die Verweilzeit der Bahn im Bereich der Saugwalze bzw. den Saugwalzen soll zweckmäßigerweise größer als etwa 0, 15 s und kleiner als etwa 0,40 s sein.
Die betreffende Saugwalze kann auf deren Unterseite z.B. mit Vakuum beaufschlagt werden, oder es kann eine Saugsalze mit zugeordnetem Siphonabzug verwendet werden. Insbesondere bei einem geringeren Durchmesser kann das Wasser beispielsweise auch durch Zentrifugalkraft in eine Rinne abgeschleudert werden. Eine Entwässerung unter Ausnutzung der Kapillarwirkung ist zwar bereits in der US 5 701 682 beschrieben. Das betreffende Kapillarelement ist hier jedoch Teil der Saugwalze. Die Verwendung einer feinporigen Bespannung mit Kapillar-Effekt ergibt im Vergleich mit einer Walze mit Kapillar-Effekt u.a. die folgenden Vorteile:
bessere Reinigung leichterer Austausch billiger einfachere Wasserentfernung aus der Walze, da der Walzenmantel offener als ein beschäumter Mantel ist.
Trotz der Ausnutzung der Kapillarwirkung zur Entwässerung kann der besaugten Einrichtung insbesondere wieder eine unter Überdruck stehende Haube zugeordnet werden, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung zu unterstützen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Faserstoffbahn zum Austreiben von Wasser mittels Gasdruck zusammen mit einem Prägeband wenigstens einmal, vorzugsweise zweimal, durch einen Druckraum geführt, der von wenigstens vier parallel angeordneten Walzen begrenzt und in den ein Druckgas eingeleitet wird. Dabei wird die Faserstoffbahn vorzugsweise zusammen mit dem Prägeband und einer Membran durch den Druckraum geführt. Das Grundprinzip einer solchen Verdrängungspresse, bei der das Wasser in der Faserstoffbahn durch Luft verdrängt wird, ist beispielsweise in der DE 199 46 972 beschrieben. Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Vakuumentwässerung der Faserstoffbahn, bei der die Druckdifferenz (Δp) > 0, 1 bar, insbesondere > 0,2 bar und vorzugsweise > 0,3 bar ist. Dabei kann die Druckdifferenz (Δp) insbesondere in einem Bereich von etwa 0,2 bar bis etwa 0,4 bar liegen. Im Gegensatz zum herkömmlichen TAD-Verfahren ist vorteilhafterweise eine offene Fläche von ca. 20 % vorgesehen.
Zur Vakuumentwässerung wird vorzugsweise eine feinporige Bespannung, z.B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, eingesetzt. Dabei kann beispielsweise wieder eine solche Druckdifferenz wie zuvor vorherrschen. Die offene Fläche ist hier jedoch vorzugsweise sehr klein, so dass sich ein sehr kleiner Luftvolumenstrom ergibt.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Vakuumentwässerung so, dass sich ein Luftvolumenstrom ≤ 50, insbesondere ≤ 20, insbesondere < 5 und vor- m 3 m 3 zugsweise < 1 — (bis nahezu Null — — ) ergibt. m min m min
Für eine entsprechende, zur Vakuumentwässerung einsetzbare "Spectra"- Membran wurden z.B. 15 m/s gemessen, so dass ein höheres Vakuum benötigt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes auf ein Prägeband z.B. durch Saugen gedrückt und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes ein weiteres Maß auf ein Prägeband gedrückt wird, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festigkeit zu fixieren.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung kann insbesondere bei Crescent-Formern, DuoFormern, C- Wrap-Formern, S-Wrap-Formern sowie bei der Herstellung von mehrschichtigem und mehrlagigem Tissue angewendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn,
Fig. 2 eine schematische Teildarstellung einer abgewandelten Aus- führungsform der Vorrichtung, bei der der Filz nicht über die besaugte Einrichtung geführt ist,
Fig. 3 eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, bei der zusätzlich eine Entwässerungsvorrichtung vorgesehen ist, in der zur Entwässerung die Kapillarwirkung einer feinporigen Bespannung wie z.B. eines Filzes mit geschäumter Schicht ausgenutzt wird,
Fig. 4 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, bei der zusätzlich eine Entwässerungsvorrichtung vorgesehen ist, in der zur Entwässerung die Kapillarwirkung einer feinporigen Bespannung wie z.B. eines Filzes mit geschäumter Schicht ausgenutzt wird,
Fig. 5 eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, bei der zusätzlich eine Verdrängungspresse vorgesehen ist,
Fig. 6 eine schematische Teildarstellung eines Prägebandes mit einem im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen kleineren Flächenanteil an erhabenen Zonen und
Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch einen Pressnip, durch den das in der Fig. 6 dargestellte Prägeband zusammen mit der Faserstoffbahn und einem vorzugsweise weichen Filz hin- durchgeführt ist. Fig. 1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine Vorrichtung 10 zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn 12 (vgl. auch Fig. 7), bei der es sich insbesondere um eine Papierbahn und vorzugsweise um eine Tissue- oder Hygienebahn handeln kann.
Die Faserstoffbahn 12 wird bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes I auf ein Präge- oder Strukturband 14 gedrückt, z.B. gesaugt, und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes II ein weiteres Mal auf das Prägeband 14 gedrückt, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festigkeit zu fixieren. Dabei kann als Prägeband 14 insbesondere ein Prägesieb vorgesehen sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zum Prägen und zum Fixieren der Oberflächenstruktur dasselbe Prägeband 14 vorgesehen.
