WO2025201841A1 - Method for producing an air-laid fibrous web by means of a forming fabric designed as a perforated film covering - Google Patents
Method for producing an air-laid fibrous web by means of a forming fabric designed as a perforated film coveringInfo
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- WO2025201841A1 WO2025201841A1 PCT/EP2025/056226 EP2025056226W WO2025201841A1 WO 2025201841 A1 WO2025201841 A1 WO 2025201841A1 EP 2025056226 W EP2025056226 W EP 2025056226W WO 2025201841 A1 WO2025201841 A1 WO 2025201841A1
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/0027—Screen-cloths
- D21F1/0063—Perforated sheets
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- 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
Definitions
- the present invention relates to a method for producing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, from a fibrous starting material, comprising the following steps: a) low-water processing of the fibrous starting material in an air stream to form individual fibers and/or fiber bundles; b) forming the individual fibers and/or fiber bundles in the air stream to form a flat fibrous web by a dry forming method in which the individual fibers and/or fiber bundles are laid down on a forming fabric; c) applying at most 30% by weight, preferably at most 20% by weight, more preferably at most 10% by weight, of water and/or binders to the fibers of the formed fibrous web; d) consolidating the formed fibrous web.
- US 4,167,378 discloses a dry air-laying process in which fibers are laid in a largely dry state to form a fibrous web. To impart the necessary strength to the fibrous web, only relatively small amounts of water (to form hydrogen bonds) and/or other binders are added. This results in significantly less energy being required for drying.
- the fibers are usually laid onto a woven forming fabric, which is permeable to air to draw in the fibers from below the forming fabric.
- air-permeable spiral fabrics can also be used as forming fabrics.
- One of the challenges of this process is to reliably transport the fibrous web deposited on the forming fabric and then transfer it to a further treatment unit, in particular a bonding unit, without the fibers becoming entangled, accumulating locally, or becoming permanently stuck somewhere.
- a further treatment unit in particular a bonding unit
- this is largely unproblematic, as the dry air-laying process is primarily used today to manufacture medical products such as diapers, and not to produce paper, board, or tissue webs, at least not on an industrial scale.
- problems increasingly arise, particularly with regard to fiber entanglement and/or fibers becoming stuck at the end of the forming fabric where the fibrous web is supposed to leave the forming fabric.
- a method and a device are to be provided with which a high-quality fibrous web, in particular paper, cardboard or tissue web, can be can be reliably produced using a dry air-laying process.
- a dry air-laying process This should be possible on an industrial scale, i.e., with production quantities of several tonnes per day, preferably at least one ton per hour, with the produced fibrous web preferably being wound up as a roll at the end of the production machine.
- the object is achieved by the generic manufacturing method described above, which is particularly characterized in that the forming fabric comprises a perforated film covering, preferably being formed essentially from a perforated film covering, with electrically conductive means arranged in and/or on the film covering.
- perforated film coverings can lead to better release behavior at the end of the transport path, where the fiber web is transferred to the next treatment unit, compared to conventional woven fabrics. This is presumably due to the fact that the fibers are more likely to get caught at the intersection points of the threads of the woven fabrics.
- this advantage of perforated film coverings only becomes fully apparent if specific means are provided in or on the fabric to counteract the buildup of electrostatic forces or to dissipate electrostatic forces already present from upstream process steps.
- the causes and generators of electrostatic charging of the fibers can be diverse.
- the perforated film coverings have a larger contact surface with the rollers that guide them in a circular motion and possibly with other static components, such as the vacuum boxes, they experience increased friction compared to woven fabrics. This friction can - unlike the wet-laying process - quickly lead to electrostatic charges, which can have an undesirable effect on the formation and adhesion of the fibers. Alternatively or additionally, it can also happen that the fibers are already They enter the forming heads charged from the pipelines. In dry climates, they can also constantly change their charge through contact with the pipelines, other fibers, etc.
- the film covering can essentially consist of a monolithic film or be a film laminate.
- film refers to a flat structure, usually made of plastic, which is inherently waterproof. The film can be produced by casting, extrusion or another process.
- film laminate refers to a structure consisting of several layers, which are themselves films and which are bonded to one another over the entire surface, in particular without creating any cavities, for example by gluing or welding.
- the film layers can be made of the same material or different materials. Furthermore, they can all have the same thickness or different thicknesses.
- the total thickness of the film laminate should be between 0.5 mm and 1.5 mm.
- a film laminate is generally preferred because it has the advantage that the individual layers can be more easily stretched bi- or monoaxially prior to lamination than a monolithic film of the same thickness as the film laminate, so that a film laminate can exhibit higher tensile strengths than a monolithic film of the same thickness.
- the forming fabric can also consist, for example, of a combination of such a perforated film laminate and a conventional fabric, in which case the film laminate is preferably arranged on the side of the forming fabric facing the fibrous web during intended use.
- a paper web is understood to be a web made of "conventional" paper, in particular of a so-called graphic paper.
- a paper web differs from a cardboard or tissue web primarily in its specific basis weight (measured in g/m 2 ), whereby the specific basis weight of a cardboard web is higher and the specific basis weight of a tissue web is lower than that of a paper web.
- the fibrous web can be a tissue web with a specific basis weight of 28g/ m2 to 42g/ m2 . With such lightweight fibrous webs, the problem of cleanly separating from the forming fabric is particularly pronounced, and the advantages of the present invention therefore become particularly apparent.
- paper, cardboard, and tissue also generally differ in their intended uses, particularly writing, protecting, and absorbing.
- low-water processing means that essentially no water is used to separate the fibers from the starting material, which is a significant difference from the wet-laying process.
- the starting material can be, for example, pulp in the form of bales, also called “bale pulp,” or in the form of "fluff pulp.”
- bale pulp pulp in the form of bales
- waste paper for example. Even if the fibers are preferably only dissolved in an air stream during “low-water processing,” this should not preclude the air in the air stream from being conditioned, in particular by adjusting its moisture content.
- the forming fabric has a fiber web side facing the fiber web and a machine side facing away from the fiber web.
- the perforations extend from the fiber web side to the machine side, or vice versa, allowing the fibers to be sucked in.
- the perforations should be sized to prevent fibers from being sucked through them.
- the forming fabric according to the present invention distinguishes the forming fabric according to the present invention from so-called "texturing belts" or the like, which are specifically designed to exert a structuring effect on the fibrous web, e.g. to make its feel and/or appearance more appealing.
- the inventors have recognized that the use of such structuring clothing is disadvantageous as a forming fabric because they make it more difficult to detach the fibrous web from the forming fabric, e.g. during transfer to a next clothing. It is therefore advantageous if the forming fabric is as smooth or flat as possible on its upper side facing the fibrous web.
- the electrically conductive means can be applied to the film covering in the form of a coating.
- the coating can be electrically conductive or have a significantly lower electrical resistance than the rest of the film covering. If the coating is also electrically conductively connected to the machine bed, electrical charge can be effectively dissipated, and no electric field builds up that could negatively influence the fibers' alignment and/or adhesion.
- the coating can be applied to the film covering on the side of the film covering facing the fibrous web during normal operation.
- the coating can also be applied to the side of the film covering facing away from the fibrous web during normal operation. If a corresponding coating is provided on both sides of the film covering, these are preferably electrically conductively connected to one another, for example, via the edges of the film covering. In this way, charge can be conducted from the fibrous web side of the covering to the machine side. from where it can then be very easily transported into the machine bed, for example via electrically conductive deflection rollers.
- a particularly preferred embodiment provides that the coating extends at least partially into the perforations of the film covering, preferably creating an electrically conductive connection between the side of the film covering facing the fibrous web during normal operation and the side of the film covering facing away from the fibrous web during normal operation.
- the coating after the perforation is advantageous to apply the coating after the perforation, as the coating can otherwise hinder the perforation process due to a different laser absorption rate. Furthermore, applying the coating after the perforation allows the coating to extend into the perforations and even cover the perforation walls.
- the coating is preferably applied by spraying, similar to painting, but other processes such as electroplating and/or sputtering are also possible.
- the coating may comprise or be formed from a metallic component.
- the coating may also comprise or be formed from carbon, preferably in the form of graphite or carbon black.
- Carbon is a very good electrical conductor. It can also be present, for example, in the form of so-called “carbon nanotubes.” However, the concentration of such "carbon nanotubes" must be sufficiently high to achieve the desired conductivity.
- the chips 26 produced in the shredder 22 are next fed, preferably by air flow, to a cleaning device 28.
- This cleaning device 28 can be, for example, a so-called air sifter.
- the chips 26 are fed into a riser pipe through which air is blown from below by means of a blower 30.
- the chips 26 are washed around and swirled around by the air flow, whereby impurities 32, such as sand or the like, are released. These contaminants 32 fall due to gravity against the air flow in the riser pipe, where they can exit the riser pipe.
- the chips 26, on the other hand are carried upwards by the air flow and next reach a cyclone air separator device 34, where the air is separated from the chips.
- the separated air can, for example, be returned to the chips 26 upstream of the cleaning device 28, as indicated by an arrow in Figure 1.
- the cleaned chips 26 fall down from the cyclone air separator device 34 into a collection container 36.
- the density of the pulp in the collection container 36, where the pulp is present in chips 26, is preferably a maximum of one quarter of the density of the pulp upstream of the shredder 22, where the pulp is in the form of baled pulp. In other words, the pulp in the form of chips 26 is preferably relatively loose in the collection container 36.
- a continuous flow of chips 26 can then be fed, preferably also by air flow, for which a further blower 38 can be used, to a defibration device 40, where the chips 26 are defibrated into individual fibers in a dry process.
- the individual fibers then pass into an air-laying unit 42 in order to form the dry-laid fibrous web 14 from the fibers.
- the fibrous web 14 is formed on a rotating, air-permeable forming fabric 16, over which the Fibre web 14 is simultaneously transported away.
- the fibrous web 14 is next transferred from the forming unit to a consolidation unit, in which process steps c) and d) are carried out.
- the fibrous web 14 is transferred from the forming fabric 16 to a consolidation fabric 44.
- the consolidation fabric 44 transports the fibrous web 14 through a press nip 46 formed by two rollers.
- the fibrous web 14 is moistened by means of jet nozzles 48, wherein the amount of water and/or binder applied is relatively small, in particular less than 15% by weight, preferably less than 10% by weight, even more preferably less than 8% by weight, based on the weight of the fibrous web 14 before moistening.
- the fibrous web 14 is then passed through a dryer 50 before being wound up on a winder 52.
