Das Einprägen einer dreidimensionalen Struktur in die Oberfläche einer Papierbahn, insbesondere einer Tissuebahn insbesondere von Hand- Tissue, ist bekannt (siehe beispielsweise WO 99/47749, WO 01/18307).

Ferner ist bekannt, dass durch eine sogenannte Durchströmungstrock- nung (TAD = Through Air Drying) eine sehr gute Papierqualität erreichbar ist. Von Nachteil ist jedoch, dass der Einsatz von TAD-Trocknern sehr aufwendig und entsprechend teuer ist.

Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen insbeson- dere auch ohne den Einsatz einer größeren TAD-Trocknungseinrichtung auf wirtschaftliche und entsprechend kostengünstige Weise eine hohe Qualität des Endproduktes erreichbar ist. Dabei soll insbesondere hin- sichtlich des Wasserrückhaltevermögens, der Wassraufnahmegeschwin- digkeit, des Volumens (bulk) usw. eine entsprechende Qualität erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur verse- henen Faserstoffbahn, insbesondere Tissue-oder Hygienebahn, bei dem die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes auf ein Prägeband gedrückt, z. B. gesaugt, und dadurch vor- geprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes ein weiteres Mal auf ein Prägeband gedrückt wird, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festig- keit zu fixieren.

Aufgrund dieser Ausgestaltung wird in der betreffenden Faserstoffbahn, d. h. insbesondere der betreffenden Papier-, Tissue-oder Hygienebahn, eine nachhaltige dreidimensionale Oberflächenstruktur erzeugt, die auch noch nach dem Trocknungsprozeß in der gewünschten Weise in der Bahn, d. h. beispielsweise in dem Papier, vorhanden ist. Der Einsatz eines auf- wendigen und entsprechend teuren TAD-Verfahrens ist nicht mehr erfor- derlich. Auch ohne eine solche TAD-Trocknungseinrichtung kann nun- mehr insbesondere eine nachhaltige Oberflächenstruktur beispielsweise einer Tissue-oder Hygienebahn nach dem Formierbereich oder Formier- zone erzeugt werden.

Als Präge-oder Strukturband ("imprinting fabric","structured fabric") wird vorzugsweise ein Prägesieb oder eine Prägemembran verwendet.

Im allgemeinen wird die Faserstoffbahn nach dem Formierbereich vorge- prägt.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn auf dem zum Vorprägen verwendeten Prägeband gebildet wird. Die Faserstoffbahn kann jedoch auch auf das zum Vorprägen verwendete Prägeband übertra- gen werden.

Zum Vorprägen und zum Fixieren der Oberflächenstruktur wird vorzugs- weise dasselbe Prägeband verwendet. Grundsätzlich können hierzu jedoch auch getrennte Prägebänder eingesetzt werden.

Eine bevorzugte praktische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest drei in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnete Durchströmeinrichtungen eingesetzt werden, in deren Bereich zumindest die Faserstoffbahn einer jeweiligen Durch- strömung, insbesondere Luftdurchströmung, ausgesetzt ist, wobei die auf die Faserstoffbahn bezogenen Durchströmrichtungen bei den verschiede- nen Durchströmeinrichtungen zumindest teilweise unterschiedlich oder einander entgegengesetzt sind. Es ist also insbesondere ein Konzept mit zumindest drei Durchströmeinrichtungen denkbar, bei dem die Durch- strömrichtung zumindest einer Durchströmeinrichtung, bezogen auf die Bahn, von der Durchströmrichtung der anderen Durchströmeinrichtung abweicht (Bahnoberseite/-unterseite).

Bei diesem Konzept können beispielsweise sämtliche Durchströmeinrich- tungen jeweils eine Saugeinrichtung umfassen. Es ist jedoch auch eine solche Variante des genannten Konzepts denkbar, bei der von den Durch- strömeinrichtungen wenigstens eine eine Saugeinrichtung und wenigstens eine eine Luftpresse umfasst. So kann beispielsweise in Bahnlaufrichtung betrachtet eine erste Durchströmeinrichtung eine Saugeinrichtung, eine zweite Durchströmeinrichtung eine Luftpresse und eine dritte Durch- strömeinrichtung wieder eine Saugeinrichtung umfassen.

Eine jeweilige Saugeinrichtung kann insbesondere jeweils eine Saugwalze, einen Saugkasten und/oder dergleichen umfassen.

Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Saugeinrichtung eingesetzt, bei der die Druckdifferenz Ap in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,4 bar liegt. Die Temperatur ist vorzugsweise s 220°C, insbesondere < 180°C und vorzugsweise < 150°C. Die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Fa- serstoffbahn ist insbesondere bei sehr feinen Bespannungen vorzugsweise kleiner : 5 15 m/s. Dies bedeutet im Ergebnis einen deutlich geringeren Energiebedarf und einen deutlich geringeren anlagentechnischen Aufwand als beim herkömmlichen TAD-Verfahren. Die Verweilzeit der Faserstoff- bahn im Saugbereich ist vorteilhafterweise : 0, 5 s, insbesondere < 0,4 s und vorzugsweise < 0,3 s.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird zumindest das erste Druck- feld mittels eines auf der von der Faserstoffbahn abgewandten Seite des Prägebandes angeordneten Saugelements erzeugt, um die Faserstoffbahn in die Oberflächenstruktur des Prägebandes zu saugen. Dabei kann als Saugelement insbesondere ein sogenannter Nasssauger verwendet wer- den.

Von Vorteil ist auch, wenn die Faserstoffbahn in dem weiteren Druckfeld sanft, d. h. vorzugsweise über eine in Bahnlaufrichtung verlängerte Stre- cke hinweg, gepresst wird.

Das weitere Druckfeld wird vorzugsweise mittels eines Pressnips erzeugt.

Um ein möglichst sanftes Pressen der Bahn zu bewerkstelligen, kann dieser Pressnip beispielsweise zwischen einem Trockenzylinder und einem Gegenelement erzeugt werden, wobei die durch den Pressnip geführte Faserstoffbahn in Kontakt mit der Oberfläche des Trockenzylinders ist und mit ihrer anderen Seite am Prägeband anliegt. Als Trockenzylinder kann insbesondere ein sogenannter Yankee-Zylinder verwendet werden.

Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirkendes Gegenelement kann insbesondere eine Schuhpresseinheit verwendet werden, die ein im Be- reich des Pressnips über einen Pressschuh geführtes flexibles Band um- fasst. Dabei wird als Schuhpresseinheit vorzugsweise eine mit einem flexiblen Walzenmantel versehene Schuhpresswalze verwendet.

Vorteilhafterweise wird ein innerhalb der Schlaufe des Prägebandes vorge- sehenes, vorzugsweise weiches Band oder feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt (capillary fabric), insbesondere Filz, durch den das weitere Druckfeld erzeugenden Pressnip geführt. Bei dem weichen Filz kann es sich beispielsweise um einen Filz mit geschäumter Schicht handeln, die, wie weiter unten noch näher erläutert wird, aufgrund ihrer Kapillarwir- kung zur Entwässerung der Faserstoffbahn beiträgt.

Eine bevorzugte praktische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens zeichnet sich dadurch aus, dass die vorgeprägte Faserstoffbahn auf dem Trockenzylinder bzw. Yankee-Zylinder getrocknet, die Faserstoffbahn gekreppt und/oder die Faserstoffbahn anschließend aufgewickelt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird der Trockengehalt, bei dem die Faserstoffbahn vorgeprägt wird, und/oder der Trockengehalt, bei dem die dreidimensionale Oberflächen- struktur fixiert wird, jeweils < 35 %, insbesondere < 30 % und vorzugswei- se < 25 % gewählt. Damit wird u. a. das Wasserrückhaltevermögen und das Volumen nachhaltig erhöht, was bedeutet, dass auch beim Gebrauch des Endproduktes, beispielsweise einer betreffenden Tissue-oder Hygie- nebahn, die gewünschte Prägung noch vorhanden ist. Insbesondere der Vorteil eines höheren Wasserrückhaltevermögens für Handtuch-Tissue (towel paper) kommt also auch noch beim Gebrauch des betreffenden Endproduktes zur Geltung.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird zwischen dem das erste Druckfeld erzeugenden Saugelement und dem das weitere Druckfeld erzeugenden Pressnip eine besaugte Einrichtung verwendet und die Faserstoffbahn zusammen mit einem Prägeband sowohl über die besaugte Einrichtung als auch durch den Pressnip geführt. Dabei ist es von Vorteil, wenn die besaugte Einrich- tung eine gekrümmte Fläche besitzt und die Faserstoffbahn und das Prägeband über diese gekrümmte Fläche geführt werden. Als besaugte Einrichtung kann beispielsweise eine Saugwalze verwendet werden.

Der Filz wird zweckmäßigerweise zwischen dem Prägeband und dem flexiblen Band der Schuhpresseinheit durch den Pressnip geführt.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn der insbesondere weiche Filz auch über die besaugte Einrichtung geführt wird. Da hier die Saugwir- kung der besaugten Einrichtung entsprechend reduziert wird, wird dieser vorzugsweise eine unter Überdruck stehende Haube zugeordnet, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung zu unterstützen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der relativ langen gemeinsamen Füh- rung von Filz und Prägeband, da über eine längere Strecke hinweg die Kapillarwirkung des Filzes zur Entwässerung der Faserstoffbahn ausge- nutzt wird.

