EP1407074A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mit einer dreidimensionalen struktur versehenen faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mit einer dreidimensionalen struktur versehenen faserstoffbahn

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Publication number
EP1407074A1
EP1407074A1 EP02787106A EP02787106A EP1407074A1 EP 1407074 A1 EP1407074 A1 EP 1407074A1 EP 02787106 A EP02787106 A EP 02787106A EP 02787106 A EP02787106 A EP 02787106A EP 1407074 A1 EP1407074 A1 EP 1407074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibrous web
embossing
drying cylinder
band
web
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02787106A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Thoröe SCHERB
Jeffrey Herman
John Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1407074A1 publication Critical patent/EP1407074A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/14—Making cellulose wadding, filter or blotting paper
    • D21F11/145—Making cellulose wadding, filter or blotting paper including a through-drying process
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/14—Making cellulose wadding, filter or blotting paper

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in particular tissue, preferably towel-tissue, or hygiene web.
  • 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.
  • the aim of the invention is to provide an improved method and an improved device of the type mentioned, in which the disadvantages mentioned above are eliminated and with which, in particular, even without the use of a larger TAD drying device, a high quality of the in an economical and correspondingly inexpensive manner End product is achievable.
  • a corresponding quality should be achieved in particular with regard to the water retention capacity, the water absorption speed, the volume (bulk) etc.
  • this object is achieved by a method for producing a fibrous web provided with a three-dimensional structure, in particular tissue, preferably towel-tissue, or hygiene web, in which the fibrous web is pressed onto a structured embossing tape and thereby embossed, then together with the embossing tape is passed around a first drying cylinder in order to dry the three-dimensional surface structure obtained by the pre-embossing, and is subsequently transferred from the embossing belt to a second drying cylinder, the fibrous web remaining in contact with the embossing belt from the pre-embossing area to the transfer to the second drying cylinder and the three-dimensional dimensional surface structure is fixed to the first and / or second drying cylinder.
  • the structured web runs with the embossed or structured belt around the first drying cylinder.
  • the web is therefore only at a few contact points on the surface of this drying cylinder, which reduces the heat transfer. Therefore, an impingement hood is preferably provided to increase the drying.
  • the air temperatures are preferably high.
  • the fibrous web is preferably shaped by suction. This creates a tissue quality with a higher volume and correspondingly better usage properties, such as better permeability.
  • the web density before the first drying section is more homogeneous, which makes drying more efficient both in terms of quality and quantity.
  • the sheet structure is advantageously fixed after the first drying section and before the second drying section by pressing against a smooth surface. This creates zones with higher density and correspondingly higher strength.
  • a Yankee cylinder is preferably used as the first and / or the second drying cylinder.
  • An embossing screen is preferably used as the structure or embossing tape (“imprinting fabric”, “structured fabric”).
  • the fibrous web is pressed onto the embossing tape by means of a suction element arranged on the side of the embossing tape facing away from the fibrous web and is accordingly pre-embossed.
  • a suction box can be used as the suction element.
  • a cylinder with a smooth, closed surface is preferably used as the first and / or as the second drying cylinder.
  • a drying hood in particular an impingement hood, is preferably assigned to the first and / or the second drying cylinder.
  • a Yankee cylinder is preferably used as the first and / or as the second drying cylinder, to which a drying hood is assigned, the diameter of which is greater than or equal to 3 m, preferably greater than 3.5 m and in particular greater than 4 m, in order to achieve the necessary dry content, especially at higher speeds (e.g. v ⁇ 1700 m / min).
  • the air temperature of the impingement flow is advantageously chosen to be greater than 200 ° C. and preferably greater than or equal to 230 ° C. at least on the first drying cylinder.
  • the dry content of the fibrous web after the first drying cylinder and before the transfer to the second drying cylinder is greater than or equal to 38%.
  • the fibrous web is preferably supported continuously from the wet part to a crepe scraper assigned to the second cylinder.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention results from the fact that the sheet structure is fixed after a first and before a second drying section by pressing the fibrous web against a smooth surface.
  • an embossing tape which is structured in such a way that this embossing tape has 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 is pressed.