- the fibrous web 14 is preferably transported overhead by the consolidation fabric 44, for example, by means of negative pressure.
- the moistening of the fibrous web 14 by means of the jet nozzles 48 preferably takes place from below. In this way, neither the forming fabric 16 nor the consolidation fabric 44 is moistened, which significantly reduces the cleaning effort and preferably eliminates the need for cleaning these fabrics 16, 44 at all.
- the consolidation fabric 16 and/or at least one of the two rollers forming the press nip 46 can have a structure for deliberately forming local high-pressure zones in the fibrous web 14.
- the manufacturing process is particularly energy and water-efficient. Furthermore, the addition of chemical additives, such as melt fibers, is eliminated, so the finished fiber web 14 is easily biodegradable and compostable.
- the fibrous web 14 can be imagined as a thin layer of dust.
- the dust layer is held on the forming fabric 16 by vacuum.
- vacuum boxes (not shown in Figures 1 and 2) are arranged in the loop of the forming fabric 16, and the forming fabric 16 is designed to be permeable.
- the film covering 54 which is preferably designed as an endless loop, can be stretched between two rollers R, as shown in Figure 4.
- the perforations 56 can, for example, be drilled into the film covering 54 by the laser in rows, starting from a first side edge 60 of the film covering 54 to a second side edge 62 of the film covering 54 opposite the first side edge 60.
- the film covering 54 is preferably formed essentially from a film laminate comprising several layers 64.
- the layers 64 can consist of monolithic films that are bonded to one another in a planar manner, preferably without any voids between them, for example, by means of thin adhesive layers provided between the films.
- the film laminate comprises four layers 64, all of which are essentially the same thickness. For the sake of clarity, only two of the perforations 56 shown are provided with reference numerals.
- the inventors have recognized that, with a perforated film covering 54 as the forming fabric 16, the fibrous web 14 can generally be transported reliably even at high speeds, with the fibrous web being easier to detach from the forming fabric 16 than with conventional, woven forming fabrics.
- the process for detaching the fibers from the forming fabric 16 can be negatively affected, and fibers can permanently accumulate as contamination in certain places.
- electrically conductive means 66 in and/or on the film covering in order to counteract the build-up of electrostatic forces between the forming fabric 16 and the individual fibers and/or fiber bundles or to dissolve already existing electrostatic forces.
- Figure 6 schematically shows a first embodiment of a foil covering 54 according to the invention with electrically conductive means 66.
- a coating 68 is applied to both sides of the foil covering 54, forming the electrically conductive means 66.
- the coating 68 is electrically conductive, for example, by comprising carbon black or graphite.
- the coating 68 was applied only after the perforation of the foil covering 54 and extends therefore also into the perforations 56. Specifically, it covers the side walls of the perforations 56 in such a way that an electrically conductive connection is established between the two sides of the foil covering 54.
- the coating 68 can preferably be applied by spraying. However, other processes, such as electroplating and sputtering, are also possible.
- electrically conductive means that it has an electrical resistance that is significantly lower than that of the film covering 54, or significantly lower than that of the layers 64 of the film laminate.
- the specific electrical resistance of the electrically conductive means 66 is less than 250 ohms*cm.
- the specific electrical resistance (in ohms*cm) of the electrically conductive means 66 is understood to be the electrical resistance (in ohms) per length (in cm) and per reciprocal of the cross-sectional area of the electrically conductive means 66 (in 1/cm 2 ).
- Figure 7 schematically shows a second embodiment of a foil covering 54 according to the invention with electrically conductive means 66.
- at least one layer 64 in this exemplary embodiment, precisely one layer 64, namely the uppermost layer 64—is electrically conductive, for example, by comprising carbon black or graphite.
- FIG 8 schematically shows a third embodiment of a foil covering 54 according to the invention with electrically conductive means 66.
- Electrically conductive threads 70 in particular copper threads with a very small diameter, are applied, for example, glued, to one of the two surfaces of the foil covering 54.
- the threads 70 are preferably so thin and aligned that they do not obscure any perforations 56.
- the side edges 60, 62 can also include electrically conductive means 66, so that electrical charge can be easily discharged via the side edges 60, 62 into the bed of the machine 10.
- the method according to the invention makes it possible to produce a dry-laid fibrous web 14 at a production speed of more than 400 m/min and/or a width of more than 200 cm, and/or with a quantity of more than 1 t/h.
- the fibrous web can, in particular, be a tissue web with a basis weight between 28 g/m 2 and 42 g/m 2
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- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung einer luftgelegten Faserstoffbahn mittels eines als perforierte Folienbespannung ausgebildeten Formiersiebs Process for producing an air-laid fibrous web by means of a forming fabric designed as a perforated film covering
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, aus einer faserstoffhaltigen Ausgangsware, umfassend folgende Schritte: a) wasserarme Aufbereitung der faserstoffhaltigen Ausgangsware in einem Luftstrom zu Einzelfasern und/oder Faserbündel; b) Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Faserstoffbahn durch ein Trockenformierungsverfahren, bei welchem die Einzelfasern und/oder Faserbündel auf einem Formiersieb abgelegt werden; c) Aufbringen von höchstens 30 Gew.%, bevorzugt höchsten 20 Gew.%, weiter bevorzugst höchstens 10 Gew.%, an Wasser und/oder Bindemitteln auf die Fasern der formierten Faserstoffbahn; d) Verfestigen der formierten Faserstoffbahn. The present invention relates to a method for producing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, from a fibrous starting material, comprising the following steps: a) low-water processing of the fibrous starting material in an air stream to form individual fibers and/or fiber bundles; b) forming the individual fibers and/or fiber bundles in the air stream to form a flat fibrous web by a dry forming method in which the individual fibers and/or fiber bundles are laid down on a forming fabric; c) applying at most 30% by weight, preferably at most 20% by weight, more preferably at most 10% by weight, of water and/or binders to the fibers of the formed fibrous web; d) consolidating the formed fibrous web.
Viele Faserstoffbahnen und insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen wurden in der Vergangenheit und werden auch heute noch im industriellen Maßstab fast ausschließlich im Nassverfahren herstellt. Dazu wird, sofern kein Altpapier verwendet wird, in der Regel Ballen-Zellstoff in einer Bütte in großen Mengen an Wasser aufgelöst, so dass sich eine Faser-Suspension ergibt, die zu etwa 99 Gew.-% aus Wasser und nur zu etwa 1 Gew.-% aus Fasern besteht. Die Faser-Suspension wird dann zur Blattbildung über einen Stoffauflauf auf ein Formiersieb aufgebracht und vorentwässert. Anschließend wird die Faserstoffbahn durch Druck und Wärme entwässert bzw. getrocknet, bis sie am Ende aufgewickelt und/oder anderweitig verarbeitet werden kann. Das Nassverfahren hat den Vorteil, dass sich beim Entwässern bzw. Trocknen zwischen den einzelnen Fasern Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden, welche der Faserstoffbahn die notwendige Festigkeit verleihen. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass für die Trocknung der Faserstoffbahn große Mengen an Energie benötigt werden. Gerade vor dem Hintergrund des heutigen Klimawandels wird daher intensiv nach Alternativen zu diesem klassischen Nassverfahren gesucht. Als Alternative zum Nassverfahren ist zum Beispiel aus der DruckschriftMany fibrous webs, and in particular paper, board, and tissue webs, were and still are produced almost exclusively on an industrial scale using the wet process. Unless waste paper is used, baled pulp is usually dissolved in large quantities of water in a vat to produce a fiber suspension consisting of approximately 99% water by weight and only approximately 1% fiber by weight. The fiber suspension is then applied to a forming fabric via a headbox and pre-dewatered to form a sheet. The fibrous web is then dewatered or dried using pressure and heat until it can finally be wound up and/or processed in another way. The wet process has the advantage that hydrogen bonds form between the individual fibers during dewatering or drying, giving the fibrous web the necessary strength. A disadvantage of this process, however, is that large amounts of energy are required to dry the fibrous web. Especially in light of today's climate change, alternatives to this classic wet process are being intensively sought. As an alternative to the wet process, for example, the publication
US 4,167,378 ein trockenes Luftlegeverfahren bekannt, bei welchem Fasern im weitgehend trockenen Zustand zu einer Faserstoffbahn abgelegt werden. Um der Faserstoffbahn die notwendige Festigkeit zu verleihen, werden dieser nur relativ geringe Mengen an Wasser (zur Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen) und/oder an anderen Bindemitteln zugegeben. Dies führt dazu, dass deutlich weniger Energie für die Trocknung aufgebracht werden muss. Das Ablegen der Fasern erfolgt in der Regel auf ein gewobenes Formiersieb, welches luftdurchlässig ist, um die Fasern von unterhalb des Formiersiebs anzusaugen. Alternativ können auch luftdurchlässige Spiralsiebe als Formiersiebe verwendet werden. US 4,167,378 discloses a dry air-laying process in which fibers are laid in a largely dry state to form a fibrous web. To impart the necessary strength to the fibrous web, only relatively small amounts of water (to form hydrogen bonds) and/or other binders are added. This results in significantly less energy being required for drying. The fibers are usually laid onto a woven forming fabric, which is permeable to air to draw in the fibers from below the forming fabric. Alternatively, air-permeable spiral fabrics can also be used as forming fabrics.