Der Filz kann beispielsweise mittels einer Saugeinrichtung, insbesondere mittels eines Saugkastens, konditioniert werden, bevor er mit dem die Faserstoffbahn tragenden Prägeband zusammengeführt wird. Durch eine entsprechende Konditionierung kann insbesondere der Trockengehalt des Filzes erhöht und der Filz gereinigt werden.

Das Prägeband kann insbesondere vor der besaugten Einrichtung, d. h. beispielsweise der Saugwalze, über das Saugelement bzw. den Nasssauger geführt werden, um die Faserstoffbahn in die dreidimensionale Oberflä- chenstruktur des Prägebandes zu saugen und damit dem Band diese Struktur aufzuprägen. Gleichzeitig bringt das betreffende Saugelement eine entsprechende Trockengehaltssteigerung mit sich.

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens wird der Filz erst nach der besaugten Einrichtung mit dem die Faserstoffbahn tragenden Prägeband zusammengeführt. Die besaugte Einrichtung ist in diesem Fall also nicht vom Filz umschlungen, wodurch der Saugeffekt dieser Einrichtung erhöht und entsprechend der Trocken- gehalt gesteigert wird. Der Nassprägeeffekt (wet molding effect) bleibt durch die schonendere Entwässerung durch die sogenannte TissueFlex erhalten, die im Vergleich zu einer Schuhpresswalze bei kleinerem Druck und längerer Verweilzeit arbeitet.

Von Vorteil ist auch, wenn die in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge des Pressnips der den Trockenzylinder und die Schuhpresseinheit umfassen- den Schuhpresse größer als ein Wert von etwa 80 mm gewählt und die Schuhpresse so ausgelegt wird, dass sich über die Pressniplänge ein Druckprofil mit einem maximalen Pressdruck ergibt, der kleiner oder gleich einem Wert von etwa 2,5 MPa ist. Damit ist ein sanftes Pressen gewährleistet, mit dem vermieden wird, dass die erzeugte Struktur in der Faserstoffbahn, z. B. Tissue-oder Hygienebahn, wieder herausgeplättet wird.

Wie bereits erwähnt, kann zwischen dem das erste Druckfeld erzeugenden Saugelement und dem Pressnip beispielsweise eine Saugwalze eingesetzt werden, der vorzugsweise eine Druckhaube zugeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird im Formierbereich wenigstens ein Entwässe- rungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet. Das betreffende Entwässerungssieb kann insbesondere als Außensieb vorge- sehen sein. Eine entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens ist insbe- sondere bei der Herstellung von Handtuch-Tissue (towel tissue) von Vor- teil. Das Sieb erzeugt eine feine Struktur, die die Wasseraufnahmege- schwindigkeit erhöht und in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Prägung ein erhöhtes Wasserrückhaltevermögen mit sich bringt.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn ein Former mit zwei umlau- fenden Entwässerungsbändern verwendet wird, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes zusammenlaufen und über ein Formierelement wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind, und als nicht mit dem For- mierelement in Kontakt tretendes Außenband und/oder als Innenband ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit ver- wendet wird. Dabei kann beispielsweise als Innenband ein Prägeband und vorzugsweise als Außenband ein Entwässerungssieb mit zonal unter- schiedlicher Siebdurchlässigkeit verwendet werden. Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Faserstoffbahn durch ein Prägeband vorzugsweise von dem Innenband übernommen wird.

Beim Nassprägen in einer mit einem Prägeband versehenen Tissue- Maschine geht es insbesondere auch darum, den gewünschten Trocken- gehalt zu erzielen. Die Bahn kann mittels des Prägebandes beispielsweise mittels eines Saugkastens vor der Presse nassgeprägt werden. Um nun zu vermeiden, dass die dreidimensionale Oberflächenstruktur, die durch die Nassprägung im Bereich des Nasssaugers (wet suction box) vorgeprägt wurde, durch einen kurzzeitigen hohen Druck im Pressnip wieder zerstört wird, wie dies bei einer herkömmlichen Saugpresswalze der Fall ist, wird gemäß einer vorteilhaften praktischen Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens durch den Pressnip ein Prägeband, z. B. Prägesieb oder Prägemembran, geführt, das so strukturiert ist, dass sich für dieses Prä- geband ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen ergibt und entsprechend in dem Pressnip ein kleinerer Flächenan- teil der Faserstoffbahn gepresst wird. Der kleinere Flächenanteil an erha- benen bzw. geschlossenen Zonen ergibt die Bahnbereiche hoher Dichte für die Festigkeit, während der größere Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern, der zumindest im wesentlichen ungepresst bleibt, die gewünschte Wasseraufnahmefähigkeit und das gewünschte Volumen erbringt, wie sie bisher nur durch eine aufwendige und teure Durchströ- mungs-oder TAD-Trocknung erreicht wurden.

