[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umrüsten einer Saugrohre und/oder
Saugkästen umfassenden Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes zwecks Erhöhung
der Produktionskapazität und Energieeffizienz der Vorrichtung und zum Betreiben der
Vorrichtung.
[0002] Ein Vliesstoff ist ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge, aus Endlosfasern (Filamenten)
oder aus geschnittenen Garnen jeglicher Art und jeglichen Ursprungs, die auf irgendeine
Weise zu einem Vlies (d.h. zu einer Faserschicht bzw. zu einem Faserflor) zusammengefügt
und auf irgendeine Weise miteinander verbunden worden sind. Nicht zu den Vliesstoffen
gehören durch Verkreuzen bzw. Verschlingen von Garnen, wie es beim Weben, Wirken,
Stricken, der Spitzenherstellung, dem Flechten und der Herstellung von getufteten
Erzeugnissen geschieht, hergestellte Fasergebilde. Auch Folien und Papiere gehören
nicht zu den VIiesstoffen.
[0004] Bekannte Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen umfassen in der Regel eine Vliesbildung,
eine Vliesverfestigung sowie eine anschließende Entwässerung. Unterschiedliche Verfahren
der Vliesbildung sind beispielsweise in der
WO 2007/018960 A2 beschrieben. Dabei kann das Vlies insbesondere durch ein Trockenverfahren, ein Nassverfahren
und/oder ein Extrusionsverfahren gebildet wer den. Grundsätzlich sind auch beliebige
Kombinationen solcher Vliesbildungsverfahren denkbar.
[0005] Die anschließende Vliesverfestigung kann beispielsweise mechanisch oder nach dem
so genannten Wasserstrahlverfestigungsverfahren - welches auch "spunlacing" genannt
wird - erfolgen. Grundsätzlich sind jedoch auch noch andere Verfestigungsverfahren
denkbar. Bei dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren wird das gebildete Vlies durch
ein Verschlingen der Fasern verfestigt, wobei das Verschlingen durch ein Verwirbeln
erfolgt, indem insbesondere fokussierte Hochdruckwasserstrahlen auf das Vlies einwirken.
[0006] Insbesondere nach einer solchen Verfestigung nach dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren
weist die gebildete Vliesstoff-Materialbahn eine relativ hohe Feuchtigkeit auf, die
anschließend wieder aus der Materialbahn entfernt werden muss.
[0007] Um die Kosten für den anschließenden Trocknungsprozess und insbesondere eine anschließende
thermische Trocknung zu reduzieren, wurden bisher im Anschluss an die Wasserstrahlverfestigung
mit Vakuum beaufschlagte Saugrohre oder Saugkästen eingesetzt. Mit solchen Saugrohren
oder Saugkästen wollte man den Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn so weit wie
möglich erhöhen, ohne dabei Volumen einzubüßen.
[0008] Eine derartige Entwässerung mittels Saugrohren oder Saugkästen bringt jedoch eine
Reihe von Nachteilen mit sich. So ist die Entwässerungsleistung von Saugkästen begrenzt.
Sie werden dennoch eingesetzt, da sie die Produktqualitätsparameter praktisch nicht
beeinflussen, wohingegen sich ein zur Entwässerung alternativ eingesetztes mechanisches
Pressen auf viele Produkte negativ auswirken würde. Infolge der begrenzten Entwässerungsleistung
von Saugrohren bzw. Saugkästen kann die nachfolgende Trockenpartie bezüglich der Produktionskapazität
zu einem Engpass werden. Herkömmliche Saugrohre oder Saugkästen umfassende Vorrichtungen
zur Herstellung von Vliesstoffen weisen eine Produktionskapazität von lediglich 700
bis 900 kg/m/Std. auf. Um wettbewerbsfähig zu sein, müssen diese Anlagen umgebaut
werden. Derzeit begegnet man diesem Problem durch eine Erhöhung der Trocknungskapazität.
Allerdings ist eine Erhöhung der Trocknungskapazität in bestehenden Anlagen nicht
einfach, weil dies in den meisten dieser Anlagen den Einbau ein oder mehrerer zusätzlicher
TAD ("Through Air Drying")-Trockenzylinder erfordert. Dies ist jedoch nachteilig,
weil derartige Trockenzylinder sehr groß sind, der verfügbare Platz in bestehenden
Vliesherstellungsanlagen jedoch begrenzt ist.
[0009] Ein weiterer Nachteil von Saugrohren bzw. Saugkästen ist, dass durch diese das angestrebte
gleichmäßige Feuchtigkeitsquerprofil der Vliesstoff-Materialbahn zerstört oder zumindest
beeinträchtigt wird, was insbesondere auf Luftverluste an den Materialbahnrändern
infolge einer nicht konstanten Breite der Materialbahn und auf die Technologie einiger
Saugrohre oder -kästen zurückzuführen ist. Ein ungleichmäßiges Feuchtigkeitsquerprofil
kann insbesondere bezüglich einer thermischen Verfestigung Einschränkungen des Herstellungsprozesses
mit sich bringen. Der Luftverlust an den Materialbahnrändern bringt zudem einen hohen
Energieverbrauch mit sich. Je nach Flächengewicht, Vliesstoffzusammensetzung und Struktur
der Vliesstoff-Materialbahn, die z.B. auch strukturiert oder perforiert sein kann,
ist der nach der Entwässerung erhaltene Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn
begrenzt. Infolge des relativ hohen Vakuums kann es auf dem betreffendem Transferband,
mit dem die Vliesstoff-Materialbahn über die Saugrohre oder-kästen geführt wird und
bei dem es sich üblicherweise um ein Gewebeband, ein Formiersieb oder ein das Vlies
strukturierendes und/oder perforierendendes Strukturierband handelt, zu einem Verlust
an Fasern durch sogenanntes "Faserrupfen" kommen. Die gerupften Fasern belasten das
Abwasser und sind für den Herstellungsprozess verloren. Überdies bringen diese Fasern
eine zusätzliche Verunreinigung des für die Wasserstrahlverfestigung wieder aufbereiteten
Wassers mit sich, so dass zusätzliche Filtrationsschritte und ein aufwändigeres Wiederaufbereitungssystem,
bei dem z.B. frischer Faserstoff zugegeben werden muss, erforderlich werden. Faserverluste
treten hauptsächlich infolge der Luftverluste an den Rändern der Vliesstoff-Materialbahn,
eines Reißens und/oder Brechens der Fasern und eines Einsaugens der Fasern in die
Saugkästen auf. Bei bestimmten Produkten, wie insbesondere bei solchen, für die Stoffmischungen
verwendet werden, führen insbesondere die relativ großen Saugkräfte zu einem Faserverlust.
[0010] In das Entwässerungssystem eingesaugte Fasern neigen dazu, das zur Wasserstrahlverfestigung
verwendete Wasser zu kontaminieren und gestalten die Wiederaufbereitung und Filtration
insbesondere bei Verwendung von Faserzellstoff schwieriger.
[0011] Aus der
DE 10 2006 042 507 A1 ist beispielsweise bekannt, zur Entwässerung einer Vliesstoff-Materialbahn eine Schuhpresse
einzusetzen. Eine solche Schuhpresse besitzt zwar in der Bahnlaufrichtung betrachtet
einen - im Vergleich zu einem Walzenspalt - verlängerten Pressnip bzw. Pressspalt.
Infolge des relativ hohen Pressdrucks der Schuhpresse kommt es jedoch vor dem Pressnip
der Schuhpresse zu einem störenden Wasserstau. Zudem führt der relativ hohe Pressdruck
der Schuhpresse zu einer Verringerung des Volumens des Vliesstoffes.