Das erste Druckfeld I wird mittels eines auf der von der Faserstoffbahn 12 abgewandten Seite des Prägebandes 14 angeordneten Saugelements 16 erzeugt, wodurch die Faserstoffbahn 12 in die Oberflächenstruktur des Prägebandes 14 gesaugt wird. Das Saugelement 16 kann insbesondere als Saugkasten oder Nasssauger vorgesehen sein.
In dem weiteren Druckfeld II wird die Faserstoffbahn 12 vorzugsweise sanft, d.h. insbesondere über eine in Bahnlaufrichtung L verlängerte Strecke hinweg, gepresst. Dabei kann das weitere Druckfeld II insbesondere mittels eines Pressnips 18 erzeugt werden, der zwischen einem Trockenzylinder 20 und einem Gegenelement 22 gebildet ist. Die durch den Pressnip 18 geführte Faserstoffbahn 12 ist hierbei in Kontakt mit der Oberfläche 20' des Trockenzylinders 20. Mit ihrer anderen Seite liegt sie am Prägeband 14 an.
Als Trockenzylinder 20 kann insbesondere ein Yankee-Zylinder vorgesehen sein.
Als mit dem Trockenzylinder 20 zusammenwirkendes Gegenelement ist vorzugsweise eine Schuhpresseinheit 22 vorgesehen, die ein im Bereich des Pressnips 18 über einen Pressschuh 24 geführtes flexibles Band 26 umfasst. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Schuhpresseinheit 22 eine mit einem flexiblen Walzenmantel 26 versehene Schuhpresswalze vorgesehen.
Es ergibt sich somit ein in Bahnlaufrichtung L verlängerter Pressnip 18, wodurch eine relativ sanfte Pressung der Faserstoffbahn 12 erreicht wird.
Innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 14 kann ein vorzugsweise weiches Band 28 oder eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt (capil- lary fabric), insbesondere ein weicher Filz oder ein weicher Schaumfilz, durch den Pressnip 18 geführt sein. Dieses weiche Band 28 bzw. feinporige Bespannung läuft also zwischen dem Prägeband 14 und dem flexiblen Band 26 der Schuhpresseinheit 22.
Die Faserstoffbahn 12 kann auf dem Trockenzylinder 20, d.h. beispielsweise auf einem Yankee-Zylinder, getrocknet werden. Zudem kann die Faserstoffbahn 12 gekreppt werden. Schließlich kann die Bahn 12 durch entsprechende Mittel aufgewickelt werden. Der Trockengehalt, bei dem die Faserstoffbahn 12 vorgeprägt wird, und/ oder der Trockengehalt, bei dem die dreidimensionale Oberflächenstruktur fixiert wird, ist, wie bereits erwähnt, < 35 %, und kann insbesondere < 30 % und vorzugsweise < 25 % sein.
Zwischen dem Saugelement 16 und dem Pressnip 18 ist eine besaugte Einrichtung 30 vorgesehen, bei der es sich insbesondere um eine Saugwalze handeln kann. Die Faserstoffbahn 12 ist zusammen mit dem Prägeband 14 sowohl über die besaugte Einrichtung 30 als auch durch den Pressnip 18 geführt. Die feinporige Bespannung oder im vorliegenden Fall z.B. der Filz 28 ist zwischen dem Prägeband 14 und dem flexiblen Band 26 der Schuhpresseinheit 22 durch den Pressnip 18 geführt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Filz 28 nicht nur durch den Pressnip 18, sondern auch über die besaugte Einrichtung 30 geführt. Da die Saugwirkung der Einrichtung 30 durch den Widerstand des Filzes 28 reduziert wird, kann der besaugten Einrichtung 30 eine unter Überdruck stehende Haube zugeordnet sein, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung 30 zu unterstützen.
Zur Konditionierung des Filzes 28 kann eine Saugeinrichtung 32 wie insbesondere ein Saugkasten oder dergleichen vorgesehen sein. Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, ist diese der Filzkonditionierung dienende Saugeinrichtung 32 vor der besaugten Einrichtung 30 angeordnet, in deren Bereich der Filz 28 mit dem die Faserstoffbahn 12 tragenden Prägeband 14 zusammengeführt wird. Dabei ist die Saugeinrichtung 32 vorzugsweise vor (Darstellung in durchgezogenen Linien) einer unteren Umlenkwalze 72 angeordnet. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Anordnung hinter dieser unteren Umlenkwalze 72 möglich (gestrichelte Darstellung 32').
Durch die relativ lange gemeinsame Führung von Filz 28 und Prägeband 14 wird durch die Kapillarwirkung des Filzes 28 der Faserstoffbahn 12 über eine längere Strecke hinweg Wasser entzogen. Zuvor wird der Filz 28 über die Saugeinrichtung 32 konditioniert, wodurch dessen Trockengehalt erhöht und der Filz gereinigt wird.
Vor der besaugten Einrichtung 30 wird das Prägeband 14 über das Saugelement 16 geführt, was außer einer Trockengehaltssteigerung eine Vorprägung der Faserstoffbahn 12 bewirkt. Diese wird in die dreidimensionale Oberflächenstruktur des Prägebandes bzw. -siebes 14 gesaugt, wodurch der Bahn die Struktur aufgeprägt wird.
Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, dass der Filz 28 erst nach der besaugten Einrichtung 30 mit dem die Faserstoffbahn 12 tragenden Prägeband 14 zusammengeführt wird. Die besaugte Einrichtung 30 wird also in diesem Fall nicht vom Filz 28 umschlungen, wodurch deren Saugeffekt erhöht und entsprechend der Trockengehalt gesteigert wird. Der Nassprä- geeffekt bleibt durch die relativ schonende Entwässerung der TissueFlex erhalten, bei der der Druck im Gegensatz zu einer herkömmlichen Schuhpresse geringer ist.
Im übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen so wie die gemäß Fig. 1 ausgelegt sein. So ist auch hier die Saugeinrichtung 32 vorzugsweise wieder vor (Darstellung in durchgezogenen Linien) der unteren Umlenkwalze 72 angeordnet, wobei grundsätzlich jedoch auch wieder eine Anordnung hinter dieser unteren Umlenkwalze 72 möglich ist (gestrichelte Darstellung 32').
Fig. 3 zeigt in schematischer Teildarstellung eine Ausführungsform, bei der zusätzlich eine Entwässerungsvorrichtung 34 vorgesehen ist, in der zur Entwässerung eine feinporige Bespannung 36 mit Kapillar-Effekt eingesetzt wird, bei der es sich z.B. um einen Filz oder ein Sieb mit geschäumter Schicht handeln kann. Dabei kann eine jeweilige Schaumstoff- beschichtung insbesondere so gewählt sein, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm ergeben.
Im vorliegenden Fall ist die feinporige Bespannung 36 zusammen mit einem Prägeband 14 und dazwischen liegender Faserstoffbahn 12 um eine größere Saugwalze 38 geführt, wobei die feinporige Bespannung 36 vorzugsweise mit der Saugwalze 38 in Kontakt ist. Die von der feinporigen Bespannung 36 umschlungene Saugwalze 38 kann beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2 bis etwa 3 m besitzen. Die Saugwalze 38 kann auf deren Unterseite mit Vakuum beaufschlagbar sein. Grundsätzlich kann der Saugwalze 38 auch ein Siphonabzug zugeordnet sein. Die betreffenden Mittel sind in der Fig.3 mit "40" bezeichnet.
Im Formierbereich kann wenigstens ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen sein.
Im vorliegenden Fall ist ein Former mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern 14, 42 vorgesehen, wobei das Innenband 14 gleichzeitig als Prägeband dient. Die beiden Entwässerungsbänder 14, 42 laufen unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammen und sind über ein Formierelement 46 wie insbesondere eine Formierwalze geführt.
Im vorliegenden Fall wird das Prägeband 14 durch das mit dem Formierelement 46 in Kontakt tretende Innenband des Formers gebildet. Das nicht mit dem Formierelement 46 in Kontakt tretende Außenband 42 kann insbesondere als Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen sein.
Mittels eines Stoffauflaufs 48 wird die Faserstoffsuspension in den Stoffeinlaufspalt 44 eingebracht. Hinter dem Formierelement 46 ist ein Pickup- oder Trennelement 50 vorgesehen, durch das die Bahn bei der Trennung vom Entwässerungsband 42 auf dem Prägeband 14 gehalten wird. Vorzugsweise vor der Einrichtung 34 mit Kapillarwirkung ist wieder ein Saugelement 16 (durchgezogene Darstellung) vorgesehen, durch das die Faserstoffbahn 12 auf das Prägeband 14 gedrückt wird. Dieses Saugelement kann jedoch auch zwischen der Einrichtung 34 mit Kapillarwirkung und der besaugten Einrichtung bzw. Saugwalze 30 angeordnet sein (gestrichelte Darstellung 16').
Zusammen mit der Faserstoffbahn 12 und dem Prägeband 14 wird wieder ein weiches Band oder eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt (capillary fabric) hier z. B. Filz 28, durch den zwischen einem Trockenzylinder 20 und einer Schuhpresseinheit 22 gebildeten Pressnip 18 geführt. Im vorliegenden Fall ist das weiche Band entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 1 auch wieder um die besaugte Einrichtung 30 geführt. Wie bereits erwähnt kann es sich auch bei diesem weichen Band 28 beispiels- weise wieder um eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, z.B. einen eine entsprechende Kapillarwirkung aufweisenden Filz (capillary feit) handeln. Der Filz 28 kann beispielsweise wieder über eine Saugeinrichtung oder eine sogenannte UHLE-Box konditioniert werden. Bei dem Trockenzylinder 20 kann es sich insbesondere wieder um einen Yankee- Zylinder handeln. Dabei kann diesem Trockenzylinder 20 eine Trockenhaube 52 zugeordnet sein.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Entwässerungseinrichtung 34 mit Kapillarwirkung etwa 10 bis etwa 25 %, im Bereich nach dieser Einrichtung 34 z.B. etwa 30 bis etwa 40%.
Die in der Fig. 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß Fig. 3 zunächst dadurch, dass die Faserstoffbahn 12 durch das Prägeband 14 von einem Innenband 54 des Formers übernommen wird. Im vorliegenden Fall kann beispielsweise dieses Innenband 54 oder das Außenband 42 des Formers wieder als Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen sein. Die beiden umlaufenden Entwässerungsbänder 42, 54 laufen wieder unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammen, wobei sie wieder über ein Formierelement 46 wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind. Mittels eines Stoffauflaufs 48 wird der Stoffeinlaufspalt 44 wieder mit Faserstoffsuspension beschickt. Anders als bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 wird die Faserstoffsuspension im vorliegenden Fall jedoch von unten zugeführt. Innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 14 ist wieder ein Pickup- oder Trennelement vorgesehen, durch das die Faserstoffbahn 12 bei der Trennung vom Innenband 54 des Formers auf dem Prägeband gehalten wird.