Eine Herausforderung bei diesem Verfahren besteht unter anderem darin, die auf dem Formiersieb abgelegte Faserstoffbahn zuverlässig zu transportieren und dann an eine weitere Behandlungseinheit, insbesondere eine Verfestigungseinheit, zu übergeben, ohne dass die Fasern dabei verwirbeln oder sich lokal anhäufen oder irgendwo dauerhaft hängen bleiben. Solange auf die Fasern noch kein Wasser und/oder Bindemittel aufgebracht und die Faserstoffbahn verfestigt wurde, gibt es so gut wie keinen Zusammenhalt zwischen den Fasern der Faserstoffbahn. Aktuell ist dies noch weitgehend unproblematisch, da das trockene Luftlegeverfahren heute primär nur zur Herstellung von Sanitätsprodukten, wie zum Beispiel Windeln, zum Einsatz kommt und nicht zur Herstellung von Papier-, Karton oder Tissuebahnen, zumindest nicht im industriellen Maßstab. Mit steigenden Faserstoffmengen und/oder Produktionsgeschwindigkeiten treten jedoch zunehmend Probleme, insbesondere hinsichtlich einer Verwirbelung der Fasern und/oder einem Hängenbleiben der Fasern am Ende des Formiersiebs, wo die Faserstoffbahn das Formiersieb verlassen soll, auf. One of the challenges of this process is to reliably transport the fibrous web deposited on the forming fabric and then transfer it to a further treatment unit, in particular a bonding unit, without the fibers becoming entangled, accumulating locally, or becoming permanently stuck somewhere. As long as no water and/or binder has been applied to the fibers and the fibrous web has been bonded, there is virtually no cohesion between the fibers of the fibrous web. Currently, this is largely unproblematic, as the dry air-laying process is primarily used today to manufacture medical products such as diapers, and not to produce paper, board, or tissue webs, at least not on an industrial scale. However, with increasing fiber quantities and/or production speeds, problems increasingly arise, particularly with regard to fiber entanglement and/or fibers becoming stuck at the end of the forming fabric where the fibrous web is supposed to leave the forming fabric.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor genannten Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, mit denen sich eine qualitativ hochwertige Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, im trockenen Luftlegeverfahren zuverlässig herstellen lässt. Dies soll im industriellen Maßstab möglich sein, d.h. mit Produktionsmengen von mehreren Gewichtstonnen pro Tag, vorzugsweise von wenigstens einer Gewichtstonne pro Stunde, wobei die hergestellte Faserstoffbahn vorzugsweise am Ende der Herstellungsmaschine als Rollenware aufgewickelt wird. It is therefore the object of the present invention to solve or at least reduce the aforementioned problems of the prior art. In particular, a method and a device are to be provided with which a high-quality fibrous web, in particular paper, cardboard or tissue web, can be can be reliably produced using a dry air-laying process. This should be possible on an industrial scale, i.e., with production quantities of several tonnes per day, preferably at least one ton per hour, with the produced fibrous web preferably being wound up as a roll at the end of the production machine.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird die Aufgabe nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch das eingangs beschriebene, gattungsgemäße Herstellverfahren gelöst, welches sich dadurch besonders auszeichnet, dass das Formiersieb eine perforierte Folienbespannung umfasst, vorzugsweise im Wesentlichen aus einer perforierten Folienbespannung gebildet ist, wobei in und/oder auf der Folienbespannung elektrisch leitfähige Mittel angeordnet sind. This object is achieved by the features of the independent claims. The dependent claims describe advantageous developments of the present invention. In particular, according to a first aspect of the present invention, the object is achieved by the generic manufacturing method described above, which is particularly characterized in that the forming fabric comprises a perforated film covering, preferably being formed essentially from a perforated film covering, with electrically conductive means arranged in and/or on the film covering.
Die Erfinder haben erkannt, dass perforierte Folienbespannungen zu einem besseren Ablöseverhalten am Ende des Transportwegs, wo die Faserstoffbahn an die nächste Behandlungseinheit zu übergeben ist, führen können, im Vergleich zu herkömmlichen, gewobenen Sieben. Vermutlich ist dies darauf zurückzuführen, dass an den Kreuzungsstellen von Fäden der gewobenen Siebe die Fasern eher hängenbleiben. Jedoch kommt dieser Vorteil der perforierten Folienbespannungen nur dann vollumfänglich zum Tragen, wenn in oder an diesen gezielt Mittel vorgesehen werden, um dem Aufbau elektrostatischer Kräfte entgegenzuwirken oder aus vorgeschalteten Prozessschritten bereits vorhandene, elektrostatische Kräfte wieder aufzulösen. Die Ursachen und Erzeuger von elektrostatischer Aufladung der Fasern können vielseitig sein. Da die perforierten Folienbespannungen eine größere Kontaktfläche zu den sie im Kreis führenden Walzen und ggf. weiteren statischen Bauteilen, wie zum Beispiel den Vakuumkästen, haben, kommt es bei ihnen zu einer erhöhten Reibung im Vergleich zu gewobenen Sieben. Diese Reibung kann - anders als beim Nasslegeverfahren - schnell zu elektrostatischen Aufladungen führen, die einen unerwünschten Einfluss auf die Formation und Anhaftung der Fasern haben können. Alternativ oder zusätzlich kann es jedoch auch passieren, dass die Fasern bereits geladen aus den Rohrleitungen in die Formierköpfe eintreten. Sie können zudem im trockenen Klima ständig durch Kontakt mit den Rohrleitungen, anderen Fasern etc. ihre Ladung ändern. The inventors have recognized that perforated film coverings can lead to better release behavior at the end of the transport path, where the fiber web is transferred to the next treatment unit, compared to conventional woven fabrics. This is presumably due to the fact that the fibers are more likely to get caught at the intersection points of the threads of the woven fabrics. However, this advantage of perforated film coverings only becomes fully apparent if specific means are provided in or on the fabric to counteract the buildup of electrostatic forces or to dissipate electrostatic forces already present from upstream process steps. The causes and generators of electrostatic charging of the fibers can be diverse. Since the perforated film coverings have a larger contact surface with the rollers that guide them in a circular motion and possibly with other static components, such as the vacuum boxes, they experience increased friction compared to woven fabrics. This friction can - unlike the wet-laying process - quickly lead to electrostatic charges, which can have an undesirable effect on the formation and adhesion of the fibers. Alternatively or additionally, it can also happen that the fibers are already They enter the forming heads charged from the pipelines. In dry climates, they can also constantly change their charge through contact with the pipelines, other fibers, etc.
Die Folienbespannung kann im Wesentlichen aus einer monolithisch aufgebauten Folie bestehen oder ein Folienlaminat sein. Unter dem Begriff „Folie“ ist dabei ein flächiges Gebilde zu verstehen, welches in der Regel aus einem Kunststoff besteht und welches perse wasserundurchlässig ist. Die Folie kann durch Gießen, Extrudieren oder einem anderen Prozess hergestellt werden. Unter dem Begriff „Folienlaminat“ ist hingegen ein Gebilde zu verstehen, das aus mehreren Schichten besteht, die ihrerseits Folien sind und die flächig, insbesondere ohne die Schaffung von Hohlräumen, miteinander verbunden sind, zum Beispiel durch Verkleben oder Verschweißen. Die Folienschichten können aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Ferner können sie alle dieselbe Dicke oder unterschiedliche Dicken aufweisen. Die Gesamtdicke des Folienlaminats sollte zwischen 0,5mm und 1 ,5mm liegen. Ein Folienlaminat wird in der Regel bevorzugt, da es den Vorteil aufweist, dass die einzelnen Lagen besser vor dem Laminieren bi- oder monoaxial verstreckt werden können als eine monolithische Folie mit derselben Dicke wie das Folienlaminat, so dass ein Folienlaminat höhere Zugfestigkeiten gegenüber einer monolithisch ausgebildeten Folie gleicher Dicke aufweisen kann. Alternativ kann jedoch das Formiersieb auch zum Beispiel aus einer Kombination eines solchen perforierten Folienlaminats und einem herkömmlichen Gewebe bestehen, wobei in diesem Fall das Folienlaminat vorzugsweise auf der der Faserstoffbahn im bestimmungsgemäßen Gebrauch zugewandten Seite des Formiersiebs angeordnet ist. The film covering can essentially consist of a monolithic film or be a film laminate. The term “film” refers to a flat structure, usually made of plastic, which is inherently waterproof. The film can be produced by casting, extrusion or another process. The term “film laminate”, on the other hand, refers to a structure consisting of several layers, which are themselves films and which are bonded to one another over the entire surface, in particular without creating any cavities, for example by gluing or welding. The film layers can be made of the same material or different materials. Furthermore, they can all have the same thickness or different thicknesses. The total thickness of the film laminate should be between 0.5 mm and 1.5 mm. A film laminate is generally preferred because it has the advantage that the individual layers can be more easily stretched bi- or monoaxially prior to lamination than a monolithic film of the same thickness as the film laminate, so that a film laminate can exhibit higher tensile strengths than a monolithic film of the same thickness. Alternatively, however, the forming fabric can also consist, for example, of a combination of such a perforated film laminate and a conventional fabric, in which case the film laminate is preferably arranged on the side of the forming fabric facing the fibrous web during intended use.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist als Papierbahn eine Bahn aus „üblichem“ Papier, insbesondere aus einem so genannten graphischen Papier zu verstehen. Eine Papierbahn unterscheidet sich dabei von einer Karton- oder Tissuebahn primär durch das spezifische Flächengewicht (gemessen in g/m2), wobei das spezifische Flächengewicht einer Kartonbahn höher und das spezifische Flächengewicht einer Tissuebahn niedriger als jenes einer Papierbahn ist. Insbesondere kann es sich bei der Faserstoffbahn um eine Tissuebahn mit einem spezifische Flächengewicht von 28g/m2 bis 42g/m2 handeln. Bei solch leichten Faserstoffbahnen ist das Problem des sich sauber Lösens von dem Formiersieb besonders ausgeprägt und kommen daher die Vorteile der vorliegenden Erfindung besonders zum Tragen. Neben den unterschiedlichen Flächengewichten unterscheiden sich Papier, Karton und Tissue in der Regel auch von ihren angedachten Einsatzzwecken, insbesondere Schreiben, Schützen und Saugen. For the purposes of the present invention, a paper web is understood to be a web made of "conventional" paper, in particular of a so-called graphic paper. A paper web differs from a cardboard or tissue web primarily in its specific basis weight (measured in g/m 2 ), whereby the specific basis weight of a cardboard web is higher and the specific basis weight of a tissue web is lower than that of a paper web. In particular, the fibrous web can be a tissue web with a specific basis weight of 28g/ m² to 42g/ m² . With such lightweight fibrous webs, the problem of cleanly separating from the forming fabric is particularly pronounced, and the advantages of the present invention therefore become particularly apparent. In addition to the different basis weights, paper, cardboard, and tissue also generally differ in their intended uses, particularly writing, protecting, and absorbing.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „wasserarme Aufbereitung“, dass zum Vereinzeln der Fasern aus der Ausgangsware im Wesentlichen kein Wasser verwendet wird, was ein signifikanter Unterschied zum Nasslegeverfahren ist. Bei der Ausgangsware kann es sich zum Beispiel um Pulp in Form von Ballenware, auch „bale pulp“ genannt, oder in Form von „fluff pulp“ handeln. Alternativ ist es auch denkbar, zum Beispiel auf Altpapier zurückzugreifen. Auch wenn die Fasern bei der „wasserarmen Aufbereitung“ vorzugsweise nur in einem Luftstrom aufgelöst werden, soll dies nicht ausschließen, dass die Luft des Luftstroms konditioniert sein kann, insbesondere hinsichtlich ihres Feuchtegehalts eingestellt sein kann. For the purposes of the present invention, "low-water processing" means that essentially no water is used to separate the fibers from the starting material, which is a significant difference from the wet-laying process. The starting material can be, for example, pulp in the form of bales, also called "bale pulp," or in the form of "fluff pulp." Alternatively, it is also conceivable to use waste paper, for example. Even if the fibers are preferably only dissolved in an air stream during "low-water processing," this should not preclude the air in the air stream from being conditioned, in particular by adjusting its moisture content.