Dabei kann vorteilhafterweise ein Prägeband verwendet werden, bei dem der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen < 40 % ist und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25 bis etwa 30 % liegt.

Zweckmäßigerweise wird ein Prägeband verwendet, bei dem sich die erha- benen Zonen und die zurückgesetzten Zonen durch Kröpfungen, d. h. durch Kreuzungspunkte aus Schuss-und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben. Wie bereits erwähnt kann beispielsweise auch eine Prägememb- ran verwendet werden, bei sich die erhabenen und zurückgesetzten Zonen durch die Löcher ergeben. In diesem Fall ist von Vorteil, dass 100 % von der Fläche um die Löcher gepresst wird und sich eine höhere Festigkeit ergibt.

Das betreffende Prägeband kann zusammen mit der Faserstoffbahn bei- spielsweise wieder über einen Trockenzylinder, insbesondere Yankee- Zylinder geführt werden. Als mit dem Trockenzylinder zusammenwirken- des Gegenelement kann insbesondere wieder eine Schuhpresseinheit eingesetzt werden. Auch die in Bahnlaufrichtung betrachtete Länge des Pressnips sowie das sich über die Pressniplänge ergebende Druckprofil können insbesondere wieder so gewählt werden, wie dies zuvor angegeben wurde.

Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine um 50% höhere Wasseraufnahmefähigkeit (g H20/g Fasern) und ein um 100% höheres Volumen (cm3/g) bei gleicher Zugfestigkeit bei einem Einsatz eines Prägebandes anstelle eines herkömmlichen Filzes im Pressnip vor der Kreppung erreicht werden kann.

Durch Kreppen der Bahn kann die Wasseraufnahmefähigkeit um 50% verbessert werden, und unter Berücksichtigung dieses Umstandes kann eine Wasseraufnahmefähigkeit von TAD-Handtuch-Qualität erreicht wer- den.

Die Qualität des Papiers ergibt sich infolge der geringeren Pressung der Bahn infolge des kleineren Flächenanteils an erhabenen Zonen, und nicht durch einen TAD-Trockner. Die Permeabilität der Bahn ergibt sich durch das Strecken der Bahn in die Gewebestruktur mittels des Saugelements, wodurch sogenannte"Kissen" (pillows) erzeugt werden, die die Wasserauf- nahmefähigkeit und das Volumen entsprechend erhöhen. Ein relativ aufwendiger und entsprechend teurer TAD-Trockner ist dazu also nicht mehr erforderlich.

Die Funktion der TAD-Trommel und des Luft-Durchströmungssystems besteht darin, die Bahn zu trocknen, und es muß daher der entsprechen- de Trockengehalt erreicht werden, um das Nassprägen in einer herkömm- lichen Maschine, d. h. insbesondere einer herkömmlichen Tissue- Maschine, durchführen zu können.

Um die Rückbefeuchtung zu vermindern und den gewünschten Trocken- gehalt zu erhalten, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entwässerung der Bahn wenigstens eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt verwendet, bei der es sich z. B. um einen Filz oder ein Sieb mit geschäumter Schicht handeln kann.

Die Schaumstoffbeschichtung kann insbesondere so gewählt sein, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 pm ergeben. Zur Ent- wässerung wird also die entsprechende Kapillarwirkung ausgenutzt. Die betreffende Bespannung, z. B. ein Filz, kann beispielsweise mit einer spe- ziellen Schaumschicht versehen werden, die der Oberfläche sehr schmale Poren verleiht, deren Durchmesser beispielsweise in dem angegebenen Bereich von etwa 3 bis etwa 6 pm liegen kann. Die Luftdurchlässigkeit dieser Bespannung ist sehr gering. Es wird die natürliche Kapillarwirkung zur Entwässerung der Bahn ausgenutzt, während diese mit der Bespan- nung in Kontakt ist.

Zweckmäßigerweise wird eine feinporige Bespannung, z. B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, zusammen mit einem Prägeband und dazwi- schen liegender Faserstoffbahn um eine Saugwalze geführt, wobei die feinporige Bespannung vorzugsweise mit der Saugwalze in Kontakt ist.

Die feinporige Bespannung kann beispielsweise eine Saugwalze mit einem Durchmesser von z. B. etwa 2 bis 3 m oder mehrere Saugwalzen mit klei- nerem Durchmesser, vorzugsweise zwei Saugwalzen mit einem Durchmes- ser von beispielsweise jeweils etwa 2 m, umschlingen. Die Verweilzeit der Bahn im Bereich der Saugwalze bzw. den Saugwalzen soll zweckmäßiger- weise größer als etwa 0,15 s und kleiner als etwa 0,40 s sein.