Das innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 14 vorgesehene Saugelement 16 ist vor der Entwässerungseinrichtung 34 mit Kapillarwirkung angeordnet, wobei grundsätzlich jedoch auch eine Anordnung nach dieser Einrichtung 34 möglich ist.
Im vorliegenden Fall fehlt der Filz 28.
Der Trockengehalt der Faserstoffbahn beträgt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich des Pickup-Elements 50 etwa 10 bis etwa 25 %, im Bereich vor der Entwässerungseinrichtung 34 etwa 15 bis etwa 30 % und im Bereich nach dieser Einrichtung 34 etwa 35 bis etwa 45 %.
Im übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen den gleichen Aufbau besitzen wie die gemäß Fig. 3. Einander entsprechenden Elementen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Fig. 5 zeigt in schematischer Teildarstellung eine Ausführungsform der Vorrichtung 10, bei der eine Verdrängungspresse 56 vorgesehen ist. Dabei wird die Faserstoffbahn 12 zum Austreiben von Wasser mittels Gasdruck mit dem Prägeband 14 wenigstens einmal durch einen Druckraum 58 geführt, der von wenigstens vier parallel angeordneten Walzen 60 - 66 begrenzt und in den ein Druckgas einleitbar ist. Dabei ist die Faserstoffbahn 12 vorzugsweise zusammen mit dem Prägeband 14 und einer Membran 68 durch den Druckraum 58 geführt. Im vorliegenden Fall bildet die Membran 68 das Innenband des Formers, der wieder ein Formierelement 46 wie insbesondere eine Formierwalze umfasst, in deren Bereich das als Membran vorgesehene Innenband 68 und das Außenband 42 unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammenlaufen, der mittels eines Stoffauflaufs 48 mit Faserstoffsuspension beschickt wird.
Im Anschluss an die Luftpresse 56 wird die Faserstoffbahn 12 zusammen mit dem Prägeband 14 wieder über eine besaugte Einrichtung 30, insbesondere eine Saugwalze, und durch den zwischen einem Trockenzylinder 20, insbesondere Yankee-Zylinder, und einer Schuhpresseinheit 22 gebildeten Pressnip 18 geführt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem Trockenzylinder bzw. Yankee-Zylinder 20 wieder eine Trockenhaube 52 zugeordnet.
Im vorliegenden Fall kann das erste Druckfeld I, durch das die Faserstoffbahn 12 bei einem Trockengehalt <50% auf das Prägeband 14 gedrückt und entsprechend vorgeprägt wird, beispielsweise durch die Luftpresse 56 erzeugt werden.
Wie beispielsweise anhand der Fig. 6 und 7 zu erkennen ist, kann das jeweilige durch den Pressnip 18 geführte Prägeband 14, z.B. Prägesieb (vgl. insbesondere den linken Teil der Fig. 6) oder Prägemembran (vgl. insbesondere den rechten Teil der Fig. 6), so strukturiert sein, dass sich für dieses Prägeband 14 ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern 74 kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen 68 ergibt und entsprechend in dem Pressnip 18 ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn 12 gepresst wird.
Dabei kann der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen 68 insbesondere <40% sein und vorzugsweise einem Bereich von etwa 25 bis etwa 30% liegen.
Die erhabenen Zonen 68 und die zurückgesetzten Zonen können sich beispielsweise durch Kröpfungen, d.h. durch Kreuzungspunkte aus Schuss- und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben. Im Fall der im rechten Teil der Fig. 6 wiedergegebenen Pressmembran ergibt sich eine entsprechende Strukturierung durch die Löcher 74.
Fig. 6 zeigt eine schematische Teildarstellung eines entsprechenden Prägebandes 14, z.B. Prägefilz oder Prägemembran, mit einem im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern 74 kleineren Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen 68.
Die Dicke d der im rechten Teil der Fig. 6 dargestellten Prägemembran kann z.B. etwa 1 bis etwa 3 mm betragen. Die offene Fläche kann insbesondere größer als 50 % und zweckmäßigerweise größer als 60 % sein und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 70 % bis etwa 75 % liegen. Die Membran besteht zweckmäßigerweise aus einem gegen die Faserstoffchemie resistenten Material. Sie kann beispielsweise aus Polyester bestehen.
Fig. 7 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Pressnip 18, durch den das in der Fig. 6 dargestellte Prägeband 14 zusammen mit der Faserstoffbahn 12 und einem vorzugsweise weichen Band bzw. Filz 28 hin- durchgeführt ist. Dabei ist dieses weiche Band 28 in Kontakt mit dem flexiblen Band 26 der Schuhpresseinheit, das im Bereich des Pressnips 18 über einen Pressschuh 24 geführt ist, über den die gewünschte Anpresskraft aufgebracht werden kann.
Die Faserstoffbahn 12 liegt am Trockenzylinder 20, vorzugsweise einem Yankee-Zylinder, an.
In der Fig. 7 sind überdies die sich infolge der erhabenen Zonen 68 ergebenden Presszonen 70 zu erkennen.