[0012] Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umrüsten einer
bestehenden Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes, mit dem aus einer bestehenden,
Saugrohre und/oder Saugkästen umfassenden Vorrichtung eine verbesserte und insbesondere
effizientere Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes erhalten wird, , welches
die zuvor genannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere - unter Vermeidung eines
Wasserstaus - zu einer effizienten und kostengünstigen Entwässerung der gebildeten
Vliesstoff-Materialbahn und zu einer Vliesstoff-Materialbahn mit einem möglichst großen
Volumen und mit einem gleichmäßigen Feuchtigkeitsquerprofil führt. Dabei soll insbesondere
bereits vor der Trockenpartie ein möglichst hoher Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn
erzielt werden, um die Anzahl an großen und sperrigen Trocknungszylindern begrenzen
zu können und so den für die Vorrichtung verfügbaren Raum optimal zu nutzen. Ferner
soll der Energieverbrauch insgesamt reduziert werden. Zudem sollen die Faserverluste
möglichst gering gehalten werden, sollen insgesamt die Entwässerungseffizienz und
die Trocknungseffizienz erhöht werden sowie die Produktionskapazität der Vorrichtung
erhöht werden.
[0013] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Umrüsten einer einen Former
zur Bildung eines Vlieses, Saugrohre und/oder Saugkästen zum Entwässern des Vlieses
nach Anspruch 1 gelöst.
[0014] Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Umrüsten einer einen Former zur Bildung
eines Vlieses, Saugrohre und/oder Saugkästen zum Entwässern des Vlieses sowie eine
Trocknungseinrichtung umfassenden Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes die
nachfolgenden Schritte:
- Entfernen aller stromaufwärts der Trocknungseinrichtung angeordneten Saugrohre und/oder
Saugkästen und
- Installieren einer Bandpresse zwischen dem Former und der Trocknungseinrichtung, wobei
die Bandpresse eine Walze umfasst, um die zumindest ein an die Walze anliegendes inneres
Band und ein äußeres Pressband geschlungen sind, wobei eine aus dem in dem Former
gebildeten Vlies entstehende Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der Walze
zwischen dem inneren Band und dem äußeren Pressband anordenbar und bevorzugt angeordnet
ist, und, wobei das Pressband mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die
Walze pressbar und bevorzugt gepresst ist.
[0015] Es versteht sich von selbst, dass bei der Durchführung des Verfahrens die Vliesstoff-Materialbahn
und die Bänder um die Walze herum laufen, weswegen sowohl das innere Band als auch
das äußere Pressband bevorzugt als Endlosbänder ausgestaltet sind.
[0016] Unter Vlies wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein unmittelbar durch Formen
erhaltenes, unverfestigtes Faservlies geringer Konsistenz verstanden, wohingegen unter
Vliesstoff ein bereits eine höhere Konsistenz als unmittelbar nach der Formung aufweisendes
und bevorzugt verfestigtes Vlies verstanden wird.
[0017] Unter Bandspannung des äußeren Pressbandes wird im Sinne der vorliegenden Erfindung
- im Einklang mit der fachüblichen Verwendung dieses Begriffs - der Quotient aus der
an das Pressband angelegten Zugspannung und der Breite des Pressbandes verstanden.
[0018] Indem erfindungsgemäß die alle stromaufwärts der Trocknungseinrichtung angeordneten
Saugrohre und/oder Saugkästen entfernt und durch eine zwischen dem Former und der
Trocknungseinrichtung angeordnete und wie vorstehend beschrieben ausgestaltete Bandpresse
ersetzt werden, werden die mit Saugrohren und Saugkästen verbundenen Nachteile, wie
insbesondere begrenzte Entwässerungsleistung, beschränkte Produktionskapazität, großer
Platzbedarf, Herstellung von Vliesstoffen mit ungleichmäßigem Feuchtigkeitsquerprofil,
Faserverlust bei der Herstellung durch "Faserrupfen" und dergleichen, überwunden und
es wird eine Vorrichtung erhalten, mit welcher ein Vliesstoff effizient und kostengünstig
unter schonender, gleichmäßiger und effizienter Entwässerung der gebildeten Vliesstoff-Materialbahn
und unter Bildung einer Vliesstoff-Materialbahn mit einem sehr großen Volumen und
mit einem gleichmäßigen Feuchtigkeitsquerprofil erhältlich ist. Dabei wird mit der
so umgerüsteten Vorrichtung insbesondere bereits vor der Trockenpartie ein sehr hoher
Trockengehalt der Vliesstoff-Materialbahn erzielt, so dass die Anzahl an großen und
sperrigen Trocknungszylindern auf maximal einen begrenzt werden kann und so der für
die Vorrichtung verfügbare Raum optimal genutzt werden kann. Aus diesem Grund ist
der durch die Entfernung der Saugrohre und Saugkästen freiwerdende Platz in der Vorrichtung
ausreichend, um die neuen Vorrichtungsteile, nämlich Bandpresse, in die Vorrichtung
zu integrieren, ohne dass zusätzlicher Platz vonnöten ist. Zudem ist der Ersatz der
Saugrohre und Saugkästen durch die Bandpresse im Hinblick auf die Entwässerungsleistung
effektiver als der Ersatz der Saugrohre und Saugkästen durch ein oder mehrere zusätzliche
Trocknungszylinder, wie TAD-Zylinder oder dergleichen. Insgesamt weist die so umgerüstete
Vorrichtung einen signifikant verringerten Energieverbrauch auf. Zudem fallen bei
deren Betrieb kaum Faserverluste an.
[0019] Um eine besonders schonende und gleichmäßige Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn
in der Bandpresse zu ermöglichen, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens
vorgeschlagen, dass die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid
mit einer offenen Oberfläche ausgeführt ist und die Bänder der Bandpresse als gegenüber
Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber Luft und/oder Wasserdampf permeable Bänder
so ausgebildet sind, dass gleichzeitig mit dem Pressen der Vliesstoff-Materialbahn
gegen die Walze durch eine Druckdifferenz zwischen der Walze und dem äußeren Pressband
ein Trocknungsfluid durch die permeablen Bänder und die Vliesstoff-Materialbahn strömen
gelassen werden kann.
[0020] Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes
(Endlos)band für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen
kann, um das bei der in der Bandpresse stattfindenden mechanischen Pressung anfallende
Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
[0021] Gemäß einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Walze der
Bandpresse als Saugwalze so ausgeführt, dass das Trocknungsfluid ausgehend von vorzugsweise
einer Trocknungsfluidhaube zumindest durch das permeable äußere Pressband, die Vliesstoff-Materialbahn
und das permeable innere Band in die Saugwalze gesaugt werden kann. Neben dem Trocknungsfluid
wird zweckmäßigerweise auch das in der Bandpresse entwässerte Wasser in die Saugwalze
oder das permeable innere Band gesaugt bzw. geführt.
[0022] Gemäß einer anderen besonders bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die
Walze der Bandpresse als Blaswalze so ausgeführt, dass das Trocknungsfluid ausgehend
von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere Band, die Vliesstoff-Materialbahn
und das permeable äußere Pressband vorzugsweise zu einer Haube geblasen werden kann.
Neben dem Trocknungsfluid wird zweckmäßigerweise auch das in der Bandpresse entwässerte
Wasser in die Haube oder das permeable äußere Band geblasen bzw. geführt.
[0023] Vorzugsweise ist zwischen dem Former und der Bandpresse eine Einrichtung zur Verfestigung
des gebildeten Vlieses zu einer Vliesstoff-Materialbahn angeordnet, um das in dem
Former gebildete Vlies vor der weiteren Entwässerung in der Bandpresse zu verfestigen.