Die betreffende Saugwalze kann auf deren Unterseite z. B. mit Vakuum beaufschlagt werden, oder es kann eine Saugsalze mit zugeordnetem Siphonabzug verwendet werden. Insbesondere bei einem geringeren Durchmesser kann das Wasser beispielsweise auch durch Zentrifugalkraft in eine Rinne abgeschleudert werden.

Eine Entwässerung unter Ausnutzung der Kapillarwirkung ist zwar bereits in der US 5 701 682 beschrieben. Das betreffende Kapillarelement ist hier jedoch Teil der Saugwalze. Die Verwendung einer feinporigen Bespannung mit Kapillar-Effekt ergibt im Vergleich mit einer Walze mit Kapillar-Effekt u. a. die folgenden Vorteile : - bessere Reinigung - leichterer Austausch - billiger - einfachere Wasserentfernung aus der Walze, da der Walzen- mantel offener als ein beschäumter Mantel ist.

Trotz der Ausnutzung der Kapillarwirkung zur Entwässerung kann der besaugten Einrichtung insbesondere wieder eine unter Überdruck stehen- de Haube zugeordnet werden, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung zu unterstützen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Faserstoffbahn zum Austreiben von Wasser mittels Gasdruck zusammen mit einem Prägeband wenigstens einmal, vorzugs- weise zweimal, durch einen Druckraum geführt, der von wenigstens vier parallel angeordneten Walzen begrenzt und in den ein Druckgas eingelei- tet wird. Dabei wird die Faserstoffbahn vorzugsweise zusammen mit dem Prägeband und einer Membran durch den Druckraum geführt. Das Grundprinzip einer solchen Verdrängungspresse, bei der das Wasser in der Faserstoffbahn durch Luft verdrängt wird, ist beispielsweise in der DE 199 46 972 beschrieben.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens erfolgt eine Vakuumentwässerung der Faserstoffbahn, <BR> <BR> <BR> <BR> bei der die Druckdifferenz (Ap) 2 0,1 bar, insbesondere 0,2 bar und<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> vorzugsweise 0,3 bar ist. Dabei kann die Druckdifferenz (A p) insbeson- dere in einem Bereich von etwa 0,2 bar bis etwa 0,4 bar liegen. Im Gegen- satz zum herkömmlichen TAD-Verfahren ist vorteilhafterweise eine offene Fläche von ca. 20 % vorgesehen.

Zur Vakuumentwässerung wird vorzugsweise eine feinporige Bespannung, z. B. Sieb oder Filz mit geschäumter Schicht, eingesetzt. Dabei kann bei- spielsweise wieder eine solche Druckdifferenz wie zuvor vorherrschen. Die offene Fläche ist hier jedoch vorzugsweise sehr klein, so dass sich ein sehr kleiner Luftvolumenstrom ergibt.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens erfolgt die Vakuumentwässerung so, dass sich ein <BR> <BR> <BR> <BR> Luftvolumenstrom s 50, insbesondere < 20, insbesondere < 5 und vor-<BR> m3 m3<BR> <BR> <BR> <BR> augsweise # 1 (bis nahezu Null ) ergibt.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> m2#min m2#min Für eine entsprechende, zur Vakuumentwässerung einsetzbare"Spectra"- Membran wurden z. B. 15 m/s gemessen, so dass ein höheres Vakuum benötigt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidi- mensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbeson- dere Tissue-oder Hygienebahn, zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes auf ein Prägeband z. B. durch Saugen gedrückt und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwässerung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes ein weiteres Maß auf ein Prägeband gedrückt wird, um die dreidimensionale Oberflächenstruktur und Festigkeit zu fixieren.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung kann insbesondere bei Crescent-Formern, DuoFormern, C- Wrap-Formern, S-Wrap-Formern sowie bei der Herstellung von mehr- schichtigem und mehrlagigem Tissue angewendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert ; in dieser zeigen : Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Vorrichtung zur Her- stellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruk- tur versehenen Faserstoffbahn, Fig. 2 eine schematische Teildarstellung einer abgewandelten Aus- führungsform der Vorrichtung, bei der der Filz nicht über die besaugte Einrichtung geführt ist, Fig. 3 eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensi- onalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, bei der zusätzlich eine Entwässerungsvorrichtung vorgesehen ist, in der zur Entwässerung die Kapillarwirkung einer feinporigen Bespannung wie z. B. eines Filzes mit geschäumter Schicht ausgenutzt wird, Fig. 4 eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausfüh- rungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faser- stoffbahn, bei der zusätzlich eine Entwässerungsvorrichtung vorgesehen ist, in der zur Entwässerung die Kapillarwirkung einer feinporigen Bespannung wie z. B. eines Filzes mit ge- schäumter Schicht ausgenutzt wird, Fig. 5 eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer mit einer dreidimensi- onalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, bei der zusätzlich eine Verdrängungspresse vorgesehen ist, Fig. 6 eine schematische Teildarstellung eines Prägebandes mit einem im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zo- nen kleineren Flächenanteil an erhabenen Zonen und Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch einen Pressnip, durch den das in der Fig. 6 dargestellte Prägeband zusammen mit der Faserstoffbahn und einem vorzugsweise weichen Filz hin- durchgeführt ist.

