AT517329B1 - Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents
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Abstract
Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn (9), insbesondere zur Herstellung einer Tissue- oder Hygienepapierbahn, bei dem eine Faserstoffsuspension zur Bildung einer Faserstoffbahn (9) in einem Doppelsiebformer (18) entwässert und die Faserstoffbahn (9) mit Hilfe eines TAD-Trockners (l-9) qetrocknet wird. Nach dem Doppelsiebformer (18) und vor dem TAD Trockner (19) ist eine Vorentwässerungseinrichtung (20) vorgesehen, mit einer Haube (17) und ejner Saugwalze (16), dabei wird die zwischen jeweils genau einer Bespannung (3, 4, 5) eingebettete Faserstoffbahn (9) von einem heißen Fluid durchströmt. Die Bespannung (5) zwischen Saugwalze (16) und Faserstoffbahn (9) ist ein Fllz (5) und dje Bespannung (3, 4) zwischen Faserstoffbahn (9) und Haube (17) ist ein Sieb (3, 4). In der Vorentwässerungseinrichtung (20) wird ejn spezifischer Volumenstrom des Fluids größer 100 m3/ (m2'min) , insbesondere größer 200 m3/ (m2.min) , vorzugsweise größer 250 m3/ (m2.min) durch die Faserstoffbahn (9) hindurchgesaugt..
Description
Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FASERSTOFFBAHN
[0001] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere zur Herstellung einer Tissue- Oder Hygienepapierbahn. Dabei wird eine Faserstoffsuspension zur Bildung einer Faserstoffbahn in einem Doppelsiebformer entwässert und mit Hilfe eines TAD-Trockners getrocknet. Vor dem TAD-Trockner ist eine Vorentwässe-rungseinrichtung vorgesehen, mit einer Haube und einer Saugwalze, dabei wird die zwischen jeweils genau einer Bespannung eingebettete Faserstoffbahn von einem heißen Fluid durch-strömt, wobei die Bespannung zwischen Saugwalze und Faserstoffbahn ein Filz ist und wobei die Bespannung zwischen Faserstoffbahn und Haube ein Sieb ist.
[0002] Bei herkömmlichen Maschinen zur Herstellung von Tissue mit sogenannten Durchström-trocknern (TAD = Through Air Dryer) wird die Faserstoffbahn zuerst mit Hilfe von Vakuum auf einen Trockengehalt von ungefähr 25% vorentwässert und im Anschluss im TAD-Trockner mit Hilfe von großen Mengen, Heißluft getrocknet. Dabei wird Luft durch Brenner erwärmt und mit Hilfe von Gebläsen iiber die TAD Haube durch die Faserstoffbahn in die TAD Trommel geleitet, dabei verdampft das Wasser in der Faserstoffbahn. Der Differenzdruck zwischen Haube und Trommel ist dabei gering.
Mit Hilfe dieser Durchströmtrocknung lässt sich besonders weiches Tissue produzieren.
[0003] Bei der Durchströmtrocknung mit TAD Trommeln ist jedoch die Luftdurchlässigkeit der Faserstoffbahn ein kritischer Faktor. Wenn die Faserstoffbahn zu feucht ist, kann die Heißluft nicht die Faserstoffbahn durchdringen. Im Anfangsbereich der TAD Trommel findet dann nur eine Aufpralltrocknung statt und zwar so lange, bis der Trockengehalt der Faserstoffbahn hoch genug ist, sodass die Luft durch die Faserstoffbahn strömen kann. Erst dann gelangt man in den Bereich der Durchströmtrocknung. Diese unerwünschte Aufpralltrocknung im TAD-Trockner wirkt sich nachteilig auf das Feuchteprofil der Faserstoffbahn aus, außerdem sinkt die Trock-nungseffizienz bzw. steigt der Energieverbrauch. Zur Erzielung eines ausreichenden Trocken-gehaltes sind oft auch zwei TAD Trockner hintereinander angeordnet.