Das Formiersieb weist eine der Faserstoffbahn zugewandte Faserstoffbahnseite und eine der Faserstoffbahn abgewandte Maschinenseite auf. Die Perforationen erstrecken sich von der Faserstoffbahnseite zur Maschinenseite, bzw. umgekehrt, und ermöglichen damit, dass die Fasern angesaugt werden können. Die Perforationen sollten dabei so bemessen sein, dass verhindert wird, dass Fasern durch diese hindurchgesaugt werden. The forming fabric has a fiber web side facing the fiber web and a machine side facing away from the fiber web. The perforations extend from the fiber web side to the machine side, or vice versa, allowing the fibers to be sucked in. The perforations should be sized to prevent fibers from being sucked through them.
Vorzugsweise wird auf das Formiersieb und/oder auf die Faserstoffbahn, während sich diese auf dem Formiersieb befindet, kein Wasser und/oder Bindemittel aufgebracht. Durch das Vorsehen der elektrisch leitfähigen Mittel in und/oder auf der als Formiersieb dienenden Folienbespannung ist die Applikation von Wasser und/oder Bindemittel an dieser Stelle nicht nötig, um elektrische Ladung abzuleiten bzw. die Entstehung von elektrostatischer Aufladung zu vermeiden. Je weniger Wasser und/oder Bindemittel verwendet werden, desto weniger Energie ist für die Trocknung der Faserstoffbahn notwendig. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Formiersieb auf der der Faserstoffbahn zugewandten Seite so eben ausgebildet ist, dass die fertige Faserstoffbahn keine von dem Formiersieb stammende, mit bloßem Auge erkennbare Texturierung aufweist. Dies unterscheidet das Formiersieb gemäß der vorliegenden Erfindung von so genannten „texturing belts“ oder dergleichen, welche gezielt darauf ausgelegt sind, einen strukturierenden Effekt auf die Faserstoffbahn auszuüben, z.B. um dessen Haptik und/oder Optik ansprechender zu machen. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass die Verwendung solcher strukturierenden Bespannungen als Formiersieb unvorteilhaft ist, da sie das Ablösen der Faserstoffbahn von dem Formiersieb, z.B. bei Übergabe auf eine nächste Bespannung, erschweren. Deswegen ist es vorteilhaft, wenn das Formiersieb auf seiner der Faserstoffbahn zugewandten Oberseite möglichst glatt bzw. eben ausgebildet ist. Preferably, no water and/or binder is applied to the forming fabric and/or the fibrous web while it is on the forming fabric. By providing the electrically conductive means in and/or on the film covering serving as the forming fabric, the application of water and/or binder at this point is not necessary to dissipate electrical charge or prevent the buildup of electrostatic charge. The less water and/or binder used, the less energy is required to dry the fibrous web. It is further proposed that the forming fabric be so flat on the side facing the fibrous web that the finished fibrous web does not have any texturing originating from the forming fabric that is visible to the naked eye. This distinguishes the forming fabric according to the present invention from so-called "texturing belts" or the like, which are specifically designed to exert a structuring effect on the fibrous web, e.g. to make its feel and/or appearance more appealing. However, the inventors have recognized that the use of such structuring clothing is disadvantageous as a forming fabric because they make it more difficult to detach the fibrous web from the forming fabric, e.g. during transfer to a next clothing. It is therefore advantageous if the forming fabric is as smooth or flat as possible on its upper side facing the fibrous web.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die elektrisch leitfähigen Mittel in Form einer Beschichtung auf der Folienbespannung aufgebracht sein. Dabei kann die Beschichtung elektrisch leitfähig sein, bzw. einen merklich geringeren elektrischen Widerstand als die restliche Folienbespannung aufweisen. Wenn die Beschichtung zudem noch elektrisch leitfähig mit dem Maschinenbett verbunden ist, kann so elektrische Ladung gut abgeleitet werden und es baut sich kein elektrisches Feld auf, welches die Fasern negativ hinsichtlich ihrer Ausrichtung und/oder Anhaftung beeinflussen kann. In an advantageous embodiment of the present invention, the electrically conductive means can be applied to the film covering in the form of a coating. The coating can be electrically conductive or have a significantly lower electrical resistance than the rest of the film covering. If the coating is also electrically conductively connected to the machine bed, electrical charge can be effectively dissipated, and no electric field builds up that could negatively influence the fibers' alignment and/or adhesion.
Insbesondere kann die Beschichtung auf der der Faserstoffbahn im bestimmungsgemäßen Betrieb zugewandten Seite des Folienbespannung auf der Folienbespannung aufgebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtung jedoch auch auf der der Faserstoffbahn im bestimmungsgemäßen Betrieb abgewandten Seite des Folienbespannung auf der Folienbespannung aufgebracht sein. Sofern auf beiden Seiten der Folienbespannung eine entsprechende Beschichtung vorgesehen ist, sind diese vorzugsweise elektrisch leitend miteinander verbunden, zum Beispiel über die Ränder der Folienbespannung. Auf diese Weise kann Ladung von der Faserstoffbahnseite der Bespannung zu der Maschinenseite geleitet werden, von wo sie dann sehr einfach, zum Beispiel über elektrisch leitfähige Umlenkwalzen, ins Maschinenbett abgeführt werden kann. In particular, the coating can be applied to the film covering on the side of the film covering facing the fibrous web during normal operation. Alternatively or additionally, the coating can also be applied to the side of the film covering facing away from the fibrous web during normal operation. If a corresponding coating is provided on both sides of the film covering, these are preferably electrically conductively connected to one another, for example, via the edges of the film covering. In this way, charge can be conducted from the fibrous web side of the covering to the machine side. from where it can then be very easily transported into the machine bed, for example via electrically conductive deflection rollers.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Beschichtung zumindest teilweise in die Perforationen der Folienbespannung hineinreicht, vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der der Faserstoffbahn im bestimmungsgemäßen Betrieb zugewandten Seite des Folienbespannung und der der Faserstoffbahn im bestimmungsgemäßen Betrieb abgewandten Seite des Folienbespannung schafft. A particularly preferred embodiment provides that the coating extends at least partially into the perforations of the film covering, preferably creating an electrically conductive connection between the side of the film covering facing the fibrous web during normal operation and the side of the film covering facing away from the fibrous web during normal operation.
Insbesondere dann, wenn die Perforationen mittels eines Lasers in die Folienbespannung eingebracht werden, ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtung erst nach dem Perforieren auf die Folienbespannung aufgebracht wird, da die Beschichtung ansonsten durch eine andere Laserabsorptionsrate den Perforationsprozess behindern kann. Ferner ermöglicht ein erst nach dem Perforieren erfolgendes Beschichten, dass die Beschichtung in die Perforationen hineinreicht, bzw. auch die Wandungen der Perforationen bedeckt. Especially when the perforations are created using a laser in the film covering, it is advantageous to apply the coating after the perforation, as the coating can otherwise hinder the perforation process due to a different laser absorption rate. Furthermore, applying the coating after the perforation allows the coating to extend into the perforations and even cover the perforation walls.
Die Beschichtung wird vorzugsweise durch Sprühen, ähnlich wie beim Lackieren, aufgebracht, jedoch sind auch andere Verfahren, wie Galvanisieren und/oder Sputtering möglich. The coating is preferably applied by spraying, similar to painting, but other processes such as electroplating and/or sputtering are also possible.
Die Beschichtung kann einen metallischen Bestandteil umfassen oder daraus gebildet sein. Alternativ kann die Beschichtung jedoch auch Kohlenstoff, vorzugsweise in Form von Graphit oder Ruß, umfassen oder daraus gebildet sein. Kohlenstoff ist ein sehr guter elektrischer Leiter. Er kann zum Beispiel auch in Form von so genannten „carbon nano tubes“ vorliegen. Die Konzentration solcher „carbon nano tubes“ muss jedoch ausreichend hoch gewählt werden, um die gewünschte Leitfähigkeit zu erzielen. The coating may comprise or be formed from a metallic component. Alternatively, the coating may also comprise or be formed from carbon, preferably in the form of graphite or carbon black. Carbon is a very good electrical conductor. It can also be present, for example, in the form of so-called "carbon nanotubes." However, the concentration of such "carbon nanotubes" must be sufficiently high to achieve the desired conductivity.
Alternativ zur Beschichtung können die elektrisch leitfähigen Mittel jedoch auch in einem Kunststoffmatenal wenigstens einer Schicht der Folienbespannung vorgesehen sein. Beispielsweise können in dieser wenigstens einen Schicht Rußpartikel oder carbon nano tubes vorhanden sein, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich können die elektrisch leitfähigen Mittel bei einem Folienlaminat auch in wenigstens einer Klebschicht zwischen zwei benachbarten Lagen des Folienlaminats vorgesehen sein. Alternatively to the coating, the electrically conductive means can also be incorporated into a plastic material of at least one layer of the film covering For example, soot particles or carbon nanotubes can be present in this at least one layer to increase electrical conductivity. Alternatively or additionally, in a film laminate, the electrically conductive means can also be provided in at least one adhesive layer between two adjacent layers of the film laminate.
Eine weitere Alternative zur Beschichtung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Mittel in Form von elektrisch leitfähigen Fäden ausgebildet sein können, welche auf wenigstens einer Seite der Folienbespannung angeordnet sind. Vorzugsweise sind sie auf der Faserstoffbahnseite der Folienbespannung angeordnet. Beispielsweise kann es sich bei den Fäden um sehr dünne Kupferdrähte handeln, die auf der Faserstoffbahnseite der Folienbespannung befestigt, zum Beispiel geklebt, sind. Another alternative to the coating provides that the electrically conductive means can be in the form of electrically conductive threads arranged on at least one side of the film covering. They are preferably arranged on the fibrous web side of the film covering. For example, the threads can be very thin copper wires that are attached, for example, glued, to the fibrous web side of the film covering.