[0024] Dabei kann die Verfestigungseinrichtung eine mechanische Verfestigungseinrichtung
und besonders bevorzugt eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung sein.
[0025] Die Entwässerungsleistung der Bandpresse hängt insbesondere von dem Walzendurchmesser,
von der Walzendrehgeschwindigkeit und von dem Umschlingungswinkel, d.h. dem Winkel,
in dem die Vliesstoff-Materialbahn die Walze umschlingt, ab. Gute Ergebnisse werden
diesbezüglich insbesondere erhalten, wenn der Durchmesser der Walze der Bandpresse
in einem Bereich von 500 mm bis 1400 mm und bevorzugt in einem Bereich von 750 mm
bis 1200 mm liegt.
[0026] In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass die Vliesstoff-Materialbahn
in geschlossenem Zug von dem Former zu der Bandpresse und bevorzugt bis zu der Trocknungseinrichtung
überführt ist bzw. wird.
[0027] Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, dass die Überführung der Vliesstoff-Materialbahn
von dem Former zu der Bandpresse und bevorzugt bis zu der Trocknungseinrichtung über
ein einziges Transferband, wie beispielsweise ein Formiersieb, erfolgt.
[0028] Um die in der Bandpresse weiter entwässerte Vliesstoff-Materialbahn auf den Endtrockengehalt
trocknen zu können, ist vorzugsweise stromabwärts der Bandpresse wenigstens eine thermische
Trocknungseinrichtung vorgesehen. Gute Ergebnisse werden dabei insbesondere erhalten,
wenn die thermische Trocknungseinrichtung eine TAD- ("through air drying") bzw. Lufttrocknungseinheit
oder ein Flachbettofen ist
[0029] Um eine möglichst platzsparende Vliesstoffherstellungsvorrichtung zu erreichen, ist
es gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die
thermische Trocknungseinrichtung nicht mehr als einen Trocknungszylinder und/oder
TAD-Durchströmzylinder umfasst.
[0030] Sofern eine weitere Entwässerung zusätzlich zu der durch die Bandpresse und der Trocknungseinrichtung
erreichten notwendig oder zweckmäßig ist, kann zwischen der Bandpresse und der thermischen
Trocknungseinrichtung beispielsweise eine zusätzliche Entwässerungspresse vorgesehen
sein. Bei dieser Ausführungsform ist in der Entwässerungspresse bevorzugt eine Linienkraft
in einem Bereich von 20 kN/m bis 100 kN/m und bevorzugt eine Linienkraft in einem
Bereich von 50 kN/m bis 90 kN/m erzeugbar.
[0031] Ein weiterer Gegenstand, der jedoch nicht von den Ansprüchen gedeckt wird, ist ein
Verfahren zum Betreiben einer gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren umgerüsteten
Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes, welches die nachfolgenden Schritte
umfasst:
- Bilden eines Vlieses in dem Former,
- weiteres Entwässern der aus dem Vlies entstehenden Vliesstoff-Materialbahn, wobei
die weitere Entwässerung der Vliesstoff-Materialbahn die Entwässerung in der Bandpresse
umfasst, wobei die Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der Walze zwischen
dem inneren Band und dem äußeren Pressband angeordnet wird und das Pressband mit einer
Bandspannung von zumindest 15 kN/m an die Walze gepresst und dadurch die Vliesstoff-Materialbahn
und das innere Band gegen die Walze gepresst werden, sowie
- Führen der Vliesstoff-Materialbahn durch die Trocknungseinrichtung, um die Vliesstoff-Materialbahn
auf den Endtrockengehalt zu bringen.
[0032] Aufgrund dieser Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich eine insgesamt effizientere,
kostengünstigere Entwässerung der gebildeten Vliesstoff-Materialbahn. Zusätzlich zu
den bereits vorstehend im Vergleich zu einer Saugrohre und Saugkästen umfassenden
Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoff dargelegten Vorteilen wird mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren unter Vermeidung des bisher insbesondere im Zusammenhang mit einer Schuhpresse
auftretenden Wasserstaus vor dem Pressnip - im Vergleich zu der Verwendung einer Schuhpresse
- ein größeres Volumen der hergestellten Vliesstoff-Materialbahn erreicht, da der
Druck in dem verlängerten Pressnip der Bandpresse geringer als bei einer Schuhpresse
ist. Infolge der - im Vergleich zu der Verwendung einer Schuhpresse - längeren Verweilzeit
der Vliesstoff-Materialbahn in dem Nip wird jedoch trotz des geringeren Pressdrucks
eine effiziente Entwässerung mit einem hohen Entwässerungsgrad sichergestellt. Aufgrund
dessen benötigt eine gegebenenfalls nach der Bandpresse noch vorgesehene thermische
Trocknungseinrichtung, wie beispielsweise eine TAD (Through Air Drying)- bzw. Lufttrocknungseinheit,
lediglich eine sehr geringe Energiemenge. Zudem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
aufgrund der eingesetzten Bandpresse im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren eine sehr schonende und - bezogen auf die Oberfläche der Vliesstoff-Materialbahn
- sehr gleichmäßige Entwässerung erreicht, so dass eine Beeinträchtigung oder gar
Zerstörung der Faserstruktur zuverlässig verhindert wird. Aufgrund dessen werden auch
Faserverluste sowie eine Kontamination des Abwassers auf ein Minimum begrenzt. Überdies
erhält man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein verbessertes Feuchtigkeitsquerprofil
für den gebildeten Vliesstoff.
[0033] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es zudem, die Vliesstoff-Materialbahn mit
einem höheren Feststoffgehalt an die abschließende, insbesondere thermische Trocknungseinrichtung
zu übergeben, wodurch die Maschinengängigkeit in der Trockenpartie erhöht wird. Infolge
des verringerten Drucks in der Bandpresse wird das Volumen der Vliesstoff-Materialbahn
bei der Entwässerung um nicht mehr als 10 % reduziert. Mithin kann der Feststoffgehalt
der Vliesstoff-Materialbahn relativ zu dem Wassergehalt im Vergleich zu der bisher
üblichen Entwässerung durch Saugkästen um mehr als 10 % erhöht werden, wodurch sich
eine höhere Produktionskapazität ergibt, der Energieverbrauch verringert wird und
die Bereitstellung zusätzlicher oder aufwändigerer Trocknungseinrichtungen vermieden
wird.
[0034] Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Walze der Bandpresse
zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid mit einer offenen Oberfläche ausgeführt
und werden als Bänder der Bandpresse gegenüber Trocknungsfluid und bevorzugt gegenüber
Luft und/oder Wasserdampf permeable Bänder verwendet und wird gleichzeitig mit dem
Pressen der Vliesstoff-Materialbahn gegen die Walze ein Trocknungsfluid durch die
permeablen Bänder und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst, und zwar vorzugsweise
durch Erzeugen einer entsprechenden Druckdifferenz zwischen der Walze und dem äußeren
Pressband. Indem die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bevorzugt zusätzlich
durch das Trocknungsfluid beaufschlagt wird, wird die Effizienz der schonenden und
gleichmäßigen Entwässerung ohne Einbußen hinsichtlich des Volumens weiter erhöht.
[0035] Als Trocknungsfluid kann grundsätzlich jedes inerte Gas oder Aerosol eingesetzt werden,
wobei insbesondere mit Luft und/oder Wasserdampf gute Ergebnisse erzielt werden.
[0036] Sofern als Trocknungsfluid Luft verwendet wird, kann diese beispielsweise Umgebungstemperatur
aufweisen. Alternativ dazu kann als Trocknungsfluid auch heiße Luft eingesetzt werden,
und zwar vorzugsweise heiße Luft mit einer Temperatur in einem Bereich von 50°C bis
250°C, besonders bevorzugt mit einer Temperatur in einem Bereich von 150°C bis 250°C
und ganz besonders bevorzugt mit einer Temperatur in einem Bereich von 175°C bis 225°C,
wie beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 200°C.