[0004] EP 1 397 587 B1 offenbart eine Tissuemaschine, die auf den Einsatz von TAD Trock-nern verzichtet. Hier wird die Faserstoffbahn in einer Vorentwässerungseinrichtung vorgetrock-net, dabei ist die Faserstoffbahn zwischen einem Sieb und einem Filz eingebettet und wird dabei von heißer Luft bei einer Temperatur < 220^, vorzugsweise < 150°C und einem spezifi-schen Luftvolumenstrom von weniger als 50 m3/ (m2 min) durchströmt. Im Anschluss erfolgt die Llbergabe der Faserstoffbahn auf einen Yankee Zylinder, wo sie endgültig getrocknet wird. Ein Yankee Zylinder arbeitet nur nach dem Prinzip der Aufpralltrocknung.
Im Gegensatz zu EP 1 397 587 B1 erlaubt die Erfindung viel höhere Maschinengeschwindigkei-ten bzw. Produktionskapazitäten, wie auch bessere Papierqualität - hinsichtlich Caliper, Bulk, Wasseraufnahmekapazität und Weichheit. In einer Ausfiihrungsform der Erfindung kann die Vorentwässerungseinrichtung auch ohne spezielles Prägeband betrieben werden, und erlaubt weiterhin die Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Trockengehalt der Faserstoffbahn zu erhöhen, damit die Effizienz der TAD Trommel erhöht wird bzw. der Energieverbrauch vermin-dert wird. Außerdem soil das Feuchteprofil der Faserstoffbahn quer zur Maschinenlaufrichtung gegenüber herkömmlicher TAD Anlagen einheitlicher werden und vorzugsweise soil die Ver-wendung nur noch einer TAD Trommel möglich sein.
[0006] Die Vorentwässerung soil aber derart sanft erfolgen, dass dadurch die Qualität der Faserstoffbahn nicht vermindert wird, eine Vorentwässerung mit Pressen Oder Pressbändern kann die Faserstoffbahn zu stark komprimieren und so die Qualität negativ beeinflussen.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 1.
[0008] Erfindungsgemäß verwendet das Verfahren im Gegensatz zur EP 1 397 587 B1 eine TAD Trommel und zusätzlich wird in der Vortrocknungseinrichtung ein sehr hoher spezifischer Volumenstrom des Fluids größer 100 m3 / (m2min), insbesondere größer 200 m3 / (m2min), vorzugsweise größer 250 m3/ (m2min) durch die Faserstoffbahn hindurchgesaugt.
[0009] Der Differenzdruck in der Vorentwässerungseinrichtung zwischen Haubenseite und Saugwalzenseite sollte auf größer 0,25bar, insbesondere größer 0,45 bar, vorzugsweise größer 0,55 bar eingestellt werden. Dadurch wird die Vorentwässerungseinrichtung bei einer Druckdif-ferenz betrieben, die um Größenordnungen größer ist, als der Differenzdruck in der TAD Trommel, der im Regelfall bei 0,05 bar liegt. Durch diesen großen Differenzdruck in der Vorentwäs-serungseinrichtung kann auch bereits dort eine Durchströmtrocknung erfolgen, zumindest be-reichsweise.
[0010] Durch diese Erfindung kann der Trockengehalt vor der TAD Trommel von bisher unge-fähr 25% in herkömmlichen Maschinen auf iiber 30%, insbesondere auf iiber 35%, vorzugsweise auf sogar über 40% erhöht werden. Dadurch steigt die Permeabilität der Faserstoffbahn und in der TAD Trommel kann eine Durchströmtrocknung über den gesamten Umschlingungsbe-reich erfolgen.
[0011] Beim heißen Fluid kann es sich beispielsweise um heiße Luft Oder um heißen Dampf handeln. Günstige Temperaturbereiche der Heißluft liegen dabei bei Temperaturen von über 150°C, insbesondere iiber 200 °C, vorzugsweise iiber 250^.
[0012] Die Vorentwässerungseinrichtung kann auch in Maschinenlaufrichtung betrachtet in mehreren Zonen, beispielsweise in zwei Zonen unterteilt sein. Dadurch kann in der ersten Zone eine Trocknung mit anderen Betriebsparametern erfolgen, beispielsweise mit einem höheren Druck, einer höheren Temperatur Oder mit einem anderen Medium.