Unabhängig davon, wie die elektrisch leitfähigen Mittel genau ausgebildet sind, ist es vorteilhaft, wenn die elektrisch leitfähigen Mittel in und/oder auf der Folienbespannung derart angeordnet sind, dass ein erster Seitenrand des Formiersiebs mit einem dem ersten Seitenrand gegenüberliegenden zweiten Seitenrand des Formiersiebs elektrisch leitend verbunden ist. So kann die Ladung zum Beispiel an beiden Seitenrändern der Folienbespannung, zum Beispiel durch eine dort anliegende Kohlefaserbürste, in das Maschinenbett abgeführt werden. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass zum Beispiel die Faserstoffbahnseite vollflächig elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Stattdessen reicht es aus, wenn nur in bestimmten Abständen elektrisch leitfähige Fäden oder Beschichtungsstreifen vorhanden sind, die sich in Maschinenquerrichtung des Formiersiebs erstrecken. In diesem Fall sind vorzugsweise die Seitenränder des Formiersiebs durchgehend elektrisch leitfähig ausgebildet. Regardless of the exact design of the electrically conductive means, it is advantageous if the electrically conductive means are arranged in and/or on the film covering such that a first side edge of the forming fabric is electrically conductively connected to a second side edge of the forming fabric opposite the first side edge. For example, the charge can be discharged into the machine bed at both side edges of the film covering, for example by a carbon fiber brush applied there. It is not absolutely necessary for the entire surface of the fibrous web to be electrically conductive. Instead, it is sufficient if electrically conductive threads or coating strips are present only at specific intervals and extend in the cross-machine direction of the forming fabric. In this case, the side edges of the forming fabric are preferably electrically conductive throughout.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Mittel in und/oder auf der Folienbespannung derart angeordnet sind, dass sich eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Streifen ergeben, die sich zwischen beiden Seitenrändern des Formiersiebs, vorzugsweise in Breitenrichtung der Folienbespannung, erstrecken, wobei die einzelnen Streifen keine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen sich aufweisen. Insbesondere sollen in diesem Fall die Seitenränder des Formiersiebs gerade nicht durchgehend elektrisch leitfähig ausgebildet sein. Die Streifen können zum Beispiel durch elektrisch leitfähige Fäden oder durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung bereitgestellt werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass das umlaufende Formiersieb an unterschiedlichen Abschnitten unterschiedlich elektrostatisch geladen oder entladen sein bzw. werden kann. Insbesondere ist es möglich, in einem vorderen Abschnitt des umlaufenden Formiersiebs, wo die Fasern auf das Formiersieb abgelegt werden, eine elektrostatische Aufladung zuzulassen, um die Fasern auf dem Formiersieb bewusst zu halten, wohingegen in einem hinteren Abschnitt des Formiersiebs, wo die Faserstoffbahn von dem Formiersieb an eine weitere Behandlungseinheit, zum Beispiel an ein Verfestigungssieb, übergeben werden soll, gezielt eine elektrostatische Entladung herbeigeführt werden kann, um eine Anziehung zwischen dem Formiersieb und der Faserstoffbahn auf Grund elektrostatischer Kräfte an dieser Stelle zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Die Streifen sollten dazu eine Breite aufweisen, die vorzugsweise nicht größer als die Länge eines Transferbereichs ist, in dem die Übergabe der Faserstoffbahn von dem Formiersieb zu einer nachfolgenden Behandlungseinheit erfolgt. Zwischen jeweils zwei benachbarten elektrisch leitfähigen Streifen kann jeweils ein Isolatorstreifen vorgesehen sein, welcher nicht elektrisch leitfähig ist. Die Breite des Isolatorstreifens kann dabei merklich kleiner sein als die Breite der elektrisch leitfähigen Streifen. In dem Transferbereich können zum Beispiel elektrisch leitfähige Bürsten die Seitenränder des Formiersiebs berühren, um die elektrostatische Ladung in diesem Bereich gezielt aus dem Formiersieb zum Beispiel ins Maschinenbett abzuleiten. A particularly advantageous development of the present invention provides that the electrically conductive means are arranged in and/or on the film covering in such a way that a plurality of electrically conductive strips are produced which extend between the two side edges of the forming fabric, preferably in the width direction of the film covering, wherein the individual strips do not have an electrically conductive connection between them. In particular, in this case the side edges of the forming fabric should not be electrically conductive throughout. The strips can be provided, for example, by electrically conductive threads or by an electrically conductive coating. The advantage of this embodiment is that the rotating forming fabric can be electrostatically charged or discharged to different degrees in different sections. In particular, it is possible to allow an electrostatic charge in a front section of the rotating forming fabric, where the fibers are laid down on the forming fabric, in order to deliberately hold the fibers on the forming fabric, whereas in a rear section of the forming fabric, where the fibrous web is to be transferred from the forming fabric to a further treatment unit, for example to a bonding fabric, an electrostatic discharge can be deliberately brought about in order to avoid or at least reduce an attraction between the forming fabric and the fibrous web due to electrostatic forces at this point. The strips should have a width that is preferably no greater than the length of a transfer zone in which the fibrous web is transferred from the forming fabric to a subsequent treatment unit. A non-electrically conductive insulator strip can be provided between each two adjacent electrically conductive strips. The width of the insulator strip can be significantly smaller than the width of the electrically conductive strips. In the transfer zone, for example, electrically conductive brushes can touch the side edges of the forming fabric to specifically dissipate the electrostatic charge in this zone from the forming fabric, for example, into the machine bed.
Die Perforationen können in der Folienbespannung durch Bohren, insbesondere Laserbohren, und/oder durch Stanzen und/oder durch Heißnadeln eingebracht sein. Insbesondere mit Laserbohren ist es möglich, sehr feine Perforationen mit einer hohen Anzahl an Perforationen pro Fläche in die Folienbespannung einzubringen. Dies kann zu einem über die Fläche sehr gleichmäßigen Ansaugen der Fasern führen. Beim Heißnadeln wird die Folie mit einer heißen Nadel durchstoßen, wobei das Folienmaterial, anders als beim Stanzen, nur verdrängt und nicht abgetrennt wird. Hierdurch entsteht beim Heißnadeln weniger oder gar kein Abfall, was von Vorteil ist. Anders als beim Stanzen, können beim Bohren, insbesondere Laserbohren, und beim Heißnadeln die Wandungen der Perforationen einen Winkel ungleich 90° zu der Faserstoffbahnseite und/oder Maschinenseite des Formiersiebs aufweisen. Insbesondere können sich die Perforationen verjüngen. The perforations can be introduced into the film covering by drilling, particularly laser drilling, and/or by punching and/or hot-needling. Laser drilling, in particular, makes it possible to create very fine perforations with a high number of perforations per surface area in the film covering. This can lead to very even fiber absorption across the surface. With hot-needling, the film is pierced with a hot needle. Unlike punching, the film material is only displaced and not severed. This results in less or no waste during hot-needling, which is a benefit. Unlike punching, drilling, especially laser drilling, and hot-needling can result in perforation walls that are at an angle other than 90° to the fibrous web side and/or the machine side of the forming fabric. In particular, the perforations can be tapered.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Formiersieb für die Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer faserstoffhaltigen Ausgangsware gemäß dem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren, wobei das Formiersieb eine perforierte Folienbespannung umfasst, vorzugsweise im Wesentlichen aus einer perforierten Folienbespannung gebildet ist und wobei in und/oder auf der Folienbespannung elektrisch leitfähige Mittel angeordnet sind. A further aspect of the present invention relates to a forming fabric for producing a fibrous web from a fibrous starting material according to the method according to the invention described above, wherein the forming fabric comprises a perforated film covering, preferably being formed substantially from a perforated film covering, and wherein electrically conductive means are arranged in and/or on the film covering.
Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer faserstoffhaltigen Ausgangsware gemäß dem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend ein zuvor beschriebenes, erfindungsgemäßes Formiersieb. A still further aspect of the present invention relates to a machine for producing a fibrous web from a fibrous starting material according to the above-described method according to the invention, comprising a above-described forming fabric according to the invention.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Mittel in und/oder auf der Folienbespannung derart angeordnet sind, dass sich eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Streifen ergeben, die sich zwischen beiden Seitenrändern des Formiersiebs, vorzugsweise in Breitenrichtung der Folienbespannung, erstrecken, wobei die einzelnen Streifen keine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen sich aufweisen, und dass die Maschine in einem Transferbereich, in welchem die Faserstoffbahn von dem Formiersieb an eine weitere Behandlungseinheit, insbesondere an ein Verfestigungssieb, übergeben wird, Mittel, insbesondere elektrisch leitfähige Bürsten, umfasst, die ausgebildet sind, das Formiersieb in dem Transferbereich gezielt elektrostatisch zu entladen. Im Gegensatz dazu wird vorzugsweise das Formiersieb ein einem dem Transferbereich vorgelagerten Bereich, in dem die Fasern auf dem Formiersieb abgelegt und die sich daraus bildende Faserstoffbahn auf dem Formiersieb transportiert wird, elektrostatisch nicht entladen. Damit kann in diesem Bereich die Haftung der Fasern bzw. der Faserstoffbahn an das Formiersieb erhöht werden. An advantageous development of the present invention provides that the electrically conductive means are arranged in and/or on the film covering in such a way as to form a plurality of electrically conductive strips which extend between both side edges of the forming fabric, preferably in the width direction of the film covering, wherein the individual strips have no electrically conductive connection between them, and that the machine comprises means, in particular electrically conductive brushes, in a transfer area in which the fibrous web is transferred from the forming fabric to a further treatment unit, in particular to a consolidation fabric, which are designed to specifically electrostatically discharge the forming fabric in the transfer area. In contrast, the forming fabric is preferably arranged in an area upstream of the transfer area in which the fibers are deposited on the forming fabric and the resulting fibrous web is transported on the forming fabric. electrostatically discharged. This increases the adhesion of the fibers or fibrous web to the forming fabric in this area.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines mit Hilfe von schematischen Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt: The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment described with the aid of schematic figures. In the following:
Figur 1 +2: das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer luftgelegten Faserstoffbahn bzw. eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens;Figures 1 + 2: the method according to the invention for producing an air-laid fibrous web and a machine for carrying out the method;
Figur 3+4: die Herstellung einer mittels eines Lasers perforierten Folienbespannung; Figures 3+4: the production of a film covering perforated by means of a laser;
Figur 5: einen Abschnitt einer perforierten Folienbespannung im Querschnitt, ohne elektrisch leitfähige Mittel; Figure 5: a section of a perforated foil covering in cross section, without electrically conductive means;
Figur 6: die Folienbespannung wie in Figur 5, jedoch mit einer erstenFigure 6: the foil covering as in Figure 5, but with a first
Ausprägung elektrisch leitfähiger Mittel; Formation of electrically conductive agents;
Figur 7: die Folienbespannung wie in Figur 5, jedoch mit einer zweitenFigure 7: the foil covering as in Figure 5, but with a second
Ausprägung elektrisch leitfähiger Mittel; und Formation of electrically conductive agents; and
Figur 8: die Folienbespannung wie in Figur 5, jedoch mit einer drittenFigure 8: the foil covering as in Figure 5, but with a third
Ausprägung elektrisch leitfähiger Mittel. Formation of electrically conductive agents.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in einer schematischen Darstellung eine Maschine 10 zur Herstellung einer trockengelegten Faserstoffbahn 14, insbesondere Papier-, Kartonoder Tissuebahn, gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. Figures 1 and 2 show a schematic representation of a machine 10 for producing a dry-laid fibrous web 14, in particular a paper, cardboard or tissue web, according to the method of the present invention.
