ANLAGE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FLUIDSTRAHLVERNADELTEN FASERSTOFFBAHN AUS MINDESTENS EINER FASERSTOFFSUSPENSION

Abstract

 Anlage sowie Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn (20) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (11), wobei die Faserstoffsuspension (11) unter Bildung eines Faserflors (13) auf ein Siebband (14) eines Schrägsiebformers (10), welcher in einer Umlaufrichtung eine Siebsaugwalze (35) umläuft, aufgebracht wird, der Faserflor (13)beim Umlauf um die Siebsaugwalze (35) mithilfe von Düsenbalken (48, 49) mit Fluidstrahlen beaufschlagt wird, und Fluid mittels mindestens einer innerhalb eines Walzenmantels (36) der Siebsaugwalze (35) vorgesehenen Vakuumzone (38, 39) abgesaugt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit einem Schrägsiebformer, umfassend ein Siebband, welches in einer Umlaufrichtung um Umlenkwalzen umläuft und ein zwischen einer in Umlaufrichtung vorderer Umlenkwalze und einer in Umlaufrichtung hinterer Umlenkwalze gebildetes Ablegetrum aufweist, und einen Stoffauflauf, mittels welchem die Faserstoffsuspension auf dem Ablegetrum des Siebbandes unter Bildung eines Faserflors ablegbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit einem Schrägsiebformer

[0002] Bei herkömmlichen Anlagen zur Herstellung von fluidstrahlvernadelten, üblicherweise wasserstrahlvernadelten Papieren/Vliesstoffen sind regelmäßig separate Vernadelungseinheiten vorgesehen, die ein umlaufendendes Siebband aufweisen, dessen Entwässerung- und Reflektionseigenschaften an den jeweiligen Herstellungsprozess angepasst sind. Die Vernadelungseinheit ist derart ausgestaltet, dass sie einen definierten Energieeintrag mittels Fluidstrahl, passend bspw. zur Produktionsgeschwindigkeit und zum Produktportfolio, erlaubt.

[0003] Schrägsiebpapiermaschinen, wie sie bspw. in der Spezialpapierindustrie Verwendung finden, weisen regelmäßig eine separate Vernadelungseinheit nicht auf. Sie umfassen hingegen einen Schrägsiebformer mit einem Siebband, welches in einer Umlaufrichtung um Umlenkwalzen läuft. Es weist ein zwischen einer in Umlaufrichtung vorderen und einer in Umlaufrichtung hinteren Umlenkwalze gebildetes Ablegetrum auf sowie einen Stoffauflauf, mittels welchem die Faserstoffsuspension auf dem Ablagetrum des Siebbandes zur Bildung des Faserflors ablegbar ist.

[0004] Derart ausgebildete Schrägsiebpapiermaschinen befinden sich insbesondere in der Spezialpapierindustrie vielfach im Einsatz. Allerdings ist der Bedarf an nicht fluidstrahlvernadelten Spezialpapierenrückläufig, sodass das Bestreben besteht, diese Schrägsiebpapiermaschinen auch zur Herstellung fluidstrahlvernadelter Produkte, insbesondere von Vliesbahnen, einsetzen zu können.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung erfasst auch ein Verfahren zum Umbau einer Schrägsiebpapiermaschine in eine erfindungsgemäße Anlage gemäß Anspruch 11, einen Schrägsiebformer mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13.

[0006] Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist die in Umlaufrichtung des Siebbandes vordere Umlenkwalze als Siebsaugwalze mit einem fluiddurchlässigen Walzenmantel und mindestens einer innerhalb des Walzenmantels vorgesehenen Vakuumzone ausgebildet. Ferner ist mindestens ein Düsenbalken vorgesehen, mittels welchem Fluidstrahlen unter einem Überdruck in einem Bereich, in dem das Siebband die Siebsaugwalze umläuft, zum Siebband hin abgebbar sind. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es aufgrund dieser Weiterbildung möglich ist, einen Energieeintrag mittels Fluidstrahlen bereitzustellen, der geeignet ist, auch andere Faserstoffbahnen als Spezialpapiere, bspw. nassgelegter Vliesstoffe, herzustellen.

[0007] Zwar werden von einem Formier- oder Transportsieb umlaufende Siebsaugwalzen als Entwässerungs- und Umlenkwalzen seit längerem in der Papierindustrie eingesetzt. Nicht bekannt ist jedoch, dass diese auch zum Abführen von zur Vernadelung an den Faserflor abgegebenes Fluid geeignet sind. Es ist überraschend, dass die Vernadelung im Bereich einer Siebsaugwalze trotz des zwischen des Faserflors und der Siebsaugwalze befindlichen Siebbandes durch das Schrägsieb erfolgen kann. Bekannt aus der Krempelvliestechnologie ist hingegen eine Fluidstrahlvernadelung auf Zylindern, um die eine Faserstoffbahn herumgeführt wird. Die Faserstoffbahn liegt jedoch an diesen Zylindern unmittelbar, d. h. ohne ein dazwischen befindliches Siebband an. Und diese Zylinder sind bauartbedingt auch nicht geeignet, die hohen Zugkräfte, unter denen ein Siebband im Vergleich zu einer Faserstoffbahn regelmäßig steht, aufzunehmen.