[0013] Es ist giinstig, wenn der Filz eine feinporige Struktur aufweist, wobei die durchschnittli-che Porengröße der zur Faserstoffbahn weisenden Oberfläche des Filzes kleiner ist als die durchschnittliche Porengröße der zur Saugwalze weisenden Seite. Eine feine und weiche Filzo-berseite zur Faserstoffbahn vergrößert die Kontaktfläche zwischen Filz und Faserstoffbahn, wodurch die Kapillarentwässerung begünstigt wird. Eine gröbere Filzstruktur zur Saugwalze hin begiinstigt hingegen die Wasserabfuhr durch die perforierte Saugwalzenoberfläche ins Walzen-innere. Die Feinheit der feineren Filzoberfläche sollte weniger als 6,7 dtex, vorzugsweise weni-ger 3,3 dtex betragen, die Schicht direkt darunter sollte eine Feinheit von weniger als 17 dtex, vorzugsweise weniger 11 dtex aufweisen, wohingegen die gegeniiberliegende zur Saugwalze weisende Filzseite dann viel offener (gröber) sein sollte, um die Abfuhr des Wassers durch die Bohrungen der Saugwalze zu erleichtern. Diese Werte beziehen sich auf den Grundfaseranteil des Filzes.
[0014] Damit ein möglichst guter Kontakt zwischen Filz und Faserstoffbahn in der Vorentwässe-rungseinrichtung realisiert werden kann, ist es giinstig, wenn zu Beginn der Vorentwässerungs-einrichtung eine Kontaktwalze vorgesehen ist, die sanft gegen die Saugwalze driickt, sodass dadurch der Kontakt der Faserstoffbahn mit dem Filz verbessert wird. Dabei soil die Faserstoffbahn jedoch nicht Oder nur in sehr geringem Maße gepresst werden. Die Kontaktwalze sollte daher nur mit einer Linienkraft von weniger als 30kN/m, besser weniger als 15 kN/m, vorzugsweise weniger als 10 kN/m betragen.
[0015] Damit ein möglichst großer spezifischer Volumenstrom realisiert werden kann, sollte die Saugwalze eine möglichst große freie Oberfläche haben, beispielsweise größer 25%, besser jedoch größer 35%.
[0016] Es ist giinstig, wenn im Anschluss an den TAD Trockner ein Yankee vorgesehen ist.
[0017] Im Folgenden werden zwei Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnun-gen beschrieben. Es zeigen: [0018] Fig. 1 eine schematische (Seitenansicht) Tissuemaschine, die sich zur Durchfiihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet; [0019] Fig. 2 eine weitere schematische (Seitenansicht) einer geeigneten Tissuemaschine; [0020] Gleiche Bezugszeichen in den beiden Figuren bezeichnen jeweils gleiche Anlagenteile.
[0021] In Figur 1 wird die Faserstoffsuspension in einem Doppelsiebformer 18 über einen Stoff-auflauf 1 zwischen zwei Siebe 3 eingebracht, über eine Formierwalze 2 geleitet und mit Hilfe von Vakuumkästen (nicht dargestellt) auf einen Trockengehalt von ungefähr 24% entwässert. Im Anschluss erfolgt beim Überführkasten 11 die Llbergabe der Faserstoffbahn 9 auf ein struk-turiertes TAD-Sieb 4. Das strukturierte TAD-Sieb 4 kann (muss nicht) dabei etwas langsamer als das Sieb 3 bewegt werden, sodass sich die Fasern gut in die Vertiefungen des TAD-Siebes 4 einfügen können (wet crepe), durch den Saugkasten 10 zum Nassstrukturieren werden die Fasern in die Struktur des TAD Siebes 4 gesaugt.
[0022] Im Anschluss erfolgt eine weitere Entwässerung in der Vorentwässerungseinrichtung 20. Die Vorentwässerungseinrichtung 20 weist eine Haube 17, einen Filz 5 und eine Saugwalze 16 auf. Die auf dem TAD-Sieb 4 fixierte Faserstoffbahn 9 kann durch die Presswalze (kiss press roll) 15 gegen den Filz 5 und gegen die Saugwalze 16 gepresst werden. Dies verbessert den Kontakt zwischen Filz 5 und Faserstoffbahn 9. Die Linienkraft in diesem Pressnip beträgt zwischen 5 kN/m und 30 kN/m. Bei diesen Drücken werden nur ungefähr 20% der Fasern verdich-tet, die restlichen 80 % der Fasern sind durch die Vertiefungen des TAD-Siebes 4 geschiitzt und werden daher nicht komprimiert.