Die Faserstoffbahn 12 ist schon vor dem Nip geprägt. Wie anhand der Fig. 7 zu erkennen ist, liegt sie schon vor dem Nip am Prägeband an.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung Faserstoffbahn Prägeband Saugelement Pressnip Trockenzylinder, Yankee-Zylinder Oberfläche Gegenelement, Schuhpresseinheit Press schuh flexibles Band, flexibler Walzenmantel weiches Band oder feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, weicher Filz besaugte Einrichtung, Saugwalze Saugeinrichtung, Saugwalze Entwässerungseinrichtung mit Kapillarwirkung feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, Filz mit geschäumter Schicht große Saugwalze Vakuum, Siphonabzug Entwässerungsband Stoffeinlaufspalt Formierelement, Formierwalze Stoffauflauf Pickup- oder Trennelement Trockenhaube inneres Entwässerungssieb 56 Luftpresse
58 Druckraum
60 Walze
62 Walze
64 Walze
66 Walze
68 erhabene Zonen
70 Presszonen
72 Umlenkwalze
74 Löcher d Dicke
L Bahnlaufrichtung
I erstes Druckfeld
II weiteres Druckfeld

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, bei dem die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes auf ein Prägeband gedrückt und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes ein weiteres Mal auf ein Prägeband gedrückt wird, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festigkeit zu fixieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Prägeband ein Prägesieb verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Prägeband eine Prägemembran verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn nach dem Formierbereich vorgeprägt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn auf dem zum Prägen verwendeten Prägeband gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn auf das zum Vorprägen verwendete Prägeband übertragen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zum Vorprägen und zum Fixieren der Oberflächenstruktur dasselbe Prägeband verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest drei in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnete Durchströmeinrichtungen eingesetzt werden, in deren Bereich zumindest die Faserstoffbahn einer jeweiligen Durchströmung, insbesondere Luftdurchströmung, ausgesetzt ist, wobei die auf die Faserstoffbahn bezogenen Durchströmrichtungen bei den verschiedenen Durchströmeinrichtungen zumindest teilweise unterschiedlich oder einander entgegengesetzt sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass sämtliche Durchströmeinrichtungen jeweils eine Saugeinrichtung umfassen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass von den Durchströmeinrichtungen wenigstens eine eine Saugeinrichtung und wenigstens eine eine Luftpresse umfasst.
11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in Bahnlaufrichtung betrachtet eine erste Durchströmeinrichtung eine Saugeinrichtung, eine zweite Durchströmeinrichtung eine Luftpresse und eine dritte Durchströmeinrichtung wieder eine Saugeinrichtung umfasst.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Saugeinrichtung eine Saugwalze, einen Saugkasten und /oder dergleichen umfasst.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung eingesetzt wird, bei der die Druckdifferenz (Δp) in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,4 bar liegt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung eingesetzt wird, in deren Bereich die Temperatur < 220 °C, insbesondere < 180 °C und vorzugsweise < 150 °C ist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung eingesetzt wird, bei der die Luftdurchströmungsgeschwindigkeit durch die Faserstoffbahn vorzugsweise bei sehr feinen Bespannungen < 15 m/s und insbesondere < 8m/s ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung eingesetzt wird, bei der die Verweilzeit der Faserstoffbahn im Saugbereich < 0,5 s, insbesondere < 0,4 s und vorzugsweise < 0,3 s ist.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest das erste Druckfeld mittels eines auf der von der Faserstoffbahn abgewandten Seite des Prägebandes angeordneten Saugelements erzeugt wird, um die Faserstoffbahn in die Oberflächenstruktur des Prägebandes zu saugen.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Saugelement ein Nasssauger verwendet wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn in dem weiteren Druckfeld sanft, d.h. vorzugsweise über eine in Bahnlaufrichtung verlängerte Strecke hinweg, gepresst wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das weitere Druckfeld mittels eines Pressnips erzeugt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der das weitere Druckfeld bildende Pressnip zwischen einem Trockenzylinder und einem Gegenelement erzeugt wird, wobei die durch den Pressnip geführte Faserstoffbahn in Kontakt mit der O- berfläche des Trockenzylinders ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband anliegt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Trockenzylinder ein Yankee-Zylinder verwendet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement eine Schuhpresseinheit verwendet wird, die ein im Bereich des Pressnips über einen Pressschuh geführtes flexibles Band umfasst.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Schuhpresseinheit eine mit einem flexiblen Walzenmantel versehene Schuhpresswalze verwendet wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes vorgesehenes, vorzugsweise weiches Band (28) oder feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, insbesondere Filz, durch den das weitere Druckfeld erzeugenden Pressnip geführt wird.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die vorgeprägte Faserstoffbahn auf dem Trockenzylinder getrocknet, dass die Faserstoffbahn gekreppt und/ oder dass die Faserstoffbahn anschließend aufgewickelt wird.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Trockengehalt, bei dem die Faserstoffbahn vorgeprägt wird, und/ oder der Trockengehalt, bei dem die dreidimensionale Oberflächenstruktur fixiert wird, jeweils < 35 %, insbesondere < 30 % und vorzugsweise < 25 % gewählt wird.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem das erste Druckfeld erzeugenden Saugelement und dem das weitere Druckfeld erzeugenden Pressnip eine besaugte Einrichtung verwendet wird und dass die Faserstoffbahn zusammen mit einem Prägeband sowohl über die besaugte Einrichtung als auch durch den Pressnip geführt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die besaugte Einrichtung eine gekrümmte Fläche besitzt und die Faserstoffbahn und das Prägeband über diese gekrümmte Fläche geführt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als besaugte Einrichtung eine Saugwalze verwendet wird.