[0037] Wenn als Trocknungsfluid Wasserdampf verwendet wird, so wird dieser vorzugsweise
in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht der Vliesstoff-Materialbahn von bis zu 2
kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn und bevorzugt in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht
der Vliesstoff-Materialbahn von 0,1 bis 1 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn, wie
beispielsweise in einem Verhältnis Dampfgewicht/Gewicht der Vliesstoff-Materialbahn
von etwa 0,5 kg Dampf/kg Vliesstoff-Materialbahn, eingesetzt.
[0038] Wie dargelegt, wird bevorzugt in der Bandpresse gleichzeitig mit der mechanischen
Druckbeaufschlagung ein Trocknungsfluid durch die Vliesstoff-Materialbahn gepresst,
wobei die Walze der Bandpresse zur Abgabe oder Aufnahme des Trocknungsfluids mit einer
offenen Oberfläche ausgeführt ist. Dabei kann als Walze insbesondere eine Saugwalze
oder auch eine Blaswalze verwendet werden. Sofern die Walze der Bandpresse als Saugwalze
ausgeführt ist, wird das Trocknungsfluid zweckmäßigerweise ausgehend von einer Trocknungsfluidhaube
zumindest durch das permeable äußere Pressband, die Vliesstoff-Materialbahn und das
permeable innere Band in die Saugwalze gesaugt bzw. geführt. Zu diesem Zweck wird
die Saugwalze vorzugsweise mit einem Unterdruck (d.h. einer Differenz zwischen Atmosphärendruck
und dem in der Saugwalze herrschenden Druck) im Bereich von 0,25 bar bis 0,6 bar und
besonders bevorzugt mit einem Unterdruck im Bereich von 0,30 bar bis 0,55 bar, wie
beispielsweise mit einem Unterdruck von etwa 0,45 bar, beaufschlagt.
[0039] Sofern die Walze der Bandpresse als Blaswalze ausgeführt wird, wird das Trocknungsfluid
vorzugsweise ausgehend von der Blaswalze zumindest durch das permeable innere (Endlos)band,
die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable äußere (Endlos)band bevorzugt in eine
Haube geblasen bzw. geführt. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist es bevorzugt, dass das Trocknungsfluid mit einem Druck im Bereich von 0,25 bar
bis 0,6 bar und besonders bevorzugt mit einem Druck im Bereich von 0,30 bar bis 0,55
bar, wie beispielsweise mit einem Druck im Bereich von etwa 0,45 bar, oberhalb des
Atmosphärendrucks durch das permeable innere Band, durch die Vliesstoff-Materialbahn
und durch das permeable äußere Pressband zu der Haube geblasen wird.
[0040] Wenn die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse - was wie vorstehend dargelegt
bevorzugt ist - zusätzlich zu der Druckbeaufschlagung, mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt
wird, hängt der auf die Vliesstoff-Materialbahn ausgeübte Druck unter anderem auch
von der Trocknungsfluidströmung ab. Um eine besonders gute, schonende und gleichmäßige
Entwässerung zu erreichen, wird es bei dieser Ausführungsform vorgeschlagen, dass
durch die Bänder eine Trocknungsfluidströmung in einem Bereich von 100 m
3/(min m
2) bis 300 m
3/(min m
2), bevorzugt von 150 bis 250 m
3/(min m
2) und besonders bevorzugt von etwa 210 m
3/(min m
2) erzeugt wird.
[0041] Wenn die Walze der Bandpresse außer von dem inneren und dem äußeren (Endlos)band
noch von einem oder mehreren weiteren (Endlos)bändern umschlungen ist, so müssen auch
diese weiteren (Endlos)bänder für das Trocknungsfluid durchlässig sein, sofern die
Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse durch ein solches Trocknungsfluid beaufschlagt
werden soll, was - wie vorstehend dargelegt - besonders bevorzugt ist.
[0042] Um einerseits einen ausreichend hohen Entwässerungsgrad zu erreichen, aber andererseits
die Entwässerung möglichst schonend und gleichmäßig durchzuführen, ist es gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass
in dem Verfahren zumindest das als Pressband dienende äußere (Endlos)band mit einer
Bandspannung von 20 bis 100 kN/m, bevorzugt mit einer Bandspannung von 25 bis 75 kN/m
und besonders bevorzugt mit einer Bandspannung von 40 kN/m bis 50 kN/m an die Walze
der Bandpresse gepresst wird.
[0043] Im Hinblick auf eine ausreichend gute, aber gleichzeitig möglichst schonende und
gleichmäßige Entwässerung ist es insbesondere auch von Vorteil, wenn in der Bandpresse
auf die Vliesstoff-Materialbahn ein mechanischer Druck von weniger als 140 kPa, insbesondere
weniger als 100 kPa und vorzugsweise weniger als 90 kPa, aber von mehr als 30 kPa
und bevorzugt mehr als 45 kPa ausgeübt wird. Mit einem derart geringen Druck wird
unter Vermeidung des bei Schuhpressen auftretenden Wasserstaus insbesondere ein höheres
Volumen des Vliesstoffes erreicht, weil aufgrund des geringen Drucks keine signifikante
Kompaktierung des Vliesstoffes und daher kein signifikanter Volumenverlust eintritt.
[0044] Ebenfalls im Hinblick auf eine ausreichend gute, aber gleichzeitig möglichst schonende
und gleichmäßige Entwässerung wird vorgeschlagen, die Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn
in dem verlängerten Pressspalt der Bandpresse auf zwischen 0,05 Sek. und 0,5 Sek.
einzustellen. Mit einer solchen relativ langen Verweilzeit wird trotz des relativ
geringen Drucks und der entsprechend schonenden Behandlung der Vliesstoff-Materialbahn
eine effiziente Entwässerung sichergestellt.
[0045] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Vliesstoff-Materialbahn
in der Bandpresse um wenigstens 20 %, bevorzugt um 30 bis 75 % und besonders bevorzugt
um 33 bis 50 % entwässert. Dabei bezeichnet dieser Entwässerungsgrad den prozentualen
Gewichtsverlust bei der Entwässerung bezogen auf das vor der Entwässerung in der Bandpresse
vorliegende Gesamtgewicht der Vliesstoff-Materialbahn.
[0046] In bestimmten Fällen kann es von Vorteil sein, wenn die Bandpresse mit nur zwei die
Walze umschlingenden (Endlos)bändern versehen und die Vliesstoff-Materialbahn zwischen
diesen beiden (Endlos)bändern und die Bänder berührend angeordnet wird. In diesem
Fall berührt sowohl das innere (Endlos)band als auch das äußere Pressband die Vliesstoff-Materialbahn.
[0047] In einer dazu alternativen Ausführungsform kann die Bandpresse außer dem inneren
und dem äußeren (Endlos)band auch mit wenigstens einem weiteren die Walze in einem
vorbestimmten Umschlingungswinkel umschlingenden (Endlos)band versehen sein. Dabei
kann das wenigstens eine weitere (Endlos)band insbesondere zwischen dem äußeren Pressband
und der Vliesstoff-Materialbahn angeordnet sein.