[0023] Die Faserstoffbahn 9 wird zwischen dem Filz 5 und dem TAD-Sieb 4 durch die Vorent-wässerungseinrichtung 20 geführt. Liber die Haube 17 wird in einer ersten Zone Dampf auf die Faserstoffbahn 9 geblasen und zwar mehr als 0,3 Tonnen Dampf pro Tonne Faserstoff, besser noch mehr als 0,5 Tonnen Dampf pro Tonne Faserstoff, idealerweise sogar mehr als 1 Tonne Dampf pro Tonne Faserstoff.
In der zweiten nachfolgenden Zone wird feuchte Heißluft mit einer Temperatur von iiber 150°C, vorzugsweise iiber 250^ durch die Faserstoffbahn 9 geblasen. Die Luftfeuchtigkeit der iiber die Haube 17 zugefiihrten Heißluft sollte vorzugsweise iiber 150 gH2o/kgu«, insbesondere iiber 300 gH2o/kgLuft, vorzugsweise sogar iiber 450 g^o/kgum betragen.
[0024] Da im Bereich der Vorentwässerungseinrichtung 20 die Faserstoffbahn 9 noch sehr feucht ist, kommt es hier kaum zu Verdampfungsprozessen. Hier wird vielmehr durch die Wär-mezufuhr die Viskosität des Wassers in der Faserstoffbahn 9 herabgesetzt, wodurch das Was-ser iiber die Saugwalze 16 aus der Faserstoffbahn 9 gesaugt wird. Der feinporige Filz 5 unter-stiitzt die Entwässerung durch Kapillarentwässerung. Die iiber die Haube 17 zugefiihrte Luft-menge entspricht im Wesentlich der iiber die Saugwalze 16 abgesaugten Menge. Die zugefiihrten Luft- bzw. Dampfmengen betragen erfindungsgemäß mehr als 100 m3/(m2 min), insbesondere mehr als 200 m3/(m2 min), vorzugsweise sogar mehr als 250 m3/(m2 min).
[0025] Der Druck in der Haube 17 liegt hier iiber dem Umgebungsdruck, damit keine kalte Umgebungsluft iiber die Saugwalze 16 angesaugt wird.
[0026] Im Anschluss an die Vorentwässerungseinrichtung 20 wird die Faserstoffbahn 9 mit einem Trockengehalt von mehr als 30%, insbesondere mehr als 35% und vorzugsweise mehr als 40% an den Heißlufttrockner 19 iibergeben. Der Heißlufttrockner 19 ist ein TAD-Trockner und besteht aus einer TAD Trommel 13 und einer TAD Haube 14. Bei einem Trockengehalt ab 35% kann eine zweite TAD Trommel entfallen.
[0027] Nachfolgend wird die Faserstoffbahn mit einer Presswalze 12 vom TAD-Sieb 4 auf einen Yankee Zylinder 6 iibergeben. Am Yankee Zylinder 6 wird die Faserstoffbahn 9 mit iiber die Haube 7 zugefiihrter Heißluft weiter getrocknet und danach abgeschabt. Die Yankeeoberfläche wird iiber eine Beschichtungseinrichtung 8 mit Chemikalien bespriiht, damit sich die Faserstoffbahn leichter von der Yankeeoberfläche abschaben lässt.
[0028] In Figur 2 ist eine weitere Vorrichtung zur Durchfiihrung des erfindungsgemäßen Verfah-rens dargestellt. Im Unterschied zur Figur 1 ist hier die Vorentwässerungseinrichtung 20 nicht innerhalb des strukturierten TAD-Siebes 4, sondern bereits innerhalb des Siebes 3 des Doppel- siebformers 18 angeordnet. Die Clbergabe der Faserstoffbahn 9 auf das strukturierte TAD-Sieb 4 erfolgt erst nach der Vorentwässerungseinrichtung 20. Beim Sieb 3 des Doppelsiebformers 18 kann es sich urn ein strukturiertes Oder um ein unstrukturiertes Sieb handeln.
Claims (13)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn (9), insbesondere zur Herstellung einer Tissue- oder Hygienepapierbahn, bei dem eine Faserstoffsuspension zur Bildung einer Faserstoffbahn (9) in einem Doppelsiebformer (18) entwässert wird und die Faserstoffbahn (9) mit Hilfe eines Heißlufttrockners (19) getrocknet wird, wobei nach dem Doppelsiebformer (18) und vor dem Heißlufttrockner (19) eine Vorentwässerungseinrichtung (20) vorge-sehen ist, mit einer Haube (17) und einer Saugwalze (16), dabei wird die zwischen jeweils genau einer Bespannung (3, 4, 5) eingebettete Faserstoffbahn (9) von einem heißen Fluid durchströmt, wobei die Bespannung (5) zwischen Saugwalze (16) und Faserstoffbahn (9) ein Filz (5) ist und wobei die Bespannung (3, 4) zwischen Faserstoffbahn (9) und Haube (17) ein Sieb (3, 4) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) im Heißluft-trockner (19) auf einem strukturierten TAD-Sieb (4) mit Hilfe einer mit Heißluft beaufschlag-ten TAD Trommel (13) getrocknet wird und dass in der Vorentwässerungseinrichtung (20) ein spezifischer Volumenstrom des Fluids größer 100 m3 / (m2-min), insbesondere größer 200 m3 / (m2min), vorzugsweise größer 250 m3 / (m2-min) durch die Faserstoffbahn (9) hin-durchgesaugt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) auf einem strukturierten Sieb (3, 4) durch die Vorentwässerungsvorrichtung (20) geführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 Oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Sieb (3) des Doppelsiebformers (18) gebildete Faserstoffbahn (9) auf ebendiesem Sieb (3) durch die Vorentwässerungsvorrichtung (20) geführt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 Oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) auf einem strukturierten oder unstrukturierten Sieb (3) im Doppelsiebformer (18) gebildet wird.
- 5. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) in der Vorentwässerungseinrichtung (20) von heißer Luft mit einer Temperatur von über 150°C, insbesondere iiber 200 °C, vorzugsweise iiber 250°C durchströmt wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) von feuchter Heißluft durchströmt wird, wobei der Feuchtegehalt iiber 150 g^o/kgum, insbesondere iiber 300 g^o/kgum. vorzugsweise sogar iiber 450 gH2o/kgum beträgt.
- 7. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) in der Vorentwässerungseinrichtung (20) von heißem Dampf durchströmt wird.
- 8. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) in der Vorentwässerungseinrichtung (20) nacheinander zwei Zonen durch-läuft, wobei die Faserstoffbahn (9) in der ersten Zone vorzugsweise von Dampf und heißer Luft und in der zweiten Zone von heißer Luft durchströmt wird.
- 9. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffe-renzdruck in der Vorentwässerungseinrichtung (20) zwischen Haubenseite und Saugwal-zenseite auf größer 0,25 bar, insbesondere größer 0,45 bar, vorzugsweise größer 0,55 bar eingestellt wird.
- 10. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Filz (5) eine feinporige Struktur aufweist, wobei die durchschnittliche Porengröße der zur Faserstoffbahn (9) weisenden Oberfläche des Filzes (5) kleiner ist, als die durchschnittliche Po-rengröße der zur Saugwalze (16) weisenden Seite.
- 11. Verfahren nach einem der Anspriiche 1, 2 oder 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (9) auf dem TAD-Sieb (4) durch die Vorentwässerungseinrichtung (20) gefiihrt wird.
- 12. Verfahren nach einem der Anspmche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser-stoffbahn (9) nach der Durchströmtrommel (13) einem Yankee (6) zugeführt wird.
- 13. Verfahren nach einem der Anspriiche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Vorentwässerungseinrichtung (20) eine Kontaktwalze (15) vorgesehen ist, die gegen die Saugwalze (16) driickt, sodass dadurch die Faserstoffbahn (9) gegen den Filz (5) ge-driickt wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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