DE19860687A1

DE19860687A1 - Maschine sowie Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn

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Publication number: DE19860687A1
Application number: DE19860687A
Authority: DE
Inventors: Thomas Thoroee Scherb; Harald Schmidt-Hebbel
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2000-07-06
Also published as: BR9906261A; EP1816256A1; ATE399224T1; CA2718114C; CA2718114A1; CA2718031C; CA2718031A1; CA2293215C; CA2718288A1; CA2293215A1; BR9906261B1; DE59914794D1; US6746574B2; EP1016754B1; US20040134632A1; US20040261967A1; US20040194904A1; EP1016754A1; US20020069995A1; US7332059B2

Abstract

Eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie insbesondere einer Tissue- oder Hygienepapierbahn umfaßt wenigstens einen zwischen einer Schuhpreßeinheit 14 und einem Trockenzylinder 16 gebildeten Preßspalt, durch den ein wasseraufnehmendes Trägerband 18, ein wasserundurchlässiges Preßband 20 und die Faserstoffbahn hindurchgeführt sind. Dabei ist wenigstens ein zwischen einer Schuhpreßeinheit 14 und dem Trockenzylinder 16 gebildeter Preßspalt 12 vorgesehen, dessen in Bahnlaufrichtung 1 betrachtete Länge L kleiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm ist und dessen sich über die Preßspaltlänge L ergebendes Druckprofil einen maximalen Preßdruck aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist. Alternativ kann die Preßspaltlänge größer als ein Wert von etwa 80 mm sein, wobei in diesem Fall der maximale Preßdruck kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2 MPa ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn, mit wenigstens einem zwi schen einer Schuhpreßeinheit und einem Trockenzylinder gebildeten Preßspalt, durch den ein wasseraufnehmendes Trägerband, ein wasser undurchlässiges Preßband und die Faserstoffbahn hindurchgeführt sind. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 28 bzw. 29.

In der DE-A-42 24 730 sind mehrere Ausführungsformen einer Maschine der eingangs genannten Art beschrieben. Dabei sind bei sämtlichen Aus führungsformen jeweils wenigstens zwei Preßspalte vorgesehen. Die in Bahnlaufrichtung betrachtet hinten liegende Hauptpresse umfaßt jeweils einen Trockenzylinder sowie ein zugeordnetes Anpreßelement. Als solches Anpreßelement kann eine Saugpreßwalze oder eine Schuhpreßwalze vor gesehen sein.

Auch bei einer aus der DE-A-196 54 197 bekannten Maschine der ein gangs genannten Art sind wieder zwei Preßspalte vorgesehen. Die hinten liegende Hauptpresse ist durch eine Schuhpreßeinheit und einen Troc kenzylinder gebildet.

Bei den bekannten Maschinen sind somit stets zwei oder mehrere Preß spalte vorgesehen. Dies wird hier für zwingend erforderlich erachtet, um einerseits eine insbesondere bei der Herstellung einer Tissue- oder Hygie nepapierbahn geforderte schonende Entwässerung ohne Verdrücken und andererseits eine verbesserte Produktionsleistung durch einen erhöhten Trockengehalt nach der Presse zu erzielen. Dabei wird mit dem vollständi gen oder teilweisen Ersetzen der Walzenspaltpressen durch Schuhpressen infolge der entsprechenden Spaltverlängerung bzw. Erhöhung der Preßzeit eine schonende Entwässerung der Bahn ohne Verdrückungen erreicht.

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausführungen besteht nun aber in den gemessen an den erreichten Verbesserungen relativ hohen In vestitions- und Betriebskosten. Angesichts der bisher üblichen Begren zung der maximalen Linienkraft auf einen Wert im Bereich von 90 kN z. B. für Yankee-Zylinder war es bei den bekannten Pressenkonzepten stets er forderlich, wenigstens zwei Preßspalte vorzusehen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen unter Vermeidung der zuvor ge nannten Nachteile sowie unter weitgehender Einhaltung der für die pro duzierte Bahn geforderten Qualitätsmerkmale ein möglichst hoher Troc kengehalt und/oder spezifisches Volumen erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Maschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein zwischen einer Schuhpreßeinheit und dem Trockenzylinder gebildeter Preßspalt vorgesehen ist, dessen in Bahnlauf richtung betrachtete Länge kleiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm ist und dessen sich über die Preßspaltlänge ergebendes Druckprofil einen maximalen Preßdruck aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist.