[0048] Bevorzugt umfassen die die Walze der Bandpresse umschlingenden (Endlos)bänder zumindest
ein Filzband und/oder ein Gewebeband. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn
als das die Walze der Bandpresse umschlingende innere (Endlos)band ein Filzband verwendet
wird. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse
gleichzeitig von einem Trocknungsfluid durchströmt wird und als Walze der Bandpresse
eine Saugwalze verwendet wird. Wird als Walze eine Blaswalze eingesetzt, so kann insbesondere
zumindest ein - in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet - hinter
der Vliesstoff-Materialbahn liegendes äußeres (Endlos)band als Filzband vorgesehen
sein. Mit der Entwässerung an einem Filzband ergibt sich ein wesentlich gleichmäßigeres
Feuchtigkeitsquerprofil, als dies beispielsweise bei einer Entwässerung mittels eines
Saugkastens der Fall ist. Zudem werden mit der Entwässerung an einem Filz auch die
Faserverluste reduziert.
[0049] Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bevorzugt
gleichzeitig durch ein Trocknungsfluid beaufschlagt wird, sind alle um die Walze der
Bandpresse geschlungenen (Endlos)bänder für das Trocknungsfluid permeabel bzw. durchlässig
ausgeführt.
[0050] Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes
(Endlos)band für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser aufnehmen
kann, um das bei der in der Bandpresse stattfindenden mechanischen Pressung anfallende
Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
[0051] Als äußeres (Endlos)band der Bandpresse kann beispielsweise ein zumindest im Wesentlichen
glattes Band und bevorzugt ein glattes Formierband verwendet werden.
[0052] Wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein strukturierter und/oder perforierter
Vliesstoff hergestellt werden soll, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein die Vliesstoff-Materialbahn
berührendes (Endlos)band der Bandpresse als ein strukturiertes Band vorgesehen wird,
durch das die Vliesstoff-Materialbahn entsprechend strukturiert und/oder perforiert
wird.
[0053] Wenn die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse bevorzugt gleichzeitig mit der
Druckbeaufschlagung auch mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt wird und mehr als
zwei permeable (Endlos)bänder um die Walze der Bandpresse geschlungen sind, so können
diese (Endlos)bänder insbesondere in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet
beispielsweise ein permeables (Endlos)band, ein endloses glattes Formiersieb, ein
endloses permeables Gewebeband und ein endloses permeables Filzband umfassen. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich, weniger oder mehr (Endlos)bänder und/oder eine andere
Aufeinanderfolge dieser (Endlos)bänder vorzusehen.
[0054] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Walze der Bandpresse als Saugwalze
ausgeführt und umfassen die die Walze umschlingenden Bänder in Strömungsrichtung des
Trocknungsfluids betrachtet
- a) ein um die Walze gespanntes permeables Pressband, ein permeables Gewebeband und
ein permeables Filzband, oder
- b) ein um die Walze gespanntes permeables Pressband, ein permeables Siebband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- c) ein um die Walze gespanntes permeables Pressband, ein permeables Filzband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- d) ein um die Walze gespanntes permeables Filzpressband, ein permeables Gewebeband
und ein permeables Filzband.
[0055] Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Walze der Bandpresse als
Blaswalze ausgeführt und umfassen die die Walze umschlingenden Bänder in Strömungsrichtung
des Trocknungsfluids betrachtet
- a) ein um die Walze gespanntes permeables Pressband, ein permeables Gewebeband und
ein permeables Filzband, oder
- b) ein um die Walze gespanntes permeables Pressband, ein permeables Siebband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- c) ein um die Walze gespanntes permeables Pressband, ein permeables Filzband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- d) ein um die Walze gespanntes permeables Filzpressband, ein permeables Gewebeband
und ein permeables Filzband.
[0056] Die (Endlos)bänder der Bandpresse sind zweckmäßigerweise über denselben Umschlingungswinkel
um die Walze geschlungen.
[0057] Unabhängig davon, ob die Umschlingungswinkel der einzelnen Bänder gleich oder verschieden
voneinander sind, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen,
dass der Umschlingungswinkel des inneren Bandes und/oder äußeren Pressbandes um die
Walze in einem Bereich von 90° bis 180° und insbesondere in einem Bereich von 100°
bis 120° gewählt wird. Dadurch wird eine für eine ausreichend hohe und gleichzeitig
schonende, gleichmäßige Entwässerung erforderliche Verweilzeit der Vliesstoff-Materialbahn
in dem Pressspalt der Bandpresse erreicht. Grundsätzlich gilt, dass die Verweilzeit
der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt bei gleichem Walzendurchmesser und gleicher
Walzenumdrehungsgeschwindigkeit umso größer ist desto größer der Umschlingungswinkel
der Bänder ist.
[0058] Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der Durchmesser der Walze der Bandpresse in einem Bereich von 500
mm bis 1400 mm und bevorzugt in einem Bereich von 750 mm bis 1200 mm gewählt. Da der
in der Bandpresse auf die Vliesstoff-Materialbahn ausgeübte Druck unter anderem vom
Umschlingungswinkel der (Endlos)bänder und vom Durchmesser der Walze der Bandpresse
abhängt, ergeben sich durch einen solchen relativ großen Durchmesser ein relativ langer
Pressnip und eine entsprechend effiziente Entwässerung infolge der längeren Verweilzeit
der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt. Grundsätzlich gilt, dass die Verweilzeit
der Vliesstoff-Materialbahn in dem Pressspalt bei gleichem Umschlingungswinkel der
Bänder und gleicher Walzenumdrehungsgeschwindigkeit umso größer ist desto größer der
Walzendurchmesser ist.
[0059] Nach bzw. stromabwärts der Bandpresse kann die Vliesstoff-Materialbahn insbesondere
durch wenigstens eine TAD- ("through air drying") bzw. Lufttrocknungseinheit oder
einen Flachbettofen als thermische Trocknungseinrichtung geführt werden. Dabei kann
die Vliesstoff-Materialbahn durch eine solche thermische Trocknungseinrichtung insbesondere
auf den Endtrockengehalt gebracht werden. Zwischen der Bandpresse und einer solchen
thermischen Trocknungseinrichtung kann die Vliesstoff-Materialbahn bei Bedarf durch
eine zusätzliche Entwässerungspresse geführt werden. In einer solchen optionalen zusätzlichen
Entwässerungspresse wird vorzugsweise eine Linienkraft in einem Bereich von 20 kN/m
bis 100 kN/m und besonders bevorzugt eine Linienkraft in einem Bereich von 50 kN/m
bis 90 kN/m erzeugt, um eine schonende und gleichmäßige, aber dennoch starke Entwässerung
zu erreichen.
[0060] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung wird die Vliesstoff-Materialbahn
in einem geschlossenen Zug von dem Former zumindest bis zu der Bandpresse und vorzugsweise
bis zu einer dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung geführt. Dabei
kann die Überführung der Vliesstoff-Materialbahn von dem Former zu der Bandpresse
bzw. bis zur dieser nachgeordneten thermischen Trocknungseinrichtung über ein einziges
Transferband erfolgen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung
wird das Transferband durch das Formiersieb gebildet, auf dem in dem Former das Vlies
gebildet wird. Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in einem
geschlossenen Zug zumindest bis zur Bandpresse geführt wird, kann eine Wasserstrahlverfestigung
entfallen.
[0061] In dem der Bandpresse vorgeschalteten Former kann das Vlies insbesondere auch mit
einer relativ geringen Konsistenz auf einem glatten Formiersieb oder einem strukturierten,
das Vlies entsprechend strukturierenden und/oder perforierenden Formiersieb mit einem
Feststoffgehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% des erhaltenen Vlieses
gebildet werden.
[0062] Dabei kann das Vlies in dem Former durch jedes dem Fachmann bekannte Verfahren, und
zwar vorzugsweise durch ein Trockenverfahren, Nassverfahren und/oder ein Extrusionsverfahren,
gebildet werden.