[0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Vakuumzone mindestens eine mit einem Unterdruck beaufschlagbare Saugkammer. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass aufgrund dieser Maßnahme der Energieeintrag durch die Wasserstrahlen an die zur Vliesvernadelung erforderlichen Werte effektiv anpassbar ist.

[0009] Um den mittels der Fluidstrahlen möglichen Energieeintrag weiter erhöhen zu können, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage eine Mehrzahl von in Umlaufrichtung des Siebbandes voneinander beabstandete Düsenbalken vorgesehen.

[0010] Innerhalb des Walzenmantels können ferner eine Mehrzahl von Vakuumzonen ausgebildet sein.

[0011] Sind die Düsenbalken unabhängig voneinander mit einem Fluid beaufschlagbar oder - besonders bevorzugt - die Fluiddrücke der Düsenbalken unabhängig voneinander beeinflussbar, so können die Energieeinträge besonders gut an die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit und das jeweilige Produktportfolio angepasst werden.

[0012] Hierzu ist es vorteilhaft, wenn - wie bei einer des Weiteren bevorzugten Ausführungsform - jede Vakuumzone einem Düsenbalken derart zugeordnet ist, dass mittels der Vakuumzone zumindest im Wesentlichen von dem zugeordneten Düsenbalken abgegebenes Fluid absaugbar ist.

[0013] Bei einer konstruktiv bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage umfasst jede Vakuumzone eine Saugkammer, die mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.

[0014] Im Hinblick auf eine möglichst gute Anpassbarkeit des Energieeintrags ist jede Saugkammer vorzugsweise mit einem separat variierbaren Unterdruck beaufschlagbar.

[0015] Um den maximal mit den Fluidstrahlen möglichen Energieeintrag erhöhen zu können, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zwischen der Siebsaugwalze und der hinteren Umlenkwalze mindestens ein weiterer Düsenbalken oberhalb des Ablegetrums vorgesehen.

[0016] Um dann abermals den Energieeintrag bestmöglich anpassen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage jedem weiteren Düsenbalken eine weitere Vakuumzone derart zugeordnet, dass mittels der Vakuumzone zumindest im Wesentlichen von dem zugeordneten Düsenbalken abgegebenes Fluid absaugbar ist.

[0017] Bei einer konstruktiv bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage weist jede weitere Vakuumzone einen Saugkasten auf, der unterhalb des Ablegetrums des Siebbandes angeordnet ist.

[0018] Die Erfindung verkörpert sich auch in einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anlage, in dem bei einer Schrägsiebpapiermaschine, die ein Siebband aufweist, welches zwischen einer in einer Umlaufrichtung des Siebbandes vorderen und hinteren Umlenkwalze ein Ablegetrum bildet, die vordere Umlenkwalze durch eine Siebsaugwalze mit einem fluiddurchlässigen Walzenmantel und mindestens einer innerhalb des Walzenmantels vorgesehenen Vakuumzone ausgebildet ist, ausgetauscht und mindestens ein Düsenbalken vorgesehen wird, mittels welchem Fluidstrahlen unter einem Überdruck in einem Bereich, in dem das Siebband die Siebsaugwalze umläuft, zum Siebband hin abgebbar sind.

[0019] Die Erfindung betrifft auch einen Schrägsiebformer der erfindungsgemäßen Anlage.

[0020] Die Erfindung erstreckt sich darüber hinaus auf ein Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, bei welchem die Faserstoffsuspension auf ein Siebband eines Schrägsiebformers, welches in einer Umlaufrichtung eine Siebsaugwalze umläuft, aufgebracht, die Faserstoffsuspension beim Umlauf um die Siebsaugwalze mit Fluidstrahlen beaufschlagt und Fluid mittels der Siebsaugwalze abgesaugt wird.

[0021] Die Erfindung soll nachfolgend anhand der rein schematischen Zeichnungen weiter verdeutlicht werden. Es zeigen:

Fig. 1

ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage sowie

Fig. 2

den Ausschnitt II in Fig. 1 in einer vergrößerten, teilweise geschnittenen Darstellung.

[0022] Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn geeignet ausgebildet.