Mit einer solchen Ausbildung wird völlig unerwartet eine wesentliche Stei gerung sowohl des Trockengehalts als auch des spezifischen Volumens der Faserstoffbahn erreicht. Dies ist um so überraschender, als mit der vorgeschlagenen Lösung der bisher in der Pressenentwicklung eingeschla gene Weg verlassen wird, dessen Zielsetzung darin bestand, mit dem Er setzen der Walzenspaltpressen durch Schuhpressen mit verlängertem Preßspalt ein schonendes, langsames Entwässern als Voraussetzung für optimale Ergebnisse zu bewirken. Aufgrund der erfindungsgemäßen Aus bildung können nunmehr beispielsweise viele Tissue-Papiermaschinen mit lediglich einem einzigen Schuhpreßspalt verwirklicht werden.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Maschine ist die Preßspaltlänge kleiner oder gleich einem Wert von etwa 50 mm und der maximale Preßdruck größer oder gleich einem Wert von etwa 4,3 MPa. Die Preßspaltlänge ist als berührte Länge zwischen Trockenzylinder und zugeordnetem Anpreßelement und durchlaufendem neuem Trägerband definiert.

Hierbei wird das spezifische Volumen ebenfalls leicht erhöht. Eine solche Erhöhung kann beispielsweise etwa 5% betragen. Zu einer erheblichen Steigerung kommt es bezüglich des Trockengehalts, was insbesondere im Vergleich zu einem Preßspalt gilt, der mittels einer Saugpreßwalze oder durch eine Schuhpresse mit einer Spaltlänge von beispielsweise 120 mm gebildet wird. In diesem Fall ist beispielsweise eine Steigerung des Troc kengehalts um etwa 2,5 bis 3% möglich, wenn von einer konstanten Lini enkraft von etwa 90 kN/m ausgegangen wird. Ein solcher Wert darf bei den bisher üblichen Yankee-Zylindern angesichts einer maximal zulässi gen mechanischen Beanspruchung nicht überschritten werden. Die Erfin dung ist daher insbesondere auch bei Umbauten bestehender Pressen mit besonderem Vorteil einsetzbar. So können gegenüber den herkömmlichen Pressen trotz einer jeweiligen Linienkraftbegrenzung Trockengehaltssteige rungen sowie konstante oder auch höhere Werte des spezifischen Volu mens (Bulk) erzielt werden.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform liegt die Preßspaltlän ge in einem Bereich von etwa 37 mm und der maximale Preßdruck in ei nem Bereich von etwa 4,8 MPa.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ma schine wird die zuvor genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens ein zwischen einer Schuhpreßeinheit und dem Trockenzylinder gebildeter Preßspalt vorgesehen ist, dessen in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge größer als ein Wert von etwa 80 mm ist und dessen sich über die Preß spaltlänge ergebendes Druckprofil einen maximalen Preßdruck aufweist, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2 MPa ist.

Insbesondere in diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Verweilzeit der Faserstoffbahn im Preßspalt größer oder gleich einem Wert von beispiels weise etwa 3,5 ms und insbesondere größer oder gleich 4 ms ist. Dabei kann die Verweilzeit insbesondere definiert sein durch das Verhältnis von Spalt- bzw. Schuhlänge zur Bahngeschwindigkeit.

Die durch den Preßspalt erzeugte maximale Linienkraft kann beispielswei se in einem Bereich von etwa 90 bis etwa 120 kN/m liegen.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsge mäßen Maschine umfaßt die Schuhpreßeinheit einen Preßschuh, der über mehrere quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordnete Anpreß elemente gegen den Trockenzylinder preßbar ist. Damit kann ein jeweils gewünschtes Preßkraftquerprofil zur Vergleichmäßigung der Bahneigen schaften insbesondere an den Bahnrändern eingestellt werden.

Als Trockenzylinder kann insbesondere ein Kreppzylinder, d. h. ein soge nannter Yankee-Zylinder vorgesehen sein.

Das sich über die Preßspaltlänge ergebende Druckprofil ist vorzugsweise asymmetrisch.

Ist die Preßspaltlänge kleiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm und weist das Druckprofil einen maximalen Preßdruck auf, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist, so liegt der maximale Preßdruck zweckmäßigerweise in der in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Hälfte der Preßspaltlänge.

Ist dagegen die Preßspaltlänge größer als ein Wert von etwa 80 mm und weist das Druckprofil einen maximalen Preßdruck auf, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2 MPa ist, so kann der maximale Preßdruck insbesondere in dem in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Viertel der Preßspaltlänge liegen.

Insbesondere bei einer Preßspaltlänge, die kleiner oder gleich etwa 60 mm ist, ist es von Vorteil, wenn der mittlere Druckanstiegsgradient in dem vom Spaltanfang bis zum maximalen Preßdruck reichenden Abschnitt des Druckprofils bei einem neuwertigen Trägerband größer oder gleich einem Wert von etwa 40 kPa/mm, insbesondere größer oder gleich etwa 60 kPa/mm und vorzugsweise größer oder gleich etwa 120 kPa/mm ist.

Der mittlere Druckabfallsgradient im Endbereich des Druckprofils ist bei einem neuwertigen Trägerband vorzugsweise größer oder gleich einem Wert von etwa 300 kPa/mm, insbesondere größer oder gleich etwa 500 kPa/mm und vorzugsweise größer oder gleich etwa 800 kPa/mm. Der mittlere Druckabfallsgradient im Endbereich nimmt mit zunehmender Betriebszeit des Filzes zu. Dadurch werden bei einem erfindungsgemäßen Preßspalt Werte von über 1000 bis über 1600 kPa/m erreicht.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform liegt das wasserauf nehmende Trägerband im Preßspalt zwischen dem wasserundurchlässigen Preßband und der Faserstoffbahn, wobei die Faserstoffbahn den Trocken zylinder berührt.

Als wasseraufnehmendes Trägerband kann insbesondere ein Filz vorgese hen sein. Ein solcher Filz kann beispielsweise ein Flächengewicht besit zen, das kleiner oder gleich einem Wert von etwa 1450 g/m² ist. Es ist beispielsweise ein in besonderer Weise strukturierter Filz in der Art eines mit Höckern versehenen Prägesiebes oder -filzes, d. h. eines sogenannten "imprinting fabric" oder "imprinting felt" (siehe beispielsweise WO98/00604)) oder eines eine grob strukturierte Oberfläche aufweisenden "patterning fabric" oder "patterning felt" verwendbar. Die speziellen Trä gerbänder wirken sich insbesondere in Kombination mit einem erfin dungsgemäßen Preßspalt mit einer Preßspaltlänge größer oder gleich etwa 80 mm vorteilhaft auf das spezifische Volumen der produzierten Papier bahn aus.

Das wasseraufnehmende Trägerband kann in Dickenrichtung eine unter schiedliche Beschaffenheit aufweisen. So kann die der Faserstoffbahn zu gewandte Seite des Trägerbandes beispielsweise eine feinere Struktur be sitzen als dessen von der Faserstoffbahn abgewandte Seite.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform besitzt das Preß band eine gerillte und/oder mit Blindbohrungen versehene Oberfläche, wie dies beispielsweise in der DE-A-196 54 198 beschrieben ist.

Grundsätzlich kann am Trockenzylinder auch ein weiterer Preßspalt ge bildet sein. Dabei kann es in bestimmten Anwendungsfällen zweckmäßig sein, wenn am Trockenzylinder wenigstens zwei mittels einer jeweiligen Schuhpreßeinheit gebildete Preßspalte vorgesehen sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, in Bahnlaufrichtung vor dem Trockenzylinder einen zu sätzlichen Preßspalt vorzusehen.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsge mäßen Maschine sind das Trägerband und die Faserstoffbahn in Bahn laufrichtung vor dem Trockenzylinder über wenigstens eine Saugvorrich tung geführt, durch die dann eine entsprechende Vorentwässerung erfolgt. Dabei kann zweckmäßigerweise wenigstens eine Saugvorrichtung bzw. Saugkasten vorgesehen sein, die eine Saugwalze und/oder einen Saug schuh umfaßt.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Maschine ist als Schuhpreßeinheit eine Schuhpreßwalze vorgesehen.

