Prozessband, Verfahren zum Herstellen von Papier oder Vlies und Verwendung eines Prozessbands

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Prozessband für die Nonwoven- oder Papierherstellung. Prozessbänder für die Nonwoven- oder Papierherstellung werden bei der Vliesbildung, der Vliesverfestigung und der Vliesausrüstung und -bearbeitung eingesetzt.

[0002] Vliesstoffe verdanken ihre Entstehung der Textil-, Papier-, Kunststoff-, und Lederindustrie. Die stetig steigende Nachfrage für Vliesstoffprodukte bildet eine Herausforderung an die Herstellung von Rohmaterialien und Maschinen ebenso wie an Produzenten und Verarbeiter von Vliesstoffen.

[0003] Eine präzise Definition des Begriffs Vliesstoff wurde von der internationalen Organisation für Standardisierung (ISO 9092, 1988) und dem europäischen Normenausschluss (EN-29092) festgelegt.

[0004] Die drei Stufen der Vliesproduktion wie Vliesbildung, Vliesverfestigung und Vliesausrüstung und -bearbeitung werden entweder einzeln oder in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt. Die Herstellung von Vliesmaterialien beginnt mit der flächigen oder voluminösen Anordnung der Fasern. Diese können - je nach Nass- oder Trocken-Technologie - entweder aus Stapelfaser (verpackt in Ballen oder Säcken) oder aus Filamenten (gesponnen oder geschmolzenen Polymer-Granulaten) bestehen.

[0005] Für die Vliesbildung werden grundsätzlich sechs verschiedene Verfahren zur Herstellung eines Faserflors verwendet: Nassvliesverfahren, Luftstromverfahren, Trockenvliesverfahren, Spinnvliesverfahren, Heißluftschmelzverfahren und Kombiverfahren.

[0006] Beim Spinnvliesverfahren werden für die Vliesbildung PES-Bänder, doppellagig mit angewebter Stecknaht und Randbeschichtung, PES-Bänder, einlagig, mit Webnaht und Randbeschichtung, Bronzebänder, glatt, mit Endlos-Lötnaht und ½ -drillierte Gussstahl-Bänder mit Lötnaht und Randschweißung verwendet. Für die Trocknung eignen sich vor allem ½ -drillierte VA-Bänder mit Lötnaht und Randschweißung.

[0007] Beim Luftstromverfahren werden für die Vliesbildung bevorzugt folgende Bänder eingesetzt: PES-Bänder, glatte Bindung oder 2/1-Körper, möglichst offen, mit Endlos-Webnaht und Randbeschichtung sowie ½ - drillierte oder glatte VA-Bänder, möglichst offen, mit Lötnaht und Randschweißung. Für die Fixierung eignen sich besonders ½ -drillierte VA-Bänder mit Lötnaht und Randschweißung und für die Trocknung eigenen sich besonders ½ -drillierte VA-Bänder, 3-kettig, mit Lötnaht und Randschweißung.

[0008] Bei Trockenvliesverfahren werden für die Vliesbildung insbesondere PTFE-beschichtete Drehergewebe mit Stecknaht und Klebenahtverstärkten Rändern und Duofil-Bänder, mit flacher Stecknaht und Randbeschichtung eingesetzt. Im Rahmen der Trocknung werden PTFE-beschichtete Drehergewebe mit Stecknaht und Randbeschichtung, Duofil-Bänder, mit flacher Stecknaht und Randbeschichtung sowie Nockenbänder mit Stecknaht und Randbeschichtung eingesetzt.

[0009] Das Heißluftschmelzverfahren wird häufig mit einem Spinnvliesverfahren kombiniert. Man unterscheidet hierbei zweilagige Meltblown-Prozesse und dreilagige Kombi-Verfahren. Dabei geschieht die Endverfestigung sowohl über ein Trocknerband im Heißluftofen als auch durch Umlauf über eine Heißlufttrommel oder über eine Kalanderwalze. Als Prozessbänder für die Vliesbildung eigenen sich vor allem PES-Bänder, doppellagig, mit angewebter Stecknaht und Randbeschichtung, PES-Bänder, einlagig, mit Webnaht und Randbeschichtung, Bronzebänder, glatt, mit Endlos-Lötnaht, ½ -drillierte Gussstahl-Bänder, mit Lötnaht und Randschweißung. Für die Trocknung werden bevorzugt ½ -drillierte VA-Bänder mit Lötnaht und Randschweißung eingesetzt.

[0010] Alle diese Verfahren zur Vliesbildung, Verfestigung und Ausrüstung sowie Bearbeitung laufen auf speziellen Prozessbändern. Hierbei werden hohe Anforderungen an das Ablageverhalten und die Ausrichtung der Fasern gestellt.

[0011] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Behandlung von Vliesmaterialien auf Prozessbändern verbessern.

[0012] Diese Aufgabe wird mit einem Prozessband für die Nonwoven- oder Papierherstellung gelöst, das eine elektrische Einrichtung zum elektrischen Aufladen des Prozessbands aufweist.

[0013] Prozessbänder sind bisher entweder durch die maschinelle Anordnung an Masse gelegt oder sie erhalten durch ihre Konstruktion und ihren Betrieb während ihres Einsatzes eine spezielle unkontrollierte Ladung. In beiden Fällen wirkt sich die Ladung des Prozessbandes auf den Prozess der Vliesstoffherstellung aus. Diese Ladung kann als hinzunehmender technischer Nachteil der Anlage geduldet werden. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, die elektrische Aufladung des Prozessbands bewusst zu beeinflussen, um damit auf den Vorgang der Vliesherstellung einzuwirken.

[0014] Die Einrichtung zum elektrischen Aufladen eines Prozessbands kann aus Messung und Regelung der systembedingten elektrischen Aufladung des Bands bestehen. Alternativ oder kumulativ kann das Prozessband aktiv elektrisch so aufgeladen werden, wie es für den Vliesherstellungsprozess gewünscht wird. Auch hierbei ist selbstverständlich eine Steuerung oder Regelung von Vorteil.

[0015] Um ein Prozessband kostengünstig aufzuladen wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung einen Schleifer aufweist. Je nach Ausbildung des Schleifers kann damit das Prozessband über seine gesamte Breite, in speziellen Bereichen quer zur Banderstreckung oder in speziellen Bereichen längs zur Banderstreckung aufgeladen werden.

[0016] Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung eine leitfähige Walze oder leitfähige Ringe aufweist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise das Prozessband lokal oder über seine gesamte Breite aufgeladen werden.

[0017] Ein berührungsloses Aufladen eines Prozessbands wird mit einer Einrichtung erreicht, die Induktionsmittel aufweist. Mit diesen Induktionsmitteln kann eine Ladung lokal an Stellen des Prozessbands oder im gesamten Prozessband nach vorgegebenen Anforderungen erzeugt werden.

[0018] Das berührungslose Aufladen des Prozessbandes kann auch mit Hilfe von Coronaaufladung oder mittels Ionisationsstäben erfolgen.

[0019] Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung Mittel zum gezielten Hervorrufen triboelektrischer Aufladung aufweist. Dadurch können natürliche Aufladeprozesse begünstigt werden, oder so geleitet werden, dass die Ladung in der gewünschten Form am gewünschten Ort vorliegt. Die Verwendung triboelektrischer Aufladung wird durch die bewegten Bänder und den Kontakt und das Trennen von Materialien wie Walze, Band und Vlies begünstigt. Durch gezielte Materialwahl kann durch den Kontakt und das Trennen von zwei Materialien ein elektrischer Aufladungsprozess erzielt werden, der die Vliesherstellung begünstigt.

[0020] Gute Ergebnisse wurden mit Prozessbändern erzielt, die ein Metall aufweisen. Metallbänder begünstigen die Verteilung der Ladung auf der Fläche des Bands.

[0021] Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn das Prozessband einen leitfähigen Kunststoff aufweist. Kunststoff sind besonders dazu geeignet elektrische Ladungen zu halten und mittels eines triboelektrischen Effekts zu erzeugen.

[0022] Daher wird weiterhin vorgeschlagen, dass das Prozessband einen Metallteil und einen Kunststoffteil aufweist. Der Metallteil kann insbesondere in Form von Drähten und/oder Seilen bereitgestellt werden, während der Kunststoffteil insbesondere in Form von monofilen Fasern und/oder multifilien Fasern bereit gestellt wird. Gerade diese Kombination der Materialien führt zu einem günstigen Verhalten im Hinblick auf die elektrische Aufladung.

[0023] Um die Auflagekräfte des Prozessguts am Band zu vermindern, wird vorgeschlagen, dass eine mit Prozessgut gleichgepolte Aufladung im Band vorliegt. Das Band hat damit die gleiche Ladung wie das Prozessgut und da sich gleiche Ladungen abstoßen, führt dies dazu, dass diese Abstoßungskräfte beispielsweise den Gewichtskräften des Prozessguts entgegenwirken können. Bei dem über dem Band angeordneten Prozessgut kann dies die Auflagekräfte des Prozessguts vermindern und im Extremfall sogar zu einem leichten Schweben des Prozessguts oberhalb des Prozessbands führen. Die Verringerung der Auflagekräfte kann auch das Ausrichten der Fasern begünstigen.

[0024] Alternativ zur gleichpoligen Aufladung oder in anderen Bereichen des Bands kann eine zum Prozessgut entgegengesetzt gepolte Aufladung im Band vorliegen. Dies führt dazu, dass in den Bereichen der zum Prozessgut entgegengesetzt gepolten Aufladung am Band, das Prozessgut an das Band gezogen wird. Dies wiederum kann eine Verdichtung des Prozessguts begünstigen und es kann verhindert werden, dass Prozessgut staubförmig als dünne Fasern im Raum schwebt und nicht auf das Band gelangt. Die entgegengesetzt gepolte Aufladung ermöglicht auch eine Beladung des Bands im Bereich der Umlenkrolle oder sogar an der Bandunterseite, da es nicht mehr notwendig ist, dass das Prozessgut durch seine Gewichtskraft auf das Band fällt. Dadurch kann das Band auch in einer von der waagerechten Lage abweichenden Lage angeordnet werden.

[0025] Eine einfache Ausbildung eines Prozessbands sieht vor, dass die Einrichtung eine Gleichstromquelle aufweist. Diese Gleichstromquelle kann zum Aufladen des Bands genutzt werden und sie wird vorzugsweise dort eingesetzt, wo eine spezielle Aufladung des Bands gewünscht wird.

[0026] Insbesondere zum Heizen des Bands wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung eine Wechselstromquelle aufweisen kann.

[0027] Versuche haben gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Aufladung gezielt im Ablagebereich des Prozessguts erzeugt wird. Dies verbessert das Ablegen in der Forming area und beschleunigt daher die Vliesbildung.

[0028] Ein weiterer Einsatzbereich der elektrischen Aufladung des Prozessbands liegt am Übergabebereich. Es wird daher vorgeschlagen, dass die Aufladung gezielt in einem Übergabebereich an ein weiteres Band oder einen anderen Anlagenteil erzeugt wird. Hier kann durch elektrostatische Anziehungs- und Abstoßungskräfte die Übergabe deutlich verbessert werden.

[0029] Um lokal unterschiedliche Aufladungen zu erzeugen, wird vorgeschlagen, dass nur ein funktioneller Teil des Prozessbands aufgeladen wird. So wird beispielsweise vorgeschlagen, dass bei einem Prozessband nur alle oder nur spezielle Schüsse elektrisch aufgeladen werden. Anderseits können auch nur spezielle Ketten, wie beispielsweise die Ketten am Rand des Prozessbands elektrisch aufgeladen werden, um die Vliesbildung in diesen Bereichen besonders zu beeinflussen.

[0030] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch mit einem Verfahren zum Herstellen von Papier oder Vlies gelöst, wobei ein Prozessband, insbesondere gemäß den oben genannten Ausführungen, gezielt elektrisch aufgeladen wird.

[0031] Außerdem wird die Aufgabe durch eine Verwendung eines derartigen Prozessbands zum Durchführen eines Prozesses unter vollständiger oder lokaler elektrischer Aufladung des Prozessbands gelöst.

[0032] Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Prozessbands variieren je nach Einsatz des Bands bei der Vliesbildung, Vliesverfestigung oder der Vliesausrüstung und -bearbeitung. Hierbei wird mindestens ein Prozessband vollständig oder auch nur lokal entsprechend den vorgegebenen Anforderungen elektrisch aufgeladen, so dass durch die elektrostatischen Kräfte eine Verbesserung bei der Vliesherstellung erzielt wird.

[0033] Hierbei können unterschiedliche Bänder aus unterschiedlichen Materialien Einsatz finden und die elektrische Ladung kann durch triboelektrische Effekte induktiv oder durch Schleifkontakte auf das Bandmaterial aufgebracht werden.

Ansprüche

1. Prozessband für die Nonwoven- oder Papierherstellung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum elektrischen Aufladen des Prozessbands.

2. Prozessband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Schleifer aufweist.

3. Prozessband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine leitfähige Walze oder leitfähige Ringe aufweist.

4. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Induktionsmittel aufweist.

5. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Mittel zum gezielten Hervorrufen triboelektrischer Aufladung aufweist.

6. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessband ein Metall aufweist.

7. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessband einen leitfähigen Kunststoff aufweist.

8. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessband einen Metallteil und einen Kunststoffteil aufweist.

9. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Prozessgut gleich gepolte Aufladung im Band vorliegt.

10. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Prozessgut entgegengerichtet gepolte Aufladung im Band vorliegt.

11. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Gleichstromquelle aufweist.

12. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Wechselstromquelle aufweist.

13. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung gezielt im Ablagebereich für das Prozessgut erzeugt wird .

14. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung gezielt in einem Übergabebereich an ein weiteres Band oder einen anderen Anlagenteil erzeugt wird.

15. Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein funktioneller Teil des Prozessbands geladen wird.

16. Verfahren zum Herstellen von Papier oder Vlies, wobei ein Prozessband, insbesondere ein Prozessband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gezielt elektrisch aufgeladen wird.

17. Verwendung eines Prozessbands, insbesondere eines Prozessbands nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Durchführen eines Prozesses, und zwar unter vollständiger oder lokaler elektrischer Aufladung des Prozessbands.