[0023] Die Anlage 100 umfasst einen Schrägsiebformer 10 zur Bereitstellung eines Fasern 12 umfassenden Faserflors 13 aus einer Faserstoffsuspension 11. Die Fasern weisen eine mittlere Faserlänge von regelmäßig >1 mm bis maximal 30 mm auf, der Faserflor 13 ein Flächengewicht bspw. zwischen 7 und 100 Gramm pro Quadratmeter. Der Schrägsiebformer 10 umfasst zur Bereitstellung des Faserflors 13 ein umlaufendes Siebband 14, welches um Umlenkwalzen 15 entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft. Es bildet ein Ablagetrum 16, dessen in Umlaufrichtung vorderes Ende von einer vorderen Umlenkwalze 15' und dessen in Umlaufrichtung hinteres Ende von einer hinteren Umlenkwalze 15" gebildet ist.

[0024] Der Schrägsiebformer 10 umfasst des Weiteren einen Stoffauflauf 17, mittels welchem die Fasern 12 - bspw. als Faserstoffsuspension - zur Bildung des Faserflors 13 abgelegt werden.

[0025] Um den Faserflor 13 zu einer Faserstoffbahn 20 verfestigen zu können, ist die vordere Umlenkwalze 15' als Siebsaugwalze 35 ausgebildet. Wie in Fig. 2 erkennbar ist, umfasst die Siebsaugwalze 35 einen rotierbar gelagerten Walzenmantel 36, der eine Vielzahl von Bohrungen 37 umfasst. Innerhalb des Walzenmantels 36 sind zwei Vakuumzonen 38, 39 vorgesehen, welche jeweils eine Saugkammer 40, 41 aufweisen. Die Saugkammern 40, 41 weisen jeweils eine sich in Längsrichtung der Siebsaugwalze 35 erstreckende Öffnung 42, 43 auf, deren Ränder 44, 45, 46 zumindest im Wesentlichen gasdicht abgedichtet sind.

[0026] In dem Bereich, in welchem das Siebband 14 an dem Walzenmantel 36 anliegt, sind in Umlaufrichtung des Siebbandes voneinander beabstandet zwei Düsenbalken 48, 49 vorgesehen. Sie sind derart angeordnet ausgebildet, dass unter Druck stehende Fluidstrahlen, insbesondere Wasserstrahlen, zum Siebband hin abgebbar sind. Die Öffnungen 42, 43 der Saugkammern 40, 41 sind so ausgerichtet, dass jede der Saugkammern 40, 41 einem der Düsenbalken 48, 49 dahingehend zugeordnet ist, dass mittels jeder Saugkammer zumindest im Wesentlichen das von dem zugeordneten Düsenbalken abgegebene Fluid abgesaugt wird.

[0027] Drei weitere, in Umlaufrichtung des Siebbandes 14 voneinander beabstandete Düsenbalken 50, 51, 52 sind in Umlaufrichtung des Siebbandes vor der Siebsaugwalze 35 angeordnet. Innen ist jeweils eine weitere Vakuumzone 53, 54, 55 in Form jeweils eines Saugkastens 56 zugeordnet. Die weiteren Düsenbalken 50, 51, 52 dienen der Vorverfestigung der Fasern 12 zum Faserfloor 13. Durch die Düsenbalken 48, 49, denen die Vakuumzonen 38, 39 der Siebsaugwalze zugeordnet sind, erfolgt eine weitere Verfestigung des Faserflors zur Faserstoffbahn 20.

[0028] Besteht der Bedarf an einer Intensivierung der Verfestigung, so können in Umlaufrichtung des Siebbandes 14 hinter der Siebsaugwalze in einem Bereich 18, der bezogen auf die Umlaufrichtung schräg abfällt, weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Düsenbalken und zugeordnete Vakuumzonen vorgesehen sein..

[0029] In dem Bereich 18 des Siebbandes 14 kann eine bspw. mit einem Unterdruck beaufschlagbare Abnahmewalze 19 vorgesehen, mit welcher die verfestigte Faserstoffbahn 20 von dem Siebband 14 abnehmbar und hiernach einer weiteren Verwendung oder Bearbeitung zuführbar ist. Eine derartige Abnahmewalze 19 kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn die Faserstoffbahn 20 ein niedriges Flächengewicht oder eine geringe Festigkeit aufweist, oder die Umlaufgeschwindigkeit des Siebbandes 14 hoch ist. Ansonsten kann die Abnahme der Faserstoffbahn vom Siebband 14 auch im freien Zug erfolgen. Eine Abnahmewalze 19 ist dann nicht erforderlich.

Bezuaszeichenliste:

[0030] 

100

Anlage

10

Schrägsiebformer

11

Faserstoffsuspension

12

Fasern

13

Faserflor

14

Siebband

15

Umlenkwalzen

15'

vordere Umlenkwalze

15"

hintere Umlenkwalze

16

Ablegetrum

17

Stoffauflauf

18

Bereich

19

Abnahmewalze

20

Faserstoffbahn

35

Siebsaugwalze

36

Walzenmantel

37

Bohrungen

38

Vakuumzone

39

Vakuumzone

40

Saugkammer

41

Saugkammer

42

Öffnung

43

Öffnung

44

Rand

45

Rand

46

Rand

47

innere Mantelfläche

48

Düsenbalken

49

Düsenbalken

50

Düsenbalken

51

Düsenbalken

52

Düsenbalken

53

Vakuumzone

54

Vakuumzone

55

Vakuumzone

56

Saugkasten

Ansprüche

1. Anlage (100) zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn (20) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (11),

mit einem Schrägsiebformer (10), umfassend

- ein Siebband (14), welches in einer Umlaufrichtung um Umlenkwalzen (15) umläuft und ein zwischen einer in Umlaufrichtung vorderen Umlenkwalze (15') und einer in Umlaufrichtung hinteren Umlenkwalze (15") gebildetes Ablegetrum (16) aufweist, und

- einen Stoffauflauf (17), mittels welchem die Faserstoffsuspension auf dem Ablegetrum (16) des Siebbandes (14) ablegbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die in Umlaufrichtung vordere Umlenkwalze (15') als Siebsaugwalze (35) mit einem fluiddurchlässigen Walzenmantel (36) und mindestens einer innerhalb des Walzenmantels (36) vorgesehenen Vakuumzone (38, 39) ausgebildet ist, und

dass mindestens ein Düsenbalken (48, 49) vorgesehen ist, mittels welchem Fluidstrahlen unter einem Überdruck in einem Bereich, in dem das Siebband (14) die Siebsaugwalze (35) umläuft, zum Siebband (14) hin abgebbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumzone (38, 39) mindestens eine mit einem Unterdruck beaufschlagbare Saugkammer (40, 41) umfasst.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in Umlaufrichtung des Siebbandes (14) voneinander beabstandete Düsenbalken (48, 49) vorgesehen sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Walzenmantels (36) eine Mehrzahl von Vakuumzonen (38, 39) ausgebildet sind.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vakuumzone (38, 39) einem Düsenbalken (48, 49) derart zugeordnet ist, dass mittels der Vakuumzone (38, 39) zumindest im Wesentlichen von dem zugeordneten Düsenbalken (48, 49) abgegebenes Fluid absaugbar ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vakuumzone (38, 39) eine Saugkammer (40, 41) umfasst, die mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Saugkammer (40, 41) mit einem separat variierbaren Unterdruck beaufschlagbar ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Siebsaugwalze (35) und der hinteren Umlenkwalze (15") mindestens ein weiterer Düsenbalken (50, 51, 52) oberhalb des Ablegetrums (16) vorgesehen ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem weiteren Düsenbalken (50, 51, 52) eine weitere Vakuumzone (53, 54, 55) derart zugeordnet ist, dass mittels der Vakuumzone (53, 54, 55) zumindest im Wesentlichen von dem zugeordneten Düsenbalken (50, 51, 52) abgegebenes Fluid absaugbar ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede weitere Vakuumzone (53, 54, 55 einen Saugkasten (50) aufweist, der unterhalb des Ablagetrums (16) angeordnet ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Anlage (100) zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn (20) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schrägsiebpapiermaschine, die ein Siebband (14) aufweist, welches zwischen einer in einer Umlaufrichtung des Siebbandes (14) vorderen und hinteren Umlenkwalze (15', 15") ein Ablegetrum (16) bildet, die vordere Umlenkwalze (15') durch eine Siebsaugwalze (35) mit einem fluiddurchlässigen Walzenmantel (36) und mindestens einer innerhalb des Walzenmantels (36) vorgesehenen Vakuumzone (38, 39) ausgebildet ist, ausgetauscht und mindestens ein Düsenbalken (48, 49) vorgesehen wird, mittels welchem Fluidstrahlen unter einem Überdruck in einem Bereich, in dem das Siebband (14) die Siebsaugwalze (35) umläuft, zum Siebband (14) hin abgebbar sind.

12. Schrägsiebformer (10) einer Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

13. Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn (20) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (11), bei welchem die Faserstoffsuspension (11) unter Bildung eines Faserflors (13) auf ein Siebband (14) eines Schrägsiebformers (10), welches in einer Umlaufrichtung eine Siebsaugwalze (35) umläuft, aufgebracht wird, die Faserstoffsuspension beim Umlauf um die Siebsaugwalze (35) mit Fluidstrahlen beaufschlagt wird, und Fluid mittels der Siebsaugwalze (35) abgesaugt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Fluid mittels mindestens einer mit einem Unterdruck beaufschlagbaren Saugkammer (40, 41) abgesaugt wird.

Zeichnung