Von Vorteil ist zudem, wenn die Schuhpreßeinheit wenigstens einen aus tauschbaren Preßschuh umfaßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 28 angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu entwässernde Faserstoffbahn in dem Preßspalt für eine Zeitdauer von höchstens 3 ms einem maximalen Preßdruck der Druckverlaufskurve von zumindest 3,3 MPa ausgesetzt wird. Dabei ist die Zeitdauer bzw. Verweilzeit der Faser stoffbahn im Preßspalt definiert durch das Verhältnis zwischen der Spalt länge und der Bahngeschwindigkeit.

Bei einer alternativen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver fahrens der im Oberbegriff des Anspruchs 29 angegebenen Art wird die zu entwässernde Faserstoffbahn in dem Preßspalt für eine Zeitdauer von we nigstens 3,5 ms einem Preßdruck von höchstens 2 MPa ausgesetzt.

Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar für einen Crescent-Former, eine Langsieb-Tissue-Papiermaschine, einen Doppelsiebformer, eine Saugbrustwalzenmaschine usw.

Der Stoffeintrag zur Herstellung beispielsweise einer Tissuebahn kann beispielsweise aus gemahlenem Stoff ("refined pulp") bestehen. Hier kann der erfindungsgemäße Preßspalt besonders vorteilhaft zur Trockenge haltssteigerung eingesetzt werden.

Ein solcher beispielsweise zur Herstellung einer Tissuebahn dienender Stoffeintrag kann aber auch aus ungemahlenem Stoff bestehen. In diesem Fall kann der erfindungsgemäße lange Preßspalt besonders vorteilhaft zur Steigerung des spezifischen Volumens eingesetzt werden.

Die Erfindung ist beispielsweise auch für sogenannte "curled fibres" an wendbar. Die Stoffsuspension enthält in diesem Fall einen Anteil von Fa sern, die einer besonderen Behandlung unterworfen wurden. Dabei wer den die im wesentlichen geradlinig bzw. in einer Ebene gekrümmten Zell stoffasern so gekrümmt, daß eine räumliche Faserform beispielsweise nach Art einer Spirale entsteht.

Die Erfindung ist insbesondere auch in einer Tissue-Papiermaschine mit wenigstens einem sogenannten "Through-air-drying"-Trocknungsprozeß anwendbar, wobei der erfindungsgemäße Preßspalt insbesondere vor einer entsprechenden "Through-air-drying"-Einrichtung eingesetzt wird. Eine solche Kombination ist insbesondere hinsichtlich eines hohen Trockenge halts und eines hohen spezifischen Volumens von Vorteil. Durch den er findungsgemäßen Preßspalt wird somit einerseits ein hoher Trockengehalt erreicht, wodurch die Betriebskosten der energieintensiven Trocknungs phase reduziert werden. Andererseits wird die Bahn allenfalls geringfügig verdichtet, was bedeutet, daß das spezifische Volumen der Bahn erhöht wird bzw. bei höheren Preßdrücken unbeeinträchtigt bleibt, wodurch ins besondere auch das "Through-air-drying"-Trocknungsverfahren effizienter und wirtschaftlicher wird.

Die Erfindung ist insbesondere auch bei der Herstellung von mehrschich tigen Bahnen unter Verwendung eines einzigen Stoffauflaufs oder der Her stellung mehrlagiger Bahnen unter Verwendung mehrerer Stoffaufläufe anwendbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine rein schematische Teildarstellung einer erfindungs gemäßen Schuhpresse mit einem zwischen einer Schuh preßeinheit und einem Trockenzylinder gebildeten Preß spalt,

Fig. 2 den Preßdruckverlauf einer herkömmlichen Schuhpres se,

Fig. 3 den Preßdruckverlauf einer beispielhaften Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse mit re lativ kurzem Preßschuh,

Fig. 4 einen Vergleich des Preßdruckverlaufs einer beispiel haften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse mit relativ kurzem Preßschuh mit dem Preßdruckverlauf einer mit einer Saugpreßwalze verse henen herkömmlichen Presse,

Fig. 5 einen Vergleich des Preßdruckverlaufs einer beispiel haften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse mit relativ langem Preßschuh mit dem Preßdruckverlauf einer mit einer Saugpreßwalze verse henen herkömmlichen Presse,

Fig. 6 das spezifische Volumen gegenüber dem Trockengehalt, wobei die für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse mit relativ kurzem Preßschuh erhaltenen Ergebnisse mit denen für eine mit einer Saugpreßwalze versehenen herkömmlichen Presse verglichen werden, und

Fig. 7 das spezifische Volumen gegenüber dem Trockengehalt, wobei die für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse mit relativ langem Preßschuh erhaltenen Ergebnisse mit denen für eine mit einer Saugpreßwalze versehenen herkömmlichen Presse verglichen werden.

Fig. 1 zeigt in rein schematischer Teildarstellung ein Ausführungsbei spiel einer erfindungsgemäßen Schuhpresse 10, die beispielsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie insbesondere einer Tissue- oder Hygienepapierbahn einsetzbar ist.

Der Preßspalt 12 dieser Schuhpresse 10 ist zwischen einer Schuhpreßein heit, im vorliegenden Fall einer Schuhpreßwalze 14, und einem Trocken zylinder 16 gebildet, durch den außer der Faserstoffbahn ein wasserauf nehmendes Trägerband 18 sowie ein wasserundurchlässiges Preßband hindurchgeführt ist, bei dem es sich im vorliegenden Fall um den Preß mantel 20 der Schuhpreßwalze 14 handelt. Das wasseraufnehmende Trä gerband 18 kann insbesondere durch einen Filz gebildet sein. Im vorlie genden Fall ist das wasseraufnehmende Trägerband 18 zwischen dem Preßmantel 20 und der Faserstoffbahn durch den Preßspalt 12 geführt, wobei die Faserstoffbahn den Trockenzylinder 16 berührt.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, besitzt die Schuhpreßwalze 14 einen zweiteiligen Preßschuh 22, zwischen dessen beiden Teile eine ther mische Isolierschicht 24 eingesetzt ist.

Der Preßschuh 22 kann über mehrere quer zur Bahnlaufrichtung 1 neben einander angeordnete Anpreßelemente 26 gegen den Trockenzylinder 16 preßbar sein.

Bei dem Trockenzylinder 16 kann es sich beispielsweise um einen Yankee- Zylinder handeln.

Das beispielsweise durch einen Filz gebildete wasseraufnehmende Träger band 18 kann in Dickenrichtung eine unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen. Dabei kann beispielsweise die der Faserstoffbahn zugewandte Seite des Trägerbandes 18 eine feinere Struktur besitzen als dessen von der Faserstoffbahn abgewandte Seite. Der Preßmantel 20 kann eine glatte, gerillte und/oder mit Blindbohrungen versehene Oberfläche besitzen. Am Trockenzylinder 16 kann wenigstens ein weiterer, hier nicht dargestellter Preßspalt gebildet sein. In Bahnlaufrichtung 1 vor dem Trockenzylinder 16 kann ein zusätzlicher Preßspalt vorgesehen sein. Grundsätzlich können das Trägerband 18 und die Faserstoffbahn in Bahnlaufrichtung 1 vor dem Trockenzylinder 16 auch über wenigstens eine Saugvorrichtung geführt sein. Die Schuhpreßeinheit 14 kann wenigstens einen austauschbaren Preßschuh 22 umfassen.

In der Fig. 2 ist das Druckprofil bzw. der Preßdruckverlauf p(L) einer herkömmlichen Schuhpresse dargestellt. Dabei ist der Preßdruck p über der Länge L des Preßspaltes 12 bzw. des Preßschuhes 22 aufgetragen.

Bei einem solchen herkömmlichen Langspalt ergibt sich zunächst ein sehr sanfter Druckanstieg bis zu einem relativ niedrigen maximalen Preßdruck p_max. Im Anschluß an den maximalen Preßdruck p_max dieses Druckver laufs p(L) erfolgt dann ein schneller Druckabfall.

Die erfindungsgemäße Schuhpresse 10 kann nun insbesondere so ausge legt sein, daß die in Bahnlaufrichtung 1 betrachtete Länge L des Preß spaltes 12 (vgl. Fig. 1) kleiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm ist und dessen sich über die Preßspaltlänge L ergebendes Druckprofil p(L) ei nen maximalen Preßdruck p_max aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist.

In der Fig. 3 ist nun der Preßdruckverlauf p(L) einer beispielhaften Aus führungsform einer solchen erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 mit rela tiv kurzem Preßschuh 22 dargestellt. Dabei ergibt sich ausgehend vom Spaltanfang zunächst ein extremer Anstieg des Preßdrucks bis zu einem relativ hohen maximalen Preßdruck p_max. Im Anschluß an diesen maxi malen Preßdruck p_max fällt der Preßdruck im Endbereich dann sehr rasch ab.

Anhand der Fig. 3 ist zudem zu erkennen, daß das sich über die Preß spaltlänge L ergebende Druckprofil p(L) asymmetrisch ist. Dabei liegt der maximale Preßdruck p_max in der in Bahnlaufrichtung 1 betrachtet hinteren Hälfte der Preßspaltlänge L.

Die Fig. 4 zeigt einen Vergleich des Preßdruckverlaufs p₁₀(L) einer bei spielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 mit relativ kurzem Preßschuh 12 mit dem Preßdruckverlauf p_S(L) einer mit einer Saugpreßwalze versehenen herkömmlichen Presse. Gegenüber der herkömmlichen Presse ergibt sich insbesondere ein kürzerer Preßspalt sowie ein höherer maximaler Preßdruck p_max. Im vorliegenden Fall betrug die im Preßspalt erzeugte maximale Linienkraft jeweils 90 kN/m.

Bei einer alternativen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Schuhpresse 14 kann die in Bahnlaufrichtung 1 betrachtete Länge L des Preßspaltes 12 (vgl. Fig. 1) größer als ein Wert von etwa 80 mm sein und dessen sich über die Preßspaltlänge L ergebendes Druckprofil p_L einen maximalen Preßdruck p_max aufweisen, der kleiner oder gleich einem Wert von beispielsweise etwa 2 MPa ist. Dabei kann die im Preßspalt erzeugte maximale Linienkraft insbesondere in einem Bereich von etwa 90 bis etwa 110 kN/m liegen. Bei höheren maximalen Linienkräften, wie sie bei den üblichen, nicht zusätzlich verstärkten Yankee-Zylindern normalerweise nicht mehr möglich sind (vgl. z. B. den in der Fig. 5 noch angegebenen hohen Wert von 270 kN/m), ist auch ein höherer maximaler Preßdruck p_max denkbar.

Die Fig. 5 zeigt einen Vergleich des Preßdruckverlaufs p₁₀(L) einer bei spielhaften Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäßen Schuh presse 10 mit relativ langem Preßschuh 12 mit dem Preßdruckverlauf p_S (L) einer mit einer Saugpreßwalze versehenen herkömmlichen Presse.

Während der Preßdruckverlauf p₁₀(L) der erfindungsgemäßen Schuhpres se sowohl für eine maximale Linienkraft von 90 kN/m als auch für eine höhere maximale Linienkraft von 270 kN/m dargestellt ist, ist der Preß druckverlauf p_S(L) der herkömmlichen Presse lediglich für eine maximale Linienkraft von 90 kN/m dargestellt.

Gemäß dieser Fig. 5 ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 ein deutlich längerer Preßspalt 12. Zudem besitzt der entsprechende Preßdruckverlauf p₁₀(L) einen deutlich niedrigeren maximalen Preßdruck p_max (vgl. den für eine maximale Linienkraft von 90 kN/m angegebenen schraffierten unteren Preßdruckverlauf p₁₀(L)). Der Fig. 5 kann zudem entnommen werden, daß der maximale Preßdruck p_max selbst bei einer wesentlich höheren maximalen Linienkraft von hier 270 kN/m nicht höher als der maximale Preßdruck p_max der herkömmlichen Presse ist, für den im vorliegenden Fall eine maximale Linienkraft von 90 kN/m angegeben ist.

Die Fig. 6 zeigt das spezifische Volumen gegenüber dem Trockengehalt, wobei die für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 mit relativ kurzem Preßschuh 22 erhaltenen Ergebnisse V₁₀ wieder mit den Ergebnissen V_S für eine mit einer Saugpreßwalze ver sehenen herkömmlichen Presse verglichen werden. Geht man in beiden Fällen zunächst von einer konstanten maximalen Linienkraft von 90 kN/m aus, so kann gegenüber der herkömmlichen Presse beispielsweise eine Steigerung des Trockengehalts um 2,5% sowie eine Steigerung des spezifischen Volumens um 5% erreicht werden. Mit einer höheren maxi malen Linienkraft von beispielsweise 270 kN/m kann beispielsweise eine weitere Steigerung des Trockengehalts um 4,5% erreicht werden, also insgesamt 2,5% + 4,5% = 7% mehr als mit der konventionellen Saug preßwalze, wobei in diesem Fall lediglich 10% an spezifischem Volumen in Kauf zu nehmen sind.

Fig. 7 zeigt das spezifische Volumen gegenüber dem Trockengehalt, wo bei die für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse 10 mit relativ langem Preßschuh 12 erhaltenen Ergebnisse V₁₀ wieder mit den Ergebnissen V_S für eine mit einer Saugpreßwalze ver sehenen herkömmlichen Presse verglichen werden.

Geht man von einem konstanten maximalen Liniendruck von 90 kN/m aus, so kann bei gleichem Trockengehalt eine Steigerung des spezifischen Volumens von 20% erreicht werden, wodurch sich eine entsprechend hö here Qualität ergibt. Dagegen kann bei einem gleichen spezifischen Volu men eine Steigerung des Trockengehalts um 4% erzielt werden, wodurch Energie eingespart oder eine höhere Produktionsrate erzielt wird. Wie an hand der Fig. 7 zu erkennen ist, wird hier von einer konstanten maxi malen Linienkraft von 270 kN/m ausgegangen.

Bezugszeichenliste

10

Schuhpresse

12

Preßspalt

14

Schuhpreßwalze

16

Trockenzylinder

18

Trägerband

20

Preßband, Preßmantel

22

Preßschuh

24

thermische Isolierschicht

26

Anpreßelement
L Preßspaltlänge
l Bahnlaufrichtung
p(L) Preßdruckverlauf, Druckprofil
p_max

maximaler Preßdruck

Claims

1. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tis sue- oder Hygienepapierbahn, mit wenigstens einem zwischen einer Schuhpreßeinheit (14) und einem Trockenzylinder (16) gebildeten Preßspalt (12), durch den ein wasseraufnehmendes Trägerband (18), ein wasserundurchlässiges Preßband (20) und die Faserstoffbahn hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zwischen einer Schuhpreßeinheit (14) und dem Trockenzylinder (16) gebildeter Preßspalt (12) vorgesehen ist, dessen in Bahnlaufrichtung (1) betrachtete Länge (L) kleiner oder gleich ei nem Wert von etwa 60 mm ist und dessen sich über die Preßspalt länge (L) ergebendes Druckprofil (p(L)) einen maximalen Preßdruck (p_max) aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßspaltlänge (L) kleiner oder gleich einem Wert von etwa 50 mm und der maximale Preßdruck (p_max) größer oder gleich einem Wert von etwa 4,3 MPa ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßspaltlänge (L) in einem Bereich von etwa 37 mm und der maximale Preßdruck (p_max) in einem Bereich von etwa 4,8 MPa liegt.

4. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tis sue- oder Hygienepapierbahn, mit wenigstens einem zwischen einer Schuhpreßeinheit (14) und einem Trockenzylinder (16) gebildeten Preßspalt (12), durch den ein wasseraufnehmendes Trägerband (18), ein wasserundurchlässiges Preßband (20) und die Faserstoffbahn hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zwischen einer Schuhpreßeinheit (14) und dem Trockenzylinder (16) gebildeter Preßspalt (12) vorgesehen ist, dessen in Bahnlaufrichtung (1) betrachtete Länge (L) größer als ein Wert von etwa 80 mm ist und dessen sich über die Preßspaltlänge (L) erge bendes Druckprofil (p(L)) einen maximalen Preßdruck (p_max) auf weist, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2 MPa ist.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Preßspalt (12) erzeugte maximale Linienkraft in ei nem Bereich von etwa 90 bis etwa 110 kN/m liegt.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhpreßeinheit (14) einen Preßschuh (22) umfaßt, der über mehrere quer zur Bahnlaufrichtung (1) nebeneinander ange ordnete, vorzugsweise unabhängig voneinander betätigbare Anpreß elemente (26) gegen den Trockenzylinder preßbar ist.

7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenzylinder (16) ein Yankee-Zylinder vorgesehen ist.

8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sich über die Preßspaltlänge (L) ergebende Druckprofil (p(L)) asymmetrisch ist.

9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßspaltlänge (L) kleiner oder gleich einem Wert von etwa 60 mm ist und das Druckprofil (p(L)) einen maximalen Preßdruck (p_max) aufweist, der größer oder gleich einem Wert von etwa 3,3 MPa ist, und daß der maximale Preßdruck (p_max) in der in Bahnlaufrich tung (1) betrachtet hinteren Hälfte der Preßspaltlänge (L) liegt.