Figur 1 zeigt dabei einen vorderen und mittleren Teil der Maschine 10, in dem die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) wasserarme Aufbereitung der faserstoffhaltigen Ausgangsware 12 in einem Luftstrom zu Einzelfasern und/oder Faserbündel; b) Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Faserstoffbahn 14 durch ein Trockenformierungsverfahren, bei welchem die Einzelfasern und/oder Faserbündel auf einem Formiersieb 16 abgelegt werden. Figur 2 zeigt dabei den mittleren und einen hinteren Teil der Maschine 10, in dem die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: b) Formieren der Einzelfasern und/oder Faserbündel im Luftstrom zu einer flächigen Faserstoffbahn 14 durch ein Trockenformierungsverfahren, bei welchem die Einzelfasern und/oder Faserbündel auf einem Formiersieb 16 abgelegt werden; c) Aufbringen von höchstens 30 Gew.%, bevorzugt höchsten 20 Gew.%, weiter bevorzugst höchstens 10 Gew.%, an Wasser und/oder Bindemitteln auf die Fasern der formierten Faserstoffbahn 14; d) Verfestigen der formierten Faserstoffbahn 14. Figure 1 shows a front and middle part of the machine 10, in which the following process steps are carried out: a) low-water processing of the fibrous starting material 12 in an air stream to form individual fibers and/or fiber bundles; b) forming the individual fibers and/or fiber bundles in the air stream to form a flat fibrous web 14 by a dry forming process in which the individual fibers and/or fiber bundles are deposited on a forming fabric 16. Figure 2 shows the middle and a rear part of the machine 10, in which the following process steps are carried out: b) Forming the individual fibers and/or fiber bundles in the air stream to form a flat fibrous web 14 by a dry forming process in which the individual fibers and/or fiber bundles are deposited on a forming fabric 16; c) Applying a maximum of 30 wt.%, preferably a maximum of 20 wt.%, more preferably a maximum of 10 wt.%, of water and/or binders to the fibers of the formed fibrous web 14; d) Consolidating the formed fibrous web 14.
Der besseren Übersichtlichkeit halber ist eine Formiereinheit, in welcher der Verfahrensschritt b) ausgeführt wird, sowohl in Figur 1 als auch in Figur 2 dargestellt, auch wenn diese in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel tatsächlich nur einmal in der Maschine 10 umfasst ist. For the sake of better clarity, a forming unit in which method step b) is carried out is shown in both Figure 1 and Figure 2, even if in the present embodiment it is actually only included once in the machine 10.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die faserstoffhaltige Ausgangsware 12 vorzugsweise in Form von Ballen vor, bestehend aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Zellstoff-Platten, zum Beispiel vom Hersteller „Mercer Stendal GmbH“. Bei diesem Zellstoff kann es sich um NBSK-Zellstoff handeln, wie er üblicherweise zur Herstellung einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn im Nassverfahren verwendet wird. Der Ballen-Zellstoff kann eine Dichte zwischen 600 kg/m3 und 1 .000 kg/m3, insbesondere von rund 920 kg/m3, aufweisen, wobei die einzelnen Zellstoff-Platten eine Dicke zwischen 1 ,0 mm und 2,0 mm, insbesondere von ca. 1 ,5 mm, aufweisen können. In the present exemplary embodiment, the fibrous starting material 12 is preferably in the form of bales consisting of a large number of stacked cellulose sheets, for example from the manufacturer "Mercer Stendal GmbH." This pulp can be NBSK pulp, as is typically used to produce a paper, board, or tissue web using the wet process. The bale pulp can have a density between 600 kg/m 3 and 1,000 kg/m 3 , in particular of around 920 kg/m 3 , wherein the individual cellulose sheets can have a thickness between 1.0 mm and 2.0 mm, in particular of approximately 1.5 mm.
Für die Durchführung des Verfahrensschritts a) können die Ballen in diesem Ausführungsbeispiel zunächst in einen Schacht 18, unter welchem ein Förderband 20 im Kreis läuft, kommen. Der Schacht 18 kann dabei so ausgebildet sein, dass immer nur 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 25, weiter bevorzugt 3 bis 10, der Zellstoffplatten gleichzeitig in im Wesentlichen horizontaler Richtung einem Schredder 22 zugeführt werden. Dies ist jedoch nicht zwingend. Es könnten auch ganze Ballen auf einmal dem Schredder 22 zugeführt werden und/oder die Zuführung kann ohne das Förderband 20 erfolgen. Der Schredder 22 umfasst wenigstens einen mit Vorsprüngen versehenen Rotor 24, welchem zwei angetriebene Einzugswalzen vorgelagert sind. Der Schredder 22 stellt aus dem ihm zugeführten Ballen-Zellstoff eine Vielzahl von Schnitzeln 26 her. Die im Schredder 22 hergestellten Schnitzel 26 werden als nächstes, vorzugsweise per Luftströmung, einer Reinigungsvorrichtung 28 zugeführt. Bei dieser Reinigungsvorrichtung 28 kann es sich zum Beispiel um einen sogenannten Windsichter handeln. Bei diesem werden die Schnitzel 26 in ein Steigrohr geführt, durch welches von unten mittels eine Gebläses 30 Luft geblasen wird. Die Schnitzel 26 werden von dem Luftstrom umspült und durcheinandergewirbelt, wobei sich Verunreinigungen 32, wie Sand oder dergleichen löst. Diese Verunreinigungen 32 fallen schwerkraftbedingt gegen die Luftströmung im Steigrohr nach unten, wo sie das Steigrohr verlassen können. Die Schnitzel 26 werden hingegen von der Luftströmung nach oben getragen und gelangen als nächstes in eine Zyklon-Luft- abscheider-Vorrichtung 34, wo die Luft von den Schnitzeln getrennt wird. Die abgesonderte Luft kann zum Beispiel, wie in Figur 1 durch einen Pfeil angedeutet, den Schnitzeln 26 vor der Reinigungsvorrichtung 28 zurückgeführt werden. Die gereinigten Schnitzel 26 fallen aus der Zyklon-Luftabscheider-Vorrichtung 34 nach unten in einen Sammelbehälter 36. Dabei beträgt die Dichte des Zellstoffs im Sammelbehälter 36, wo der Zellstoff in Schnitzeln 26 vorliegt, vorzugsweise maximal ein Viertel der Dichte des Zellstoffs vor dem Schredder 22, wo der Zellstoff in Form von Ballen-Zellstoff vorliegt. Mit anderen Worten ist der Zellstoff in Form der Schnitzel 26 vorzugsweise relativ locker im Sammelbehälter 36 vorhanden. To carry out process step a), the bales in this embodiment can first be placed in a shaft 18, beneath which a conveyor belt 20 runs in a circle. The shaft 18 can be designed such that only 1 to 50, preferably 2 to 25, more preferably 3 to 10, of the cellulose boards are fed simultaneously in a substantially horizontal direction to a shredder 22. However, this is not mandatory. Entire bales could also be fed to the shredder 22 at once and/or the feeding can take place without the conveyor belt 20. The shredder 22 comprises at least one rotor 24 provided with projections, upstream of which are two driven feed rollers. The shredder 22 produces a plurality of chips 26 from the bale pulp fed to it. The chips 26 produced in the shredder 22 are next fed, preferably by air flow, to a cleaning device 28. This cleaning device 28 can be, for example, a so-called air sifter. In this, the chips 26 are fed into a riser pipe through which air is blown from below by means of a blower 30. The chips 26 are washed around and swirled around by the air flow, whereby impurities 32, such as sand or the like, are released. These contaminants 32 fall due to gravity against the air flow in the riser pipe, where they can exit the riser pipe. The chips 26, on the other hand, are carried upwards by the air flow and next reach a cyclone air separator device 34, where the air is separated from the chips. The separated air can, for example, be returned to the chips 26 upstream of the cleaning device 28, as indicated by an arrow in Figure 1. The cleaned chips 26 fall down from the cyclone air separator device 34 into a collection container 36. The density of the pulp in the collection container 36, where the pulp is present in chips 26, is preferably a maximum of one quarter of the density of the pulp upstream of the shredder 22, where the pulp is in the form of baled pulp. In other words, the pulp in the form of chips 26 is preferably relatively loose in the collection container 36.
Aus dem Sammelbehälter 36 kann dann ein kontinuierlicher Strom von Schnitzeln 26, vorzugsweise ebenfalls durch Luftströmung, wofür ein weiteres Gebläse 38 dienen kann, einer Zerfaserungsvorrichtung 40 zugeführt werden, wo die Schnitzel 26 in einem trockenen Prozess zu einzelnen Fasern zerfasert werden. Anschließend gelangen die einzelnen Fasern in eine Luftlegeeinheit 42, um aus den Fasern die trockengelegte Faserstoffbahn 14 zu bilden. Die Faserstoffbahn 14 wird dabei auf einem rotierenden, luftdurchlässigen Formiersieb 16 gebildet, über welches die Faserstoffbahn 14 zugleich abtransportiert wird. From the collecting container 36, a continuous flow of chips 26 can then be fed, preferably also by air flow, for which a further blower 38 can be used, to a defibration device 40, where the chips 26 are defibrated into individual fibers in a dry process. The individual fibers then pass into an air-laying unit 42 in order to form the dry-laid fibrous web 14 from the fibers. The fibrous web 14 is formed on a rotating, air-permeable forming fabric 16, over which the Fibre web 14 is simultaneously transported away.