Fig. 1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine Vorrichtung 10 zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn 12 (vgl. auch Fig. 7), bei der es sich insbesondere um eine Papierbahn und vorzugsweise um eine Tissue-oder Hygienebahn handeln kann.

Die Faserstoffbahn 12 wird bei einem Trockengehalt < 35 % mittels eines ersten Druckfeldes 1 auf ein Präge-oder Strukturband 14 gedrückt, z. B. gesaugt, und dadurch vorgeprägt und anschließend zur weiteren Entwäs- serung und Trocknung mittels eines weiteren Druckfeldes II ein weiteres Mal auf das Prägeband 14 gedrückt, um die dreidimensionale Oberflä- chenstruktur und Festigkeit zu fixieren. Dabei kann als Prägeband 14 insbesondere ein Prägesieb vorgesehen sein.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zum Prägen und zum Fixie- ren der Oberflächenstruktur dasselbe Prägeband 14 vorgesehen.

Das erste Druckfeld 1 wird mittels eines auf der von der Faserstoffbahn 12 abgewandten Seite des Prägebandes 14 angeordneten Saugelements 16 erzeugt, wodurch die Faserstoffbahn 12 in die Oberflächenstruktur des Prägebandes 14 gesaugt wird. Das Saugelement 16 kann insbesondere als Saugkasten oder Nasssauger vorgesehen sein.

In dem weiteren Druckfeld II wird die Faserstoffbahn 12 vorzugsweise sanft, d. h. insbesondere über eine in Bahnlaufrichtung L verlängerte Strecke hinweg, gepresst. Dabei kann das weitere Druckfeld II insbeson- dere mittels eines Pressnips 18 erzeugt werden, der zwischen einem Tro- ckenzylinder 20 und einem Gegenelement 22 gebildet ist. Die durch den Pressnip 18 geführte Faserstoffbahn 12 ist hierbei in Kontakt mit der Oberfläche 20'des Trockenzylinders 20. Mit ihrer anderen Seite liegt sie am Prägeband 14 an.

Als Trockenzylinder 20 kann insbesondere ein Yankee-Zylinder vorgese- hen sein.

Als mit dem Trockenzylinder 20 zusammenwirkendes Gegenelement ist vorzugsweise eine Schuhpresseinheit 22 vorgesehen, die ein im Bereich des Pressnips 18 über einen Pressschuh 24 geführtes flexibles Band 26 umfasst. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Schuhpressein- heit 22 eine mit einem flexiblen Walzenmantel 26 versehene Schuhpress- walze vorgesehen.

Es ergibt sich somit ein in Bahnlaufrichtung L verlängerter Pressnip 18, wodurch eine relativ sanfte Pressung der Faserstoffbahn 12 erreicht wird.

Innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 14 kann ein vorzugsweise wei- ches Band 28 oder eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt (capil- lary fabric), insbesondere ein weicher Filz oder ein weicher Schaumfilz, durch den Pressnip 18 geführt sein. Dieses weiche Band 28 bzw. feinpori- ge Bespannung läuft also zwischen dem Prägeband 14 und dem flexiblen Band 26 der Schuhpresseinheit 22.

Die Faserstoffbahn 12 kann auf dem Trockenzylinder 20, d. h. beispiels- weise auf einem Yankee-Zylinder, getrocknet werden. Zudem kann die Faserstoffbahn 12 gekreppt werden. Schließlich kann die Bahn 12 durch entsprechende Mittel aufgewickelt werden.

Der Trockengehalt, bei dem die Faserstoffbahn 12 vorgeprägt wird, und/oder der Trockengehalt, bei dem die dreidimensionale Oberflächen- struktur fixiert wird, ist, wie bereits erwähnt, < 35 %, und kann insbeson- dere < 30 % und vorzugsweise < 25 % sein.

Zwischen dem Saugelement 16 und dem Pressnip 18 ist eine besaugte Einrichtung 30 vorgesehen, bei der es sich insbesondere um eine Saug- walze handeln kann. Die Faserstoffbahn 12 ist zusammen mit dem Präge- band 14 sowohl über die besaugte Einrichtung 30 als auch durch den Pressnip 18 geführt. Die feinporige Bespannung oder im vorliegenden Fall z. B. der Filz 28 ist zwischen dem Prägeband 14 und dem flexiblen Band 26 der Schuhpresseinheit 22 durch den Pressnip 18 geführt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Filz 28 nicht nur durch den Pressnip 18, sondern auch über die besaugte Einrichtung 30 geführt.

Da die Saugwirkung der Einrichtung 30 durch den Widerstand des Filzes 28 reduziert wird, kann der besaugten Einrichtung 30 eine unter Über- druck stehende Haube zugeordnet sein, um die Unterdruckwirkung der besaugten Einrichtung 30 zu unterstützen.

Zur Konditionierung des Filzes 28 kann eine Saugeinrichtung 32 wie insbesondere ein Saugkasten oder dergleichen vorgesehen sein. Wie an- hand der Fig. 1 zu erkennen ist, ist diese der Filzkonditionierung dienende Saugeinrichtung 32 vor der besaugten Einrichtung 30 angeordnet, in deren Bereich der Filz 28 mit dem die Faserstoffbahn 12 tragenden Präge- band 14 zusammengeführt wird. Dabei ist die Saugeinrichtung 32 vor- zugsweise vor (Darstellung in durchgezogenen Linien) einer unteren Umlenkwalze 72 angeordnet. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Anord- nung hinter dieser unteren Umlenkwalze 72 möglich (gestrichelte Darstel- lung 32').

Durch die relativ lange gemeinsame Führung von Filz 28 und Prägeband 14 wird durch die Kapillarwirkung des Filzes 28 der Faserstoffbahn 12 über eine längere Strecke hinweg Wasser entzogen. Zuvor wird der Filz 28 über die Saugeinrichtung 32 konditioniert, wodurch dessen Trockengehalt erhöht und der Filz gereinigt wird.

Vor der besaugten Einrichtung 30 wird das Prägeband 14 über das Saug- element 16 geführt, was außer einer Trockengehaltssteigerung eine Vor- prägung der Faserstoffbahn 12 bewirkt. Diese wird in die dreidimensionale Oberflächenstruktur des Prägebandes bzw.-siebes 14 gesaugt, wodurch der Bahn die Struktur aufgeprägt wird.

Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, dass der Filz 28 erst nach der besaugten Einrichtung 30 mit dem die Faserstoffbahn 12 tragenden Prä- geband 14 zusammengeführt wird. Die besaugte Einrichtung 30 wird also in diesem Fall nicht vom Filz 28 umschlungen, wodurch deren Saugeffekt erhöht und entsprechend der Trockengehalt gesteigert wird. Der Nassprä- geeffekt bleibt durch die relativ schonende Entwässerung der TissueFlex erhalten, bei der der Druck im Gegensatz zu einer herkömmlichen Schuh- presse geringer ist.

Im übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen so wie die gemäß Fig. 1 ausgelegt sein. So ist auch hier die Saugeinrichtung 32 vorzugsweise wieder vor (Darstellung in durchgezogenen Linien) der unteren Umlenkwalze 72 angeordnet, wobei grundsätzlich jedoch auch wieder eine Anordnung hinter dieser unteren Umlenkwalze 72 möglich ist (gestrichelte Darstellung 32').

Fig. 3 zeigt in schematischer Teildarstellung eine Ausführungsform, bei der zusätzlich eine Entwässerungsvorrichtung 34 vorgesehen ist, in der zur Entwässerung eine feinporige Bespannung 36 mit Kapillar-Effekt eingesetzt wird, bei der es sich z. B. um einen Filz oder ein Sieb mit ge- schäumter Schicht handeln kann. Dabei kann eine jeweilige Schaumstoff- beschichtung insbesondere so gewählt sein, dass sich Poren in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 6 Hm ergeben.

Im vorliegenden Fall ist die feinporige Bespannung 36 zusammen mit einem Prägeband 14 und dazwischen liegender Faserstoffbahn 12 um eine größere Saugwalze 38 geführt, wobei die feinporige Bespannung 36 vor- zugsweise mit der Saugwalze 38 in Kontakt ist. Die von der feinporigen Bespannung 36 umschlungene Saugwalze 38 kann beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2 bis etwa 3 m besitzen. Die Saugwalze 38 kann auf deren Unterseite mit Vakuum beaufschlagbar sein. Grundsätzlich kann der Saugwalze 38 auch ein Siphonabzug zugeordnet sein. Die betref- fenden Mittel sind in der Fig. 3 mit"40"bezeichnet.

