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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer
dreidimensionalen Oberflächenstruktur
versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn,
mit einem Stoffauflauf, einem Formierelement wie insbesondere einer
Formierwalze, einem strukturierten Band und einem Entwässerungsband,
wobei das strukturierte Band und das Entwässerungsband unter Bildung
eines Stoffeinlaufspaltes zusammen laufen und mit dem strukturierten
Band als Innenband und dem Entwässerungsband
als Außenband über das
Formierelement geführt
sind, und wobei mittels des Stoffauflaufs Faserstoffsuspension in
den Stoffeinlaufspalt eingebracht wird. Eine solche Vorrichtung
ist beispielsweise in der
WO 2005/075737 A1 beschrieben.
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Bei
einer solchen Vorrichtung kann es insbesondere bei höheren Maschinenlaufgeschwindigkeiten
zu Problemen hinsichtlich der Laufeigenschaften bzw. Runnability
kommen. Angesichts des Umstandes, dass das strukturierte Band, bei
dem es sich beispielsweise um ein gewobenes Sieb anstelle eines Filzes
handeln kann, auf dem die Faserstoffbahn gebildet wird, eine große Menge
an Wasser mit sich führt
und offen ist, d. h. eine sehr hohe Permeabilität besitzt, und aufgrund der
Tatsache, dass das Flächengewicht
der Faserstoffbahn sehr gering ist, wird eine sehr große Menge
an Wasser durch die Faserstoffbahn in den Bereich des Austrittsspalts
zwischen dem Formierelement bzw. Formierwalze und dem ablaufenden
strukturierten Band gezogen. Wie sich aus der Darstellung gemäß 1 ergibt,
führt dies
bei dem Prozess der Tissueherstellung dazu, dass in dem Bereich
des Austrittsspalts 10 zwischen der Formierwalze 12, über die
das strukturierte Band 14 und das Entwässerungsband 16 geführt werden,
und dem von der Formierwalze 12 ablaufenden strukturierten
Band 14 eine große
Menge an Sprüh wasser 18 auftritt.
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, ist das strukturierte
Band 14 als Innenband und das Entwässerungsband 16 als
Außenband über die
Formierwalze 12 geführt.
Die beiden Bänder 14, 16 laufen
unter Bildung eines Stoffeinlaufspalts 20 zusammen. Mittels
eines Stoffauflaufs 22 wird die Faserstoffsuspension in
den Stoffeinlaufspalt 22 eingebracht, aus der letztlich
die Faserstoffbahn 24 gebildet wird. Die Formierwalze 12 kann
eine offene Oberfläche
besitzen und ist bevorzugt durch eine vollwandige Walze gebildet.
Entsprechend erfolgt die Entwässerung
im Bereich der Formierwalze vorzugsweise nach außen, wie dies durch die Pfeile
M dargestellt ist. Das abgeschleuderte Wasser wird in einem Auffangbehälter 26 aufgefangen.
Das Entwässerungsband 16 ist über Leitwalzen 28 geführt und
wird anschließend
wieder von dem strukturierten Band 14 und der an dieser
weitergeführten
Faserstoffbahn 24 getrennt.
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Wie
anhand der 1 zu erkennen ist, besteht hier
nun aufgrund der speziellen Anordnung in der Art eines Crescent-Formers
die Gefahr, dass Wassertropfen auf die Oberseite des strukturierten Bandes 14 zurückfallen,
das auf seiner Unterseite die Faserstoffbahn 24 mit sich
führt,
so dass in der erzeugten Faserstoffbahn Löcher und Flecken entstehen
können.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass das auf die beschriebene Art
aus der Faserstoffbahn 24 herausgezogene Wasser auch Fasern
und Feinstoffe enthält,
die sich auf der Ober- oder Innenseite des strukturierten Bandes 14 ansammeln.