Wie in Figur 2 gezeigt, wird die Faserstoffbahn 14 von der Formiereinheit als nächstes an eine Verfestigungseinheit übergeben, in welcher die Verfahrensschritte c) und d) ausgeführt werden. Dazu wird die Faserstoffbahn 14 von dem Formiersieb 16 an ein Verfestigungssieb 44 überführt. Das Verfestigungssieb 44 transportiert die Faserstoffbahn 14 durch einen von zwei Walzen gebildeten Pressspalt 46. Zuvor wird die Faserstoffbahn 14 mittels Strahldüsen 48 befeuchtet, wobei die Menge des aufgebrachten Wassers und/oder Bindemittels relativ gering ist, insbesondere weniger als 15 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Faserstoffbahn 14 vor dem Befeuchten beträgt. Anschließend wird die Faserstoffbahn 14 noch durch einen Trockner 50 geführt, bevor sie an einem Wickler 52 aufgewickelt wird. Die Faserstoffbahn 14 wird von dem Verfestigungssieb 44 vorzugsweise über Kopf hängend transportiert, zum Beispiel mittels Unterdrucks. Ferner erfolgt die Befeuchtung der Faserstoffbahn 14 mittels der Strahldüsen 48 vorzugsweise von unten. Auf diese Weise wird weder das Formiersieb 16 noch das Verfestigungssieb 44 befeuchtet, was den Reinigungsaufwand merklich reduziert, vorzugsweise gar keine Reinigung dieser Siebe 16, 44 erforderlich macht. Das Verfestigungssieb 16 und/oder wenigstens eine der beiden den Pressspalt 46 bildenden Walzen kann eine Struktur aufweisen, um gezielt lokale Hochdruckzonen in der Faserstoffbahn 14 auszubilden. As shown in Figure 2, the fibrous web 14 is next transferred from the forming unit to a consolidation unit, in which process steps c) and d) are carried out. For this purpose, the fibrous web 14 is transferred from the forming fabric 16 to a consolidation fabric 44. The consolidation fabric 44 transports the fibrous web 14 through a press nip 46 formed by two rollers. Beforehand, the fibrous web 14 is moistened by means of jet nozzles 48, wherein the amount of water and/or binder applied is relatively small, in particular less than 15% by weight, preferably less than 10% by weight, even more preferably less than 8% by weight, based on the weight of the fibrous web 14 before moistening. The fibrous web 14 is then passed through a dryer 50 before being wound up on a winder 52. The fibrous web 14 is preferably transported overhead by the consolidation fabric 44, for example, by means of negative pressure. Furthermore, the moistening of the fibrous web 14 by means of the jet nozzles 48 preferably takes place from below. In this way, neither the forming fabric 16 nor the consolidation fabric 44 is moistened, which significantly reduces the cleaning effort and preferably eliminates the need for cleaning these fabrics 16, 44 at all. The consolidation fabric 16 and/or at least one of the two rollers forming the press nip 46 can have a structure for deliberately forming local high-pressure zones in the fibrous web 14.
Durch das Aufbringen des Wassers und/oder eines Bindemittels mittels der Strahldüsen 48, in Kombination mit dem Aufbringen von Druck in dem Pressspalt 46, wobei die Faserstoffbahn 14 im Pressspalt 46 vorzugsweise noch erwärmt wird, ist es möglich, der Faserstoffbahn 14 auch ohne große Mengen an Wasser und/oder ohne größere Mengen an anderen Festigkeitsmitteln, wie Schmelzfasern oder Stärke, vorzugsweise ganz ohne andere Festigkeitsmittel, eine hinreichende Festigkeit zu verleihen, um die Faserstoffbahn 14 am Ende problemlos aufwickeln und weiterverarbeiten zu können. Vorzugsweise wird gerade so viel Wasser aufgebracht, wie es nötig ist, um eine für diesen Zweck hinreichende Mengen an Wasserstoffbrückenbindungen zu erzielen. Indem nur geringe Mengen an Wasser wieder aus der Faser- Stoffbahn 14 entfernt werden müssen, ist das Herstellverfahren besonders schonend für die Ressourcen Energie und Wasser. Zudem kann auf die Zugabe von chemischen Additiven, wie zum Beispiel Schmelzfasern, verzichtet werden, so dass die fertige Faserstoffbahn 14 auch problemlos biologisch abgebaut werden kann bzw. kompostierbar ist. By applying water and/or a binder by means of the jet nozzles 48, in combination with the application of pressure in the press nip 46, wherein the fibrous web 14 is preferably also heated in the press nip 46, it is possible to impart sufficient strength to the fibrous web 14, even without large quantities of water and/or without large quantities of other strength agents, such as melt fibers or starch, and preferably without any other strength agents at all, in order to be able to wind up the fibrous web 14 at the end without any problems and to process it further. Preferably, just as much water is applied as is necessary to achieve a sufficient amount of hydrogen bonds for this purpose. By only small amounts of water being released from the fiber Since the fibers must be removed from the fabric web 14, the manufacturing process is particularly energy and water-efficient. Furthermore, the addition of chemical additives, such as melt fibers, is eliminated, so the finished fiber web 14 is easily biodegradable and compostable.
Damit der gesamte Herstellprozess jedoch auch zuverlässig bei hohen Prozessgeschwindigkeiten, insbesondere bei Prozessgeschwindigkeit von mehr als 150 m/min, vorzugsweise mehr als 250m/min, weiter bevorzugt mehr als 400m/min, funktioniert, ist es erforderlich, die Faserstoffbahn 14 sicher und ohne Störungen von der Luftlegeeinheit 42 bis zur Verfestigungseinheit, wo sie im Wesentlichen erst ihre Festigkeit erhält, zu transportieren. Dabei kann man sich die Faserstoffbahn 14 bis zu ihrer Verfestigung wie eine dünne Staubschicht vorstellen. Gehalten wird die Staubschicht auf dem Formiersieb 16 durch Unterdrück. Hierzu sind in der Schlaufe des Formiersiebs 16 - in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellte - Unterdruckkästen angeordnet und ist das Formiersieb 16 permeabel ausgebildet. However, in order for the entire manufacturing process to function reliably at high process speeds, in particular at process speeds of more than 150 m/min, preferably more than 250 m/min, more preferably more than 400 m/min, it is necessary to transport the fibrous web 14 safely and without disruption from the air-laying unit 42 to the bonding unit, where it essentially only acquires its strength. Until it is bonded, the fibrous web 14 can be imagined as a thin layer of dust. The dust layer is held on the forming fabric 16 by vacuum. For this purpose, vacuum boxes (not shown in Figures 1 and 2) are arranged in the loop of the forming fabric 16, and the forming fabric 16 is designed to be permeable.
Erfindungsgemäß wird als Formiersieb 16 eine Folienbespannung 54 verwendet, die perforiert wird, um sie permeabel zu machen. In den Figuren 3 und 4 ist beispielhaft gezeigt, wie eine solche Folienbespannung 54 mittels eines Lasers perforiert werden kann. Hierzu wird ein von dem Laser ausgehender Laserstrahl LB auf das Foliensubstrat gerichtet. Die Steuerung des Lasers wird von einem Controller übernommen. Der Laser bohrt dabei eine Vielzahl diskreter Durchgangslöcher bzw. Perforationen 56 von einer dem Laser zugwandten Oberfläche 58 in Dickenrichtung TD der Folienbespannung 54 bis zu der gegenüberliegenden, dem Laser abgewandten Oberfläche. According to the invention, a film covering 54 is used as the forming fabric 16, which is perforated to make it permeable. Figures 3 and 4 show, by way of example, how such a film covering 54 can be perforated using a laser. For this purpose, a laser beam LB emanating from the laser is directed onto the film substrate. The laser is controlled by a controller. The laser drills a plurality of discrete through-holes or perforations 56 from a surface 58 facing the laser in the thickness direction TD of the film covering 54 to the opposite surface facing away from the laser.
Während des Perforiervorgangs kann die Folienbespannung 54, die vorzugsweise als endlose Schlaufe ausgebildet ist, zwischen zwei Walzen R gespannt werden, wie in Figur 4 gezeigt. Die Perforationen 56 können zum Beispiel reihenweise, ausgehend von einem ersten Seitenrand 60 der Folienbespannung 54 zu einem dem ersten Seitenrand 60 gegenüberliegenden zweiten Seitenrand 62 der Folienbespannung 54 in diese von dem Laser gebohrt werden. Wie in Figur 5 gezeigt, ist die Folienbespannung 54 vorzugsweise im Wesentlichen aus einem mehrere Schichten 64 aufweisenden Folienlaminat gebildet. Die Schichten 64 können aus monolithisch ausgebildeten Folien bestehen, welche flächig, vorzugsweise frei von Hohlräumen zwischen sich, miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels dünnen, zwischen den Folien vorgesehenen Klebschichten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Folienlaminat vier Schichten 64, die alle im Wesentlichen gleich dick ausgebildet sind. Von den dargestellten Perforationen 56 sind der Übersichtlichkeit halber nur zwei mit Bezugszeichen versehen. During the perforation process, the film covering 54, which is preferably designed as an endless loop, can be stretched between two rollers R, as shown in Figure 4. The perforations 56 can, for example, be drilled into the film covering 54 by the laser in rows, starting from a first side edge 60 of the film covering 54 to a second side edge 62 of the film covering 54 opposite the first side edge 60. As shown in Figure 5, the film covering 54 is preferably formed essentially from a film laminate comprising several layers 64. The layers 64 can consist of monolithic films that are bonded to one another in a planar manner, preferably without any voids between them, for example, by means of thin adhesive layers provided between the films. In the present exemplary embodiment, the film laminate comprises four layers 64, all of which are essentially the same thickness. For the sake of clarity, only two of the perforations 56 shown are provided with reference numerals.