31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz zwischen dem Prägeband und dem flexiblen Band der Schuhpresseinheit durch den Pressnip geführt wird.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz auch über die besaugte Einrichtung geführt wird.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der besaugten Einrichtung eine unter Überdruck stehende Haube zugeordnet wird, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung zu unterstützen.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz mittels einer Saugeinrichtung, insbesondere mittels eines Saugkastens, konditioniert wird, bevor er mit dem die Faserstoffbahn tragenden Prägeband zusammengeführt wird.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz erst nach der besaugten Einrichtung mit dem die Faserstoffbahn tragenden Prägeband zusammengeführt wird.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge des Pressnips der den Trockenzylinder und die Schuhpresseinheit umfassenden Schuhpresse größer als ein Wert von etwa 80 mm gewählt und die Schuhpresse so ausgelegt wird, dass sich über die Pressniplänge ein Druckprofil mit einem maximalen Pressdruck ergibt, der kleiner o- der gleich einem Wert von etwa 2,5 MPa ist.
37. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass im Formierbereich wenigstens ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet wird.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Former mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern verwendet wird, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes zusammenlaufen und über ein Formierelement wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, und dass als nicht mit dem Formierelement in Kontakt tretendes Außenband und/ oder als Innenband ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet wird.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Innenband ein Prägeband und vorzugsweise als Außenband ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet wird.
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn durch ein Prägeband vorzugsweise von dem
Innenband übernommen wird.
41. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass durch den Pressnip ein Prägeband, z.B. Prägesieb oder Prägemembran, geführt wird, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Prägeband ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. ge- schlossenen Zonen ergibt und entsprechend in dem Pressnip ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn gepresst wird.
42. Verfahren nach Anspruch 41 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Prägeband verwendet wird, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen <40% ist und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25 % bis etwa 30% liegt.
43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Prägeband verwendet wird, bei dem sich die erhabenen Zonen und die zurückgesetzten Zonen durch Kröpfungen, d.h. durch Kreuzungspunkte aus Schuss- und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben.
44. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Entwässerung der Bahn wenigstens eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt verwendet wird.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Entwässerung der Bahn wenigstens ein Filz oder Sieb mit geschäumter Schicht verwendet wird.
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumstoffbeschichtung so gewählt ist, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μ m ergeben.
47. Verfahren nach Anspruch 45 oder 46, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die feinporige Bespannung, z.B. Sieb oder Filz, mit geschäumter Schicht, zusammen mit einem Prägeband und dazwischen liegender Faserstoffbahn um wenigstens eine Saugwalze geführt wird, wobei die feinporige Bespannung vorzugsweise mit der Saugwalze in Kontakt ist.
48. Verfahren nach einem Ansprüche 45 bis 47, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die feinporige Bespannung eine Saugwalze mit einem Durchmesser von etwa 2 bis etwa 3 m oder mehrere Saugwalzen mit kleinerem Durchmesser, vorzugsweise zwei Saugwalzen mit einem Durchmesser von beispielsweise jeweils etwa 2 m, umschlingt.
49. Verfahren nach einem Ansprüche 45 bis 48, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Saugwalze auf deren Unterseite mit Vakuum beaufschlagt wird.
50. Verfahren nach einem Ansprüche 45 bis 48, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Saugwalze mit zugeordnetem Siphonabzug verwendet oder das Wasser durch Zentrifugalkraft in eine Rinne abgeschleudert wird.
51. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn zum Austreiben von Wasser mittels Gasdruck zusammen mit einem Prägeband wenigstens einmal und vorzugsweise zweimal durch einen Druckraum geführt wird, der von wenigstens vier parallel angeordneten Walzen begrenzt und in den ein Druckgas eingeleitet wird.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn zusammen mit dem Prägeband und einer
Membran durch den Druckraum geführt wird.
53. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dicke der Prägemembran etwa 1 bis etwa 3 mm beträgt und/ oder dass die offene Fläche dieser Prägemembran größer als 50 % und zweckmäßigerweise größer als 60 % ist und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 70 % bis etwa 75 % liegt.
54. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Vakuumentwässerung der Faserstoffbahn erfolgt, bei der die Druckdifferenz (Δp) > 0,1 bar, insbesondere > 0,2 bar und vorzugsweise > 0,3 bar ist.
55. Verfahren nach Anspruch 54, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckdifferenz (Δp) in einem Bereich von etwa 0,2 bar bis etwa 0,4 bar liegt.
56. Verfahren nach Anspruch 54 oder 55, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Vakuumentwässerung eine feinporige Bespannung, z.B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, eingesetzt wird.
57. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vakuumentwässerung so erfolgt, dass sich ein Luftvolumenstrom < 50, insbesondere < 20, insbesondere < 5 und vor- m zugsweise < 1 — ergibt. m min
58. Vorrichtung (10) zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn (12), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, bei der die Faserstoffbahn (12) bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes (I) auf ein Prägeband (14) gedrückt und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes (II) ein weiteres Mal auf ein Prägeband (14) gedrückt wird, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festigkeit zu fixieren.
59. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Prägeband (14) ein Prägesieb vorgesehen ist.
60. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Prägeband (14) eine Prägemembran vorgesehen ist.
61. Vorrichtung nach Anspruch 59 oder 60, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) nach dem Formierbereich geprägt wird.
62. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) auf dem zum Prägen verwendeten Prägeband (14) gebildet wird.
63. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) auf das zum Vorprägen verwendete Prägeband (14) übertragen wird.
64. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zum Vorprägen und zum Fixieren der Oberflächenstruktur dasselbe Prägeband (14) vorgesehen ist.
65. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest drei in Bahnlaufrichtung (L) hintereinander angeordnete Durchströmeinrichtungen (16, 38, 30) vorgesehen sind, in deren Bereich zumindest die Faserstoffbahn (12) einer jeweiligen Durchströmung, insbesondere Luftdurchströmung, ausgesetzt ist, wobei die auf die Faserstoffbahn (12) bezogenen Durchströmrichtungen bei den verschiedenen Durchströmeinrichtungen (16, 38, 30) zumindest teilweise unterschiedlich oder einander entgegengesetzt sind.
66. Vorrichtung nach Anspruch 65, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass sämtliche Durchströmeinrichtungen (16, 38, 30) jeweils eine Saugeinrichtung umfassen.
67. Vorrichtung nach Anspruch 65 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass von den Durchströmeinrichtungen (16, 38, 30) wenigstens eine eine Saugeinrichtung und wenigstens eine eine Luftpresse umfasst.
68. Vorrichtung nach Anspruch 67 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet eine erste Durchströmeinrichtung (16) eine Saugeinrichtung, eine zweite Durchströmeinrichtung (38) eine Luftpresse und eine dritte Durchströmeinrichtung (30) wieder eine Saugeinrichtung umfasst.
69. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die jeweilige Saugeinrichtung eine Saugwalze, einen Saugkasten und /oder dergleichen umfasst.
70. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung (38) vorgesehen ist, bei der die Druckdifferenz (Δp) in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,4 bar liegt.
71. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung (38) vorgesehen ist, in dessen Bereich die Temperatur < 220 °C, insbesondere < 180 °C und vorzugsweise < 150 °C ist.
72. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung (38) vorgesehen ist, bei der die Luftdurchströmungsgeschwindigkeit durch die Faserstoffbahn (12) vorzugsweise bei sehr feinen Bespannungen < 15 m/s und insbesondere < 8m/s ist.
73. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Saugeinrichtung (38) vorgesehen ist, bei der die Verweilzeit der Faserstoffbahn (12) im Saugbereich < 0,5 s, insbesondere < 0,4 s und vorzugsweise < 0,3 s ist.
74. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest das erste Druckfeld (I) mittels eines auf der von der Faserstoffbahn (12) abgewandten Seite des Prägebandes (14) angeordneten Saugelements (16) erzeugt ist, um die Faserstoffbahn (12) in die Oberflächenstruktur des Prägebandes (14) zu saugen.
75. Vorrichtung nach Anspruch 74, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Saugelement (14) ein Nasssauger vorgesehen ist.
76. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) in dem weiteren Druckfeld (II) sanft, d.h. vorzugsweise über eine in Bahnlaufrichtung (L) verlängerte Strecke hinweg, gepresst wird.
77. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das weitere Druckfeld (II) mittels eines Pressnips (18) erzeugt ist.
78. Vorrichtung nach Anspruch 77, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der das weitere Druckfeld (II) bildende Pressnip (18) zwischen einem Trockenzylinder (20) und einem Gegenelement (22) vorgesehen ist, wobei die durch den Pressnip (18) geführte Faserstoffbahn (12) in Kontakt mit der Oberfläche (20') des Trockenzylinders (20) ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband anliegt.
79. Vorrichtung nach Anspruch 78, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Trockenzylinder (20) ein Yankee-Zylinder vorgesehen ist.
80. Vorrichtung nach Anspruch 78 oder 79, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (20) zusammenwirkendes Gegenelement (22) eine Schuhpresseinheit vorgesehen ist, die ein im Bereich des Pressnips (18) über einen Pressschuh (24) geführtes flexibles Band (26) umfasst.
81. Vorrichtung nach Anspruch 80, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Schuhpresseinheit eine mit einem flexiblen Walzenmantel (26) versehene Schuhpresswalze vorgesehen ist.
82. Vorrichtung nach Anspruch 78 oder 79, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (20) zusammenwirkendes Gegenelement (22) eine Saugpresswalze mit weichem Belag und/ oder geringem Anpressdruck vorgesehen ist.
83. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes (14) vorgesehenes, vorzugsweise weiches Band (28), insbesondere Filz, durch den das weitere Druckfeld (II) erzeugenden Pressnip (18) geführt ist.
84. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass Mittel vorgesehen sind, um die vorgeprägte Faserstoffbahn (12) auf dem Trockenzylinder (20) zu trocknen, die Faserstoffbahn zu kreppen und /oder die Faserstoffbahn (12) anschließend aufzuwickeln.
85. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Trockengehalt, bei dem die Faserstoffbahn (12) vorgeprägt wird, und/ oder der Trockengehalt, bei dem die dreidimensionale Oberflächenstruktur fixiert wird, jeweils < 35 %, insbesondere < 30 % und vorzugsweise < 25 % ist.
86. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem das erste Druckfeld (I) erzeugenden Saugelement (16) und dem das weitere Druckfeld (II) erzeugenden Pressnip (18) eine besaugte Einrichtung (30) vorgesehen ist und dass die Faserstoffbahn (12) zusammen mit einem Prägeband (14) sowohl über die besaugte Einrichtung als auch durch den Pressnip (18) geführt ist.
87. Vorrichtung nach Anspruch 86, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die besaugte Einrichtung (30) eine gekrümmte Fläche besitzt und die Faserstoffbahn (12) und das Prägeband (14) über diese gekrümmte Fläche geführt sind.
88. Vorrichtung nach Anspruch 87, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als besaugte Einrichtung (30) eine Saugwalze vorgesehen ist.
89. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz (28) zwischen dem Prägeband (14) und dem flexiblen Band (26) der Schuhpresseinheit (22) durch den Pressnip (18) geführt ist.
90. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz (28) auch über die besaugte Einrichtung (30) geführt ist.
91. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der besaugten Einrichtung (30) eine unter Überdruck stehende Haube zugeordnet ist, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung (30) zu unterstützen.
92. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Saugeinrichtung (32), insbesondere ein Saugkasten, vorgesehen ist, um den Filz (28) zu konditionieren, bevor er mit dem die Faserstoffbahn (12) tragenden Prägeband (14) zusammengeführt wird.
93. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filz (28) erst nach der besaugten Einrichtung (30) mit dem die Faserstoffbahn (12) tragenden Prägeband (14) zusammengeführt ist.
94. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die in Bahnlaufrichtung (L) betrachtete Länge des Pressnips (18) der den Trockenzylinder (20) und die Schuhpresseinheit (22) umfassenden Schuhpresse größer als ein Wert von etwa 80 mm ist und die Schuhpresse so ausgelegt ist, dass sich über die Pressniplänge ein Druckprofil mit einem maximalen Pressdruck ergibt, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2,5 MPa ist.
95. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass im Formierbereich wenigstens ein Entwässerungssieb (42, 54) mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen ist.
96. Vorrichtung nach Anspruch 95, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Former mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern (14, 42) vorgesehen ist, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (44) zusammenlaufen und über ein Formierelement (46) wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, und dass als nicht mit dem Formierelement (46) in Kontakt tretendes Außenband (42) und/ oder als Innenband (54) ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen ist.
97. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Innenband ein Prägeband (14) und vorzugsweise als Außenband (42) ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen ist.
98. Vorrichtung nach Anspruch 96, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) durch ein Prägeband vorzugsweise von dem Innenband (54) übernommen wird.
99. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass durch den Pressnip (18) ein Prägeband (14), z.B. Prägesieb o- der Prägemembran, geführt ist, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Prägeband (14) ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen (68) ergibt und entsprechend in dem Pressnip (18) ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn (12) gepresst wird.
100. Vorrichtung nach Anspruch 99, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Prägeband (14) vorgesehen ist, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen (68) < 40% ist und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25 bis etwa 30% liegt.
101. Vorrichtung nach Anspruch 99 oder 100, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Prägeband (14) vorgesehen ist, bei dem sich die erhabenen Zonen (68) und die zurückgesetzten Zonen durch Kröpfungen, d.h. durch Kreuzungspunkte aus Schuss- und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben.
102. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Entwässerung der Bahn (12) wenigstens eine feinporige Bespannung (36) mit Kapillar-Effekt, vorzugsweise ein Filz oder Sieb mit geschäumter Schicht, vorgesehen ist.
103. Vorrichtung nach Anspruch 102, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumstoffbeschichtung so gewählt ist, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μ m ergeben.
104. Vorrichtung nach Anspruch 102 oder 103, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die feinporige Bespannung (36), z.B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, zusammen mit einem Prägeband (14) und dazwischen liegender Faserstoffbahn (12) um wenigstens eine Saugwalze (38) geführt ist, wobei die feinporige Bespannung (36) vorzugsweise mit der Saugwalze (38) in Kontakt ist.
105. Vorrichtung nach einem Ansprüche 102 bis 104, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die feinporige Bespannung (36) eine Saugwalze (38) mit einem Durchmesser von etwa 2 bis etwa 3 m oder mehrere Saugwalzen mit kleinerem Durchmesser, vorzugsweise zwei Saugwalzen mit einem Durchmesser von beispielsweise jeweils etwa 2 m, umschlingt.
106. Vorrichtung nach einem Ansprüche 102 bis 104, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Saugwalze (38) auf deren Unterseite mit Vakuum beaufschlagbar ist.
107. Vorrichtung nach einem Ansprüche 102 bis 105, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Saugwalze (38) mit zugeordnetem Siphonabzug vorgesehen ist oder das Wasser durch Zentrifugalkraft in eine Rinne abgeschleudert wird.
108. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) zum Austreiben von Wasser mittels Gasdruck zusammen mit einem Prägeband (14) wenigstens einmal und vorzugsweise zweimal durch einen Druckraum (58) geführt ist, der von wenigstens vier parallel angeordneten Walzen (60-66) begrenzt und in den ein Druckgas einleitbar ist.
109. Vorrichtung nach Anspruch 108, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (12) zusammen mit dem Prägeband und einer Membran (68) durch den Druckraum (58) geführt ist.
110. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dicke der Prägemembran etwa 1 bis etwa 3 mm beträgt und /oder dass die offene Fläche dieser Prägemembran größer als 50 % und zweckmäßigerweise größer als 60 % ist und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 70 % bis etwa 75 % liegt.
111. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass Mittel für eine Vakuumentwässerung der Faserstoffbahn (12) vorgesehen sind, erfolgt, bei der die Druckdifferenz (Δp) > 0,1 bar, insbesondere > 0,2 bar und vorzugsweise > 0,3 bar ist.
112. Vorrichtung nach Anspruch 111, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckdifferenz (Δp) in einem Bereich von etwa 0,2 bar bis etwa 0,4 bar liegt.
113. Vorrichtung nach Anspruch 111 oder 112, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittel für eine Vakuumentwässerung eine feinporige Bespannung (36), z.B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, umfassen.
114. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittel für eine Vakuumentwässerung so ausgelegt sind, dass sich ein Luftvolumenstrom < 50, insbesondere < 20, insbe- m3 sondere < 5 und vorzugsweise < 1 — ergibt. m -min
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