DE102021111469A1 - Plant and method for producing a fluid-jet needled fibrous web from at least one fibrous suspension - Google Patents
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Abstract
Anlage sowie Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn (20) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (11), wobei die Faserstoffsuspension (11) unter Bildung eines Faserflors (13) auf ein Siebband (14) eines Schrägsiebformers (10), welcher in einer Umlaufrichtung eine Siebsaugwalze (35) umläuft, aufgebracht wird, der Faserflor (13)beim Umlauf um die Siebsaugwalze (35) mithilfe von Düsenbalken (48, 49) mit Fluidstrahlen beaufschlagt wird, und Fluid mittels mindestens einer innerhalb eines Walzenmantels (36) der Siebsaugwalze (35) vorgesehenen Vakuumzone (38, 39) abgesaugt wird.Plant and method for producing a fluid-jet needled fibrous web (20) from at least one fibrous suspension (11), the fibrous suspension (11) forming a fibrous web (13) on a wire (14) of an inclined wire former (10) which has a wire suction roll in one direction of rotation (35) circulates, is applied, the fibrous web (13) is subjected to fluid jets as it revolves around the wire suction roll (35) using nozzle bars (48, 49), and fluid is applied by means of at least one inside a roll shell (36) of the wire suction roll (35) provided vacuum zone (38, 39) is sucked off.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit einem Schrägsiebformer, umfassend ein Siebband, welches in einer Umlaufrichtung um Umlenkwalzen umläuft und ein zwischen einer in Umlaufrichtung vorderer Umlenkwalze und einer in Umlaufrichtung hinterer Umlenkwalze gebildetes Ablegetrum aufweist, und einen Stoffauflauf, mittels welchem die Faserstoffsuspension auf dem Ablegetrum des Siebbandes unter Bildung eines Faserflors ablegbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit einem SchrägsiebformerThe invention relates to a system for producing a fluid-jet needled fibrous web from at least one fibrous stock suspension, with an inclined wire former, comprising a screen belt which runs around deflection rollers in a direction of rotation and has a laydown strand formed between a front deflection roller in the direction of rotation and a rear deflection roller in the direction of rotation, and a Headbox, by means of which the fibrous suspension can be deposited on the discharge strand of the wire while forming a fibrous web, and a method for producing a fluid-jet needled fibrous web from at least one fibrous suspension, with an inclined wire former
Bei herkömmlichen Anlagen zur Herstellung von fluidstrahlvernadelten, üblicherweise wasserstrahlvernadelten Papieren/Vliesstoffen sind regelmäßig separate Vernadelungseinheiten vorgesehen, die ein umlaufendendes Siebband aufweisen, dessen Entwässerung- und Reflektionseigenschaften an den jeweiligen Herstellungsprozess angepasst sind. Die Vernadelungseinheit ist derart ausgestaltet, dass sie einen definierten Energieeintrag mittels Fluidstrahl, passend bspw. zur Produktionsgeschwindigkeit und zum Produktportfolio, erlaubt.In conventional systems for the production of fluid-jet needled, usually water-jet needled papers/nonwovens, separate needling units are regularly provided, which have a revolving screen belt whose dewatering and reflection properties are adapted to the respective production process. The needling unit is designed in such a way that it allows a defined energy input by means of a fluid jet, suitable for example for the production speed and the product portfolio.
Schrägsiebpapiermaschinen, wie sie bspw. in der Spezialpapierindustrie Verwendung finden, weisen regelmäßig eine separate Vernadelungseinheit nicht auf. Sie umfassen hingegen einen Schrägsiebformer mit einem Siebband, welches in einer Umlaufrichtung um Umlenkwalzen läuft. Es weist ein zwischen einer in Umlaufrichtung vorderen und einer in Umlaufrichtung hinteren Umlenkwalze gebildetes Ablegetrum auf sowie einen Stoffauflauf, mittels welchem die Faserstoffsuspension auf dem Ablagetrum des Siebbandes zur Bildung des Faserflors ablegbar ist.Inclined wire paper machines, such as are used, for example, in the specialty paper industry, generally do not have a separate needling unit. On the other hand, they include an inclined wire former with a wire belt which runs around deflection rollers in a direction of rotation. It has a deposit strand formed between a front and a rear deflection roller in the direction of rotation and a headbox, by means of which the fibrous suspension can be deposited on the discharge strand of the wire belt to form the fibrous web.
Derart ausgebildete Schrägsiebpapiermaschinen befinden sich insbesondere in der Spezialpapierindustrie vielfach im Einsatz. Allerdings ist der Bedarf an nicht fluidstrahlvernadelten Spezialpapierenrückläufig, sodass das Bestreben besteht, diese Schrägsiebpapiermaschinen auch zur Herstellung fluidstrahlvernadelter Produkte, insbesondere von Vliesbahnen, einsetzen zu können.Inclined wire paper machines designed in this way are often used, particularly in the specialty paper industry. However, the demand for special papers that are not fluid-jet needled is declining, so that there is a desire to also be able to use these inclined wire paper machines for the production of fluid-jet-needled products, in particular nonwoven webs.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung erfasst auch einen Schrägsiebformer mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.This object is achieved by a system with the features of claim 1. The invention also covers an inclined wire former with the features of claim 9 and a method with the features of
Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist die in Umlaufrichtung des Siebbandes vordere Umlenkwalze als Siebsaugwalze mit einem fluiddurchlässigen Walzenmantel und mindestens einer innerhalb des Walzenmantels vorgesehenen Vakuumzone ausgebildet. Ferner ist mindestens ein Düsenbalken vorgesehen, mittels welchem Fluidstrahlen unter einem Überdruck in einem Bereich, in dem das Siebband die Siebsaugwalze umläuft, zum Siebband hin abgebbar sind. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es aufgrund dieser Weiterbildung möglich ist, einen Energieeintrag mittels Fluidstrahlen bereitzustellen, der geeignet ist, auch andere Faserstoffbahnen als Spezialpapiere, bspw. nassgelegter Vliesstoffe, herzustellen.In the plant according to the invention, the front deflection roller in the direction of rotation of the wire belt is designed as a wire suction roller with a fluid-permeable roller shell and at least one vacuum zone provided within the roller shell. Furthermore, at least one nozzle bar is provided, by means of which jets of fluid can be discharged towards the screen belt under an overpressure in a region in which the screen belt runs around the screen suction roll. Surprisingly, it has been shown that this development makes it possible to provide an energy input by means of fluid jets that is suitable for producing fibrous webs other than special papers, for example wet-laid nonwovens.
Zwar werden von einem Formier- oder Transportsieb umlaufende Siebsaugwalzen als Entwässerungs- und Umlenkwalzen seit längerem in der Papierindustrie eingesetzt. Nicht bekannt ist jedoch, dass diese auch zum Abführen von zur Vernadelung an den Faserflor abgegebenes Fluid geeignet sind. Es ist überraschend, dass die Vernadelung im Bereich einer Siebsaugwalze trotz des zwischen des Faserflors und der Siebsaugwalze befindlichen Siebbandes durch das Schrägsieb erfolgen kann.It is true that suction rolls rotating from a forming or transport fabric have long been used as dewatering and deflection rolls in the paper industry. What is not known, however, is that these are also suitable for removing fluid that is released to the fibrous web for needling. It is surprising that the needling in the area of a wire suction roll can take place through the inclined wire despite the wire belt located between the fiber web and the wire suction roll.
Bekannt aus der Krempelvliestechnologie ist hingegen eine Fluidstrahlvernadelung auf Zylindern, um die eine Faserstoffbahn herumgeführt wird. Die Faserstoffbahn liegt jedoch an diesen Zylindern unmittelbar, d. h. ohne ein dazwischen befindliches Siebband an. Und diese Zylinder sind bauartbedingt auch nicht geeignet, die hohen Zugkräfte, unter denen ein Siebband im Vergleich zu einer Faserstoffbahn regelmäßig steht, aufzunehmen.On the other hand, fluid jet needling on cylinders, around which a fibrous web is guided, is known from carded fleece technology. However, the fibrous web lies directly against these cylinders, i. H. without a screen belt in between. And due to their design, these cylinders are also not suitable for absorbing the high tensile forces that a screen belt is regularly subjected to in comparison to a fibrous web.
Um den mittels der Fluidstrahlen möglichen Energieeintrag weiter erhöhen zu können, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage eine Mehrzahl von in Umlaufrichtung des Siebbandes voneinander beabstandete Düsenbalken vorgesehen, und innerhalb des Walzenmantels eine Mehrzahl von Vakuumzonen ausgebildet.In order to be able to further increase the energy input possible by means of the fluid jets, in a preferred embodiment of the system according to the invention, a plurality of nozzle bars spaced apart from one another in the direction of rotation of the screen belt are provided, and a plurality of vacuum zones are formed within the roll shell.
Sind die Düsenbalken unabhängig voneinander mit einem Fluid beaufschlagbar oder - besonders bevorzugt - die Fluiddrücke der Düsenbalken unabhängig voneinander beeinflussbar, so können die Energieeinträge besonders gut an die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit und das jeweilige Produktportfolio angepasst werden.If a fluid can be applied to the nozzle bars independently of one another or—particularly preferred—the fluid pressures of the nozzle bars can be influenced independently of one another, the energy inputs can be adapted particularly well to the respective production speed and the respective product portfolio.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn - wie bei einer des Weiteren bevorzugten Ausführungsform - jede Vakuumzone einem Düsenbalken derart zugeordnet ist, dass mittels der Vakuumzone zumindest im Wesentlichen von dem zugeordneten Düsenbalken abgegebenes Fluid absaugbar ist.To this end, it is advantageous if--as in a further preferred embodiment--each vacuum zone is assigned to a nozzle bar in such a way that fluid discharged at least essentially from the assigned nozzle bar can be sucked off by means of the vacuum zone.
Bei einer konstruktiv bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage umfasst jede Vakuumzone eine Saugkammer, die mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.In a structurally preferred embodiment of the system according to the invention each vacuum zone has a suction chamber that can be subjected to a negative pressure.
Im Hinblick auf eine möglichst gute Anpassbarkeit des Energieeintrags ist jede Saugkammer vorzugsweise mit einem separat variierbaren Unterdruck beaufschlagbar.With regard to the best possible adjustability of the energy input, each suction chamber can preferably be subjected to a separately variable negative pressure.
Um den maximal mit den Fluidstrahlen möglichen Energieeintrag erhöhen zu können, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zwischen der Siebsaugwalze und der hinteren Umlenkwalze mindestens ein weiterer Düsenbalken oberhalb des Ablegetrums vorgesehen.In order to be able to increase the maximum possible energy input with the fluid jets, in a particularly preferred embodiment of the system according to the invention, at least one further nozzle bar is provided above the lay-off strand between the wire suction roll and the rear deflection roll.
Um dann abermals den Energieeintrag bestmöglich anpassen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage jedem weiteren Düsenbalken eine weitere Vakuumzone derart zugeordnet, dass mittels der Vakuumzone zumindest im Wesentlichen von dem zugeordneten Düsenbalken abgegebenes Fluid absaugbar ist.In order to then be able to adapt the energy input as best as possible, in a preferred embodiment of the system according to the invention, each additional nozzle bar is assigned an additional vacuum zone in such a way that the vacuum zone can at least essentially suck off fluid discharged from the assigned nozzle bar.
Bei einer konstruktiv bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage weist jede weitere Vakuumzone einen Saugkasten auf, der unterhalb des Ablegetrums des Siebbandes angeordnet ist.In a structurally preferred embodiment of the plant according to the invention, each further vacuum zone has a suction box which is arranged below the discharge strand of the wire belt.
Die Erfindung verkörpert sich auch in einem Schrägsiebformer der erfindungsgemäßen Anlage.The invention is also embodied in an inclined wire former of the plant according to the invention.
Die Erfindung erstreckt sich darüber hinaus auf ein Verfahren zur Herstellung einer fluidstrahlvernadelten Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, bei welchem die Faserstoffsuspension auf ein Siebband eines Schrägsiebformers, welches in einer Umlaufrichtung eine Siebsaugwalze umläuft, aufgebracht, die Faserstoffsuspension beim Umlauf um die Siebsaugwalze mit Fluidstrahlen beaufschlagt und Fluid mittels der Siebsaugwalze abgesaugt wird.The invention also extends to a method for producing a fluid-jet-needled fibrous web from at least one fibrous suspension, in which the fibrous suspension is applied to a wire belt of an inclined wire former, which runs around a wire suction roll in one direction of rotation, the fibrous stock suspension is subjected to fluid jets as it circulates around the wire suction roll, and Fluid is sucked off by means of the wire suction roll.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der rein schematischen Zeichnungen weiter verdeutlicht werden. Es zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage sowie -
2 den Ausschnitt II in1 in einer vergrößerten, teilweise geschnittenen Darstellung.
-
1 an embodiment of a system according to the invention and -
2 the section II in1 in an enlarged, partially cut view.