Die Erfinder haben erkannt, dass sich mit einer perforierten Folienbespannung 54 als Formiersieb 16 die Faserstoffbahn 14 grundsätzlich zuverlässig auch bei hohen Geschwindigkeiten transportieren lässt, wobei sich die Faserstoffbahn besser von dem Formiersieb 16 wieder ablösen lässt als bei herkömmlichen, gewobenen Formiersieben. Jedoch ist es hierfür wichtig, die elektrostatischen Kräfte richtig zu beherrschen, welche sich bei perforierten Folienbespannungen 54 viel stärker als bei herkömmlichen, gewobenen Sieben durch die Reibung aufbauen. Diese Kräfte können einen negativen Einfluss auf die auf dem Formiersieb abgelegten Fasern haben. So kann zum Beispiel das Ablöseverfahren der Fasern vom Formiersieb 16 negativ beeinflusst werden und es können sich dauerhaft Fasern als Verschmutzungen an bestimmten Stellen ansammeln. Aus diesem Grund wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, gezielt in und/oder auf der Folienbespannung elektrisch leitfähige Mittel 66 anzuordnen, um dem Aufbau elektrostatischer Kräfte zwischen dem Formiersieb 16 und den Einzelfasern und/oder Faserbündel entgegenzuwirken oder bereits vorhandene elektrostatische Kräfte wieder aufzulösen. The inventors have recognized that, with a perforated film covering 54 as the forming fabric 16, the fibrous web 14 can generally be transported reliably even at high speeds, with the fibrous web being easier to detach from the forming fabric 16 than with conventional, woven forming fabrics. However, it is important to correctly control the electrostatic forces, which build up much more strongly with perforated film coverings 54 due to friction than with conventional, woven fabrics. These forces can have a negative impact on the fibers deposited on the forming fabric. For example, the process for detaching the fibers from the forming fabric 16 can be negatively affected, and fibers can permanently accumulate as contamination in certain places. For this reason, according to the present invention, it is proposed to specifically arrange electrically conductive means 66 in and/or on the film covering in order to counteract the build-up of electrostatic forces between the forming fabric 16 and the individual fibers and/or fiber bundles or to dissolve already existing electrostatic forces.
In Figur 6 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Folienbespannung 54 mit elektrisch leitfähigen Mitteln 66 gezeigt. Dabei ist auf beiden Seiten der Folienbespannung 54 eine Beschichtung 68 aufgebracht, welche die elektrisch leitfähigen Mitteln 66 bildet. Die Beschichtung 68 ist elektrisch leitfähig ausgebildet, zum Beispiel, indem sie Ruß oder Graphit umfasst. Die Beschichtung 68 wurde erst nach dem Perforieren der Folienbespannung 54 aufgebracht und reicht daher auch in die Perforationen 56 hinein. Konkret bedeckt sie die Seitenwandungen der Perforationen 56 so, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden Seiten der Folienbespannung 54 hergestellt wird. Die Beschichtung 68 kann vorzugsweise durch Sprühen aufgebracht werden. Allerdings sind auch andere Verfahren, wie insbesondere Galvanisieren und Sputtering, möglich. Figure 6 schematically shows a first embodiment of a foil covering 54 according to the invention with electrically conductive means 66. A coating 68 is applied to both sides of the foil covering 54, forming the electrically conductive means 66. The coating 68 is electrically conductive, for example, by comprising carbon black or graphite. The coating 68 was applied only after the perforation of the foil covering 54 and extends therefore also into the perforations 56. Specifically, it covers the side walls of the perforations 56 in such a way that an electrically conductive connection is established between the two sides of the foil covering 54. The coating 68 can preferably be applied by spraying. However, other processes, such as electroplating and sputtering, are also possible.
Mit „elektrisch leitfähig“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung gemeint, dass sie einen elektrischen Widerstand aufweist, der wesentlich niedriger als jener der Folienbespannung 54 ist, bzw. wesentlich niedriger als jener der Schichten 64 des Folienlaminats ist. Vorzugsweise beträgt der spezifische elektrische Widerstand der elektrisch leitfähigen Mittel 66 weniger als 250 Ohm*cm. Dabei ist als der spezifische elektrische Widerstand (in Ohm*cm) der elektrisch leitfähigen Mittel 66 als der elektrische Widerstand (in Ohm) pro Länge (in cm) und pro Kehrwert der Querschnittsfläche der der elektrisch leitfähigen Mittel 66 (in 1/cm2) zu verstehen. For the purposes of the present invention, "electrically conductive" means that it has an electrical resistance that is significantly lower than that of the film covering 54, or significantly lower than that of the layers 64 of the film laminate. Preferably, the specific electrical resistance of the electrically conductive means 66 is less than 250 ohms*cm. The specific electrical resistance (in ohms*cm) of the electrically conductive means 66 is understood to be the electrical resistance (in ohms) per length (in cm) and per reciprocal of the cross-sectional area of the electrically conductive means 66 (in 1/cm 2 ).
In Figur 7 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Folienbespannung 54 mit elektrisch leitfähigen Mitteln 66 gezeigt. Bei dieser ist wenigstens eine Schicht 64, in diesem Ausführungsbeispiel genau eine Schicht 64, nämlich die oberste Schicht 64, elektrisch leitfähig ausgebildet, zum Beispiel, indem sie Ruß oder Graphit umfasst. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt, wie das Beschichten der Folienbespannung 54 nach dem Perforieren gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 6 ist damit nicht nötig. Figure 7 schematically shows a second embodiment of a foil covering 54 according to the invention with electrically conductive means 66. In this embodiment, at least one layer 64—in this exemplary embodiment, precisely one layer 64, namely the uppermost layer 64—is electrically conductive, for example, by comprising carbon black or graphite. An additional process step, such as coating the foil covering 54 after perforation according to the exemplary embodiment of Figure 6, is thus unnecessary.
In Figur 8 ist schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Folienbespannung 54 mit elektrisch leitfähigen Mitteln 66 gezeigt. Dabei sind auf eine der beiden Oberflächen der Folienbespannung 54 elektrisch leitfähige Fäden 70, insbesondere Kupferfäden mit sehr kleinem Durchmesser aufgebracht, zum Beispiel angeklebt. Die Fäden 70 sind dabei vorzugsweise so dünn und so ausgerichtet, dass sie keine Perforationen 56 verdecken. Figure 8 schematically shows a third embodiment of a foil covering 54 according to the invention with electrically conductive means 66. Electrically conductive threads 70, in particular copper threads with a very small diameter, are applied, for example, glued, to one of the two surfaces of the foil covering 54. The threads 70 are preferably so thin and aligned that they do not obscure any perforations 56.
Unabhängig davon, welche Art von elektrisch leitfähigen Mitteln 66 genau zumRegardless of which type of electrically conductive means 66 is used for
Einsatz kommen, ist es vorteilhaft, wenn sie eine Verbindung zwischen den beiden Seitenrändern 60, 62 der Folienbespannung 54 schaffen. Die Seitenrändern 60, 62 können zudem auch elektrisch leitfähige Mittel 66 umfassen, so dass sich elektrisch Ladung einfach über die Seitenränder 60, 62 in das Bett der Maschine 10 ableiten lässt. are used, it is advantageous if they have a connection between the two Side edges 60, 62 of the film covering 54. The side edges 60, 62 can also include electrically conductive means 66, so that electrical charge can be easily discharged via the side edges 60, 62 into the bed of the machine 10.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, ein trockengelegte Faserstoffbahn 14 mit einer Produktionsgeschwindigkeit von mehr als 400 m/min und/oder einer Breite von mehr als 200cm, und/oder mit einer Menge von mehr als 1 t/h zu produzieren. Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Tissuebahn handeln, mit einem Flächengewicht zwischen 28 g/m2 und 42 g/m2 The method according to the invention makes it possible to produce a dry-laid fibrous web 14 at a production speed of more than 400 m/min and/or a width of more than 200 cm, and/or with a quantity of more than 1 t/h. The fibrous web can, in particular, be a tissue web with a basis weight between 28 g/m 2 and 42 g/m 2
Bezugszeichenliste: List of reference symbols:
10 Maschine 10 machines
12 faserstoffhaltige Ausgangsware 12 fiber-containing raw materials
14 Faserstoffbahn 14 Fibrous web
16 Formiersieb 16 Forming screen
18 Schacht 18 shaft
20 Förderband 20 conveyor belt
22 Schredder 22 shredders
24 Rotor 24 rotors
26 Schnitzel 26 schnitzels
28 Reinigungsvorrichtung 28 Cleaning device
30 Gebläse 30 blowers
32 Verunreinigungen 32 contaminants
34 Zyklon-Luftabscheider-Vorrichtung 34 Cyclone air separator device
36 Sammelbehälter 36 collection containers
38 weiteres Gebläse 38 additional fans
40 Zerfaserungsvorrichtung 40 defibration device
42 Luftlegeeinheit 44 Verfestigungssieb 42 Air laying unit 44 Consolidation sieve
46 Pressspalt 46 Press nip
48 Strahldüsen 48 jet nozzles
50 Trockner 50 dryers
52 Wickler 52 winders
54 Folienbespannung 54 foil covering
56 Perforation 56 Perforation
58 dem Laser zugewandte Oberfläche58 surface facing the laser
60 erster Seitenrand 60 first page margin
62 zweiter Seitenrand 62 second page margin
64 Schicht 64 shift
66 elektrisch leitfähige Mittel 66 electrically conductive agents
68 Beschichtung 68 Coating
70 elektrisch leitfähige Fäden 70 electrically conductive threads
LB Laserstrahl LB laser beam
R Walze R roller
TD Dickenrichtung TD thickness direction
WD Breitenrichtung WD Latitude Direction
Claims
Applications Claiming Priority (2)
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| DE102024108396.4 | 2024-03-25 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4167378A (en) | 1976-02-06 | 1979-09-11 | Mo Och Domsjo Ab | Apparatus for shredding and dry-defibrating compressed cellulose pulp and forming a batt of the resulting cellulosic fibrous material |
| US4432714A (en) * | 1982-08-16 | 1984-02-21 | Armstrong World Industries, Inc. | Apparatus for forming building materials comprising non-woven webs |
| WO2023081745A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | The Procter & Gamble Company | Web material structuring belt, method for making structured web material and structured web material made by the method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1249668B (en) * | 1957-09-10 | 1967-09-07 | ||
| NL6917625A (en) * | 1968-12-16 | 1971-05-25 | ||
| GB2337534A (en) * | 1998-05-23 | 1999-11-24 | Scapa Group Plc | Reinforced polymeric transfer fabric for papermachine. |
-
2024
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-
2025
- 2025-03-07 WO PCT/EP2025/056226 patent/WO2025201841A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4167378A (en) | 1976-02-06 | 1979-09-11 | Mo Och Domsjo Ab | Apparatus for shredding and dry-defibrating compressed cellulose pulp and forming a batt of the resulting cellulosic fibrous material |
| US4432714A (en) * | 1982-08-16 | 1984-02-21 | Armstrong World Industries, Inc. | Apparatus for forming building materials comprising non-woven webs |
| WO2023081745A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | The Procter & Gamble Company | Web material structuring belt, method for making structured web material and structured web material made by the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 25711104 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |