DE10134906A1 - Method and device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional structure - Google Patents
Method and device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional structureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn. The invention relates to a method and an apparatus for Production of a three-dimensional surface structure Fibrous web, in particular tissue, preferably towel tissue, or hygiene track.
Das Einprägen einer dreidimensionalen Struktur in die Oberfläche einer Papierbahn, insbesondere einer Tissuebahn insbesondere von Hand- Tissue ist bekannt (siehe beispielsweise WO 99/47749, WO 01/18307). Ferner ist bekannt, daß durch eine sogenannte Durchströmungstrocknung (TAD = Through Air Drying) eine sehr gute Papierqualität erreichbar ist. Von Nachteil ist jedoch, daß der Einsatz von TAD-Trocknern sehr aufwendig und entsprechend teuer ist. Imprinting a three-dimensional structure on the surface of a Paper web, in particular a tissue web, especially by hand Tissue is known (see for example WO 99/47749, WO 01/18307). It is also known that by a so-called Through air drying (TAD = very good paper quality) is achievable. The disadvantage, however, is that the use of TAD dryers is very complex and correspondingly expensive.
Bei einer aus der US-B-6 210 528 bekannten Maschine zur Herstellung einer Tissuebahn ist der erste Yankee-Zylinder nicht von einem Sieb umschlungen. Dieser Yankee-Zylinder benötigt keine Trocknungshaube, da die Bahn nicht strukturiert, sondern glatt auf der heißen Oberfläche des Yankee-Zylinders liegt. Überdies sind freie Bahnzüge vorgesehen, was einer hohen Runability entgegensteht. In a machine for manufacturing known from US-B-6 210 528 a tissue web is the first Yankee cylinder not from a sieve entwined. This Yankee cylinder doesn't need a drying hood because the web is not structured, but smooth on the hot surface of the Yankee cylinder lies. Moreover, free train trains are provided for what stands in the way of high runability.
Bei einer aus der WO 01/00925 bekannten Maschine zur Herstellung einer Tissuebahn wird die Bahn zwischen einem Filz und einem sogenannten Struktursieb (texture fabric) gepreßt. Das Ergebnis ist in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Da der Filz 10 eine gewisse Härte und Steifigkeit aufweist, entstehen im Bereich der Höcker 14 des Präge- oder Struktursiebes 12 verdichtete Zonen 16, und die Bahn 18 wird nicht vollständig in die Täler gedrückt, so daß sie die Struktur des Prägebandes nicht vollständig annimmt. In a machine for producing a tissue web known from WO 01/00925, the web is pressed between a felt and a so-called texture fabric. The result is shown in Fig. 1 of the drawing. Since the felt 10 has a certain hardness and rigidity, densified zones 16 are formed in the area of the humps 14 of the embossing or structure screen 12 , and the web 18 is not pressed completely into the valleys, so that it does not completely adopt the structure of the embossing tape.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind und mit denen insbesondere auch ohne den Einsatz einer größeren TAD-Trocknungseinrichtung auf wirtschaftliche und entsprechende kostengünstige Weise eine hohe Qualität des Endproduktes erreichbar ist. Dabei soll insbesondere hinsichtlich des Wasserrückhaltevermögens, der Wasseraufnahmegeschwindigkeit, des Volumens (bulk) usw. eine entsprechende Qualität erreicht werden. The aim of the invention is to provide an improved method and an improved Specify device of the type mentioned, in which the previously mentioned disadvantages are eliminated and with those in particular without the use of a larger TAD drying facility economic and corresponding inexpensive way of high quality of the End product is achievable. In particular, with regard to the Water retention, water absorption rate, volume (bulk) etc. a corresponding quality can be achieved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn, bei dem die Faserstoffbahn auf ein strukturiertes Prägeband gedrückt und dadurch vorgeprägt wird, anschließend zusammen mit dem Prägeband um einen ersten Trockenzylinder geführt wird, um die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur zu trocknen, und im Anschluß daran von dem Prägeband an einen zweiten Trockenzylinder übergeben wird, wobei die Faserstoffbahn vom Vorprägebereich bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder mit dem Prägeband in Kontakt bleibt und die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur am ersten und/oder zweiten Trockenzylinder fixiert wird. According to the invention, this object is achieved by a method for Production of a three-dimensional structure Fibrous web, in particular tissue, preferably towel tissue, or Hygienic web in which the fibrous web is placed on a structured embossed tape pressed and thereby embossed, then together with the Embossing tape is passed around a first drying cylinder to pass through the embossed three-dimensional surface structure dry, and then from the embossing tape to a second one Drying cylinder is passed, the fibrous web from Pre-stamping area until transfer to the second drying cylinder with the The embossing tape remains in contact and the one obtained by the embossing three-dimensional surface structure on the first and / or second Drying cylinder is fixed.
Aufgrund dieser Ausgestaltung wird in der betreffenden Faserstoffbahn, d. h. insbesondere der betreffenden Papier-, Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn, eine nachhaltige dreidimensionale Oberflächenstruktur erzeugt, die auch noch nach dem Trocknungsprozeß in der gewünschten Weise in der Bahn, d. h. beispielsweise in dem Papier, vorhanden ist. Der Einsatz eines aufwendigen und entsprechend teuren TAD-Verfahrens ist nicht mehr erforderlich. Auch ohne eine solche TAD- Trocknungseinrichtung kann nunmehr insbesondere eine nachhaltige Oberflächenstruktur beispielsweise einer Tissue- oder Hygienebahn nach dem Formierbereich erzeugt werden. Because of this configuration, in the relevant fibrous web, d. H. especially the relevant paper, tissue, preferably Towel tissue, or hygiene web, a sustainable three-dimensional Surface structure generated, which is still in after the drying process the desired way in the web, d. H. for example in the paper, is available. The use of an elaborate and correspondingly expensive TAD procedure is no longer required. Even without such a TAD Drying device can now in particular be a sustainable one Surface structure for example a tissue or hygiene web the formation area are generated.
Anders als beispielsweise bei der aus der US-B-6 210 528 bekannten Maschine läuft die strukturierte Bahn also mit dem Präge- oder Strukturband um den ersten Trockenzylinder. Die Bahn liegt daher nur an einigen Kontaktpunkten auf der Oberfläche dieses Trockenzylinders auf, wodurch der Wärmetransport reduziert wird. Deshalb ist vorzugsweise eine Impingementhaube zur Steigerung der Trocknung vorgesehen. Die Lufttemperaturen sind vorzugsweise hoch. Unlike, for example, that known from US Pat. No. 6,210,528 The structured web thus runs with the embossing or Textured band around the first drying cylinder. The track is therefore only a few Contact points on the surface of this drying cylinder, causing heat transfer is reduced. Therefore, it is preferably one Impingement hood provided to increase drying. The Air temperatures are preferably high.
Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber dem aus der WO 01/00925 bekannten Verfahren liegt insbesondere in der Kombination des Strukturprägevorgangs mit dem Trockenprozeß. An essential difference compared to the solution according to the invention the method known from WO 01/00925 lies in particular in Combination of the structure embossing process with the drying process.
Anders als bei der aus der WO 01/00925 bekannten Maschine wird die Faserstoffbahn vorzugsweise durch Saugen geprägt. Dadurch entsteht eine Tissuequalität mit höherem Volumen und entsprechend besseren Gebrauchseigenschaften wie beispielsweise einer besseren Permeabilität. Zudem ist die Bahndichte vor dem ersten Trocknungsabschnitt homogener, was die Trocknung sowohl hinsichtlich der Qualität als auch hinsichtlich der Quantität effizienter macht. Unlike the machine known from WO 01/00925, the The fibrous web is preferably shaped by suction. This creates a tissue quality with higher volume and accordingly better Performance characteristics such as better permeability. In addition, the web density before the first drying section is more homogeneous, what the drying both in terms of quality and in terms of that makes quantity more efficient.
Die Blattstruktur wird vorteilhafterweise nach dem ersten Trocknungsabschnitt und vor dem zweiten Trocknungsabschnitt durch Pressen gegen eine glatte Fläche fixiert. Dabei entstehen Zonen mit höherer Dichte und entsprechend höherer Festigkeit. The leaf structure is advantageously after the first Drying section and before the second drying section by pressing against fixed a smooth surface. This creates zones with higher density and correspondingly higher strength.
Als erster und/oder als zweiter Trockenzylinder wird vorzugsweise jeweils ein Yankee-Zylinder verwendet. The first and / or the second drying cylinder is preferably in each case used a Yankee cylinder.
Als Struktur- oder Prägeband ("imprinting fabric", "structured fabric") wird vorzugsweise ein Prägesieb verwendet. As a structure or embossing tape ("imprinting fabric", "structured fabric") is preferably an embossing screen is used.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Faserstoffbahn mittels eines auf der von der Faserstoffbahn abgewandten Seite des Prägebandes angeordneten Saugelements auf das Prägeband gedrückt und entsprechend vorgeprägt. Als Saugelement kann insbesondere ein Saugkasten verwendet werden. According to a preferred embodiment, the fibrous web is by means of one on the side of the embossing tape facing away from the fibrous web arranged suction elements pressed onto the embossing tape and embossed accordingly. A suction box can in particular be used as the suction element be used.
Als erster und/oder als zweiter Trockenzylinder wird vorzugsweise jeweils ein Zylinder mit einer glatten, geschlossenen Oberfläche verwendet. The first and / or the second drying cylinder is preferably in each case used a cylinder with a smooth, closed surface.
Wie bereits erwähnt, wird dem ersten und/oder dem zweiten Trockenzylinder vorzugsweise jeweils eine Trockenhaube, insbesondere Impingementhaube, zugeordnet. Dabei wird die Lufttemperatur der Prallströmung zumindest am ersten Trockenzylinder vorteilhafterweise größer als 200°C und vorzugsweise größer oder gleich 230°C gewählt. As already mentioned, the first and / or the second Drying cylinder preferably each have a drying hood, in particular Impingement hood, assigned. The air temperature of the baffle flow at least on the first drying cylinder advantageously greater than 200 ° C and preferably chosen to be greater than or equal to 230 ° C.
Gemäß einer vorteilhaften praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Trockengehalt der Faserstoffbahn nach dem ersten Trockenzylinder und vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder größer oder gleich 38%. According to an advantageous practical embodiment of the The inventive method is the dry content of the fibrous web after first drying cylinder and before transfer to the second Drying cylinders greater than or equal to 38%.
Bevorzugt ist die Faserstoffbahn ausgehend vom Naßteil bis zu einem dem zweiten Zylinder zugeordneten Kreppschaber durchgehend gestützt. The fibrous web is preferably starting from the wet part to one second cylinder associated creping doctor supported continuously.
Wie bereits erwähnt, ergibt sich eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch, daß die Blattstruktur nach einem ersten und vor einem zweiten Trocknungsabschnitt durch Pressen der Faserstoffbahn gegen eine glatte Fläche fixiert wird. As already mentioned, there is a preferred embodiment of the inventive method in that the leaf structure after a first and before a second drying section by pressing the Fibrous web is fixed against a smooth surface.
Vorteilhafterweise wird ein Prägeband verwendet, das so strukturiert ist, daß sich für dieses Prägeband ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn gepreßt wird. Der kleinere Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt die Bahnbereiche hoher Dichte für die Festigkeit, während der größere Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern, der zumindest im wesentlichen ungepreßt bleibt, die gewünschte Wasseraufnahmefähigkeit und das gewünschte Volumen erbringt, wie sie bisher nur durch eine aufwendige und teure Durchströmungs- oder TAD-Trocknung erreicht wurden. It is advantageous to use an embossing tape that is structured in such a way that this embossing tape is compared to the area share recessed zones or holes smaller area portion of raised or closed zones and accordingly a smaller one Area portion of the fibrous web is pressed. The smaller area share Raised or closed zones result in high density web areas for strength, while the larger area of set back Zones or holes that remain at least substantially unpressed, the desired water absorption capacity and volume provides, as previously only through a complex and expensive Flow-through or TAD drying were achieved.
Dabei kann vorteilhafterweise ein Prägeband verwendet werden, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen in einem Bereich von etwa 20% bis etwa 50% und vorzugsweise bei etwa 25% liegt. An embossing tape can advantageously be used in which the area share of raised or closed zones in one Range is from about 20% to about 50%, and preferably about 25%.
Es kann beispielsweise ein Prägeband verwendet werden, bei dem sich die erhabenen Zonen und die zurückgesetzten Zonen durch Kröpfungen, d. h. durch Kreuzungspunkte aus Schuß- und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben. Es kann beispielsweise auch eine Prägemembran oder dergleichen verwendet werden, bei der sich die erhabenen und zurückgesetzten Zonen durch die Löcher ergeben. For example, an embossing tape can be used in which the raised zones and the recessed zones by offsets, d. H. through crossing points made of weft and warp threads, a screen fabric result. It can also be an embossing membrane or the like are used in which the raised and recessed Zones through the holes.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Former mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern verwendet, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes zusammenlaufen und über ein Formierelement wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, wobei die Faserstoffbahn durch eines der beiden Bänder an das Prägeband übergeben wird. Dabei wird die Faserstoffbahn vorzugsweise durch das mit dem Formierelement in Kontakt tretende Innenband an das Prägeband übergeben. According to an expedient practical embodiment of the The inventive method is a former with two rotating Dewatering tapes are used to form an inlet gap converge and over a forming element such as one Forming roller are guided, the fibrous web through one of the two Tapes is passed to the embossing tape. The fibrous web preferably by the one coming into contact with the forming element Transfer the inner tape to the embossing tape.
Von Vorteil ist auch, wenn als die Faserstoffbahn übergebendes Band eine feinporige weiche Bespannung wie insbesondere ein Filz, ein Kapillarfilz, eine Kapillarmembran und/oder dergleichen verwendet wird. It is also advantageous if a as the belt transferring the fibrous web fine-pored soft covering such as in particular a felt, a capillary felt, a capillary membrane and / or the like is used.
Als die Faserstoffbahn übergebendes Band kann beispielsweise auch ein Sieb vorgesehen sein. For example, a can also be used as the belt that transfers the fibrous web Sieve may be provided.
Dabei wird die Faserstoffbahn zusammen mit dem die Bahn übergebenden Band vor der Übergabe vorteilhafterweise über mindestens eine besaugte Fläche, insbesondere eine Saugwalze einen besaugten Schuh oder dergleichen, geführt. The fibrous web is together with the one that transfers the web Belt before the transfer advantageously over at least one vacuumed Surface, in particular a suction roller or a vacuumed shoe the like.
Aufgrund der Kombination der besaugten Fläche bzw. des dort erzeugten Vakuums mit einer feinporigen weichen Bespannung ergibt sich bei minimalem Energieaufwand ein optimaler Trockengehaltgewinn. Bei Verwendung einer entsprechend feinporigen weichen Bespannung kann insbesondere die Kapillarwirkung der Bespannung für die Bahnentwässerung genutzt werden. So wird durch diese Kapillarwirkung der betreffende Unterdruck unterstützt und gefördert. Der Energiebedarf wird entsprechend reduziert. Due to the combination of the area vacuumed or the area generated there Vacuum with a fine-pored soft covering results in minimal energy consumption an optimal dry matter gain. at Use of an appropriately fine-pored soft covering especially the capillary effect of the covering for the web drainage be used. So through this capillary action the one in question Negative pressure supports and encourages. The energy requirement will be accordingly reduced.
Als die Faserstoffbahn übergebendes Band kann insbesondere ein Filz mit geschäumter Schicht verwendet werden, die aufgrund ihrer Kapillarwirkung zur Entwässerung der Faserstoffbahn beiträgt (capillary fabric). Dabei kann die Schaumstoffbeschichtung insbesondere so gewählt werden, daß sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 µm ergeben. Die Luftdurchlässigkeit eines solchen Filzes ist sehr gering. Es wird die natürliche Kapillarwirkung zur Entwässerung der Bahn ausgenutzt, während diese mit dem Filz in Kontakt ist. In particular, a felt can be used as the belt that transfers the fibrous web foamed layer are used because of their Capillary action contributes to the dewatering of the fibrous web (capillary fabric). The foam coating can in particular be selected so that that there are pores in a range from about 3 to about 6 microns. The The air permeability of such a felt is very low. It will be the natural capillary action used to drain the web, while this is in contact with the felt.
In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn das Prägeband auch durch den Naßteil geführt wird. Dabei kann die Faserstoffbahn insbesondere auch im Naßteil vorgeprägt werden. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch ein Vorprägen danach möglich. In certain cases it is advantageous if the embossing tape is also through the wet part is guided. The fibrous web can in particular can also be pre-embossed in the wet part. However, alternatively or additionally pre-embossing is also possible afterwards.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wieder ein Former mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern verwendet, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes zusammenlaufen und über ein Formierelement wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, wobei jedoch eines der beiden Bänder durch das Prägeband gebildet ist. Dabei ist vorzugsweise das mit dem Formierelement in Kontakt tretende Innenband durch das Prägeband gebildet. According to an expedient practical embodiment of the The inventive method is again a former with two rotating Dewatering tapes are used to form an inlet gap converge and over a forming element such as one Forming roller are performed, however, one of the two belts through the embossing tape is formed. It is preferably the one with the Forming element contacting inner band formed by the embossing tape.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das nicht durch das Prägeband gebildete Band durch ein Entwässserungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit gebildet, wobei das betreffende Entwässerungssieb vorzugsweise als Außensieb vorgesehen ist. Eine entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens ist insbesondere bei der Herstellung von Handtuch-Tissue (towel tissue) von Vorteil. Das Sieb erzeugt eine feine Struktur, die die Wasseraufnahmegeschwindigkeit erhöht und in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Prägung ein erhöhtes Wasserrückhaltevermögen mit sich bringt. According to a preferred practical embodiment of the The method according to the invention becomes the tape not formed by the embossing tape through a drainage sieve with different zones Screen permeability is formed, the drainage screen in question preferably is provided as an outer screen. A corresponding design of the The process is particularly useful in the manufacture of towel tissue (towel tissue) is an advantage. The sieve creates a fine structure that the Water absorption speed increased and in connection with the Embossing according to the invention has an increased water retention capacity brings.
Von Vorteil ist auch, wenn die Übergabe der Faserstoffbahn an den zweiten Trockenzylinder im Bereich eines Preßnips erfolgt, der zwischen dem zweiten Trockenzylinder und einem Gegenelement erzeugt wird, wobei die durch den Preßnip geführte Faserstoffbahn in Kontakt mit der Oberfläche des Trockenzylinders ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband anliegt. Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement kann insbesondere eine Preßwalze, eine Saugwalze oder eine Schuhpreßeinheit mit einem im Bereich des Preßnips über einen Preßschuh geführten flexiblen Band verwendet werden. Als Schuhpreßeinheit kann insbesondere eine mit einem flexiblen Walzenmantel versehene Schuhpreßwalze eingesetzt werden. It is also advantageous if the transfer of the fibrous web to the second drying cylinder takes place in the area of a press nip between the second drying cylinder and a counter element is generated, the fibrous web guided through the press nip in contact with the surface of the drying cylinder and with its other side on the embossing tape is applied. As a counter element interacting with the drying cylinder can in particular a press roll, a suction roll or a Shoe press unit with a press shoe in the area of the press nip guided flexible tape can be used. Can be used as a shoe press unit in particular a shoe press roll provided with a flexible roll jacket be used.
Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement kann beispielsweise auch eine untere Saugumlenkwalze verwendet werden. As a counter element interacting with the drying cylinder For example, a lower suction deflection roller can also be used.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes vorgesehenes, vorzugsweise weiches Band, insbesondere Filz, durch den Preßnip geführt. Dabei kann insbesondere wieder ein Filz mit geschäumter Schicht verwendet werden, die aufgrund ihrer Kapillarwirkung zur Entwässerung der Faserstoffbahn beiträgt. Die Schaumstoffbeschichtung kann beispielsweise wieder so gewählt werden, daß sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 µm ergeben. According to an expedient embodiment of the invention Method is provided within the loop of the embossing tape, preferably soft tape, especially felt, passed through the press nip. In particular, a felt with a foamed layer can again be used are used due to their capillary action to drain the Fiber web contributes. The foam coating can for example, be chosen so that pores are in a range of about 3 up to about 6 µm.
Die Faserstoffbahn wird vorzugsweise bei einem Trockengehalt im Bereich von etwa 10 bis etwa 30% vorgeprägt. The fibrous web is preferably at a dry content in the range from about 10 to about 30%.
Von Vorteil ist auch, wenn die Faserstoffbahn vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder einen Trockengehalt größer oder gleich 38% und vorzugsweise einen Trockengehalt im Bereich von etwa 38% bis etwa 50 % besitzt. It is also an advantage if the fibrous web is transferred to the second drying cylinder has a dryness greater than or equal to 38% and preferably a dry content in the range of about 38% to about 50 % owns.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Faserstoffbahn im Bereich des zweiten Trockenzylinders gekreppt und anschließend aufgewickelt. According to a preferred practical embodiment of the inventive method, the fibrous web in the area of the second Crepe drying cylinder and then wound up.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn, zeichnet sich entsprechend dadurch aus, daß die Faserstoffbahn auf ein strukturiertes Prägeband gedrückt und dadurch vorgeprägt wird, anschließend zusammen mit dem Prägeband um einen ersten Trockenzylinder geführt ist, um die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur zu trocknen, und im Anschluß daran von dem Prägeband an einen zweiten Trockenzylinder übergeben wird, wobei die Faserstoffbahn vom Vorprägebereich bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder mit dem Prägeband in Kontakt bleibt und die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur am ersten und/oder zweiten Trockenzylinder fixiert wird. The inventive device for producing a three-dimensional structure provided fibrous web, in particular tissue, preferably towel-tissue, or hygiene web, stands out accordingly in that the fibrous web on a structured Embossing tape is pressed and thereby embossed, then together with the embossing tape is guided around a first drying cylinder, through which the embossed three-dimensional surface structure dry, and then from the embossing tape to a second one Drying cylinder is passed, the fibrous web from Pre-stamping area until transfer to the second drying cylinder with the The embossing tape remains in contact and the one obtained by the embossing three-dimensional surface structure on the first and / or second Drying cylinder is fixed.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Preferred embodiments of the device according to the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen: The invention is described below using exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing; in this show:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Preßnip einer aus der WO 01/00925 bekannten Maschine, durch den die Faserstoffbahn zwischen einem Filz und einem Struktur- oder Prägeband hindurchgeführt wird, Fig. 1 shows a schematic section through a press nip of a known from WO 01/00925 machine, through which the fibrous web is passed between a felt and a structural or embossing belt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn, in der die Faserstoffbahn durch das Innenband eines Formers an das Prägeband übergeben wird, Fig. 2 is a schematic representation of a device according to the invention for producing a three-dimensional structure provided with a fibrous web in which the fibrous web is passed through the inner band of a former on the embossing belt,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Prägeband auch durch den Naßteil geführt ist, und Fig. 3 is a schematic representation of a further embodiment of the device according to the invention, in which the embossing tape is also passed through the wet part, and
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch den Präge- bzw. Vorprägebereich der erfindungsgemäßen Maschine. Fig. 4 shows a schematic section through the embossing or pre-embossing area of the machine according to the invention.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausfürungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn 22, bei der es sich insbesondere um eine Papierbahn, vorzugsweise eine Tissue-, insbesondere Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn handeln kann. FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a device 20 according to the invention for producing a fibrous web 22 provided with a three-dimensional structure, which in particular can be a paper web, preferably a tissue, in particular towel tissue, or hygiene web.
In dieser Vorrichtung 20 wird die Faserstoffbahn 22 mittels wenigstens eines ersten Druckfeldes I auf ein strukturiertes Prägeband 24 gedrückt und dadurch vorgeprägt. Anschließend wird die Faserstoffbahn 22 zusammen mit dem Prägeband 24 um einen ersten Trockenzylinder 26 geführt, um die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberrflächenstruktur zu trocknen. In this apparatus 20, the fibrous web 22 is pressed by at least one first pressure field on a structured I embossing belt 24 and thereby pre-embossed. The fibrous web 22 is then guided together with the embossing tape 24 around a first drying cylinder 26 in order to dry the three-dimensional surface structure obtained by the pre-embossing.
Im Anschluß daran wird die Faserstoffbahn von dem Prägeband 24 an einen zweiten Trockenzylinder 28 übergeben, bei dem es sich ebenfalls insbesondere wieder um einen Yankee-Zylinder handeln kann. Die Faserstoffbahn 22 ist in diesem Bereich einem zweiten Druckfeld II ausgesetzt, durch das die Struktur sowie die Festigkeit fixiert werden. Subsequently, the fibrous web is transferred from the embossing belt 24 to a second drying cylinder 28 , which can also be a Yankee cylinder in particular. The fibrous web 22 is exposed in this area to a second pressure field II, by means of which the structure and the strength are fixed.
Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, bleibt die Faserstoffbahn 22 vom Vorprägebereich I bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder 28 mit dem Prägeband 24 in Kontakt. As can be seen from FIG. 2, the fibrous web 22 remains in contact with the embossing belt 24 from the pre-embossing area I until it is transferred to the second drying cylinder 28 .
Als Prägeband 24 kann insbesondere ein Prägesieb vorgesehen sein. An embossing screen can in particular be provided as the embossing belt 24 .
Die Faserstoffbahn 22 kann beispielsweise mittels eines auf der von der Faserstoffbahn 22 abgewandten Seite des Prägebandes 24 angeordneten Saugelements 30 auf das Prägeband 24 gedrückt und entsprechend vorgeprägt werden. Das erste Druckfeld I wird im vorliegenden Fall also beispielsweise durch das Saugelement 30 erzeugt. Als Saugelement 30 kann insbesondere ein Saugkasten vorgesehen sein. The fibrous web 22 can be pressed onto the embossing tape 24 , for example, by means of a suction element 30 arranged on the side of the embossing tape 24 facing away from the fibrous web 22 and pre-embossed accordingly. In the present case, the first pressure field I is thus generated, for example, by the suction element 30 . In particular, a suction box can be provided as the suction element 30 .
Die beiden Trockenzylinder 26, 28 besitzen vorzugsweise jeweils eine glatte, geschlossene Oberfläche. The two drying cylinders 26 , 28 preferably each have a smooth, closed surface.
Vorzugsweise ist den beiden Trockenzylindern 26, 28 jeweils eine Trockenhaube 32 bzw. 34, insbesondere Impingementhaube, zugeordnet. Bevorzugt ist die Lufttemperatur der Prallströmung zumindest am ersten Trockenzylinder 26 größer als 200°C und insbesondere größer oder gleich 230°C gewählt. A drying hood 32 or 34 , in particular an impingement hood, is preferably assigned to each of the two drying cylinders 26 , 28 . The air temperature of the impingement flow is preferably selected to be greater than 200 ° C. and in particular greater than or equal to 230 ° C., at least on the first drying cylinder 26 .
Nach dem ersten Trockenzylinder 26 und vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder 28 ist der Trockengehalt der Faserstoffbahn 22 vorzugsweise größer oder gleich 38%. After the first drying cylinder 26 and before the transfer to the second drying cylinder 28 , the dry content of the fibrous web 22 is preferably greater than or equal to 38%.
Dem zweiten Trockenzylinder 28 ist ein Kreppschaber 37 zugeordnet. Im Anschluß an den zweiten Trockenzylinder 28 wird die gekreppte Faserstoffbahn 22 mittels einer entsprechenden Wickeleinrichtung 36 (pope reeler) aufgewickelt. A crepe scraper 37 is assigned to the second drying cylinder 28 . Following the second dryer cylinder 28, the creped fibrous web is wound 36 (pope reeler) by means of a corresponding winding device 22nd
Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Faserstoffbahn 22 vom Naßteil bis zu dem dem zweiten Trockenzylinder 28 zugeordneten Kreppschaber 37 durchgehend gestützt. As can be seen from FIG. 1, the fibrous web 22 is continuously supported from the wet part to the crepe scraper 37 assigned to the second drying cylinder 28 .
Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Blattstruktur also nach einem ersten und vor einem zweiten Trocknungsabschnitt durch Pressen der Faserstoffbahn 22 gegen eine glatte Fläche fixiert. In the embodiment shown, the sheet structure is thus fixed after a first and before a second drying section by pressing the fibrous web 22 against a smooth surface.
Das Prägeband 24 kann insbesondere so strukturiert sein, daß sich für dieses ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn 22 gepreßt wird. So kann der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen beispielsweise in einem Bereich von 20% bis etwa 50% und vorzugsweise bei etwa 25% liegen. The embossing tape 24 can in particular be structured such that there is a smaller area portion of raised or closed zones compared to the area portion of recessed zones or holes, and accordingly a smaller area portion of the fibrous web 22 is pressed. For example, the proportion of the area in raised or closed zones can be in a range from 20% to approximately 50% and preferably approximately 25%.
Der Naßteil umfaßt einen Former 38 mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern 40, 42, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammenlaufen und über ein Formierelement 46 wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind. Dabei kann beispielsweise eine Saugformierwalze oder auch eine massive Formierwalze vorgesehen sein. The wet section comprises a former 38 with two circulating dewatering belts 40, 42 which converge and form a stock inlet gap 44 such as in particular a forming roll are led over a forming 46th In this case, for example, a suction-forming roller or a solid forming roller can be provided.
Die Faserstoffsuspension wird mittels eines Stoffauflaufs 48 in den zwischen dem Außenband 40 und dem Innenband 42 gebildeten Stoffeinlaufspalt 44 eingebracht. The pulp suspension is introduced into the stock inlet gap 44 formed between the outer belt 40 and the inner belt 42 by means of a headbox 48 .
Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, wird die Faserstoffbahn 22 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Innenband 42 an das Prägeband 24 übergeben. As can be seen from FIG. 1, the fibrous web 22 in the present exemplary embodiment is transferred to the embossing belt 24 by the inner belt 42 .
Das die Faserstoffbahn 22 übergebende Band 42 kann insbesondere durch eine feinporige weiche Bespannung wie insbesondere einen Filz, einen Kapillarfilz, eine Kapillarmembran und/oder dergleichen gebildet sein. The band 42 transferring the fibrous web 22 can be formed in particular by a fine-pored soft covering such as in particular a felt, a capillary felt, a capillary membrane and / or the like.
Vor der Übergabe an das Prägeband 24 ist die Faserstoffbahn 22 zusammen mit dem Innenband 42 über eine besaugte Fläche 50 geführt, die im vorliegenden Fall durch eine Saugwalze 52 gebildet ist. Es kann beispielsweise jedoch auch ein besaugter Schuh oder dergleichen vorgesehen sein. Before the transfer to the embossing belt 24 , the fibrous web 22 together with the inner belt 42 is guided over a vacuumed surface 50 , which in the present case is formed by a suction roller 52 . However, a vacuumed shoe or the like can also be provided, for example.
Das die Faserstoffbahn 22 übergebende Band 42 kann insbesondere durch einen Filz mit geschäumter Schicht gebildet sein. Die betreffende Schaumstoffbeschichtung kann beispielsweise so gewählt sein, daß sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 µm ergeben. The band 42 which transfers the fibrous web 22 can in particular be formed by a felt with a foamed layer. The foam coating in question can be selected, for example, in such a way that pores result in a range from approximately 3 to approximately 6 μm.
Im Bereich der Bahnübergabestelle kann innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 24, das hier vorzugsweise als Prägesieb vorgesehen ist, ein Pickup- oder Saugelement 54 vorgesehen sein. A pickup or suction element 54 can be provided in the area of the web transfer point within the loop of the embossing belt 24 , which is preferably provided here as an embossing screen.
Alternativ oder zusätzlich kann auch im Übergabebereich ein Vorprägen erfolgen. Dazu kann beispielsweise in diesem Bereich eine Presse, vorzugsweise eine Schuhpresse, vorgesehen sein. Alternatively or additionally, pre-embossing can also take place in the transfer area respectively. For example, in this area a press, preferably a shoe press.
Zwischen dem Saugelement 30 und dem ersten Trockenzylinder 26 ist das Prägeband 24 um eine untere Umlenkwalze 56 geführt, die beispielsweise auch als Saugwalze ausgeführt sein kann. Between the suction element 30 and the first drying cylinder 26 , the embossing belt 24 is guided around a lower deflection roller 56 , which can also be designed as a suction roller, for example.
Im vorliegenden Fall erfolgt die Übergabe der Faserstoffbahn 22 an den zweiten Trockenzylinder 28 im Bereich eines Preßnips 58, der zwischen dem zweiten Trockenzylinder 28 und einem Gegenelement 60 gebildet ist. Dabei ist die durch den Preßnip 58 geführte Faserstoffbahn 22 in Kontakt mit der Oberfläche des Trockenzylinders 28. Mit ihrer anderen Seite liegt sie am Prägeband 24 an. Das mit dem Trockenzylinder 28 zusammenwirkende Gegenelement 60 dieser Übergabepresse kann beispielsweise durch eine Preßwalze, eine Saugpreßwalze oder eine Schuhpreßeinheit gebildet sein. In the present case, the fibrous web 22 is transferred to the second drying cylinder 28 in the region of a press nip 58 which is formed between the second drying cylinder 28 and a counter element 60 . The fibrous web 22 guided through the press nip 58 is in contact with the surface of the drying cylinder 28 . With its other side, it rests on the embossing tape 24 . The counter element 60 of this transfer press which interacts with the drying cylinder 28 can be formed, for example, by a press roll, a suction press roll or a shoe press unit.
Die Faserstoffbahn 22 wird vorzugsweise bei einem Trockengehalt im Bereich von etwa 10 bis etwa 30% vorgeprägt. Vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder 28 besitzt die Faserstoffbahn 22 zweckmäßigerweise einen Trockengehalt größer oder gleich 38% und vorzugsweise einen Trockengehalt im Bereich von etwa 38 bis etwa 50%. The fibrous web 22 is preferably pre-embossed at a dry content in the range from about 10 to about 30%. Before being transferred to the second drying cylinder 28 , the fibrous web 22 expediently has a dry content greater than or equal to 38% and preferably a dry content in the range from about 38 to about 50%.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20, bei der das Prägeband 24 auch durch den Naßteil geführt ist. Fig. 3 shows a schematic representation of another embodiment of the device 20 according to the invention, in which the embossing tape 24 is also guided through the wet part.
Auch im vorliegenden Fall ist wieder ein Former 38 mit einem Außenband 40 und einem Innenband vorgesehen, das im vorliegenden Fall jedoch durch das Prägeband 24 gebildet ist. Die beiden Bänder 40, 24 laufen wieder unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammen, der mittels eines Stoffauflaufs 48 mit Faserstoffsuspension beschickt wird. Im Anschluß an das Formierelement 46 werden die beiden Bänder 40, 24 voneinander getrennt, wobei die Faserstoffbahn 12 zusammen mit dem Prägeband 24 vorbei an dem Saugelement 30 und über die Umlenkwalze 56 wieder dem ersten Trockenzylinder 26 zugeführt und im Anschluß daran vom Prägeband 24 an den zweiten Trockenzylinder 28 übergeben wird. In the present case too, a former 38 is provided with an outer band 40 and an inner band, which in the present case is formed by the embossed band 24 . The two belts 40 , 24 converge again to form a stock inlet gap 44 , which is fed with a stock suspension by means of a headbox 48 . Following the forming element 46 , the two belts 40 , 24 are separated from one another, the fibrous web 12 together with the embossing belt 24 past the suction element 30 and via the deflection roller 56 again to the first drying cylinder 26 and then from the embossing belt 24 to the second drying cylinder 28 is passed.
In dem Bereich, in dem das Prägeband 24 und die Faserstoffbahn 22 von dem Außenband 40 getrennt werden, ist innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 24, das hier vorzugsweise als Prägesieb ausgeführt ist, ein Pickup- oder Saugelement 62 vorgesehen. Im Anschluß daran folgt das zur Vorprägung vorgesehene Saugelement 30, das im vorliegenden Fall noch vor der Umlenkwalze 56 liegt. Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Anordnung dieses Saugelements 30 denkbar, z. B. hinter der Umlenkwalze 56, was auch für die Ausführungsform gemäß der Fig. 2 gilt. In the area in which the embossing band 24 and the fibrous web 22 are separated from the outer band 40 , a pickup or suction element 62 is provided within the loop of the embossing band 24 , which is preferably embodied here as an embossing screen. This is followed by the suction element 30 provided for pre-embossing, which in the present case is still in front of the deflection roller 56 . In principle, however, another arrangement of this suction element 30 is also conceivable, e.g. B. behind the deflection roller 56 , which also applies to the embodiment according to FIG. 2.
