DE102004052157A1

DE102004052157A1 - Maschine zur Herstellung einer Materialbahn

Info

Publication number: DE102004052157A1
Application number: DE102004052157A
Authority: DE
Inventors: Thomas Scherb; Hubert Walkenhaus; Luiz Carlos Silva
Original assignee: Voith Fabrics Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-04-27
Also published as: BRPI0516431A; EP1817454A1; WO2006045689A1; US20070272386A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Presse in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, mit einer Walze, deren Mantelfläche zumindest in einem Umschlingungsbereich von jeweils zumindest einem Pressband, einem Trägerband und einem Wasser wegführenden Band gemeinsam umschlungen wird, wobei das Wasser wegführende Band innen in Kontakt mit der Mantelfläche der Walze, das Pressband außen und das Trägerband zwischen Pressband und Wasser wegführendem Band angeordnet sind, wobei die Materialbahn zwischen dem Trägerband und dem Wasser wegführenden Band durch den Umschlingungsbereich geführt wird und wobei am Ende des Umschlingungsbereichs zuerst das Pressband von dem Trägerband mit und anschließend das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser wegführenden Band abgehoben wird.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Presse in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Materialbahn, insbesondere eine Faserstoffbahn, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.
Insbesondere zur Herstellung von Tissue-Papier mit hoher Dichte und hohem Wasseraufnahmevermögen, sog. „Bulky Tissue", ist es notwendig, dass die Tissuebahn in jedem Stadium der Herstellung optimal entwässert wird, d.h. bspw. dass in der Pressenpartie zum richtigen Zeitpunkt über die notwendige Dauer ein optimaler Pressdruck auf diese einwirkt und dass die Tissuebahn zum richtigen Zeitpunkt von der oder den jeweils miteinander wechselwirkenden Papiermaschinenbespannungen gelöst wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Presse und ein Verfahren vorzuschlagen, die bzw. das insbesondere für die Herstellung von „Bulky Tissue" Produkten optimiert ist.

Die Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.

Gemäß dem Oberbegriff handelt es sich um eine Presse in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, mit einer Walze deren Mantelfläche zumindest in einem Umschlingungsbereich von jeweils zumindest einem Pressband, einem Trägerband und einem Wasser von der Materialbahn wegführenden Band gemeinsam umschlungen wird, wobei das Wasser wegführende Band innen in Kontakt mit der Mantelfläche der Walze, das Pressband außen und das Trägerband zwischen Pressband und Wasser wegführendem Band angeordnet ist und wobei die Materialbahn zwischen dem Trägerband und dem Wasser wegführenden Band durch den Umschlingungsbereich geführt wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Umschlingungsbereichs zuerst das Pressband von dem Trägerband und anschließend das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser wegführenden Band abgehoben wird.

Erfindungsgemäß wird zuerst der Pressdruck von der auf dem Trägerband geführten Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn genommen. Hierdurch wird die eigentliche Entwässerung, die im Wesentlichen in Richtung des Wasser wegführenden Bandes gerichtet ist, beendet. Danach wird das Trägerband mit der Materialbahn vom Wasser wegführenden Band abgehoben um eine Rückbefeuchtung der Materialbahn vom Wasser wegführenden Band zu verhindern.

Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie das Wasser wegführende Band ausgeführt werden kann. Das Wasser wegführende Band kann zum einen durchlässig für Wasser und Gas sein, sodass bspw. mittels Luftströmung oder Durchluftströmung Wasser von der Materialbahn durch das Wasser wegführende Band weggeführt werden kann. Das Wasser wegführende Band kann zusätzlich oder alternativ ein Wasseraufnahmevermögen haben. Beispielhaft kann als Wasser wegführendes Band ein Pressfilz, ein Sieb oder ein Sieb mit einer feinen Porenstruktur Verwendung finden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Walze eine Saugzone auf und das Ende des Umschlingungsbereichs ist in Bahnlaufrichtung im Bereich des Endes der Saugzone. Durch die Saugzone, die auf der Seite des Wasser wegführenden Bandes angeordnet ist, die der Faserstoffbahn abgewandt ist, wird zum Einen die Entwässerung der Faserstoffbahn in Richtung des Wasser wegführenden Bandes gesteigert. Durch die Anordnung der Saugzone zumindest im Bereich des Endes des Umschlingungsbereichs wird zum Anderen ein Rückbefeuchten der Faserstoffbahn durch das Wasser wegführende Band dadurch vermieden, indem die Faserstoffbahn vom Wasser wegführenden Band getrennt wird.

