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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Bildung
einer strukturierten Faserbahn auf einer Papiermaschine und insbesondere
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausbildung einer strukturierten
Faserbahn auf einer strukturierten Papiermaschinenbespannung.
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2. STAND DER TECHNIK
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In
einem Nassformverfahren wird einer Materialbahn durch eine strukturierte
Bespannung in einer Crescent-Former-Konfiguration
eine dreidimensionale Oberfläche
aufgeprägt,
während
die Fasermaterialbahn noch nass ist. Eine solche Erfindung wird in
der Internationalen Publikation Nr.
WO 03/062528 A1 offenbart. Für die Formgebung
der Faserbahn im nassen Zustand wird ein Saugkasten offenbart, der die
dreidimensionale Struktur erzeugt, indem er Luft durch die strukturelle
Bespannung abzieht. Die dreidimensionale Oberfläche ergibt sich aus einer körperlich-physischen
Verdrängung
von Teilabschnitten der Faserbahn. Analog zum vorgenannten Verfahren wird
in
US-Patent Nr. 4,191,609 ein
Verfahren der Durchströmtrocknung
(through-air drying, kurz TAD) offenbart. Das TAD-Verfahren offenbart,
wie eine bereits formierte Materialbahn an eine Prägebespannung übertragen
und dort geformt wird. Die Umformung erfolgt an einer Materialbahn
mit einem Feststoffgehalt von über
15%. Dadurch entsteht in der Faserbahn ein Kissenbereich geringer
Dichte. Diese Kissenbereiche besitzen eine geringe Flächenmasse,
da die bereits formierte Bahn zur Ausfüllung der Vertiefungen ausgedehnt
wird. Um der Faserbahn auf einer Prägebespannung ein Muster einzuprägen, wird
zur Formung der Faserbahn ein Vakuum durch die Prägebespannung
angelegt.
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Die
Technik benötigt
ein Verfahren, mit dem eine Faserbahn niedriger Dichte mit hoher
Flächenmasse
hergestellt wird, um so die Absorptioqns- und spezifischen Volumeneigenschaften
der fertigen Materialbahn zu erhöhen.
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Aus
dem Stand der Technik ist aus den Dokumenten
WO0300002 und
US20030102098 bekannt, dass durch
die Ausbildung einer Tissuebahn zwischen einer strukturierten und
einer glatten Bespannung die Bauschigkeit des Tissueblattes erhöht wird.
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Gemäß den Dokumenten
US5277761 ,
GB2324314 und
US5503715 aus dem Stand der Technik
wird eine Tissuebahn auf einem glatten Formiersieb gebildet und
später
auf eine strukturierte Bespannung übertragen, wo die Tissuebahn
mit Erhebungen und Vertiefungen versehen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer
strukturierten Faserbahn mit einem hochgrammaturigen Kissenbereich
geringer Dichte auf einer Papiermaschine mit einer strukturierten
Bespannung zur Verfügung.
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Die
Erfindung umfasst in einer Ausführungsform
ein Verfahren zur Ausbildung einer strukturierten Materialbahn mit
den Verfahrensschritten: Bereitstellung einer Faserstoffsuspension
durch einen Stoffauflauf in einen Spalt, der von einer strukturierten
Bespannung und einem Formiersieb ausgebildet wird, und Sammeln von
Fasern aus der Faserstoffsuspension in mindestens einer Vertiefung
der strukturierten Bespannung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass die aus dieser Faserstoffsuspension ablaufende Feuchtigkeit durch
das Formiersieb und nicht durch die strukturierte Bespannung läuft und
dass die Faserstoffsuspension nach dem Abzug der Feuchtigkeit durch
das Formiersieb eine Faserstoffbahn ausbildet.
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Ferner
stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausbildung einer Faserstoffbahn
zur Verfügung, die
folgendes umfasst: einen Stoffauflauf; eine Formierwalze; eine strukturierte
Bespannung; ein Formiersieb, wobei ein Teilabschnitt dieser strukturierten Bespannung
oder dieses Formiersiebs mit einem Teilabschnitt dieser Formierwalze
in Kontakt steht, eine Seite dieser strukturierten Bespannung und
eine Seite dieses Formiersiebs so zusammenkommen, dass sie einen
Spalt ausbilden, der Stoffauflauf eine Faserstoffsuspension in Richtung
dieses Spalts ausbringt, wobei die Faserstoffsuspension Feuchtigkeit durch
das Formiersieb und nicht durch die strukturierte Bespannung verliert.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Kissenbereiche
geringer Dichte eine relativ höhere
Faserstoff-Flächenmasse
aufweisen, als dies bei anderen Verfahren der Fall ist.
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Ein
anderer Vorteil besteht darin, dass das Verhältnis der unkomprimierten Fasermasse
gegenüber
der komprimierten Fasermasse bei gleicher globaler Flächenmasse
weitaus höher
ist, als dies im Stand der Technik erreichbar war.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gebildete Faserbahn eine bessere Überführung der Bahn an die Trockenfläche eines
Yankee-Zylinders ermöglicht.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die mit dem Yankee-Zylinder verbundene Trockenhaube eine höhere Temperatur
zur Trocknung der Kissenabschnitte der Faserbahn nutzen kann, ohne
dass die Kissenabschnitte verbrannt werden.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die strukturierte
Bespannung tiefere Senken oder Taschen aufweisen kann, als dies
bei einer Bespannung aus dem Stand der Technik der Fall war, da
die Kissenabschnitte der Faserbahn dicker sind und eine höhere Flächenmasse aufweisen,
wodurch die Nadelstichprobleme früherer Verfahren des Standes
der Technik wegfallen, was zu einem dickeren und saugfähigeren
Materialblatt führt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zur
besseren Darstellung der oben genannten und weiteren Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie der Art und Weise ihrer
Erzielung und zum besseren Verständnis
der Erfindung wird auf die folgende, im Zusammenhang mit den Begleitzeichnungen
vorgenommene Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung verwiesen,
wobei gilt:
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung und illustriert die Bildung
einer strukturierten Materialbahn mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Teilabschnitts einer strukturierten
Materialbahn nach einem Verfahren aus dem Stand der Technik.
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3 ist eine Querschnittsansicht eines Teilabschnitts
der strukturierten Materialbahn aus einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wie auf der Maschine aus 1 hergestellt.
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4 illustriert den Bahnabschnitt aus 2,
nachdem dieser anschließend
eine Presstrocknung durchlaufen hat;
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5 illustriert
einen Teilabschnitt der erfindungsgemäßen Faserbahn aus 3, nachdem diese im Anschluss eine Presstrocknung
durchlaufen hat.
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6 illustriert
eine resultierende Faserbahn aus der Siebpartie der vorliegenden
Erfindung;
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7 illustriert
die resultierende Faserbahn aus der Siebpartie eines Verfahrens
nach dem Stand der Technik;
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8 illustriert
den Abzug der Feuchtigkeit aus der erfindungsgemäßen Faserbahn;
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9 illustriert
den Abzug der Feuchtigkeit aus einer strukturierten Faserbahn nach
dem Stand der Technik;
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10 illustriert
die Pressstellen auf einer erfindungsgemäßen Faserbahn;
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11 illustriert
Pressstellen einer strukturierten Materialbahn aus dem Stand der
Technik;
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12 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Papiermaschine;
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13 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Papiermaschine;
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14 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Papiermaschine;
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15 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Papiermaschine;
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16 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Papiermaschine;
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17 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Papiermaschine;
und
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18 illustriert
eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Papiermaschine.
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Entsprechende
Verweisziffern stehen in den verschiedenen Ansichten jeweils für entsprechende Teile.
Die beispielhaften Darlegungen illustrieren eine bevorzugte Realisierungsform
der Erfindung und sind nicht als irgendeine Begrenzung für den Umfang der
Erfindung zu deuten.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Wie
in den Zeichnungen und insbesondere in 1 dargestellt,
beinhaltet eine Faserbahnmaschine 20 einen Stoffauflauf 22,
der eine Faserstoffsuspension 24 zwischen ein Formiersieb 26 und
eine strukturierte Bespannung 28 ausbringt. Die Walzen 30 und 32 führen das
Sieb 26 unter Anlegen einer Zugspannung gegen die Suspension 24 und
die strukturierte Bespannung 28. Die Strukturbespannung 28 wird
von der Formierwalze 34 gestützt, die sich mit einer Oberflächengeschwindigkeit
dreht, die der Laufgeschwindigkeit der Strukturbespannung 28 und
des Formiersiebs 26 entspricht. Die Strukturbespannung 28 besitzt
Erhöhungen 28a und
Senken 28b, die der darauf ausgebildeten Materialbahn 38 eine
entsprechende Struktur verleihen. Die Strukturbespannung 28 läuft in Richtung
W und im Zuge des Entziehens der Feuchtigkeit M aus der Faserstoffsuspension 24 nimmt
die strukturierte Faserbahn 38 Form an. Die aus der Suspension 24 austretende Feuchtigkeit
M läuft
durch das Formiersieb 26 ab und wird in der Siebwasserrinne 36 gesammelt.
In dem Zuge, wie die Materialbahn 38 Form annimmt, sammeln
sich die Fasern in der Faserstoffsuspension 24 überwiegend
in den Senken 28b.
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Die
Strukturbespannung 28 beinhaltet Kett- und Schussfäden, die
auf einer Textilwebmaschine verwoben werden. Die Strukturbespannung 28 kann flachgewebt
oder endlos gewebt sein. Die Endmaschenzahl der Strukturbespannung 28 liegt
zwischen 95 × 120
und 26 × 20.
Für die
Herstellung von Toilettentissue beträgt die bevorzugte Maschenzahl
mindestens 51 × 36
und besonders vorzugsweise mindestens 58 × 44. Für die Herstellung von Papierhandtüchern beträgt die bevorzugte
Maschenzahl höchstens
42 × 31
und besonders vorzugsweise höchstens 36 × 30. Die
Strukturbespannung 28 kann ein Wiederholungsmuster von
mindestens 4-er Rapporten, vorzugsweise mindestens 5-er Rapporten
aufweisen. Die Kettfäden
der Strukturbespannung 28 haben Durchmesser von 0,12 mm
bis 0,70 mm und die Schussfäden
haben Durchmesser von 0,15 mm bis 0,60 mm. Die Taschentiefe, das
heißt
der Versatz zwischen Erhöhung 28a und
Senke 28b liegt zwischen ca. 0,07 mm und 0,60 mm. Die in
der strukturierten Bespannung 28 verwendeten Garne können eine
beliebige Querschnittsform aufweisen, beispielsweise rund, oval
oder flach sein. Die Garne der Strukturbespannung 28 können aus
thermoplastischen oder thermofixierten Polymermaterialien jeglicher
Farbe bestehen. Die Oberfläche
der Strukturbespannung 28 kann über eine entsprechende Behandlung
auf eine gewünschte
Oberflächenenergie,
thermische Beständigkeit,
Abriebfestigkeit und/oder Hydrolysebeständigkeit eingestellt werden.
Auf die Strukturbespannung 28 kann ein Druckdesign wie ein
Siebdruckmuster aus polymerem Material aufgebracht werden, um die
Fähigkeit
zur Erzeugung eines ästhetischen
Musters in der Materialbahn 38 zu fördern oder die Qualität der Materialbahn 38 zu
erhöhen.
Ein solches Muster kann in Form einer angegossenen elastomeren Struktur
aufgebracht werden, ähnlich
der in einer anderen Patentanmeldung beschriebenen Spectra®-Membran.
Die Strukturbespannung 28 besitzt an Erhöhung 28a eine
flache obere Kontaktoberfläche
von mindestens 10%, vorzugsweise von mindestens 20% und besonders
vorzugsweise von 30%, je nachdem, welches spezielle Produkt hergestellt
wird. Die Kontaktfläche
auf der strukturierten Materialbahn 28 an Erhöhung 28a kann
vergrößert werden,
indem die Oberfläche
der Strukturbespannung 28 abgeschliffen wird, oder es kann
eine elastomere Struktur mit flacher Oberfläche aufgegossen werden. Zur
Erhöhung
der Planlage kann die Oberfläche
auch heiß kalandert
werden.
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Die
Formierwalze 34 ist vorzugsweise eine massive Walze. Die
Feuchtigkeit läuft
durch das Formiersieb 26, aber nicht durch die Strukturbespannung 28 ab.
Dadurch wird die strukturierte Faserbahn 38 gegenüber dem
Stand der Technik vorteilhaft bauschiger bzw. saugfähiger ausgebildet.
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Die
Entwässerungsverfahren
aus dem Stand der Technik verwenden einen negativen Druck zum Abzug
der Feuchtigkeit. Das führt
zu einem Querschnittsbild gemäß 2.
Die Taschentiefe D der strukturierten Bahn 40 aus dem Stand
der Technik entspricht der Maßdifferenz
zwischen einer Senke und einer Höhe.
Die Senke befindet sich an Messpunkt C und die Erhöhung an
Messpunkt A. Im Verfahren nach dem Stand der Technik wird eine Oberflächendicke
A gebildet. Das Seitenwandmaß B
und die Kissendicke C aus dem Stand der Technik kommen dadurch zustande,
dass Feuchtigkeit durch eine strukturierte Bespannung abgezogen
wird. Nach dem Stand der Technik ist Maß B kleiner als Maß A und
Maß C
kleiner als Maß B.
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Dahingegen
hat die strukturierte Materialbahn 38 zu Erörterungszwecken,
wie in den 3 und 5 dargestellt,
eine Taschentiefe D ähnlich dem
Stand der Technik. Jedoch sind die Seitenwanddicke B' und die Kissendicke
C' größer als
die vergleichbaren Maße
der Bahn 40. Dieses vorteilhafte Ergebnis kommt dadurch
zustande, dass die strukturierte Bahn 38 bei geringer Stoffdichte
auf der Strukturbespannung 28 ausgebildet wird und die
Entwässerungsrichtung
dem Stand der Technik entgegengesetzt ist. Das führt zu einem dickeren Kissenmaß C'. Auch nach der Presstrocknung
der Faserbahn 38, wie in 5 dargestellt,
ist das Maß C' wesentlich größer als
Ap'.
Die Faserbahn aus der vorliegenden Erfindung weist als Vorteil gegenüber dem
Stand der Technik eine höhere
Flächenmasse
in den Kissenbereichen auf. Auch werden die Zwischenfaserbindungen
nicht gebrochen, wie das bei Prägevorgängen geschehen
kann, wo die Bahn sich in die Senken hinein ausdehnt.
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Nach
dem Stand der Technik wird eine bereits formierte Bahn über Saugkraft
in eine strukturierte Bespannung übertragen. Um die Konturen
der strukturierten Bespannung auszufüllen, muss sich das Materialblatt
ausdehnen. Damit ist die Flächenmasse
in diesen Kissenbereichen geringer und somit ist die Dicke geringer
als beim Blatt in Punkt A.
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Nunmehr
wird das Verfahren unter Verweis auf die 6 bis 11 mit
vereinfachten schematischen Darstellungen erläutert.
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Wie
in 6 gezeigt, wird aus der Faserstoffsuspension 24 eine
Bahn 38 mit einer inneren Struktur entsprechend der Form
der strukturierten Bespannung 28 gebildet. Das Formiersieb 26 ist
porös und
gestattet den Abzug der Feuchtigkeit während des Blattbildungsvorgangs.
Ferner wird gemäß 8 Wasser
durch die Entwässerungsbespannung 82 abgeführt. Der
Abzug der Feuchtigkeit durch Bespannung 82 verursacht keine
Verdichtung der Kissenbereiche C' in
der sich bildenden Bahn, da die Kissenbereiche C' sich im Gefüge der strukturierten Bespannung 28 befinden.
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Die
in 7 dargestellte Bahn 40 aus dem Stand
der Technik wird mit einem herkömmlichen Formiersieb,
wie zwischen zwei herkömmlichen
Formiersieben eines Doppelsiebformers, gebildet und ist durch eine
flache gleichförmige
Oberfläche
gekennzeichnet. Genau diese Faserbahn erhält in einer Nassformungsstufe
eine dreidimensionale Struktur und ergibt die Faserbahn, die in 2 dargestellt
ist. Eine herkömmliche
Tissue-Maschine
mit einer herkömmlichen
Pressenbespannung hat eine Kontaktfläche von nahezu 100%. Die normale
Kontaktfläche der
strukturierten Faser gemäß vorliegender
Erfindung oder auf einer TAD-Maschine ist typischerweise viel geringer,
als dies bei einer herkömmlichen
Maschine der Fall ist. Sie liegt im Bereich von 15 bis 35%, abhängig vom
jeweiligen Muster des hergestellten Produkts.
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In
den 9 und 11 wird eine Materialbahnstruktur
aus dem Stand der Technik gezeigt, bei der Feuchtigkeit durch eine
Strukturbespannung 33 abgezogen wird, wodurch die in 7 abgebildete Bahn
ausgeformt und im Kissenbereich C eine geringe Flächenmasse
bewirkt wird, da die in der Bahn enthaltenen Fasern in die Struktur
gezogen werden. Zur Formgebung kann ein Druck oder Unterdruck an die
Bahn 40 angelegt werden, wodurch die Bahn 40 zwangsweise
die Struktur der Strukturbespannung 33 annimmt. Die Faserverdrängung in
den Kissenbereich C führt
darüber
hinaus zu Faserabrissen. Durch die anschließende Trocknung am Yankee-Zylinder 52,
wie in 11 dargestellt, wird die Flächenmasse im
Bereich C weiter reduziert. In der vorliegenden Erfindung wird hingegen
Wasser durch die Entwässerungsbespannung 82 abgezogen,
wie in 8 dargestellt, wodurch die Kissenbereiche C' geschont werden.
Die Kissenbereiche C' aus 10 liegen
in einer pressfreien Zone, die beim Andruck an den Yankee- Zylinder 52 auf
der Strukturbespannung 28 liegt. Der größte Anteil des angelegten Pressdrucks wird
durch Presszone A' geführt. Der
Kissenbereich C' hat
eine höhere
Flächenmasse
als die abgebildeten Strukturen aus dem Stand der Technik.
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Durch
das erhöhte
Massenverhältnis
der vorliegenden Erfindung, insbesondere durch die höhere Flächenmasse
in den Kissenbereichen, wird dort mehr Wasser als in den komprimierten
Bereichen geführt,
was mindestens zwei positive Aspekte der vorliegenden Erfindung
gegenüber
dem Stand der Technik hervorbringt, wie in den 10 und 11 dargestellt.
Erstens befördert
dies die Überführung der
Bahn an die Oberfläche
des Yankee-Zylinders 52, da die Bahn in dem Teilabschnitt,
der mit der Yankeezylinderfläche 52 in
Berührung
kommt, eine relativ geringe Flächenmasse
besitzt, während das
Materialblatt einen niedrigeren Gesamtfeststoffgehalt aufweist als
bis dato erreichbar, da eine geringere Faserstoffmasse mit dem Yankee-Zylinder 52 in Berührung kommt.
Die geringere Flächenmasse
bedeutet, dass an den Kontaktstellen mit dem Yankee-Zylinder 52 weniger
Wasser geführt
wird. Die komprimierten Bereiche sind trockner als die Kissenbereiche
und ermöglichen
es somit, dass die Bahn generell mit einem geringeren Gesamtfeststoffgehalt an
eine andere Oberfläche,
wie an einen Yankee-Zylinder 52, überführt wird. Zweitens erlaubt
das Konstrukt die Verwendung höherer
Temperaturen in der Yankeezylinder-Trockenhaube 54 ohne
ein Versengen bzw. Verbrennen der Kissenbereiche, wie dies in den
Kissenbereichen aus dem Stand der Technik auftritt. Die Temperaturen
in der Yankee-Haube 54 sind oftmals höher als 350°C und vorzugsweise höher als 450°C und besonders
vorzugsweise höher
als 550°C.
Im Ergebnis kann die vorliegende Erfindung die Materialbahn vor
dem Yankee-Zylinder mit einem geringeren durchschnittlichen Feststoffgehalt
bereitstellen, als dies nach dem Stand der Technik möglich war,
wodurch das Haubensystem des Yankee- Zylinders in der Leistung besser ausgelastet
wird. Die vorliegende Erfindung macht es möglich, dass der Feststoffgehalt
der Bahn 38 vor dem Yankee-Trockenzylinder unter 40%, unter 35%
und sogar nur 25% beträgt.
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Da
die Bahn 38 mit der Strukturbespannung 28 gebildet
wird, werden die Taschen der Bespannung vollständig mit Faserstoff ausgefüllt.
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Deshalb
hat die Bahn 38 eine gegenüber dem Stand der Technik viel
größere Kontaktfläche von
bis zu 100% am Yankee-Zylinder 52, da die Bahn 38 auf
der Seite, die an der Oberfläche
des Yankee-Zylinders anliegt, nahezu flach ist. Gleichzeitig bleiben
die Kissenbereiche C' der
Bahn 38 unkomprimiert, da sie durch die Senken der Strukturbespannung 28 (10)
geschützt
werden. Für
die Trockenleistung wurden gute Ergebnisse erhalten, wenn nur 25%
der Bahn einem Pressdruck ausgesetzt waren.
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Wie
in 11 zu sehen, ist die Kontaktfläche, mit der die Bahn 40 aus
dem Stand der Technik an der Oberfläche des Yankee-Zylinders 52 anliegt, viel
geringer als die Kontaktfläche
der erfindungsgemäß hergestellten
Bahn 38.
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Die
kleinere Kontaktfläche
der Bahn 40 nach dem Stand der Technik kommt dadurch zustande, dass
die Bahn 40 bei der Formung nunmehr die Struktur der strukturierten
Bespannung 33 annimmt.
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Da
die Bahn 40 des Stands der Technik eine geringere Kontaktfläche zur
Yankeezylinderoberfläche 52 aufweist,
ist der Trocknungswirkungsgrad geringer.
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Nunmehr
wird unter Bezugnahme auf 12 eine
Ausführungsform
des Prozesses gezeigt, bei dem eine strukturierte Faserbahn 38 gebildet
wird. Die Strukturbespannung 28 trägt eine dreidimensionale strukturierte
Materialbahn 38 zu einem fortgeschrittenen Entwässerungssystem 50, über Saugkasten 67 und
anschließend
zu einem Yankee-Zylinder 52, wo die Bahn an den Yankee-Zylinder 52 und
den Trockenhaubenabschnitt 54 zwecks zusätzlicher
Trocknung und Kreppung übergeben wird,
ehe die Bahn anschließend
(nicht dargestellt) auf Rolle gewickelt wird.
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Angrenzend
an die Strukturbespannung 28 ist eine Schuhpresse 56 vorgesehen,
die die Bespannung zum Yankee-Zylinder 52 in Position hält. Die strukturierte
Bahn 38 kommt mit dem Yankee-Zylinder 52 in Kontakt
und läuft
an einer Oberfläche
des Zylinders zur weiteren Trocknung und anschließenden Kreppung.
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Angrenzend
an die Strukturbespannung 28 ist ein Saugkasten 58 eingebaut,
der bei einem Vakuum von –0,2
bis –0,8
bar, vorzugsweise bei einem Betriebsvakuum von –0,4 bis –0,6 bar, an einer Bahn mit
einer Nenngrammatur von 20 g/m2 einen Feststoffgehalt
von 15 bis 25% erzielen soll. Die von der Strukturbespannung 28 getragene
Bahn 38 ist in Kontakt mit der Entwässerungsbespannung 82 und läuft auf
Saugwalze 60 zu. Die Saugwalze 60 arbeitet mit
einem Vakuum von –0,2
bis –0,8
bar bei einem bevorzugten Betriebsvakuum von mindestens –0,4 bar.
Zur besseren Entwässerung
wird über
der Saugwalze 60 optional eine Heißlufthaube 62 angebracht. Wenn
beispielsweise ein gewerblicher Yankee-Zylinder mit einer Stahldicke
von 44 mm und einer herkömmlichen
Haube mit einer Luftgebläsegeschwindigkeit
von 145 m/s verwendet wird, werden Produktionsgeschwindigkeiten
von mindestens 1400 m/min für
Handtuchpapier und mindestens 1700 m/min für Toilettenpapier eingesetzt.
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Optional
kann statt der Haube 62 ein Dampfblaskasten eingebaut werden,
der Dampf zur Bahn 38 bläst. Vorzugsweise ist der Dampfblaskasten
in Abschnitte unterteilt, um das Feuchte- bzw. Trockengradquerprofil
der Bahn 38 zu beeinflussen. Die Vakuumzone in der Saugwalze 60 kann
eine Länge
von 200 mm bis 2.500 mm aufweisen, wobei eine bevorzugte Länge bei
300 mm bis 1.200 mm und eine besonders bevorzugte Länge bei
400 mm bis 800 mm liegt. Der Feststoffgehalt der Bahn 38 bei
Verlassen der Saugwalze 60 liegt bei 25% bis 55%, je nach
eingebauten Optionen. Ein Saugkasten 67 und eine Heißluftversorgung 65 können eingesetzt
werden, um den Feststoffgehalt der Bahn 38 nach der Saugwalze 60 und
vor dem Yankee-Zylinder 52 zu erhöhen. Die Siebumlenkwalze 69 kann
auch eine Saugwalze mit Heißlufthaube
sein. Die Walze 56 beinhaltet eine Schuhpresse mit einer
Schuhbreite von mindestens 80 mm, vorzugsweise mindestens 120 mm, bei
einem maximalen Spitzendruck von unter 2,5 MPa. Um den Pressspalt
(Nip) noch weiter zu verlängern
und so die Überführung der
Bahn 38 an den Yankee-Zylinder 52 zu vereinfachen,
kann die auf der Strukturbespannung 28 aufliegende Bahn
noch vor dem mit der Schuhpresse 56 verbundenen Nip in Kontakt
mit der Oberfläche
des Yankee-Zylinders 52 gebracht werden. Ferner kann der
Kontakt nach dem Auslaufen der Strukturbespannung 28 aus
Presse 56 weiter aufrechterhalten werden.
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Die
Entwässerungsbespannung 82 kann eine
durchlässige
gewobene Grundstruktur aufweisen, die mit einer Vlieslage verbunden
ist. Dieses Grundgewebe beinhaltet längs (in Maschinenlaufrichtung)
und quer ausgerichtete Fäden.
In Längsrichtung
wird ein dreifädiges
gezwirntes Multifilgarn verwendet. In Querrichtung wird ein Monofilgarn
verwendet. Das Längsgarn
kann auch ein Monofilgarn sein und einen typischen mehrlagigen Aufbau
haben. In beiden Fällen
wird das Grundgewebe mit einem feinen Faservlies vernadelt, der
eine Masse von maximal 700 g/m2, vorzugsweise
maximal 150 g/m2 und besonders vorzugsweise
maximal 135 g/m2 aufweist. Das Faservlies
kapselt die Grundstruktur und gibt ihr so ausreichende Stabilität. Die Nadelung
kann so erfolgen, dass durchgehende Kanäle erzeugt werden. Die bahntragende
Oberfläche
wird zur Erhöhung
der Oberflächenglätte wärmebehandelt.
Die Querschnittsfläche
der Längsgarne
ist größer als
die Querschnittsfläche
der Quergarne. Das Längsgarn ist
ein Multifilgarn und kann tausende von Fasern enthalten. Die Grundstruktur
ist mit einer Vlieslage so vernadelt, dass durchgehende Entwässerungskanäle entstehen.
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In
einer anderen Ausführungsform
beinhaltet die Entwässerungsbespannung 82 eine
Gewebelage, mindestens zwei Vlieslagen, eine nachfeuchtungsverhindernde
Lage und einen Klebstoff. Das Grundgewebe entspricht im Wesentlichen
der vorhergehenden Beschreibung. Mindestens eine der Vlieslagen
enthält
eine niedrig schmelzende Zweikomonentenfaser zur Ergänzung der
Zwischenfaserbindung bei der Wärmebehandlung.
Auf einer Seite der Grundstruktur ist eine nachfeuchtungsverhindernde
Lage angebracht, die über
einen Klebstoff, einen Schmelzprozess oder per Nadelung angebracht werden
kann, wobei das in der nachfeuchtungsverhindernden Lage enthaltene
Material mit der Grundgewebslage und einer Vlieslage verbunden ist.
Die nachfeuchtungsverhindernde Lage besteht aus einem elastomeren
Material und bildet dadurch eine elastomere Membran mit durchgehenden Öffnungen aus.
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Die
Vlieslagen werden aufgenadelt, um so die Entwässerungsbespannung 82 zusammenzuhalten.
Dadurch erhalten die Vlieslagen viele durchgehende genadelte Löcher. Die
nachfeuchtungsverhindernde Lage ist porös und von Wasserkanälen bzw. durchgehenden
Poren durchzogen.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Entwässerungsbespannung 82 handelt
es sich um einen Aufbau, der dem zuvor erörterten Konstrukt im Wesentlichen ähnelt, wobei
an mindestens einer Seite der Entwässerungsbespannung 82 eine
zusätzliche hydrophobe
Lage vorgesehen wird. Die hydrophobe Lage nimmt kein Wasser auf,
führt aber
Wasser unmittelbar durch innenliegende Poren.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Entwässerungsbespannung 82 besitzt
die Grundstruktur ein Gitter aus einem Polymer, wie Polyurethan,
das oberseitig auf die Grundstruktur aufgebracht wird. Die Aufbringung
des Gitters kann durch verschiedene Verfahrensweisen wie beispielsweise
durch eine Extrusionstechnik oder ein Siebdruckverfahren erfolgen.
Das Gitter kann so auf die Grundstruktur aufgebracht werden, dass
es winklig zu den Längs-
und Querfäden
ausgerichtet ist. Obwohl in dieser Ausrichtung kein Teil des Gitters
mit den Längsfäden gleichläuft, können auch
andere Ausrichtungen verwendet werden. Das Gitter kann ein gleichförmiges Raster
aufweisen, das teilweise diskontinuierlich sein kann. Ferner kann
das Zwischenmaterial der Zwischenverbindungen der Gitterstruktur
geschlängelt statt
im Wesentlichen geradlinig verlaufen. Das Gitter wird aus einem
synthetischen Produkt wie einem Polymer oder speziell einem Polyurethan
hergestellt, das aufgrund seiner materialeigenen Adhäsionseigenschaften
von selbst an der Grundstruktur anhaftet.
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In
einer anderen Ausführungsform
beinhaltet die Entwässerungsbespannung 82 eine
durchlässige Grundstruktur
mit Längsfäden und
Querfäden,
die an einem Gitter anhaftet. Das Gitter wird aus einem Verbundmaterial
hergestellt, das mit dem Material identisch sein kann, das in Bezug
auf die vorangehende Ausführungsform
der Entwässerungsbespannung 82 erörtert wurde.
Das Gitter beinhaltet längs
(in Maschinenlaufrichtung) ausgerichtete Fäden, die rundum von einem Verbundmaterial
umgeben sind. Das Gitter ist eine Verbundstruktur, die aus Verbundmaterial und
Längsfäden ausgebildet
wird. Die Längsfäden können mit
einem Verbundstoff vorbeschichtet sein, bevor sie in im Wesentlichen
parallelen Reihen in einer Form angeordnet werden, in der das Verbundmaterial
erhitzt wird und so in ein Muster zurückfließt. In die Form kann auch zusätzliches
Verbundmaterial gegeben werden. Die Gitterstruktur, die auch als
Verbundstofflage bezeichnet wird, wird anschließend durch eines der vielen
Verfahren mit der Grundstruktur verbunden, darunter Auflaminierung
des Gitters auf die durchlässige
Struktur, Schmelzen des verbundstoffbeschichteten Garns unter Anlegen
an die durchlässige
Struktur oder Rückschmelzen
des Gitters auf die Grundstruktur. Darüber hinaus kann ein Klebstoff
verwendet werden, um das Gitter mit der durchlässigen Struktur zu verbinden.
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Das
Faservlies kann zwei Schichten aufweisen, eine obere und eine untere
Schicht. Das Faservlies wird mit der Grundstruktur und der Verbundstofflage
vernadelt, wodurch eine Entwässerungsbespannung 82 mit
mindestens einer äußeren Vliesoberfläche ausgebildet
wird. Ein Vliesstoff ist von Natur aus porös, ferner werden durch den
Vernadlungsprozess nicht nur die Lagen miteinander verbunden, sondern auch
zahlreiche kleine poröse
Hohlräume
geschaffen, die bis in das Gefüge
der Entwässerungsbespannung 82 reichen
oder durch diese vollständig hindurchgehen.
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Die
Entwässerungsbespannung 82 hat
eine Luftdurchlässigkeit
von 5 bis 100 Kubikfuß pro
Minute, vorzugsweise mindestens 19 Kubikfuß pro Minute und besonders
vorzugsweise mindestens 35 Kubikfuß pro Minute. Die mittleren
Porendurchmesser in der Entwässerungsbespannung 82 betragen
5 bis 75 μm,
vorzugsweise mindestens 25 μm
und besonders vorzugsweise mindestens 35 μm. Die hydrophoben Lagen können aus
einem synthetischen Polymermaterial, einer Wolle oder einem Polyamid,
beispielsweise Nylon 6, hergestellt werden. Die nachfeuchtungsverhindernde
Lage und die Verbundstofflage können aus
einer dünnen elastomeren
durchlässigen
Membran bestehen, die aus einem synthetischen Polymermaterial oder
einem Polyamid hergestellt und auf die Grundstruktur auflaminiert
wird.
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Die
Faservlieslagen bestehen aus Fasern im Bereich von 0,5 dtex bis
22 dtex und können
eine niedrig schmelzende Zweikomponentenfaser enthalten, die bei
der Wärmebehandlung
in den einzelnen Lagen jeweils die Zwischenfaserbindung ergänzen. Die
Haftung kann durch die Verwendung von bei niedriger Temperatur schmelzbaren
Fasern, Teilchen und/oder Harzen bewirkt werden. Die Entwässerungsbespannung
kann unter 2,0 mm oder unter 1,50 mm oder unter 1,25 mm oder unter
1,0 mm dick sein.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Entwässerungsbespannung
82 werden
auch in
PCT/EP2004/053688 und
PCT/EP2005/050198 beschrieben.
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Unter
Verweis auf 13 wird nunmehr eine weitere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen der
Erfindung nach 12 entspricht, außer dass
an Stelle der Heißlufthaube 62 eine
Bandpresse 64 vorgesehen ist. Die Bandpresse 64 ist
mit einem durchlässiges
Band 66 bespannt, das einen Druck an die nicht bahntragende Seite
der Strukturbespannung 28 anlegen kann, die die Materialbahn 38 um
die Saugwalze 60 führt.
Die Bespannung 66 der Bandpresse 64 ist auch als Schuhpressenmantel
oder Schuhpressenbelt (kurz „Belt") bekannt, oder ein
Spiralgefüge,
und kann bei einer Bandspannung von 60 kN/m mit einer Pressdrucklänge betrieben
werden, die größer ist
als die Saugzone der Walze 60.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Pressenbespannung
66 und die erforderliche betriebliche Abstimmung
sind auch in
PCT/EP2004/053688 und
PCT/EP2005/050198 beschrieben.
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Die
obigen Verweise gelten auch umfassend für Entwässerungsbespannungen 82 und
Pressenbespannungen 66, die in den anderen und weiteren Ausführungsformen
beschrieben werden.
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Bei
Anlegen eines Drucks an die Strukturbespannung 28 sind
die in der Bahn 38 befindlichen Kissenbereiche hoher Faserdichte
geschützt,
da sie sich bei Durchlaufen des Pressspalts des Yankee-Zylinders
innerhalb der Strukturbespannung 28 befinden.
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Das
Band 66 ist ein speziell für Breitnip-Pressen konstruiertes
Belt 66, das beispielsweise aus verstärktem Polyurethan und/oder
einem Spiralgefüge
hergestellt wird. Das Band 66 ist durchlässig und erlaubt
somit den Luftdurchfluss zur Erhöhung
der Entwässerungsleistung
der Bandpresse 64. Die Feuchtigkeit wird aus der Bahn 38 durch
die Entwässerungsbespannung 82 in
die Saugwalze 60 abgezogen.
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Das
Belt 66 übt
einen geringen Druck im Bereich von 50–300 kPa, vorzugsweise von über 100 kPA,
aus. Damit kann eine Saugwalze mit einem Durchmesser von 1,2 m eine
Bandspannung von über
30 kN/m und vorzugsweise über
60 kN/m aufweisen.
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Die
Anpresslänge
des durchlässigen
Belts 66 an der Bespannung 28, die von der Saugwalze 60 indirekt
gestützt
wird, ist mindestens genauso lang wie die Saugzone in Walze 60.
Dabei kann jedoch der in Kontakt stehende Teilabschnitt des Belts 66 kürzer als
die Saugzone sein.
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Das
durchlässige
Band 66 hat ein Muster von Durchgangslöchern, die beispielsweise gebohrt, lasergeschnitten,
eingeätzt
oder eingewebt werden können.
Das durchlässige
Band 66 kann monoplanar ohne Rillen sein. In einer Ausführungsform
ist das Belt 66 an der Oberfläche mit Rillen versehen und steht über einen
Teilabschnitt des Bandlaufs des durchlässigen Belts 66 in
der Bandpresse 64 mit der Bespannung 28 in Kontakt.
Jede Rille ist mit einer Teilmenge der Löcher verbunden und gestattet
so den Durchgang und die Verteilung der Luft im Belt 66. Die
Luftverteilung erfolgt entlang der Rillen, die eine offene Fläche angrenzend
zu den Kontaktflächen darstellen,
wo die Oberfläche
des Belts 66 mit Druck an der Bahn 38 anliegt.
Luft dringt durch die Löcher in
das durchlässige
Band 66 und strömt
dann an den Rillen entlang durch die Bespannung 28, die
Bahn 38 und die Bespannung 82. Der Durchmesser
der Löcher
kann größer sein
als die Breite der Rillen. Die Rillen können vom Querschnittsprofil
her allgemein rechtwinklig, dreieckig, trapezförmig, halbkreisförmig oder
halbelliptisch sein. Durch die Kombination des durchlässigen Belts 66 mit
der Saugwalze 60 konnte der Feststoffgehalt der Materialbahn
nachweislich um mindestens 15% erhöht werden.
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Ein
Beispiel für
eine weitere Struktur des Belts 66 ist ein dünnes Spiralgefüge, das
sich als Verstärkungsstruktur
im Belt 66 befinden kann, oder das Spiralgefüge dient
selbst als Belt 66. In der Bespannung 28 liegt
eine dreidimensionale Struktur vor, die sich in der Bahn 38 widerspiegelt.
Die Bahn 38 hat dickere Kissenbereiche, die während des
Pressvorgangs geschützt
sind, da sie sich innerhalb der Strukturbespannung 28 befinden.
Der von der Bandpressenkonfiguration 64 auf die Bahn 38 ausgeübte Pressdruck
als solcher hat keinen negativen Einfluss auf die Bahnqualität, während er
die Entwässerungsgeschwindigkeit
der Saugwalze 60 erhöht.
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Zusätzlich wird
gemäß der 14,
die im Wesentlichen der Ausführungsform
nach 13 ähnelt,
nunmehr eine Heißlufthaube 68 in
die Bandpresse 64 eingebaut, um die Entwässerungsleistung
der Bandpresse 64 im Zusammenspiel mit der Saugwalze 60 zu
verbessern.
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Unter
zusätzlicher
Bezugnahme auf 15 wird eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen der
Ausführungsform
aus 13 ähnelt,
aber ein Boost-Dryer-Trocknungsaggregat 70 beinhaltet,
das auf die Strukturbespannung 28 trifft. Die Bahn 38 wird
einer heißen
Oberfläche
des Boost-Dryer-Aggregats 70 ausgesetzt, die Strukturbahn 38 läuft über das Boost-Dryer-Aggregat 70,
wobei eine andere gewobene Bespannung 72 oben auf der Strukturbespannung 28 läuft. Oben
auf dem Gewebe 72 befindet sich eine Wärme leitende Bespannung 74,
die mit dem Gewebe 72 sowie mit einem Kühlmantel 76 in Kontakt
ist, der die Kühlung
und den Pressdruck für alle
Bespannungen und die Bahn 38 bereitstellt. Auch hier sind
die Kissenbereiche der Bahn 38 vor dem Pressdruck geschützt, da
sie sich innerhalb der Strukturbespannung 28 befinden.
Der Pressvorgang als solcher wirkt sich nicht negativ auf die Bahnqualität aus. Die
Trocknungsrate des Boost-Dryer-Aggregats 70 beträgt über 400
kg/hm2 und vorzugsweise über 500 kg/hm2.
Das Konzept des Boost-Dryer-Aggregats 70 besteht
darin, dass es einen ausreichenden Druck bereitstellt, mit der die
Bahn 38 durchgängig
gegen die heiße
Trocknungsoberfläche
gepresst wird, so dass Blasenbildungen vermieden werden. Dampf,
der sich an den Gelenkstellen der Bespannung 28 bildet,
geht durch die Bespannung 28 hindurch und kondensiert auf
dem Gewebe 72. Das Gewebe 72 wird von der Bespannung 74 gekühlt, die sich
in Kontakt mit dem Kühlmantel
befindet, der ihre Temperatur auf einen Wert weit unterhalb der
Dampftemperatur senkt. Der Dampf wird somit kondensiert, um einen
Druckaufbau und damit ein Blasenschlagen der Bahn 38 zu
vermeiden. Das Kondenswasser wird im Gewebe 72 aufgefangen,
das durch die Entwässerungsvorrichtung 75 entwässert wird.
Es hat sich erwiesen, dass auf eine Saugwalze 60 verzichtet werden
kann, je nachdem, wie groß das
Boost-Dryer-Aggregat 70 ausgelegt
ist. Je nach Größe des Boost-Dryer-Aggregats 70 kann
die Bahn 38 an dessen Oberfläche außerdem auch gekreppt werden,
so dass kein Yankee-Zylinder 52 mehr notwendig ist.
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Unter
zusätzlicher
Bezugnahme auf 16 wird eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt, die der in 13 offenbarten Erfindung
im Wesentlichen ähnelt,
aber außerdem eine
Luftpresse 78 enthält,
die eine mit Heißluft
verwendete Vierwalzenpresse ist, die für die zusätzliche Bahntrocknung vor der Übergabe
der Bahn 38 an den Yankee-Zylinder 52 eingesetzt
und kurz als HPTAD (Hochdruck-Durchströmungstrockner) bezeichnet wird.
Die Vierwalzenpresse 78 beinhaltet eine Hauptwalze und
eine entlüftete
Walze sowie zwei Deckwalzen. Zweck dieser Pressenanordnung ist die
Bereitstellung einer dicht abgeschlossenen Kammer, in der ein Druck
aufgebaut werden kann. Die Druckkammer enthält Heißluft mit einer Temperatur
von beispielsweise mindestens 150°C
und weist einen Druck auf, der wesentlich höher ist als der Druck bei der
herkömmlichen
Durchströmungstrocknung
(TAD-Technologie), beispielsweise über 1,5 psi, was zu einer viel
höheren
Trocknungsrate als bei einem herkömmlichen TAD-Trockner führt. Die
Hochdruckheißluft
strömt
durch eine optionale Luftdispersionsbespannung, durch die Bahn 38 und
die Bespannung 28 in eine Entlüftungswalze. Die Luftdispersionsbespannung
kann die Bahn 38 daran hindern, einer der vier Deckwalzen
zu folgen. Die Luftdispersionsbespannung ist sehr offen und ist
ebenso durchlässig
wie Bespannung 28 oder noch durchlässiger. Die Trocknungsrate
des HPTAD ist abhängig vom
Feststoffgehalt der in den HPTAD einlaufenden Bahn 38.
Die bevorzugte Trocknungsrate liegt bei mindestens 500 kg/h/m2, das ist mindestens das Doppelte herkömmlicher
TAD-Maschinen.
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Die
Vorteile des HPTAD-Prozesses liegen im Bereich der verbesserten
Bahnentwässerung
ohne wesentliche Bahnqualitätsverluste
sowie in den Bereichen Kompaktbauweise und Energiewirkungsgrad.
Darüber
hinaus ermöglicht
der HPTAD-Prozess einen höheren
Feststoffgehalt bei Bahneinlauf in den Yankee-Zylinder, so dass
die Erfindung höhere
Maschinengeschwindigkeiten ermöglicht.
Ferner hat der HPTAD durch seine kompakte Bauweise einen geringen
Platzbedarf und lässt
sich leicht in bestehenden Maschinen nachrüsten. Der kompakte Aufbau des HPTAD
und seine Gestaltung als geschlossenes System bedeuten, dass er
zur Erhöhung
des Energiewirkungsgrades sich als Einzelkomponente leicht isolieren
und optimieren lässt.
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Unter
Bezugnahme auf 17 wird nunmehr eine andere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Sie ist im Wesentlichen ähnlich den
Darstellungen in 13 und 16, außer dass ein
Zweifach-HPTAD 80 eingebaut ist. In diesem Fall werden
zwei entlüftete
Walzen verwendet, wodurch die Aufenthaltsdauer der strukturierten
Bahn 38 gegenüber
der Bauweise nach 16 verdoppelt wird. Wie in der
vorhergehenden Ausführungsform,
kann optional eine grobmaschige Bespannung verwendet werden. Heiße Druckluft
strömt
durch die auf der Bespannung 28 aufliegende Bahn 38 an
die beiden Entlüftungswalzen.
Es hat sich erwiesen, dass es je nach Konfiguration und Größe des HPTAD
möglich ist,
mehr als einen HPTAD in Reihe zu schalten, wodurch auf die Walze 60 verzichtet
werden kann.
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Wie
in
18 dargestellt, lässt sich außerdem der in den vorhergehenden
Beispielen gezeigte Crescent-Former durch einen herkömmlichen
Doppelsiebformer
90 ersetzen. Als Formierwalze kann entweder
eine massive Walze oder eine offene Walze eingesetzt werden. Bei
Verwendung einer offenen Walze ist sorgfältig darauf zu achten, dass
ein erheblicher Entwässerungsdurchgang
durch die Strukturbespannung verhindert wird, um einen Grammaturverlust
in den Kissenbereichen zu vermeiden. Das äußere Formiersieb
93 kann
entweder ein Standardformiersieb oder ein im
US-Patent Nr. 6,237,644 beschriebenes
Formiersieb sein. Das innere Formiersieb
91 muss eine strukturierte
Bespannung
91 sein und eine viel geringere Feinheit als
das Außensieb aufweisen.
Eventuell ist ein Saugkasten
92 notwendig, um sicherzustellen,
dass die Bahn auf dem Struktursieb
91 verbleibt und nicht
mit dem Außensieb
90 mitgeht.
Die Bahn
38 wird mittels Saugvorrichtung an eine Strukturbespannung
28 übergeben. Für die Übergabe
kann ein stationärer
Saugschuh oder eine mit Vakuum teilbeaufschlagte Abnahmewalze (Pickup-Walze)
94 verwendet
werden. Die zweite strukturierte Bespannung
28 hat mindestens die
gleiche Feinheit wie die erste strukturierte Bespannung
91 und
ist vorzugsweise grober als diese. Der Prozess ist ab dieser Stelle
identisch mit den weiter oben erörterten
Prozessen. Die Passgenauigkeit der Bahn bei der Überführung von der ersten Strukturbespannung
auf die zweite Strukturbespannung ist nicht vollkommen, da einige
Kissen während
des Expansionsprozesses etwas an Flächenmasse verlieren, wodurch
der Nutzen der vorliegenden Erfindung ein wenig gemindert wird.
Diese Prozessoption ermöglicht
jedoch den Betrieb der Bahnüberführung mit
Differentialgeschwindigkeit, was sich als günstig für die Verbesserung bestimmter
Materialeigenschaften erwiesen hat. Jede der oben erörterten
Entwässerungsanordnungen
lässt sich
mit der Doppelsiebformer-Anordnung und herkömmlicher Durchströmungstrocknung
(TAD) verwenden.
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Die
Faserverteilung in der erfindungsgemäßen Bahn 38 ist der
Bahn aus dem Stand der Technik entgegengesetzt, was sich dadurch
begründet,
dass die Feuchtigkeit durch das Formiersieb und nicht durch die
Strukturbespannung abgezogen wird. Die Kissenbereiche geringer Dichte
haben eine relativ höhere
Flächenmasse
als die sie umgebenden komprimierten Bereiche und das ist gegensätzlich zum herkömmlichen
TAD-Papier. So wird es ermöglicht, dass
ein höherer
Anteil der Fasern im Prozess unkomprimiert bleibt. Die im Korbtauchverfahren
gemessene Saugfähigkeit
eines Materialblatts mit einer Nennflächenmasse von 20 g/m2 beträgt
mindestens 12 g Wasser pro g Faserstoff und übersteigt oftmals einen Wert
von 15 g Wasser pro g Faserstoff. Das spezifische Volumen beträgt mindestens
10 cm3/g und vorzugsweise über 13 cm3/g. Bei Toilettentissue geht man von einem
spezifischen Volumen von mindestens 13 cm3/g
vor dem Glättwerk
aus.
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Bei
der Bestimmung der Saugfähigkeit
im Korbtauchverfahren werden fünf
(5) Gramm Papier in einen Korb gegeben. Der Korb mit dem darin enthaltenen
Papier wird daraufhin gewogen und 60 Sekunden lang in einen kleinen
Behälter
mit 20°C
warmem Wasser gegeben. Nach 60 Sekunden Einweichzeit wird der Korb
aus dem Wasser genommen, 60 Sekunden abtropfen gelassen und anschließend erneut gewogen.
Die Gewichtsdifferenz wird daraufhin durch das Papiergewicht dividiert,
wodurch bestimmt wird, wie viel Gramm Wasser pro Gramm Faserstoff im
Papier aufgenommen und eingelagert werden.
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Die
Bahn 38 wird aus der Faserstoffsuspension 24 gebildet,
die der Stoffauflauf 22 zwischen das Formiersieb 26 und
die Strukturbespannung 28 ausbringt. Die Walze 34 dreht
und stützt
die Bespannungen 26 und 28 während der Bildung der Bahn 38.
Die Feuchtigkeit M fließt
durch die Bespannung 26 ab und wird in der Siebwasserrinne 36 aufgefangen. Diese
Art der Entwässerung
macht es möglich,
dass die Kissenbereiche der Bahn 38 eine höhere Flächenmasse
und damit eine größere Dicke
bewahren als bei einem Abzug des Wassers durch die Strukturbespannung 28.
Der Bahn 38 wird ausreichend viel Feuchtigkeit entzogen,
um das Sieb 26 von der Bahn 38 trennen zu können, damit
die Bahn 38 einer Trocknungsstufe zugeführt werden kann. Die Bahn 38 bewahrt
das Muster der strukturierten Bespannung 28 ebenso wie
gegebenenfalls vorhandene zonale Durchlässigkeitseffekte des Formiersiebs 26.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zwar anhand einer bevorzugten Gestaltung
beschrieben, lässt
sich aber im Rahmen dieser Offenbarung weiter verändern. Somit
sollen hier alle Änderungen,
Verwendungen oder Anwendungen der Erfindung erfasst sein, die sich
im Geltungsumfang der angehängten
Ansprüche
befinden.