Im vorliegenden Fall ist also das mit dem Formierelement 46 in Kontakt tretende Innenband des Formers 38 durch das Prägeband 24 gebildet. In the present case, the inner band of the former 38 , which comes into contact with the forming element 46, is formed by the embossed band 24 .
Das Außenband 40 des Formers 38 kann insbesondere durch ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit gebildet sein. The outer band 40 of the former 38 can in particular be formed by a drainage sieve with zonally different sieve permeability.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das mit dem Trockenzylinder 28 zusammenwirkende Gegenelement 60 durch eine Schuhpreßeinheit, hier eine Schuhpreßwalze, gebildet. In the present exemplary embodiment, the counter element 60 interacting with the drying cylinder 28 is formed by a shoe press unit, here a shoe press roll.
Das innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 24 angeordnete, vorzugsweise durch eine Schuhpreßwalze gebildete Gegenelement 60 ist im vorliegenden Fall von einem vorzugsweise weichen Band 64 umschlungen, das zusammen mit dem Prägeband 24 und der Faserstoffbahn 22 durch den Preßnip 58 geführt ist. The arranged within the loop of the embossing belt 24, preferably formed by a shoe press roll counter-element 60 is wrapped in the present case by a preferably soft band 64 which is guided together with the embossing belt 24 and the fibrous web 22 through the press nip 58th
Dieses insbesondere weiche Band 64 kann beispielsweise durch einen Filz und vorzugsweise durch einen Filz mit geschäumter Schicht gebildet sein. Dabei kann die betreffende Schaumstoffbeschichtung insbesondere wieder so gewählt sein, daß sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 µm ergeben. This particularly soft band 64 can be formed, for example, by a felt and preferably by a felt with a foamed layer. The foam coating in question can in particular be selected so that pores in a range from about 3 to about 6 microns result.
Bei dieser Ausführungsform bildet das Prägeband 24 also das innere Blattbildungssieb des Formers 38. In this embodiment, the embossing tape 24 thus forms the inner sheet forming screen of the former 38 .
Wie anhand der Fig. 3 zu erkennen ist, ist das Prägeband 24 zusammen mit der Faserstoffbahn 22 vor dem Preßnip 58 über eine hier beispielsweise als Saugwalze ausgeführte Umlenkwalze 66 geführt. As can be seen from FIG. 3, the embossing tape 24, together with the fibrous web 22 , is guided in front of the press nip 58 via a deflection roller 66 , which is designed here, for example, as a suction roller.
Im übrigen kann diese Vorrichtung beispielsweise wieder so ausgeführt sein, wie die der Fig. 2. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet. Otherwise, this device can again be designed, for example, as the parts corresponding to FIG. 2. The same reference numerals are assigned to one another.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Schnitt durch den Präge- bzw.
Vorprägebereich I der in den Fig. 2 und 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Vorrichtungen 20. Aufgrund des durch das Saugelement 30 erzeugten
Druckfeldes I wird die Faserstoffbahn 22 auf das strukturierte Prägeband
24 gedrückt und dadurch vorgeprägt. Wie anhand der Fig. 4 zu
erkennen ist, wird die Bahn vollständig in die Täler des Prägebandes 24
gedrückt, so daß sich eine ausgeprägte Struktur ergibt.
Bezugszeichenliste
10 Filz
12 Struktursieb
14 Höcker
16 verdichtete Zonen
18 Faserstoffbahn
20 Vorrichtung
22 Faserstoffbahn
24 Prägeband
26 erster Trockenzylinder, Yankee-Zylinder
28 zweiter Trockenzylinder, Yankee-Zylinder
30 Saugelement
32 Trockenhaube, Impingementhaube
34 Trockenhaube, Impingementhaube
36 Wickeleinrichtung
37 Kreppschaber
38 Former
40 Entwässerungsband, Außenband
42 Entwässerungsband, Innenband
44 Stoffeinlaufspalt
46 Formierelement
48 Stoffauflauf
50 besaugte Fläche
52 Saugwalze
54 Pickup- oder Saugelement
56 Umlenkwalze
58 Preßnip
60 Gegenelement
62 Pickup- oder Saugelement
64 weiches Band
66 Saugumlenkwalze
I erstes Druckfeld, Vorprägebereich
II zweites Druckfeld
FIG. 4 shows a schematic section through the embossing or pre-embossing area I of the devices 20 according to the invention shown in FIGS . 2 and 3. Due to the pressure field I generated by the suction element 30 , the fibrous web 22 is pressed onto the structured embossing tape 24 and thereby pre-embossed. As can be seen from FIG. 4, the web is pressed completely into the valleys of the embossing tape 24 , so that there is a pronounced structure. Legend: 10 Felt
12 structure sieve
14 humps
16 compressed zones
18 fibrous web
20 device
22 fibrous web
24 embossing tape
26 first drying cylinder, Yankee cylinder
28 second drying cylinder, Yankee cylinder
30 suction element
32 drying hood, impingement hood
34 Drying hood, impingement hood
36 winding device
37 crepe scrapers
38 shaper
40 drainage belt, outer belt
42 drainage belt, inner belt
44 stock inlet gap
46 forming element
48 headbox
50 vacuumed area
52 suction roll
54 Pickup or suction element
56 deflection roller
58 press nip
60 counter element
62 Pickup or suction element
64 soft tape
66 suction deflection roller
I first printing field, pre-stamping area
II second pressure field
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