  • the smaller proportion of areas in raised or closed zones gives the web areas of high density for strength, while the larger proportion of areas in recessed zones or holes, which remains at least essentially unpressed, the desired water absorption capacity and the desired Provides volume, which was previously only achieved through a complex and expensive through-flow or TAD drying.
  • an embossing tape can advantageously be used in which the proportion of the area in raised or closed zones is in a range from approximately 20% to approximately 50% and preferably approximately 25%.
  • an embossing tape can be used in which the raised zones and the recessed zones are separated by offsets, i.e. by crossing points from weft and warp threads, a sieve fabric.
  • an embossing membrane or the like can also be used, in which the raised and recessed zones result from the holes.
  • a former with two circulating dewatering belts is used, which run together to form a material inlet gap and are guided over a forming element, such as in particular a forming roller, the fibrous web being transferred to the embossing belt by one of the two belts.
  • the fibrous web is preferably transferred to the embossing tape by the inner band coming into contact with the forming element.
  • a fine-pored, soft covering such as in particular a felt, a capillary felt, a capillary membrane and / or the like, is used as the belt which transfers the fibrous web.
  • a sieve can, for example, also be provided as the belt which transfers the fibrous web.
  • the fibrous web, together with the belt transferring the web is advantageously passed over at least one vacuumed surface, in particular a vacuum roll, a vacuumed shoe or the like before the transfer.
  • a felt with a foamed layer can be used as the band transferring the fibrous web, which contributes to the dewatering of the fibrous web due to its capillary action (capillary fabric).
  • the foam coating can in particular be selected so that pores in a range from approximately 3 to approximately 6 ⁇ m result.
  • the air permeability of such a felt is very low.
  • the natural capillary action is used to drain the web while it is in contact with the felt.
  • embossing tape is also passed through the wet part.
  • the fibrous web can in particular also be pre-embossed in the wet part. Alternatively or additionally, pre-embossing is also possible afterwards.
  • a former with two revolving dies is again Watering tapes are used, which converge to form a material inlet gap and are guided over a forming element, such as in particular a forming roll, but one of the two tapes is formed by the embossing tape.
  • the inner band coming into contact with the forming element is preferably formed by the embossed band.
  • the band which is not formed by the embossing tape is formed by a dewatering sieve with zonally different sieve permeability, the dewatering sieve in question preferably being provided as an outer sieve.
  • a corresponding design of the method is particularly advantageous in the production of towel tissue.
  • the screen produces a fine structure which increases the water absorption rate and, in conjunction with the embossing according to the invention, brings about an increased water retention capacity.
  • a press roller, a suction roller or a shoe press unit with a flexible band guided over a press shoe in the area of the press nip can be used as the counter element interacting with the drying cylinder.
  • a shoe press roll provided with a flexible roll shell can be used as the shoe press unit.
  • a lower suction deflecting roller, for example, can also be used as the counter element interacting with the drying cylinder.
  • a preferably soft band, in particular felt, provided within the loop of the embossing band is guided through the press nip.
  • a felt with a foamed layer can be used, which contributes to the dewatering of the fibrous web due to its capillary action.
  • the foam coating can, for example, be selected again in such a way that pores in a range from approximately 3 to approximately 6 ⁇ m result.
  • the fibrous web is preferably pre-embossed at a dry content in the range from about 10 to about 30%.
  • the fibrous web has a dry content greater than or equal to 38% and preferably a dry content in the range from about 38% to about 50% before being transferred to the second drying cylinder.
  • the fibrous web is creped in the region of the second drying cylinder and then wound up.
  • the device according to the invention for producing a fibrous web provided with a three-dimensional structure, in particular tissue, preferably towel-tissue, or hygiene web is accordingly characterized in that the fibrous web is pressed onto a structured embossing tape and thereby embossed, then together with the embossing tape is guided around a first drying cylinder to the to dry the three-dimensional surface structure obtained by the pre-embossing, and then to transfer it from the embossing tape to a second drying cylinder, the fibrous web remaining in contact with the embossing tape from the pre-embossing area to the transfer to the second drying cylinder, and the three-dimensional surface structure obtained by the pre-embossing on first and / or second drying cylinder is fixed.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a press nip of a machine known from WO 01/00925, through which the fibrous web is passed between a felt and a structured or embossed belt,
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device according to the invention for producing a fibrous web provided with a three-dimensional structure, in which the fibrous web is transferred to the embossing belt through the inner belt of a former,
  • Figure 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 shows a schematic section through the embossing or
  • 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 can in particular be a paper web, preferably a tissue, in particular towel tissue, or hygiene web ,
  • the fibrous web 22 is pressed onto a structured embossing tape 24 by means of at least one first pressure field I and is 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.