10. Maschine nach einem Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßspaltlänge (L) größer als ein Wert von etwa 80 mm ist und das Druckprofil (p(L)) einen maximalen Preßdruck (p_max) auf weist, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2 MPa ist, und daß der maximale Preßdruck (p_max) in dem in Bahnlaufrichtung (1) betrachtet hinteren Viertel der Preßspaltlänge (L) liegt.

11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Druckanstiegsgradient in dem vom Spaltanfang bis zum maximalen Preßdruck (p_max) reichenden Abschnitt des Druck profils (p(L)) bei einem neuwertigen Trägerband größer oder gleich einem Wert von etwa 40 kPa/mm, insbesondere größer oder gleich etwa 60 kPa/mm und vorzugsweise größer oder gleich etwa 120 kPa/mm ist.

12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Druckabfallsgradient im Endbereich des Druckpro fils (p(L)) bei einem neuwertigen Trägerband größer oder gleich ei nem Wert von etwa 300 kPa/mm, insbesondere größer oder gleich etwa 500 kPa/mm, zweckmäßigerweise größer oder gleich etwa 800 kPa/mm und vorzugsweise größer oder gleich etwa 960 kPa/mm ist.

13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wasseraufnehmende Trägerband (18) im Preßspalt (12) zwi schen dem wasserundurchlässigen Preßband (20) und der Faser stoffbahn liegt und die Faserstoffbahn den Trockenzylinder (16) be rührt.

14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als wasseraufnehmendes Trägerband (18) ein Filz vorgesehen ist.

15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wasseraufnehmende Trägerband (18) in Dickenrichtung ei ne unterschiedliche Beschaffenheit aufweist.

16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die der Faserstoffbahn zugewandte Seite des Trägerbandes (18) eine feinere Struktur besitzt als dessen von der Faserstoffbahn ab gewandte Seite.

17. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (20) eine glatte, gerillte und/oder mit Blindboh rungen versehene Oberfläche besitzt.

18. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Trockenzylinder (16) wenigstens ein weiterer Preßspalt (12) gebildet ist.

19. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Trockenzylinder (16) wenigstens zwei mittels einer jeweiligen Schuhpreßeinheit (14) gebildete Preßspalte (12) vorgesehen sind.

20. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnlaufrichtung (1) vor dem Trockenzylinder (16) ein zu sätzlicher Preßspalt (12) vorgesehen ist.

21. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (18) und die Faserstoffbahn in Bahnlaufrich tung (1) vor dem Trockenzylinder (16) über wenigstens eine Saugvor richtung geführt sind.

22. Maschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Saugvorrichtung vorgesehen ist, die eine Saug walze und/oder einen Saugschuh umfaßt.

23. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schuhpreßeinheit eine Schuhpreßwalze (14) vorgesehen ist.

24. Maschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband durch den Preßmantel (20) der Schuhpreßwalze (14) gebildet ist.

25. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhpreßeinheit (14) wenigstens einen austauschbaren Preßschuh (22) umfaßt.

26. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerband (18) ein strukturierter Filz in der Art eines mit Höckern versehenen Prägesiebes oder -filzes, d. h. eines sogenannten "imprinting fabric" oder "imprinting felt" oder eines eine grob struk turierte Oberfläche aufweisenden "patterning fabric" oder "patterning felt" vorgesehen ist.

27. Verwendung der Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che zur Herstellung einer Faserstoffbahn unter Einsatz sogenannter "curled fibres".

28. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tis sue- oder Hygienepapierbahn, bei dem die zu entwässernde Faser stoffbahn zusammen mit einem Trägerband (18) durch einen Preß spalt (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entwässernde Faserstoffbahn in dem Preßspalt (12) für eine Zeitdauer von höchstens 3 ms einem Preßdruck von zumindest 3,3 MPa ausgesetzt wird.

29. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tis sue- oder Hygienepapierbahn, bei dem die zu entwässernde Faser stoffbahn zusammen mit einem Band (18) durch einen Preßspalt (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entwässernde Faserstoffbahn in dem Preßspalt (12) für eine Zeitdauer von wenigstens 3,5 ms einem Preßdruck von höch stens 2 MPa ausgesetzt wird.

30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einsatz sogenannter "curled fibres".