Die in
Die Anlage 100 umfasst einen Schrägsiebformer 10 zur Bereitstellung eines Fasern 12 umfassenden Faserflors 13 aus einer Faserstoffsuspension 11. Die Fasern weisen eine mittlere Faserlänge von regelmäßig >1 mm bis maximal 30 mm auf, der Faserflor 13 ein Flächengewicht bspw. zwischen 7 und 100 Gramm pro Quadratmeter. Der Schrägsiebformer 10 umfasst zur Bereitstellung des Faserflors 13 ein umlaufendes Siebband 14, welches um Umlenkwalzen 15 entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft. Es bildet ein Ablagetrum 16, dessen in Umlaufrichtung vorderes Ende von einer vorderen Umlenkwalze 15' und dessen in Umlaufrichtung hinteres Ende von einer hinteren Umlenkwalze 15" gebildet ist.The
Der Schrägsiebformer 10 umfasst des Weiteren einen Stoffauflauf 17, mittels welchem die Fasern 12 - bspw. als Faserstoffsuspension - zur Bildung des Faserflors 13 abgelegt werden.The inclined wire former 10 also includes a
Um den Faserflor 13 zu einer Faserstoffbahn 20 verfestigen zu können, ist die vordere Umlenkwalze 15' als Siebsaugwalze 35 ausgebildet. Wie in
In dem Bereich, in welchem das Siebband 14 an dem Walzenmantel 36 anliegt, sind in Umlaufrichtung des Siebbandes voneinander beabstandet zwei Düsenbalken 48, 49 vorgesehen. Sie sind derart angeordnet ausgebildet, dass unter Druck stehende Fluidstrahlen, insbesondere Wasserstrahlen, zum Siebband hin abgebbar sind. Die Öffnungen 42, 43 der Saugkammern 40, 41 sind so ausgerichtet, dass jede der Saugkammern 40, 41 einem der Düsenbalken 48, 49 dahingehend zugeordnet ist, dass mittels jeder Saugkammer zumindest im Wesentlichen das von dem zugeordneten Düsenbalken abgegebene Fluid abgesaugt wird.In the area in which the
Drei weitere, in Umlaufrichtung des Siebbandes 14 voneinander beabstandete Düsenbalken 50, 51, 52 sind in Umlaufrichtung des Siebbandes vor der Siebsaugwalze 35 angeordnet. Innen ist jeweils eine weitere Vakuumzone 53, 54, 55 in Form jeweils eines Saugkastens 56 zugeordnet. Die weiteren Düsenbalken 50, 51, 52 dienen der Vorverfestigung der Fasern 12 zum Faserfloor 13.Durch die Düsenbalken 48, 49, denen die Vakuumzonen 38, 39 der Siebsaugwalze zugeordnet sind, erfolgt eine weitere Verfestigung des Faserflors zur Faserstoffbahn 20.Three
Besteht der Bedarf an einer Intensivierung der Verfestigung, so können in Umlaufrichtung des Siebbandes 14 hinter der Siebsaugwalze in einem Bereich 18, der bezogen auf die Umlaufrichtung schräg abfällt, weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Düsenbalken und zugeordnete Vakuumzonen vorgesehen sein..If there is a need to intensify the solidification, further nozzle bars (not shown in the drawing) and associated vacuum zones can be provided in the direction of rotation of the
In dem Bereich 18 des Siebbandes 14 kann eine bspw. mit einem Unterdruck beaufschlagbare Abnahmewalze 19 vorgesehen, mit welcher die verfestigte Faserstoffbahn 20 von dem Siebband 14 abnehmbar und hiernach einer weiteren Verwendung oder Bearbeitung zuführbar ist. Eine derartige Abnahmewalze 19 kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn die Faserstoffbahn 20 ein niedriges Flächengewicht oder eine geringe Festigkeit aufweist, oder die Umlaufgeschwindigkeit des Siebbandes 14 hoch ist. Ansonsten kann die Abnahme der Faserstoffbahn vom Siebband 14 auch im freien Zug erfolgen. Eine Abnahmewalze 19 ist dann nicht erforderlich.In the
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Anlage attachment
- 1010
- Schrägsiebformerinclined wire former
- 1111
- Faserstoffsuspensionpulp suspension
- 1212
- Fasernfibers
- 1313
- Faserflorfiber batt
- 1414
- Siebbandmain web
- 1515
- Umlenkwalzendeflection rollers
- 15'15'
- vordere Umlenkwalzefront deflection roller
- 15''15''
- hintere Umlenkwalzerear deflection roller
- 1616
- Ablegetrumdischarge strand
- 1717
- Stoffauflaufheadbox
- 1818
- Bereicharea
- 1919
- Abnahmewalzetake-off roller
- 2020
- Faserstoffbahn fibrous web
- 3535
- Siebsaugwalzewire suction roll
- 3636
- Walzenmantelroller shell
- 3737
- Bohrungendrilling
- 3838
- Vakuumzonevacuum zone
- 3939
- Vakuumzonevacuum zone
- 4040
- Saugkammersuction chamber
- 4141
- Saugkammersuction chamber
- 4242
- Öffnungopening
- 4343
- Öffnungopening
- 4444
- Randedge
- 4545
- Randedge
- 4646
- Randedge
- 4747
- innere Mantelflächeinner surface
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- Düsenbalkennozzle bar
- 4949
- Düsenbalkennozzle bar
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- Düsenbalkennozzle bar
- 5151
- Düsenbalkennozzle bar
- 5252
- Düsenbalkennozzle bar
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- Vakuumzonevacuum zone
- 5454
- Vakuumzonevacuum zone
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- Vakuumzonevacuum zone
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- Saugkastensuction box
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE KLUIN DEBELIUS WEBER PARTG MBB, DE |