  • 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.
  • a second drying cylinder 28 which can also be a Yankee cylinder in particular.
  • the fibrous web 22 is exposed to a second pressure field II, by means of which the structure and the strength are fixed.
  • 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.
  • An embossing screen can in particular be provided as the embossing belt 24.
  • the fibrous web 22 can be pressed onto the embossing belt 24, for example, by means of a suction element 30 arranged on the side of the embossing belt 24 facing away from the fibrous web 22 and accordingly embossed.
  • the first pressure field I is in the present case generated for example by the suction element 30.
  • a suction box can be provided as the suction element 30.
  • the two drying cylinders 26, 28 preferably each have a smooth, closed surface.
  • a drying hood 32 or 34 in particular an impingement hood, is preferably assigned to each of the two drying cylinders 26, 28.
  • a Yankee cylinder is advantageously provided as the first and / or as the second drying cylinder 32 or 34, to which a drying hood is assigned, the diameter of which is greater than or equal to 3 m, preferably greater than 3.5 m and in particular greater than 4 m in order to achieve the necessary dryness, especially at higher speeds (e.g. v> 1700 m / min).
  • 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.
  • the dry content of the fibrous web 22 is preferably greater than or equal to 38%.
  • a crepe scraper 37 is assigned to the second drying cylinder 28. Following the second drying cylinder 28, the creped fibrous web 22 is wound up by means of a corresponding winding device 36 (pope reeler).
  • the fibrous web 22 is continuously supported from the wet part to the crepe scraper 37 assigned to the second drying cylinder 28.
  • 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.
  • the embossing tape 24 can in particular be structured in such a way 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.
  • the proportion of areas in raised or closed zones can be in a range from 20% to approximately 50% and preferably approximately 25%.
  • the wet part comprises a former 38 with two circumferential drainage belts 40, 42, which converge to form a material inlet gap 44 and are guided over a forming element 46, such as, in particular, a forming roller.
  • a forming element 46 such as, in particular, a forming roller.
  • a suction forming roll or a solid forming roll can be provided.
  • the pulp suspension is introduced into the stock inlet gap 44 formed between the outer band 40 and the inner band 42 by means of a headbox 48.
  • the fibrous web 22 in the present exemplary embodiment is transferred to the embossing belt 24 by the inner belt 42.
  • 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.
  • a fine-pored soft covering such as in particular a felt, a capillary felt, a capillary membrane and / or the like.
  • 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.
  • a vacuumed shoe or the like can also be provided.
  • 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 ⁇ m.
  • 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.
  • pre-embossing can also take place in the transfer area.
  • a press preferably a shoe press, can be provided in this area.
  • the embossing belt 24 is guided around a lower deflection roller 56, which can also be designed as a suction roller, for example.
  • the fiber 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.
  • the other side of it lies against the embossing belt 24. That cooperates with the drying cylinder 28
  • the counter element 60 of this transfer press can be formed, for example, by a press roll, a suction press roll or a shoe press unit.
  • 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%.
  • Figure 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.
  • 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.
  • the two belts 40, 24 are separated from one another, the fibrous web 12 together with the embossing belt 24 being fed past the suction element 30 and via the deflection roller 56 to the first drying cylinder 26 and then from the embossing belt 24 to the second drying cylinder 28 is passed.
  • 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.
  • suction element 30 provided for pre-embossing, which in the present case is still in front of the deflection roller 56.
  • this suction element 30 is also conceivable, for example behind the deflection roller 56, which also applies to the embodiment according to FIG. 2.
  • the inner band of the former 38 which comes into contact with the forming element 46, is formed by the embossed band 24.
  • the outer band 40 of the former 38 can in particular be formed by a drainage sieve with zonally different sieve permeability.
  • the counter element 60 interacting with the drying cylinder 28 is formed by a shoe press unit, here a shoe press roller.
  • the counter element 60 which is arranged within the loop of the embossing belt 24 and is preferably formed by a shoe press roll, is wrapped in the present case by a preferably soft band 64 which is guided through the press nip 58 together with the embossing belt 24 and the fibrous web 22.
  • 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 again in such a way that pores result in a range from approximately 3 to approximately 6 ⁇ m.
  • the embossing tape 24 thus forms the inner sheet forming screen of the former 38.
  • 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.
  • 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 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 embossed. As can be seen from FIG. 4, the web is pressed completely into the valleys of the embossing tape 24, so that a pronounced structure results.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn, wird die Faserstoffbahn auf ein strukturiertes Prägeband gedrückt und dadurch vorgeprägt, 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. Es wird auch eine entsprechende Vorrichtung beschrieben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn.
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.
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. 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 Figur 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.
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.
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 Vorpragebereich bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder mit dem Prägeband in Kontakt bleibt und die durch die Vorprägung erhaltene dreidi- mensionale Oberflächenstruktur am ersten und/ oder zweiten Trockenzylinder fixiert wird.
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.
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 Impin- gementhaube zur Steigerung der Trocknung vorgesehen. Die Lufttemperaturen sind vorzugsweise hoch.
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.
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.
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.
Als erster und/ oder als zweiter Trockenzylinder wird vorzugsweise jeweils ein Yankee-Zylinder verwendet.
Als Struktur- oder Prägeband ("imprinting fabric", "structured fabric") wird vorzugsweise ein Prägesieb verwendet.
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.
Als erster und/oder als zweiter Trockenzylinder wird vorzugsweise jeweils ein Zylinder mit einer glatten, geschlossenen Oberfläche verwendet.
Wie bereits erwähnt, wird dem ersten und/ oder dem zweiten Trockenzylinder vorzugsweise jeweils eine Trockenhaube, insbesondere Impinge- menthaube, zugeordnet. Dabei wird als erster und/ oder als zweiter Trockenzylinder vorzugsweise jeweils ein Yankee-Zylinder verwendet, dem eine Trockenhaube zugeordnet ist, deren Durchmesser größer oder gleich 3 m, vorzugsweise größer als 3,5 m und insbesondere größer als 4 m ist, um insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten (z.B. v ≥ 1700 m/min) den notwendigen Trockengehalt zu erreichen.
Die Lufttemperatur der Prallströmung wird zumindest am ersten Trockenzylinder vorteilhafterweise größer als 200°C und vorzugsweise größer oder gleich 230°C gewählt.
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 %.
Bevorzugt ist die Faserstoffbahn ausgehend vom Naßteil bis zu einem dem zweiten Zylinder zugeordneten Kreppschaber durchgehend gestützt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Als die Faserstoffbahn übergebendes Band kann beispielsweise auch ein Sieb vorgesehen sein. 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.
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.
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 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.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wieder ein Former mit zwei umlaufenden Ent- wässerungsbändern 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.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das nicht durch das Prägeband gebildete Band durch ein Entwässerungssieb 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.
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. Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement kann beispielsweise auch eine untere Saugumlenkwalze verwendet werden.
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.
Die Faserstoffbahn wird vorzugsweise bei einem Trockengehalt im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 % vorgeprägt.
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.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Faserstoffbahn im Bereich des zweiten Trockenzylinders gekreppt und anschließend aufgewickelt.
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 Vorpragebereich 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.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Figur 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,
Figur 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,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Prägeband auch durch den Naßteil geführt ist, und
Figur 4 einen schematischen Schnitt durch den Präge- bzw.
Vorpragebereich der erfindungsgemäßen Maschine. Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausfürungs- form 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.
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 Oberflächenstruktur zu trocknen.
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.
Wie anhand der Figur 2 zu erkennen ist, bleibt die Faserstoffbahn 22 vom Vorpragebereich I bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder 28 mit dem Prägeband 24 in Kontakt.
Als Prägeband 24 kann insbesondere ein Prägesieb vorgesehen sein.
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.
Die beiden Trockenzylinder 26, 28 besitzen vorzugsweise jeweils eine glatte, geschlossene Oberfläche.