Vorzugsweise wird die Faserstoffbahn mittels einer Durchluftströmung ausgesetzt, welche zuerst das Pressband, anschließend das Trägerband, danach die Faserstoffbahn und zum Schluss das Wasser wegführende Band passiert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Pressband von dem Trägerband zwischen 0° und 15, vorzugsweise zwischen 0° und 10°, besonders bevorzugt 2° und 6° abgehoben, bevor das Trägerband und die Materialbahn abgehoben werden. Hierbei wird sich die Erkenntnis der Anmelderin zu nutzen gemacht, dass zwei sich entgegenstrebende Effekte berücksichtigt werden müssen:

– Zum Einen soll der Trockengehalt der Faserstoffbahn beim Verlassen der Presse so hoch wie möglich sein. Dies wird durch gleichzeitiges Pressen durch das Pressband und Saugen durch die Vakuumzone bis nahe zum Ende der Vakuumzone erreicht,
– zum Anderen muss das Pressband frühzeitig genug von der Faserstoffbahn abgehoben werden, um ein Rückbefeuchten der Faserstoffbahn und ein verspätetes Ablösen der Faserstoffbahn vom Pressbanh zu vermeiden.

Die gefundene Lösung stellt ein Optimum der sich widerstrebenden Effekte dar.

Um zum Einen ein Rückbefeuchten der Materialbahn, insbesondere der Faserstoffbahn, durch das Wasser von der Materialbahn wegführende Band zu vermeiden, ist es notwendig, die Faserstoffbahn vor oder spätestens am Ende der Saugzone vom Wasser von der Materialbahn wegführenden Band abzuheben, um zu gewährleisten, dass die Faserstoffbahn nur solange mit dem Wasser von der Materialbahn wegführenden Band in Kontakt ist, solange durch die Saugwirkung der Saugzone eine Entwässerung von der Faserstoffbahn weg in Richtung des Wasser von der Materialbahn wegführenden Bandes gewährleistet ist. Deshalb sollte das Trägerband mit der Materialbahn vor dem Ende der Saugzone abgehoben werden.

Erfolgt zum Anderen das Abheben des Trägerbands mit der Faserstoffbahn zu früh, kann dies zur Ablösung der Faserstoffbahn vom Trägerband und zum Abriss der Faserstoffbahn führen.

Versuche haben ergeben, dass ein Optimum der zuvor beschriebenen widerstrebenden Effekte gefunden wird, wenn das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser von der Materialbahn wegführenden Band, in Bezug zum Ende der Saugzone, in einem Bogenwinkelbereich zwischen größer 0° und kleiner 10°, vorzugsweise zwischen größer 0° und 6°, besonders bevorzugt zwischen 2° und 6° abgehoben wird.

Vorzugsweise wird das Wasser von der Materialbahn wegführende Band am Ende der Saugzone oder danach von der Mantelfläche der Walze abgehoben. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Wasser von der Materialbahn wegführende Band möglichst lange mit der Saugzone in Kontakt ist, wodurch, wenn dieses bspw. ein Pressfilz ist und ein hohes Wasseraufnahmevermögen aufweist, über eine möglichst lange Strecke aus diesem Wasser abgesaugt wird.

Insbesondere für Herstellung von Tissue Papieren ist es notwendig, die Tissuebahn nur zonal zu pressen um Bereiche in der Tissuebahn zu erhalten, die nicht komprimiert wurden und daher eine geringe Dichte mit dem Resultat eines hohen Wasseraufnahmevermögens haben. Ein strukturiertes Sieb, insbesondere ein TAD-Sieb, oder eine strukturierte Membran ist hierfür ideal geeignet, da dieses eine Struktur mit Erhebungen und Vertiefungen, sog. „Pocket" aufweist. Im Bereich der „Pockets" wird die Tissuebahn beim Durchlauf durch die Presse im Gegensatz zu den übrigen Bereichen nur geringfügig komprimiert. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht demzufolge vor, dass das Trägerband eine strukturierte Membran oder ein strukturiertes Sieb, insbesondere ein TAD-Sieb ist.

Zur Erhöhung der Runability ist es sinnvoll, die Faserstoffbahn in noch nassem Zustand so wenig wie möglich von einer Bespannung auf eine andere Bespannung zu transferieren. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, dass die Faserstoffbahn auf dem Trägerband formiert wird.

Für die Herstellung von „Bulky Tissue" Papieren ist es sinnvoll, die Tissuebahn auf einem Trägerband mit zonalen Vertiefungen „Pockets" zu formieren um Bereiche mit hoher Fasermasse zu schaffen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht deshalb vor, dass die Faserstoffbahn auf dem TAD-Sieb formiert wird.

Vorzugsweise hat die hergestellte Faserstoffbahn ein Flächengewicht von weniger als 42g/cm² und insbesondere ein Tissue Papier ist.