Ist nun innerhalb der Schleife des permeablen strukturierten Bandes 14 ein
Saugkasten insbesondere für
eine Nassprägung
vorgesehen, so können
sich Fasern und Feinstoffe an der Vorderseite eines solchen Saugkastens
ansammeln.
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Ein
weiterer Nachteil bei den bisher genannten Vorrichtungen der genannten
Art besteht darin, dass die innerhalb der Schlaufe des strukturierten Bandes
angeordneten Leitwalzen sich innerhalb kürzester Zeit mit Fasern und
Feinstoffen zusetzen, was zur Folge hat, dass die Herstellungsmaschine
in kurzen Abständen
zu Reinigungszwecken abgeschaltet werden muss, was zwangsläufig entsprechende
Produktionseinbußen
mit sich bringt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die zuvor erwähnten Nachteile
beseitigt sind. Dabei sollen insbesondere die Runnability und die
Effizienz der Vorrichtung erhöht
werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass im Bereich des zwischen dem Formierelement und dem von diesem
ablaufenden strukturierten Band gebildeten Austrittspaltes wenigstens eine
Auffangeinrichtung für
im Bereich dieses Austrittspaltes anfallendes Wasser, Fasern, Feinstoffe und/oder
dergleichen vorgesehen ist.
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Aufgrund
dieser Ausbildung ergeben sich eine wesentlich erhöhte Runnability
und höhere
Effizienz der Vorrichtung. Mit der im Bereich des Austrittsspalts
angeordneten Auffangeinrichtungen ist vor allem sichergestellt,
dass keine Wassertropfen mehr auf das strukturierte Band gelangen.
Die Erfindung ist insbesondere bei der Tissueherstellung, wie sie
in der
WO 2005/075737
A1 beschrieben ist, anwendbar.
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Bevorzugt
umfasst die Auffangeinrichtung einen Abführkanal und einen Wandabschnitt,
um im Bereich des Austrittsspalts anfallendes Wasser aufzufangen
und dem Abführkanal
zuzuführen.
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Dabei
ist der Abführkanal
zweckmäßigerweise
an eine Vakuumquelle angeschlossen.
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Gemäß einer
praktischen zweckmäßigen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
umfasst die Auffangeinrichtung einen Basisabschnitt mit einer dem
strukturierten Band zugewandten Seite, wobei auf dieser dem strukturierten
Band zugewandten Seite des Basisabschnitts wenigstens eine besaugte Öffnung vorgesehen
ist.
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Bevorzugt
sind auf der dem strukturierten Band zugewandten Seite des Basisabschnitts
mehrere besaugte Öffnungen
vorgesehen.
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Dabei
steht die wenigstens eine Öffnung
vorteilhafterweise mit einer im Basisabschnitt vorgesehenen Vakuumkammer
in Verbindung. Zweckmäßigerweise
ist diese Vakuumkammer mit einer Vakuumquelle verbunden.
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Die
wenigstens eine Öffnung
kann insbesondere in Form einer Bohrung, eines Schlitzes oder dergleichen
vorgesehen sein.
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Das
strukturierte Band kann in dem sich an das Formierelement anschließenden Bereich
einen Verlauf mit einer horizontalen Komponente besitzen. Auch diesem
Fall ist durch die im Bereich des Austrittsspalts angeordnete Auffangeinrichtung
sichergestellt, dass keine Wassertropfen auf die Oberseite des strukturierten
Bandes gelangen.
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Das
strukturierte Band ist bevorzugt als offenes oder permeables Band
ausgeführt.
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Dabei
besitzt dieses strukturierte Band vorteilhafterweise eine Permeabilität > 200 cfm, insbesondere > 400 cfm und vorzugsweise > 600 cfm (cfm = cubic
feet per minute).
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Vorteilhafterweise
ist in Bahnlaufrichtung betrachtet nach dem Formierelement zumindest
eine besaugte Prägeeinrichtung
vorgesehen, die auf der von der Faserstoffbahn abgewandten Seite
des permeablen strukturieren Bandes angeord net ist und durch die
die Faserstoffbahn in die Struktur des strukturierten Bandes gesaugt
wird.
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Von
Vorteil ist hierbei insbesondere, wenn die besaugte Prägeeinrichtung
einen Basisabschnitt mit einer dem permeablen strukturierten Band
zugewandten Seite und einer in Bahnlaufrichtung betrachtet vorderen
bandseitigen Kante umfasst und die Prägeeinrichtung mit wenigstens
einem im Bereich der vorderen Kante des Basisabschnitts mündenden Saugkanal
versehen ist, um mit dem permeablen strukturierten Band mitgeführte Verunreinigungen, Wassertropfen,
Feinstoffe, Fasern und/oder dergleichen abzusaugen.
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Auf
der dem strukturierten Band zugewandten Seite des Basisabschnitts
der besaugten Prägeeinrichtung
ist zweckmäßigerweise
wenigstens eine besaugte Öffnung
vorgesehen, die mit einer im Basisabschnitt der Prägeeinrichtung
vorgesehenen Vakuumkammer in Verbindung stehen kann. Dabei ist diese
Vakuumkammer der Prägeeinrichtung
zweckmäßigerweise
mit einer Vakuumquelle verbunden.
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Bevorzugt
stehen der Saugkanal und die Öffnung
mit derselben Vakuumkammer der Prägeeinrichtung in Verbindung.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn zumindest eine Prägeeinrichtung
in einem Bereich angeordnet ist, in dem der Trockengehalt der Faserstoffbahn < 35% ist.
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Bevorzugt
umfasst die Vorrichtung eine Trocknungseinrichtung mit einer Saugwalze
und einer dieser zugeordneten Haube. Bevorzugt ist hierbei die Faserstoffbahn
zusammen mit dem permeablen strukturierten Band über die Saugwalze geführt, wobei
die Faserstoffbahn zwischen dem permeablen strukturierten Band und
der Saugwalze liegt.
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Zweckmäßigerweise
werden das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn durch
ein permeables Pressband gegen die Saugwalze gepresst.
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Bevorzugt
ist hierbei der durch das permeable Pressband erzeugte spezifische
Pressdruck ≤ 1,5 bar
und insbesondere ≤ 1
bar.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn zusätzlich ein Entwässerungsband
um die Saugwalze geführt
ist, das zwischen der Saugwalze und dem permeablen strukturierten
Band liegt.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Faserstoffbahn im Anschluss
an die Trocknungsvorrichtung durch einen zwischen einem Trockenzylinder,
insbesondere Yankee-Zylinder, und einem Presselement gebildeten
Pressspalt geführt
ist.
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Bevorzugt
ist wenigstens eine besaugte Prägeeinrichtung
zwischen dem Formierelement und der Trocknungsvorrichtung vorgesehen.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann auch wenigstens eine besaugte Prägeeinrichtung zwischen der Trocknungseinrichtung
und dem zwischen dem Trockenzylinder und dem Presselement gebildeten Pressspalt
vorgesehen sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist wenigstens einer innerhalb der Schlaufe des strukturierten Bandes
angeordneten Leitwalze eine Reinigungseinrichtung zugeordnet.
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Die
Reinigungseinrichtung kann insbesondere einen Schaber, einen Auffangbehälter und/oder dergleichen
umfassen.
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Die
Maschinenlaufgeschwindigkeit ist vorzugsweise > 900 m/min und vorzugsweise > 1200 m/min.
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Das
strukturierte Band ist vorteilhafterweise durch ein gewebtes Sieb
gebildet.
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Das
Flächengewicht
der Faserstoffbahn ist vorzugsweise < 40 g/cm2,
vorzugsweise < 25
g/cm2.
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Die
Erfindung ist insbesondere bei der Herstellung von Tissue anwendbar,
wie sie in der
WO 2005/075737
A1 beschrieben ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert;
in dieser zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines herkömmlichen Formers,
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2 eine
schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur
versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Tissuebahn,
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3 eine
vergrößerte schematische
Darstellung des Formierbereichs der Vorrichtung gemäß 2 und
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4 eine
vergrößerte schematische
Darstellung einer Prägeeinrichtung
der Vorrichtung gemäß 2
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2 zeigt
in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 zur
Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur
versehenen Faserstoffbahn 32, insbesondere Papier-, Karton-
oder Tissuebahn. Bevorzugt dient sie der Herstellung einer Tissuebahn.
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Die
Vorrichtung 30 umfasst einen Stoffauflauf 34,
ein Formierelement wie insbesondere eine Formierwalze 36,
ein vorzugsweise permeables, strukturiertes Band 38 und
ein Entwässerungsband 40.
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Dabei
laufen das strukturierte Band 38 und das Entwässerungsband 40 unter
Bildung eines Stoffeinlaufspalts 42 zusammen, wobei sie
mit dem strukturierten Band 38 als Innenband und dem Entwässerungsband 40 als
Außenband über die
Formierwalze 36 geführt
sind. Mittels des Stoffauflaufs 34 wird Faserstoffsuspension
in den Stoffeinlaufspalt 42 eingebracht.
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3 zeigt
diesen Formierbereich der Vorrichtung 30 gemäß 2 in
einer vergrößerten schematischen
Darstellung. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen
zugeordnet.
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Wie
insbesondere auch anhand der 3 zu erkennen
ist, ist im Bereich des zwischen der Formierwalze 36 und
dem von diesem ablaufenden strukturierten Band 38 gebildeten
Austrittsspalts 44 wenigstens eine Auffangeinrichtung 46 für im Bereich dieses
Austrittsspalts 44 anfallendes Wasser, Fasern, Feinstoffe
und/oder dergleichen vorgesehen.
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Das
nicht mit der Formierwalze 36 in Kontakt tretende äußere Entwässerungsband 40 wird
unmittelbar im Anschluss an die Formierwalze 36 wieder von
der Faserstoffbahn 32 und dem diese tragenden permeablen
strukturierten Band 38 getrennt.
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Die
Auffangeinrichtung 46 umfasst einen Abführkanal 48 und einen
Wandabschnitt 50, um im Bereich des Austrittsspalts 44 anfallendes
Wasser aufzufangen und dem Abführkanal 48 zuzuführen.
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Der
Abführkanal 48 ist
beispielsweise über ein
Abführrohr 52 oder
dergleichen an eine Vakuumquelle angeschlossen.
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Wie
insbesondere wieder anhand der 3 zu erkennen
ist, umfasst die Auffangeinrichtung 46 vorteilhafterweise
einen Basisabschnitt 54 mit einer dem strukturierten Band 38 zugewandten
Seite 56, auf der vorzugsweise mehrere besaugte Öffnungen 58 vorgesehen
sind.
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Die
an das strukturierte Band 38 angrenzenden Öffnungen 58 stehen
mit einer im Basisabschnitt 54 vorgesehenen Vakuumkammer 60 in
Verbindung, die mit einer Vakuumquelle verbunden sein kann.
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Die Öffnungen 58 können beispielsweise
in Form von Bohrungen, Schlitzen oder dergleichen vorgesehen sein.
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Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
verläuft
das strukturierte Band 38 in dem sich an die Formierwalze 36 anschließenden Bereich
schräg
nach unten. Dessen Verlauf besitzt also eine horizontale Komponente.
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Das
strukturierte Band 38 ist, wie bereits erwähnt, bevorzugt
als offenes oder permeables Band ausgeführt.
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In
Bahnlaufrichtung L betrachtet nach der Formierwalze 36 kann
zumindest eine besaugte Prägeeinrichtung 62 vorgesehen
sein, die auf der von der Faserstoffbahn 32 abgewandten
Seite des permeablen strukturierten Bandes 38 angeordnet
ist und durch die die Faserstoffbahn 32 in die Struktur
des strukturierten Bandes 38 gesaugt wird (vgl. 1).