Vorzugsweise ist den beiden Trockenzylindern 26, 28 jeweils eine Trockenhaube 32 bzw. 34, insbesondere Impingementhaube, zugeordnet. Dabei ist als erster und/ oder als zweiter Trockenzylinder 32 bzw. 34 vorteilhafterweise jeweils ein Yankee-Zylinder vorgesehen, dem eine Trockenhaube zugeordnet ist, deren Durchmesser größer oder gleich 3 m, vorzugsweise größer als 3,5 m und insbesondere größer als 4 m ist, um insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten (z.B. v > 1700 m/min) den notwendigen Trockengehalt zu erreichen. Bevorzugt ist die Lufttemperatur der Prallströmung zumindest am ersten Trockenzylinder 26 größer als 200°C und insbesondere größer oder gleich 230°C gewählt.
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 %.
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.
Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Faserstoffbahn 22 vom Naßteil bis zu dem dem zweiten Trockenzylinder 28 zugeordneten Kreppschaber 37 durchgehend gestützt. 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.
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.
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.
Die Faserstoffsuspension wird mittels eines Stoffauflaufs 48 in den zwischen dem Außenband 40 und dem Innenband 42 gebildeten Stoffeinlaufspalt 44 eingebracht.
Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, wird die Faserstoffbahn 22 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Innenband 42 an das Prägeband 24 übergeben.
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. 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.
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.
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.
Alternativ oder zusätzlich kann auch im Übergabebereich ein Vorprägen erfolgen. Dazu kann beispielsweise in diesem Bereich eine Presse, vorzugsweise eine Schuhpresse, vorgesehen sein.
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.
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 zusammenwir- kende Gegenelement 60 dieser Übergabepresse kann beispielsweise durch eine Presswalze, eine Saugpresswalze oder eine Schuhpresseinheit gebildet sein.
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 %.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20, bei der das Prägeband 24 auch durch den Naßteil geführt ist.
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 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 Figur 2 gilt.
Im vorliegenden Fall ist also das mit dem Formierelement 46 in Kontakt tretende Innenband des Formers 38 durch das Prägeband 24 gebildet.
Das Außenband 40 des Formers 38 kann insbesondere durch ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit gebildet sein.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das mit dem Trockenzylinder 28 zusammenwirkende Gegenelement 60 durch eine Schuhpresseinheit, hier eine Schuhpresswalze, gebildet.
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.
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.
Bei dieser Ausführungsform bildet das Prägeband 24 also das innere Blattbildungssieb des Formers 38. Wie anhand der Figur 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.
Im übrigen kann diese Vorrichtung beispielsweise wieder so ausgeführt sein, wie die der Figur 2. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Figur 4 zeigt einen schematischen Schnitt durch den Präge- bzw. Vorpragebereich I der in den Figuren 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 Figur 4 zu erkennen ist, wird die Bahn vollständig in die Täler des Prägebandes 24 gedrückt, so dass sich eine ausgeprägte Struktur ergibt.
Bezugszeichenliste
Filz Struktursieb Höcker verdichtete Zonen Faserstoffbahn Vorrichtung Faserstoffbahn Prägeband erster Trockenzylinder, Yankee-Zylinder zweiter Trockenzylinder, Yankee-Zylinder Saugelement Trockenhaube, Impingementhaube Trockenhaube, Impingementhaube Wickeleinrichtung Kreppschaber Former Entwässerungsband, Außenband Entwässerungsband, Innenband Stoffeinlaufspalt Formierelement Stoffauflauf besaugte Fläche Saugwalze Pickup- oder Saugelement Umlenkwalze Preßnip Gegenelement Pickup- oder Saugelement weiches Band Saugumlenkwalze
erstes Druckfeld, Vorpragebereich zweites Druckfeld

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn (22), insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn, bei dem die Faserstoffbahn (22) auf ein strukturiertes Prägeband (24) gedrückt und dadurch vorgeprägt wird, anschließend zusammen mit dem Prägeband (24) um einen ersten Trockenzylinder (26) geführt wird, um die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur zu trocknen, und im Anschluss daran von dem Prägeband (24) an einen zweiten Trockenzylinder (28) übergeben wird, wobei die Faserstoffbahn (22) vom Vorpragebereich (I) bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder (28) mit dem Prägeband (24) in Kontakt bleibt und die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur am ersten und/ oder zweiten Trockenzylinder (26 bzw.28) fixiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als erster und/oder als zweiter Trockenzylinder (26, 28) jeweils ein Yankee-Zylinder verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Prägeband (24) ein Prägesieb verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) mittels eines auf der von der Faserstoffbahn (22) abgewandten Seite des Prägebandes (24) angeordneten Saugelements (30) auf das Prägeband (24) gedrückt und entsprechend vorgeprägt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Saugelement (30) ein Saugkasten verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als erster und/ oder als zweiter Trockenzylinder (26, 28) jeweils ein Zylinder mit einer glatten, geschlossenen Oberfläche verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass dem ersten und/ oder dem zweiten Trockenzylinder (26, 28) jeweils eine Trockenhaube (32, 34), insbesondere Impingementhaube, zugeordnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster und/oder als zweiter Trockenzylinder (26, 28) jeweils ein Yankee-Zylinder verwendet wird, dem eine Trockenhaube zugeordnet ist, deren Durchmesser größer oder gleich 3 m, vorzugsweise größer als 3,5 m und insbesondere größer als 4 m ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsgeschwindigkeit größer oder gleich 1700 m/min gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lufttemperatur der Prallströmung zumindest am ersten Trockenzylinder größer als 200°C und vorzugsweise größer oder gleich 230°C gewählt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Trockengehalt der Faserstoffbahn (22) nach dem ersten Trockenzylinder (26) und vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder (28) größer oder gleich 38 % ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) ausgehend vom Naßteil bis zu einem dem zweiten Trockenzylinder (28 zugeordneten Kreppschaber (37) durchgehend gestützt ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Blattstruktur nach einem ersten und vor einem zweiten Trocknungsabschnitt durch Pressen der Faserstoffbahn (22) gegen eine glatte Fläche fixiert wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Prägeband (24) verwendet wird, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Prägeband (24) 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.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Prägeband (24) verwendet wird, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 50 % und vorzugsweise bei etwa 25 % liegt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Former (38) mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern (40, 42) verwendet wird, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (44) zusammenlaufen und über ein Formierelement (46) wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, wobei die Faserstoffbahn (22) durch eines der beiden Bänder (40, 42) an das Prägeband (24) übergeben wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) durch das mit dem Formierelement (46) in Kontakt tretende Innenband an das Prägeband (24) übergeben wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als die Faserstoffbahn (22) übergebendes Band (42) eine feinporige weiche Bespannung wie insbesondere ein Filz, ein Kapillarfilz, eine Kapillarmembran und/ oder dergleichen verwendet wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als die Faserstoffbahn (22) übergebendes Band (42) ein Sieb vorgesehen ist.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) zusammen mit dem die Bahn (22) ü- bergebenden Band (42) vor der Übergabe über mindestens eine besaugte Fläche (50), insbesondere eine Saugwalze (52), einen besaugten Schuh oder dergleichen, geführt wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als die Faserstoffbahn (22) übergebendes Band (42) ein Filz mit geschäumter Schicht verwendet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumstoffbeschichtung so gewählt wird, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm ergeben.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Prägeband (24) auch durch den Naßteil geführt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) im Naßteil vorgeprägt wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Former (38) mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern (40, 24) verwendet wird, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (44) zusammenlaufen und über ein Formierelement (46) wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, wobei eines der beiden Bänder (40, 24) durch das Prägeband (24) gebildet ist.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das mit dem Formierelement (46) in Kontakt tretende Innenband durch das Prägeband (24) gebildet ist.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das nicht durch das Prägeband (24) gebildete Band (40) durch ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit gebildet ist.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Übergabe der Faserstoffbahn (22) an den zweiten Trocken- zylinder (28) im Bereich eines Preßnips (58) erfolgt, der zwischen dem zweiten Trockenzylinder (28) und einem Gegenelement (60) erzeugt wird, wobei die durch den Preßnip (58) geführte Faserstoffbahn (22) in Kontakt mit der Oberfläche des Trockenzylinders (28) ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband (24) anliegt.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkendes Gegenelement (60) eine Presswalze verwendet wird.
30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkendes Gegenelement (60) eine Saugpresswalze verwendet wird.
31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkendes Gegenelement (60) eine Schuhpresseinheit verwendet wird, die ein im Bereich des Preßnips über einen Pressschuh geführtes flexibles Band umfasst.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Schuhpresseinheit eine mit einem flexiblen Walzenmantel versehene Schuhpresswalze verwendet wird.
33. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkendes Gegenelement (60) eine untere Saugumlenkwalze verwendet wird.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes (24) vorgesehenes, vorzugsweise weiches Band (64), insbesondere Filz, durch den Preßnip (58) geführt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Filz mit geschäumter Schicht innerhalb der Schlaufe des
Prägebandes (24) durch den Preßnip (58) geführt wird.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumstoffbeschichtung so gewählt wird, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm ergeben.
37. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) bei einem Trockengehalt im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 % vorgeprägt wird.
38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder (28) einen Trockengehalt größer oder gleich 38 % und vorzugsweise einen Trockengehalt im Bereich von etwa 38 bis etwa 50 % besitzt.
39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) im Bereich des zweiten Trockenzylinders (28) gekreppt und anschließend aufgewickelt wird.
40. Vorrichtung (20) zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Faserstoffbahn (22), insbesondere Tissue-, vorzugsweise Handtuch-Tissue-, oder Hygienebahn, bei der die Faserstoffbahn (22) auf ein strukturiertes Prägeband (24) gedrückt und dadurch vorgeprägt wird, anschließend zusammen mit dem Prägeband (24) um einen ersten Trockenzylinder (26) geführt ist, um die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur zu trocknen, und im Anschluss daran von dem Prägeband (24) an einen zweiten Trockenzylinder (28) übergeben wird, wobei die Faserstoffbahn (22) vom Vorpragebereich (I) bis zur Übergabe an den zweiten Trockenzylinder (28) mit dem Prägeband (24) in Kontakt bleibt und die durch die Vorprägung erhaltene dreidimensionale Oberflächenstruktur am ersten und/ oder zweiten Trockenzylinder (26 oder 28) fixiert wird.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als erster und/ oder als zweiter Trockenzylinder (26, 28) jeweils ein Yankee-Zylinder vorgesehen ist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder 41, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Prägeband (24) ein Prägesieb vorgesehen ist.
43. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) mittels eines auf der von der Faserstoffbahn (22) abgewandten Seite des Prägebandes (24) angeordneten Saugelements (30) auf das Prägeband (24) gedrückt und entsprechend vorgeprägt wird.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Saugelement (30) ein Saugkasten vorgesehen ist.
45. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als erster und/ oder als zweiter Trockenzylinder (26, 28) jeweils ein Zylinder mit einer glatten, geschlossenen Oberfläche vorgesehen ist.
46. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass dem ersten und/ oder dem zweiten Trockenzylinder (26, 28) jeweils eine Trockenhaube (32, 34), insbesondere Impingementhaube, zugeordnet ist.
47. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster und/oder als zweiter Trockenzylinder (26, 28) jeweils ein Yankee-Zylinder vorgesehen ist, dem eine Trockenhaube zugeordnet ist, deren Durchmesser größer oder gleich 3 m, vorzugsweise größer als 3,5 m und insbesondere größer als 4 m ist.
48. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsgeschwindigkeit größer oder gleich 1700 m/min ist.
49. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lufttemperatur der Prallströmung zumindest am ersten Trockenzylinder (26) größer als 200°C und vorzugsweise größer oder gleich 230 °C gewählt ist.
50. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Trockengehalt der Faserstoffbahn (22) nach dem ersten Trockenzylinder (26) und vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder (28) größer oder gleich 38 % ist.
51. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) ausgehend vom Naßteil bis zu einem dem zweiten Trockenzylinder (28) zugeordneten Kreppschaber (37) durchgehend gestützt ist.
52. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Blattstruktur nach einem ersten und vor einem zweiten Trocknungsabschnitt durch Pressen der Faserstoffbahn (22) gegen eine glatte Fläche fixiert wird.
53. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Prägeband (24) so strukturiert ist, dass sich für dieses Prägeband (24) 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.
54. Vorrichtung nach Anspruch 53, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 50 % und vorzugsweise bei etwa 25 % liegt.
55. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Former (38) mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern (40, 42) vorgesehen ist, die unter Bildung eines Stoff einlauf Spaltes (44) zusammenlaufen und über ein Formierelement (46) wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, wobei die Faserstoffbahn (22) durch eines der beiden Bänder (40, 42) an das Prägeband (24) übergeben wird.
56. Vorrichtung nach Anspruch 55, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) durch das mit dem Formierelement (46) in Kontakt tretende Innenband an das Prägeband (24) übergeben wird.
57. Vorrichtung nach Anspruch 55 oder 56, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Faserstoffbahn (22) übergebende Band (42) durch eine feinporige weiche Bespannung wie insbesondere einen Filz, einen Kapillarfilz, eine Kapillarmembran und/ oder dergleichen gebildet ist.
58. Vorrichtung nach Anspruch 55, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Faserstoffbahn (22) übergebende Band (42) durch ein Sieb gebildet ist.
59. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) zusammen mit dem die Bahn (22) ü- bergebenden Band (42) vor der Übergabe über mindestens eine besaugte Fläche (50), insbesondere eine Saugwalze (52), einen besaugten Schuh oder dergleichen, geführt ist.
60. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Faserstoffbahn (22) übergebende Band durch einen Filz mit geschäumter Schicht gebildet ist.
61. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumstoffbeschichtung so gewählt ist, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm ergeben.
62. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Prägeband (24) auch durch den Naßteil geführt ist.
63. Vorrichtung nach Anspruch 62, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) im Naßteil vorgeprägt wird.
64. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Former (38) mit zwei umlaufenden Entwässerungsbändern (40, 24) vorgesehen ist, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (44) zusammenlaufen und über ein Formierelement (46) wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, wobei eines der beiden Bänder (40, 24) durch das Prägeband (24) gebildet ist.
65. Vorrichtung nach Anspruch 64, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das mit dem Formierelement (46) in Kontakt tretende Innenband durch das Prägeband (24) gebildet ist.
66. Vorrichtung nach Anspruch 64 oder 65, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das nicht durch das Prägeband (24) gebildete Band (40) durch ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit gebildet ist.
67. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Übergabe der Faserstoffbahn (22) an den zweiten Trockenzylinder (28) im Bereich eines Preßnips (58) erfolgt, der zwischen dem zweiten Trockenzylinder (28) und einem Gegenelement (60) gebildet ist, wobei die durch den Preßnip (58) geführte Faserstoffbahn (22) in Kontakt mit der Oberfläche des Trockenzylinders (28) ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband (24) anliegt.
68. Vorrichtung nach Anspruch 67, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkende Gegenelement (60) durch eine Presswalze gebildet ist.
69. Vorrichtung nach Anspruch 67, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkende Gegenelement (60) durch eine Saugpresswalze gebildet ist.
70. Vorrichtung nach Anspruch 67, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkende Gegenelement (60) durch eine Schuhpresseinheit gebildet ist mit einer Saugumlenkwalze (66), die ein im Bereich des Preßnips über einen Pressschuh geführtes flexibles Band umfaßt.
71. Vorrichtung nach Anspruch 70, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Schuhpresseinheit eine mit einem flexiblen Walzenmantel versehene Schuhpresswalze vorgesehen ist.
72. Vorrichtung nach Anspruch 67, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als mit dem Trockenzylinder (28) zusammenwirkendes Gegenelement (60) eine untere Saugumlenkwalze vorgesehen ist.
73. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes (24) vorgesehenes, vorzugsweise weiches Band (64), insbesondere Filz, durch den Preßnip (58) geführt ist.
74. Vorrichtung nach Anspruch 73, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Filz mit geschäumter Schicht innerhalb der Schlaufe des Prägebandes (24) durch den Preßnip (58) geführt ist.
75. Vorrichtung nach Anspruch 74, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumstoffbeschichtung so gewählt ist, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 μm ergeben.
76. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) bei einem Trockengehalt im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 % vorgeprägt wird.
77. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) vor der Übergabe an den zweiten Trockenzylinder (28) einen Trockengehalt größer oder gleich 38 % und vorzugsweise einen Trockengehalt im Bereich von etwa 38 bis etwa 50 % besitzt.
78. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserstoffbahn (22) im Bereich des zweiten Trockenzylinders (28) gekreppt wird und Mittel (36) vorgesehen sind, um die Faserstoffbahn (22) anschließend aufzuwickeln.
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