Des weiteren hat die Faserstoffbahn ein spezifisches Volumen (englisch: Bulk) von mehr als 10g/cm³, vorzugsweise von mehr als 14g/cm³, besonders vorzugsweise von mehr als 16g/cm³.

Darüber hinaus hat die Faserstoffbahn ein Wasseraufnahmevermögen von mehr als 10g Wasser pro g Faserstoffbahn, vorzugsweise von mehr als 14g Wasser pro g Faserstoffbahn, besonders vorzugsweise von mehr als 16g Wasser pro g Faserstoffbahn.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, bei dem die Materialbahn durch einen Pressnip geführt wird, der durch die Umschlingung zumindest eines Pressbandes um die Mantelfläche einer Walze gebildet wird, wobei die Materialbahn zwischen einem Trägerband und einem Wasser wegführenden Band durch den Pressnip geführt wird und wobei das Wasser wegführende Band innen in Kontakt mit der Mantelfläche der Walze ist und wobei am Ende des Umschlingungsbereichs zuerst das Pressband von dem Trägerband und anschließend das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser wegführenden Band abgehoben wird.

Die Erfindung soll anhand der folgenden nicht maßstäblichen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Presse in Seitenansicht,
2 einen Ausschnitt der Presse der 1.
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Presse 1 bei der eine Faserstoffbahn 2 in einem Pressnip 3 entwässert wird.
Die Presse 1 weist ein unter Spannung stehendes Pressband 4, ein Trägerband 5, ein Wasser wegführendes Band 6 und eine Walze 7 mit Mantelfläche 8 auf. Die Mantelfläche 8 der Walze 7 wird von dem Pressband 4, dem Trägerband 5 und dem Wasser wegführenden Band 6 in einem gemeinsamen Umschlingungsbereich 9 umschlungen.
Das Pressband 4 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Siralsieb 4 aus Kunststoff oder Metall ausgebildet.
Das Trägerband 5 ist in der vorliegenden Ausführungsform als TAD-Sieb 5 ausgebildet.
Das Wasser wegführende Band 6 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Pressfilz 6 ausgebildet.
Außerhalb des Umschlingungsbereichs 9 wird das Spiralsieb 4 über eine Vielzahl von Walzen 18, 19, 20, 21 und 22 geführt, wobei die Walze 18 als Spannwalze dient.
Außerhalb des Umschlingungsbereichs 9 wird ferner das Pressfilz 6 über eine Vielzahl von Walzen 23 bis 28 geführt, wobei die Faserstoffbahn 2 mit dem Pressfilz 6 im Bereich der Walze 28 zusammengeführt wird.
Ferner wird das Pressfilz 6 außerhalb des Umschlingungsbereichs 9 durch eine Reinigungsvorrichtung 29 gereinigt und anschließend durch einen Saugkasten 30 und einen Trockner 31 getrocknet.
Der Umschlingungsbereich 9 weist einen Anfang 10 und ein Ende 11 auf.
Wie aus der 1 zu erkennen ist, ist das Pressfilz 6 auf einer Seite 12 in Kontakt mit der Mantelfläche 8 der Walze 7. Das Spiralsieb 4 ist außen und das TAD-Sieb 5 ist zwischen dem Spiralsieb 4 und Pressfilz 6 angeordnet.
Die Faserstoffbahn 2 wird zwischen dem TAD-Sieb 5 und dem Pressfilz 6 durch den Umschlingungsbereich 9 geführt. Durch die Anordnung wird von dem Spiralsieb 4 über das TAD-Sieb 5 vermittelt, eine Presskraft auf die Faserstoffbahn 2 ausgeübt.
Demzufolge bildet der Umschlingungsbereich 9 den Pressnip 3.
Im Bereich des Endes 11 des Umschlingungsbereichs 9 wird zuerst das Spiralsieb 4 von dem TAD-Sieb 5 und anschließend das TAD-Sieb 5 mit der Faserstoffbahn 2 von dem Pressfilz 6 abgehoben.
Die Walze 7 weist eine Saugzone 13 mit einem Ende 14 auf.
Wie aus der 1 zu erkennen ist, ist das Ende 11 des Umschlingungsbereichs 9 im Bereich der Saugzone 13 aber in Bahnlaufrichtung 15 vor dem Ende 14 der Saugzone 13 angeordnet.
Oberhalb der Walze 7 im Bereich der Saugzone 13 ist ein Blaskasten 16 angeordnet, welcher Druckluft oder Dampf 17 nacheinander durch das Spiralsieb 4, durch das TAD-Sieb 5, durch die Faserstoffbahn 2 und durch das Pressfilz 6 presst. Hierdurch wird zum Einen die Entwässerung der Faserstoffbahn durch Kraftwirkung in Richtung der Saugzone 13 unterstützt und zum Anderen die Faserstoffbahn 2 durch eine Durchluftströmung vorgetrocknet.
Die 2 zeigt eine Detaildarstellung im Bereich des Endes 11 des Umschlingungsbereichs 9. Wie aus der 2 zu erkennen ist, wird das Spiralsieb 4 von dem TAD-Sieb 5 bei einem Bogenwinkel α_B von 4° abgehoben, bevor das TAD-Sieb 5 und die Faserstoffbahn 2 abgehoben werden.
Des weiteren wird das die Faserstoffbahn 2 führende TAD-Sieb 5 von dem Pressfilz 6 in Bezug zum Ende 14 der Saugzone 13 bei einem Bogenwinkel α_W von 2° abgehoben.
Darüber hinaus wird das Pressfilz 6 nach dem Ende 14 der Saugzone 13 von der Mantelfläche 8 der Walze 7 abgehoben.
In der konkreten Ausführungsform handelt es sich bei der durch die Presse 1 geführten Faserstoffbahn 2 um eine mit einem Flächengewicht von weniger als 42g/cm², d.h. insbesondere um Tissue Papier, welches ein hohes spezifisches Volumen (englisch Bulk) im Bereich von 16g/cm³ und ein Wasseraufnahmevermögen von 16g Wasser pro g Faserstoffbahn hat.

Claims

Presse in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, mit einer Walze deren Mantelfläche zumindest in einem Umschlingungsbereich von jeweils zumindest einem Pressband, einem Trägerband und einem Wasser wegführenden Band gemeinsam umschlungen wird, wobei das Wasser wegführende Band innen in Kontakt mit der Mantelfläche der Walze, das Pressband außen und das Trägerband zwischen Pressband und Pressfilz angeordnet ist und wobei die Materialbahn zwischen dem Trägerband und dem Wasser wegführenden Band durch den Umschlingungsbereich geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Umschlingungsbereichs zuerst das Pressband von dem Trägerband und anschließend das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser wegführenden Band abgehoben wird.
Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze mindestens eine Saugzone aufweist und das Ende des Umschlingungsbereichs in Bahnlaufrichtung im Bereich des Endes der Saugzone ist.
Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn einer Durchluftströmung ausgesetzt wird, welche zuerst das Pressband, anschließend das Trägerband, danach die Faserstoffbahn und zum Schluss das Wasser wegführende Band passiert.
Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressband von dem Trägerband zwischen 0° und 15, vorzugsweise zwischen 0° und 10°, besonders bevorzugt 2° und 6° abgehoben wird, bevor das Trägerband und die Materialbahn abgehoben werden.
Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser wegführenden Band in Bezug zum Ende der Saugzone in einem Bogenwinkelbereich zwischen größer 0° und kleiner 10°, vorzugsweise zwischen größer 0° und 6°, besonders bevorzugt zwischen 2° und 6° abgehoben wird.
Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser wegführende Band am Ende der Saugzone oder danach von der Mantelfläche der Walze abgehoben wird.
Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband eine strukturierte Membran oder ein strukturiertes Sieb, insbesondere ein TAD-Sieb ist.
Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser wegführende Band eine Fluiddurchlässigkeit und/oder ein Wasseraufnahmevermögen hat.
Presse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellte Materialbahn eine Faserstoffbahn ist.
Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn auf dem Trägerband, vorzugsweise auf dem TAD-Sieb, formiert wird.
Presse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn ein Flächengewicht von weniger als 42g/cm² hat, insbesondere Tissue Papier ist.
Presse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn ein spezifisches Volumen von mehr als 10g/cm³, vorzugsweise von mehr als 14g/cm³, besonders vorzugsweise von mehr als 16g/cm³ hat.
Presse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn ein Wasseraufnahmevermögen von mehr als 10g Wasser pro g Faserstoffbahn, vorzugsweise von mehr als 14g Wasser pro g Faserstoffbahn, besonders vorzugsweise von mehr als 16g Wasser pro g Faserstoffbahn hat.
Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, bei dem die Materialbahn durch einen Pressnip geführt wird, der durch die Umschlingung zumindest eines Pressbandes um die Mantelfläche einer Walze gebildet wird, wobei die Materialbahn zwischen einem Trägerband und einem Wasser wegführenden Band durch den Pressnip geführt wird und wobei das Wasser wegführende Band innen in Kontakt mit der Mantelfläche der Walze ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Umschlingungsbereichs zuerst das Pressband von dem Trägerband und anschließend das Trägerband mit der Materialbahn von dem Wasser wegführenden Band abgehoben wird.