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In 4 ist
eine solche Prägeeinrichtung 62 in
vergrößerter schematischer
Darstellung wiedergegeben.
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Wie
insbesondere anhand der 4 zu erkennen ist, umfasst eine
solche besaugte Prägeeinrichtung 62 einen
Basisabschnitt 64 mit einer dem permeablen strukturierten
Band 38 zugewandten Seite 66 und einer in Bahnlaufrichtung
L betrachtet vorderen bandseitigen Kante 68. Die Prägeeinrichtung 62 ist
mit wenigstens einem im Bereich der vorderen Kante 68 des
Basisabschnitt 64 mündenden Saugkanal 70 versehen,
um mit dem permeablen strukturierten Band 38 mitgeführte Verunreinigungen, Wassertropfen,
Feinstoffe, Fasern und/oder dergleichen abzusaugen.
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Zudem
ist auf der dem strukturierten Band 38 zugewandten Seite 66 des
Basisabschnitts 64 der besaugten Prägeeinrichtung 62 wenigstens
eine besaugte Öffnung 72 vorgesehen.
Diese Öffnung 72 steht
mit einer im Basisabschnitt 64 der Prägeeinrichtung 62 vorgesehenen
Vakuumkammer 74 in Verbindung. Die Vakuumkammer 74 ist
zweckmäßigerweise
mit einer Vakuumquelle verbunden.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
stehen der Saugkanal 70 und die Öffnung 72 mit derselben
Vakuumkammer 74 der Prägeeinrichtung 62 in Verbindung.
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Bevorzugt
ist zumindest eine Prägeeinrichtung 62 in
einem Bereich angeordnet, in dem der Trockengehalt der Faserstoffbahn 32 < 35% ist.
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In
der Darstellung gemäß 4 ist
die Innenseite des strukturierten Bandes 38 mit "76" und dessen der Faserstoffbahn 32 zugewandte
Außenseite
mit "78" bezeichnet.
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Wie
anhand dieser 4 zu erkennen ist, werden mit
dem strukturierten Band 38 insbesondere Fasern und Feinstoffe 80 mitgeführt, die
dann über den
Saugkanal 70 der besaugten Prägeeinrichtung 62 entfernt
werden.
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Eine
solche besaugte Prägeeinrichtung 62 ist
erforderlich für
die Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur
versehenen Faserstoffbahn bzw. einer Tissuebahn. Sie unterstützt die
Erzeugung der dreidimensionalen, voluminösen Form der Faserstoffbahn,
insbesondere einer Tissuebahn, indem die Faserstoffbahn vorzugsweise
bei einem Trockengehalt von weniger als 35% in die Struktur des
strukturierten Bandes gesaugt wird. Für die Herstellung der betreffenden
Faserstoffbahn können
eine oder auch mehrere solche besaugte Prägeeinrichtungen 62 vorgesehen
sein. Zur Vermeidung der Ansammlung von Fasern und Feinstoffen am
vorderen Rand der Prägeeinrichtung
ist der Saugkanal 70 vorgesehen, über den Verunreinigungen wie
insbesondere Staub oder dergleichen, Wassertropfen, Feinstoffe und
Fasern, wie sie von dem strukturierten Band mitgeführt werden,
abgesaugt werden.
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Wie
anhand der 1 zu erkennen ist, kann die
Vorrichtung 30 zudem eine Trocknungseinrichtung 82 mit
einer Saugwalze 84 und einer dieser zugeordneten Haube 86 umfassen.
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Dabei
ist die Faserstoffbahn 32 zusammen mit dem permeablen strukturierten
Band 38 über
die Saugwalze 84 geführt,
wobei die Faserstoffbahn 32 zwischen dem permeablen strukturierten
Band 38 und der Saugwalze 84 liegt.
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Das
permeable strukturierte Band 38 und die Faserstoffbahn 32 können durch
ein permeables Pressband 88 gegen die Saugwalze 84 gepresst sein.
Bevorzugt ist der durch das permeable Pressband 88 erzeugte
spezifische Pressdruck ≤ 1,5
bar und insbesondere ≤ 1
bar.
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Zusätzlich kann
ein Entwässerungsband 90 um
die Saugwalze 84 geführt
sein, das zwischen der Saugwalze 84 und dem permeablen
strukturierten Band 38 liegt.
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In
diesem Fall kann also insbesondere heiße Luft aus der Haube 86 nacheinander
durch das permeable Pressband 88, das permeable strukturierte Band 38,
die Faserstoffbahn 32 und das Entwässerungsband 90 in
die Saugzone 92 der Saugwalze 84 strömen. Dazu
ist die Haube 86 zumindest im Wesentlichen im Bereich der
Saugzone 92 der Saugwalze 84 angeordnet.
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Im
Anschluss an die Trocknungsvorrichtung 82 ist die Faserstoffbahn 32 durch
einen zwischen einem Trockenzylinder 94, insbesondere Yankee-Zylinder
und einem Presselement 96 gebildeten Pressspalt 98 geführt. Das
Presselement 96 kann, wie dargestellt, beispielsweise durch
eine Presswalze gebildet sein.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist sowohl zwischen der Formierwalze 36 und der Trocknungsvorrichtung 82 als
auch zwischen der Trocknungsvorrichtung 82 und dem Pressspalt 98 jeweils wenigstens
eine besaugte Prägeeinrichtung 62 vorgesehen.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn wenigstens einer innerhalb der
Schlaufe des strukturierten Bandes 38 angeordneten Leitwalze 100 einschließlich der
Presswalze 96 eine Reinigungseinrichtung 102 zugeordnet
ist. Eine solche Reinigungseinrichtung 102 kann beispielsweise
einen Schaber 104, einen Auffangbehälter 106 und/oder
dergleichen umfassen.
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Das
strukturierte Band 38 kann insbesondere durch ein gewebtes
Sieb gebildet sein.
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- 10
- Austrittsspalt
- 12
- Formierwalze
- 14
- permeables
strukturiertes Band
- 16
- Entwässerungsband
- 18
- Sprühwasser
- 20
- Stoffeinlaufspalt
- 22
- Stoffauflauf
- 24
- Faserstoffbahn
- 26
- Auffangbehälter
- 28
- Leitwalze
- 30
- Vorrichtung
- 32
- Faserstoffbahn
- 34
- Stoffauflauf
- 36
- Formierelement,
Formierwalze
- 38
- strukturiertes
Band
- 40
- Entwässerungsband
- 42
- Stoffeinlaufspalt
- 44
- Austrittsspalt
- 46
- Auffangeinrichtung
- 48
- Abführkanal
- 50
- Wandabschnitt
- 52
- Abführrohr
- 54
- Basisabschnitt
- 56
- Seite
- 58
- Öffnung
- 60
- Vakuumkammer
- 62
- Prägeeinrichtung
- 64
- Basisabschnitt
- 66
- Seite
- 68
- Kante
- 70
- Saugkanal
- 72
- Öffnung
- 74
- Vakuumkammer
- 76
- Innenseite
- 78
- Außenseite
- 80
- Fasern,
Feinstoffe
- 82
- Trocknungseinrichtung
- 84
- Saugwalze
- 86
- Haube
- 88
- permeables
Pressband
- 90
- Entwässerungsband
- 92
- Saugzone
- 94
- Trockenzylinder,
Yankee-Zylinder
- 96
- Presselement
- 98
- Pressspalt
- 100
- Leitwalze
- 102
- Reinigungseinrichtung
- 104
- Schaber
- 106
- Auffangbehälter
- L
- Bahnlaufrichtung
- M
- Pfeile