[0063] Beispielsweise kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise nach einem Nassverfahren
gebildet werden, bei dem die Fasern insbesondere in Wasser aufgeschwemmt und auf einer
wasserdurchlässigen Unterlage abgelegt werden.
[0064] Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise
auch aerodynamisch gebildet werden. Dabei wird das Vlies durch Ablegen von Fasern
mittels eines Luftstroms auf einer luftdurchlässigen Unterlage gebildet.
[0065] Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies in dem Former zumindest teilweise
auch mechanisch gebildet werden. Dabei kann es zumindest teilweise aus von Karden
oder Krempeln abgenommenen Floren gebildet werden, die übereinandergelegt werden,
oder von Kardiermaschinen gebildet werden.
[0066] Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies zumindest teilweise auch nach
dem so genannten Spunbond-Verfahren gebildet werden, bei dem das Vlies durch Ablegen
von Fasern, die aus einer durch Düsen hindurchtretenden Polymerschmelze gesponnen
und mittels kalter Luft und/oder mechanisch verstreckt werden, gebildet wird.
[0067] Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Vlies in dem Former schließlich zumindest
teilweise auch durch das so genannte Schmelz-Blas-Verfahren gebildet werden. Dabei
wird das Vlies durch Ablegen von Fasern, die direkt aus einer durch Düsen hindurchtretenden
Polymerschmelze gesponnen und mittels heißer Luftströme bis zum Zerreißen verstreckt
werden, gebildet.
[0068] Grundsätzlich kann das Vlies in dem Former nicht nur durch eines der zuvor genannten
Verfahren, sondern insbesondere auch durch eine beliebige Kombination von zwei oder
mehr der genannten Verfahren gebildet werden.
[0069] Anschließend, d.h. nach dessen Bildung in dem Former und vor der weiteren Entwässerung,
kann das gebildete Vlies durch ein Verfestigungsverfahren, welches vorzugsweise eine
mechanische Verfestigung und/oder eine Wasserstrahlverfestigung umfasst, verfestigt
werden. Bei der Wasserstrahlverfestigung wird das gebildete Vlies durch ein Verschlingen
von Fasern zu der Vliesstoff-Materialbahn verfestigt, das durch ein Verwirbeln erfolgt,
indem insbesondere fokussierte Hochdruckwasserstrahlen auf das Vlies einwirken. Vorteilhafterweise
kann das Vlies durch die Wasserstrahlbeaufschlagung gleichzeitig auch strukturiert
und/oder perforiert werden. Eine Wasserstrahlverfestigung ist allerdings nicht zwingend
und kann insbesondere dann entfallen, wenn die Vliesstoff-Faserstoffbahn in einem
geschlossenen Zug, wie beispielsweise durch ein einziges Transferband, zumindest bis
zur Bandpresse überführt wird.
[0070] Der Stoffeintrag in den Former kann i) zumindest teilweise aus Naturfasern, bevorzugt
aus nördlichem gebleichtem Kraftzellstoff (NBKP), Laubholzzellstoff (LBKP), Zellstoff
aus Abaca-Fasern oder Baumwolle, ii) zumindest teilweise aus künstlichen Fasern, bevorzugt
aus Viskose, iii) zumindest teilweise aus synthetischen Fasern, bevorzugt aus Polyester
oder Polyamid, iv) zumindest teilweise aus mineralischen Fasern, bevorzugt Glasfasern,
v) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern und/oder vi) aus einer Mischung aus beliebigen
der zuvor genannten Stoffe bestehen.
[0071] Dabei kann der Stoffeintrag in den Former vorteilhafterweise zumindest teilweise
aus Fasern bestehen, die länger als 2 mm, bevorzugt länger als 3 mm und besonders
bevorzugt länger als 4 mm sind.
[0072] Gemäß einer weiteren bevorzugten und zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird insbesondere zur Erzeugung einer Vliesstoff-Materialbahn mit einem
Flächengewicht von größer als 50 g/m
2, bevorzugt von größer als 80 g/m
2 und besonders bevorzugt von größer als 100 g/m
2 die Vliesstoff-Materialbahn vor oder nach der Bandpresse zusätzlich über eine mit
Vakuum beaufschlagte Saugwalze geführt.
[0073] Abschließend, d.h. nach dem letzten Trocknungsschritt, kann der Vliesstoff noch thermisch
und/oder chemisch verfestigt werden, wenn dies die spätere Verwendung des Vliesstoffes
erfordert.
[0074] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von
Vliesstoffen,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäß
umgerüsteten Vorrichtung und
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Bandpresse
der erfindungsgemäß umgerüsteten Vorrichtung mit einer oberhalb der Walze der Bandpresse
angeordneten Haube zur Abgabe oder Aufnahme von Trocknungsfluid.
[0075] Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine herkömmliche Vorrichtung 10 zur
Herstellung von Vliesstoffen mit einem Former 12, einer Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
14, einer mehrere Saugrohre oder Saugkästen 16 umfassenden Entwässerungseinrichtung
18 und zwei thermischen Trocknungseinrichtungen 20, nämlich zwei TAD- oder Lufttrocknungseinheiten,
einem Tauchbad 22 zur Beaufschlagung der getrockneten Vliesstoff-Materialbahn mit
einem Ausrüstungsmittel sowie einer Wickelvorrichtung 24.
[0076] In dem ein Formiersieb 26 umfassenden Former 12 wird das Vlies nach dem Nassverfahren
mit geringer Konsistenz gebildet.
[0077] Bei dieser bekannten Vorrichtung 10 ergeben sich insbesondere aufgrund der Saugrohre
oder -kästen 16 umfassenden Entwässerungseinrichtung 18 die zuvor genannten Probleme.
[0078] Um diese Probleme bzw. Nachteile zu überwinden wird eine wie vorstehend gemäß dem
Stand der Technik ausgestaltete Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes umgerüstet,
und zwar durch die nachfolgenden Schritte:
- Entfernen aller stromaufwärts der Trocknungseinrichtung 20 angeordneten Saugrohre
und/oder Saugkästen 16 und
- Installieren einer Bandpresse zwischen dem Former 12 und der Trocknungseinrichtung
20, wobei die Bandpresse eine Walze umfasst, um die zumindest ein an die Walze anliegendes
inneres Band und ein äußeres Pressband geschlungen sind, wobei eine aus dem in dem
Former gebildeten Vlies entstehende Vliesstoff-Materialbahn zumindest im Bereich der
Walze zwischen dem inneren Band und dem äußeren Pressband anordenbar und bevorzugt
angeordnet ist, und, wobei das Pressband mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m
an die Walze pressbar und bevorzugt gepresst ist.
[0079] Aus der Fig. 2 ergibt sich zunächst in beispielhafter Darstellung das Grundprinzip
der mit der erfindungsgemäß umgerüsteten Vorrichtung durchgeführten Vliesstoffherstellung.
[0080] Danach wird das Vlies in einem Former 28 einer betreffenden Vorrichtung 30 zur Herstellung
von Vliesstoffen nach einem bestimmten Verfahren oder einer beliebigen Kombination
solcher Verfahren gebildet. Das gebildete Vlies wird beispielsweise mechanisch, mittels
einer Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 und/oder dergleichen verfestigt und
die verfestigte Vliesstoff-Materialbahn anschließend weiter entwässert. Wie sich aus
dem Folgenden ergibt, ist eine Verfestigung jedoch nicht in jedem Fall zwingend.
[0081] Die weitere Entwässerung der aus dem gebildeten Vlies entstehenden Vliesstoff-Materialbahn
umfasst eine Entwässerung mittels einer Bandpresse 34 mit einer Walze 36, um die zur
Bildung eines verlängerten Pressnips 38 über einen jeweiligen Umschlingungswinkel
zumindest ein die Walze berührendes inneres Endlosband 40 und ein als Pressband dienendes
äußeres Endlosband 42 geschlungen ist.
[0082] In dem Former 28 kann das Vlies insbesondere durch ein Trockenverfahren, ein Nassverfahren
und/oder ein Extrusionsverfahren gebildet werden.
[0083] Das als Pressband dienende äußere Endlosband 42 der Bandpresse 34 ist zur Erzeugung
eines mechanischen Drucks auf die zwischen den beiden Endlosbändern 40, 42 liegende
Vliesstoff-Materialbahn mit einer Bandspannung von zumindest 15 kN/m um die Walze
36 gespannt bzw. an diese Walze 36 gepresst. Durch dieses Pressband 42 werden die
Vliesstoff-Materialbahn und das die Walze 36 berührende innere Endlosband 40 gegen
die Walze 36 gepresst.
[0084] Bevorzugt wird gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn
durch das Pressband 42 der Bandpresse 34 ein Trocknungsfluid durch die Endlosbänder
40, 42 und die Vliesstoff-Materialbahn gepresst, und zwar durch Erzeugen einer Druckdifferenz
zwischen der Walze 36 und dem äußeren Pressband 42. Um dies zu ermöglichen, sind die
Endlosbänder 40, 42 in dem vorliegenden Fall für das Trocknungsfluid permeabel, d.h.
für das Trocknungsfluid durchlässig. Zudem ist die Walze 36 der Bandpresse 34 bei
dieser Ausführungsform zur Abgabe oder Aufnahme des Trocknungsfluids mit einer offenen
Oberfläche ausgeführt. Dabei kann sie insbesondere durch eine Saug- oder Blaswalze
gebildet sein.
[0085] Zudem ist es bevorzugt, dass wenigstens ein um die Walze der Bandpresse geschlungenes
(Endlos)band 40, 42 für Wasser permeabel ist bzw. so ausgestaltet ist, dass es Wasser
aufnehmen kann, um das bei der in der Bandpresse 34 stattfindenden mechanischen Pressung
anfallende Wasser aufzunehmen und/oder durchlassen zu können.
[0086] Als Trocknungsfluid kann insbesondere Luft oder Wasserdampf verwendet werden, wobei
als Trocknungsluft Luft bei Umgebungstemperatur oder auch heiße Luft eingesetzt werden
kann.
[0087] Im Fall einer Saugwalze wird das Trocknungsfluid ausgehend von einer Trocknungsfluidhaube
44 zumindest durch das permeable äußere Endlosband 42, die Vliesstoff-Materialbahn
und das permeable innere Endlosband 40 in die Saugwalze gesaugt bzw. geführt.
[0088] Im Fall einer Blaswalze wird das Trocknungsfluid ausgehend von der Blaswalze zumindest
durch das permeable innere Endlosband 40, die Vliesstoff-Materialbahn und das permeable
äußere Endlosband 42 in die Haube 44 geblasen bzw. geführt.
[0089] Die Bandpresse 34 kann, wie dargestellt, beispielsweise mit nur zwei die Walze 36
umschlingenden Endlosbändern 40, 42 versehen sein. Die zwischen diesen Endlosbändern
40, 42 liegende Vliesstoff-Materialbahn wird in diesem Fall von den beiden Endlosbändern
40, 42 berührt.
[0090] Grundsätzlich kann die Bandpresse 34 jedoch außer dem inneren und dem äußeren Endlosband
40, 42 auch mit wenigstens einem weiteren, die Walze 36 über einen bestimmten Umschlingungswinkel
umschlingenden Endlosband versehen sein. Dabei kann wenigstens ein solches weiteres
Endlosband beispielsweise zwischen dem äußeren Endlosband 42 und der Vliesstoff-Materialbahn
angeordnet sein.
[0091] Bevorzugt umfassen die die Walze 36 der Bandpresse 34 umschlingenden Endlosbänder
40, 42 zumindest ein Filzband und/oder zumindest ein Gewebeband. Dabei kann insbesondere
als das die Walze 36 der Bandpresse 34 umschlingende innere Endlosband 40 ein Filzband
vorgesehen sein. Wird die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse 34 bevorzugt zusätzlich
durch ein Trocknungsfluid beaufschlagt, so ist zumindest in der Strömungsrichtung
des Trocknungsfluids hinter der Vliesstoff-Materialbahn wenigstens ein Filzband vorgesehen.
[0092] Insbesondere in dem Fall, dass die Vliesstoff-Materialbahn in der Bandpresse 34,
was bevorzugt ist, zusätzlich mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt wird, sind, wie
bereits erwähnt, alle um die Walze 36 der Bandpresse 34 geschlungenen Endlosbänder
40, 42 für das Trocknungsfluid permeabel bzw. durchlässig ausgeführt.
[0093] Als äußeres Endlosband 42 der Bandpresse 34 kann beispielsweise ein zumindest im
Wesentlichen glattes Band, insbesondere glattes Formierband, verwendet werden.
[0094] In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein die Vliesstoff-Materialbahn
berührendes Endlosband 40, 42 der Bandpresse 34 als ein strukturiertes Band ausgeführt
ist, durch das die Vliesstoff-Materialbahn entsprechend strukturiert und/oder perforiert
wird.
[0095] Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfassen die die Walze 36 der Bandpresse 34
umschlingenden Endlosbänder 40, 42 insbesondere in der Strömungsrichtung des Trocknungsfluids
betrachtet ein permeables Endlosband, ein endloses glattes Formiersieb, ein endloses
Gewebeband und ein endloses Filzband. Grundsätzlich können jedoch auch weniger oder
mehr Endlosbänder und/oder die Endlosbänder in einer anderen Reihenfolge als die soeben
erwähnte vorgesehen sein.
[0096] Ist die Walze 36 der Bandpresse 34 als Saugwalze ausgeführt, so umfassen die die
Walze 36 umschlingenden Bänder in Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet
bevorzugt
- a) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Pressband, ein permeables Gewebeband
und ein permeables Filzband, oder
- b) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Pressband, ein permeables Siebband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- c) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Pressband, ein permeables Filzband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- d) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Filzpressband, ein permeables Gewebeband
und ein permeables Filzband.
[0097] Ist die Walze 36 der Bandpresse 34 dagegen als Blaswalze ausgeführt, so umfassen
die die Walze 36 umschlingenden Bänder in Strömungsrichtung des Trocknungsfluids betrachtet
bevorzugt
- a) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Pressband, ein permeables Gewebeband
und ein permeables Filzband, oder
- b) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Pressband, ein permeables Siebband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- c) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Pressband, ein permeables Filzband, ein
permeables Gewebeband und ein permeables Filzband, oder
- d) ein um die Walze 36 gespanntes permeables Filzpressband, ein permeables Gewebeband
und ein permeables Filzband
[0098] Die Endlosbänder 40, 42 der Bandpresse können insbesondere über denselben Umschlingungswinkel
um die Walze 36 geschlungen sein.
[0099] Stromabwärts der Bandpresse 34 wird die Vliesstoff-Materialbahn durch wenigstens
eine thermische Trocknungseinrichtung 46, wie insbesondere eine TAD- bzw. Lufttrocknungseinheit
oder einen Flachbettofen, geführt. Dabei kann die Vliesstoff-Materialbahn in einer
solchen thermischen Trocknungseinrichtung 46 insbesondere bis auf den Endtrockengehalt
getrocknet werden.
[0100] In dem Former 28 kann das Vlies vorteilhafterweise mit geringer Konsistenz mit einem
Feststoffgehalt von insbesondere 0,01 bis 0,1 % auf einem glatten Formiersieb oder
einem strukturierten, das Vlies entsprechend strukturierenden und/oder perforierenden
Formiersieb gebildet werden. Dazu kann insbesondere ein sogenannter Schrägsiebformer
oder dergleichen eingesetzt werden.
[0101] Auch durch die gegebenenfalls vorgesehene Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32
kann das Vlies gleichzeitig strukturiert und/oder perforiert werden. Eine solche Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
32 ist demzufolge insbesondere in solchen Fällen bevorzugt, in denen das Vlies bzw.
die Vliesstoff-Materialbahn zusätzlich strukturiert und/oder perforiert werden soll.
[0102] Der Stoffeintrag in den Former 28 kann i) zumindest teilweise aus Naturfasern, wie
insbesondere aus nördlichem gebleichtem Kraftzellstoff (NBKP), Laubholzzellstoff (LBKP),
Zellstoff aus Abaca-Fasern, Baumwolle oder dergleichen, ii) zumindest teilweise aus
künstlichen Fasern, wie insbesondere aus Viskose oder dergleichen, iii) zumindest
teilweise aus synthetischen Fasern, wie insbesondere aus Polyester, Polyamid oder
dergleichen, iv) zumindest teilweise aus mineralischen Fasern, wie insbesondere Glasfasern
oder dergleichen, v) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern und/oder vi) aus einer
Mischung aus beliebigen der zuvor genannten Stoffen bestehen.
[0103] Vorteilhafterweise besteht der Stoffeintrag in den Former 28 zumindest teilweise
aus Fasern, die länger als 2 mm, bevorzugt länger als 3 mm und besonders bevorzugt
länger als 4 mm sind. Insbesondere zur Erzeugung einer Vliesstoff-Materialbahn mit
einem Flächengewicht von größer als 50 g/m
2, bevorzugt von größer als 80 g/m
2 und besonders bevorzugt von größer als 100 g/m
2 kann die Vliesstoff-Materialbahn vor oder nach der Bandpresse 34 über eine mit Vakuum
beaufschlagte Saugwalze geführt sein.
[0104] Im Einzelnen umfasst die in der Fig. 2 in schematischer Darstellung wiedergegebene
erste beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäß umgerüstetenen Vorrichtung
30 zur Herstellung von Vliesstoffen wieder einen Former 28, eine Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
32, eine Bandpresse 34 sowie eine thermische Trocknungseinrichtung 46, bei der es
sich im vorliegenden Fall beispielsweise um eine TAD- bzw. Lufttrocknungseinheit handelt.
[0105] In dem Former 28 wird das Vlies beispielsweise nach dem Nassverfahren mit einer geringen
Konsistenz auf einem Formiersieb 48 gebildet, das gleichzeitig als Transferband zur
Überführung des Vlieses an die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 dient. Wie
bei "50" angedeutet, kann das Vlies mit einer zusätzlichen Schicht gebildet werden.
[0106] Das in dem Former 28 gebildete Vlies wird durch das Formiersieb 48 in geschlossenem
Zug an die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 überführt.
[0107] Die verfestigte Vliesstoff-Materialbahn 52 wird von der Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
32 beispielsweise in offenem Zug zu der Bandpresse 34 überführt, die hier beispielsweise
mit lediglich zwei um die Walze 36 geschlungenen Endlosbändern 40, 42 dargestellt
ist. Von dieser Bandpresse 34 wird die Vliesstoff-Materialbahn 52 beispielsweise in
offenem Zug zu der thermischen bzw. TAD-Trocknungseinrichtung 46 überführt.
[0108] Gleichzeitig mit der mechanischen Druckbeaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn
52 durch die Bandpresse 34 wird bevorzugt durch eine entsprechende Druckdifferenz
ein Trocknungsfluid durch die in diesem Fall permeablen Endlosbänder 40, 42 und durch
die Vliesstoff-Materialbahn 52 gepresst. Dabei weist die Walze 36 eine offene Oberfläche
auf, wobei sie, wie bereits erwähnt, insbesondere als Saug- oder als Blaswalze ausgeführt
sein kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zur Abgabe bzw. Aufnahme
des Trocknungsfluids bestimmte Haube 44 oberhalb der Walze 36 angeordnet. Wie dargestellt,
kann der Walze 36 ein Schaber 62 zugeordnet sein.
[0109] Die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 ist nicht zwingend. Sie kann jedoch insbesondere
in dem Fall vorgesehen sein, dass die Vliesstoff-Materialbahn 52 zusätzlich strukturiert
und/oder perforiert werden soll. Eine solche Strukturierung bzw. Perforierung kann
unter anderem über die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung 32 erfolgen. Zudem kann
insbesondere auch die Bandpresse 34 mit wenigstens einem die Vliesstoff-Materialbahn
52 strukturierenden und/oder perforierenden Strukturband versehen sein, das entsprechend
wieder um die Walze 36 geschlungen ist.
[0110] Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform
einer Bandpresse 34 der erfindungsgemäß umgerüsteten Vorrichtung.
[0111] Im vorliegenden Fall ist die Haube 44 zur Abgabe oder Aufnahme des Trocknungsfluids
oberhalb der Walze 36 der Bandpresse 34 angeordnet. Zudem ist bei der dargestellten
beispielhaften Ausführungsform nur ein inneres Endlosband 40 sowie ein als Pressband
42 dienendes äußeres Endlosband 42 um die Walze 36 der Bandpresse 34 geschlungen.
[0112] Die Schlaufe des inneren Endlosbandes 40 ist im vorliegenden Fall unterhalb der Schlaufe
des als Pressband dienenden äußeren Endlosbandes 42 angeordnet. Bei dem inneren Endlosband
40 kann es sich insbesondere wieder um ein Filzband handeln. Die Trocknungsfluidströmung
ist je nachdem, ob die Walze 36 als Saugwalze oder als Blaswalze ausgeführt ist, von
oben nach unten bzw. von unten nach oben gerichtet. Die zu entwässernde Vliesstoff-Materialbahn
liegt wieder zwischen dem inneren Endlosband 40 und dem äußeren Endlosband 42. Wie
bereits erwähnt ist die zusätzliche Beaufschlagung der Vliesstoff-Materialbahn mit
Trocknungsfluid optional. Sie ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Vliesstoff-Materialbahn
gleichzeitig strukturiert und/oder perforiert werden soll.
[0113] Auch bei dem vorliegenden in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist wieder
ein der Walze 36 der Bandpresse 34 zugeordneter Schaber 62 zu erkennen.
[0114] Wie insbesondere den Fig. 3 entnommen werden kann, sind die betreffenden Endlosbänder
40, 42 im selben Umschlingungswinkel um die Walze 36 der Bandpresse 34 geführt, wobei
der Umschlingungswinkel zweckmäßigerweise etwas größer als die Saug- oder Blaszone
64 der Walze der Bandpresse 34 ist.
Bezugszeichenliste
[0115]
- 10
- herkömmliche Vorrichtung
- 12
- Former
- 14
- Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
- 16
- Saugrohr, Saugkasten
- 18
- Entwässerungseinrichtung
- 20
- thermische Trocknungseinrichtung (TAD)
- 22
- Tauchbad
- 24
- Wickelvorrichtung
- 26
- Formiersieb
- 28
- Former
- 30
- Vorrichtung
- 32
- Wasserstrahlverfestigungseinrichtung
- 34
- Bandpresse
- 36
- Walze
- 40
- inneres (Endlos)band
- 42
- äußeres (Endlos)band
- 44
- (Trocknungs)haube
- 46
- thermische Trocknungseinrichtung (TAD)
- 48
- Formiersieb
- 50
- zusätzliche Schicht
- 52
- Vliesstoff-Materialbahn
- 62
- Schaber
- 64
- Saug- oder Blaszone