Im Formierbereich kann wenigstens ein Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen sein.

Im vorliegenden Fall ist ein Former mit zwei umlaufenden Entwässe- rungsbändern 14,42 vorgesehen, wobei das Innenband 14 gleichzeitig als Prägeband dient. Die beiden Entwässerungsbänder 14,42 laufen unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammen und sind über ein For- mierelement 46 wie insbesondere eine Formierwalze geführt.

Im vorliegenden Fall wird das Prägeband 14 durch das mit dem Formier- element 46 in Kontakt tretende Innenband des Formers gebildet. Das nicht mit dem Formierelement 46 in Kontakt tretende Außenband 42 kann insbesondere als Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen sein.

Mittels eines Stoffauflaufs 48 wird die Faserstoffsuspension in den Stoff- einlaufspalt 44 eingebracht. Hinter dem Formierelement 46 ist ein Pickup- oder Trennelement 50 vorgesehen, durch das die Bahn bei der Trennung vom Entwässerungsband 42 auf dem Prägeband 14 gehalten wird. Vor- zugsweise vor der Einrichtung 34 mit Kapillarwirkung ist wieder ein Saug- element 16 (durchgezogene Darstellung) vorgesehen, durch das die Faser- stoffbahn 12 auf das Prägeband 14 gedrückt wird. Dieses Saugelement kann jedoch auch zwischen der Einrichtung 34 mit Kapillarwirkung und der besaugten Einrichtung bzw. Saugwalze 30 angeordnet sein (gestrichel- te Darstellung 16').

Zusammen mit der Faserstoffbahn 12 und dem Prägeband 14 wird wieder ein weiches Band oder eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt (capillary fabric) hier z. B. Filz 28, durch den zwischen einem Trockenzy- linder 20 und einer Schuhpresseinheit 22 gebildeten Pressnip 18 geführt.

Im vorliegenden Fall ist das weiche Band entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 1 auch wieder um die besaugte Einrichtung 30 geführt. Wie bereits erwähnt kann es sich auch bei diesem weichen Band 28 beispiels- weise wieder um eine feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, z. B. einen eine entsprechende Kapillarwirkung aufweisenden Filz (capillary felt) handeln. Der Filz 28 kann beispielsweise wieder über eine Saugeinrich- tung oder eine sogenannte UHLE-Box konditioniert werden. Bei dem Trockenzylinder 20 kann es sich insbesondere wieder um einen Yankee- Zylinder handeln. Dabei kann diesem Trockenzylinder 20 eine Trocken- haube 52 zugeordnet sein.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Entwässerungseinrichtung 34 mit Kapillarwirkung etwa 10 bis etwa 25 %, im Bereich nach dieser Einrichtung 34 z. B. etwa 30 bis etwa 40%.

Die in der Fig. 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß Fig. 3 zunächst dadurch, dass die Faserstoffbahn 12 durch das Prägeband 14 von einem Innenband 54 des Formers übernommen wird.

Im vorliegenden Fall kann beispielsweise dieses Innenband 54 oder das Außenband 42 des Formers wieder als Entwässerungssieb mit zonal unterschiedlicher Siebdurchlässigkeit vorgesehen sein. Die beiden umlau- fenden Entwässerungsbänder 42,54 laufen wieder unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zusammen, wobei sie wieder über ein Formierele- ment 46 wie insbesondere eine Formierwalze geführt sind. Mittels eines Stoffauflaufs 48 wird der Stoffeinlaufspalt 44 wieder mit Faserstoffsuspen- sion beschickt. Anders als bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 wird die Faserstoffsuspension im vorliegenden Fall jedoch von unten zugeführt.

Innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 14 ist wieder ein Pickup-oder Trennelement vorgesehen, durch das die Faserstoffbahn 12 bei der Tren- nung vom Innenband 54 des Formers auf dem Prägeband gehalten wird.

Das innerhalb der Schlaufe des Prägebandes 14 vorgesehene Saugelement 16 ist vor der Entwässerungseinrichtung 34 mit Kapillarwirkung angeord- net, wobei grundsätzlich jedoch auch eine Anordnung nach dieser Ein- richtung 34 möglich ist.

Im vorliegenden Fall fehlt der Filz 28.

Der Trockengehalt der Faserstoffbahn beträgt beim vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel im Bereich des Pickup-Elements 50 etwa 10 bis etwa 25 %, im Bereich vor der Entwässerungseinrichtung 34 etwa 15 bis etwa 30 % und im Bereich nach dieser Einrichtung 34 etwa 35 bis etwa 45 %.

Im übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen den gleichen Aufbau besitzen wie die gemäß Fig. 3. Einander entsprechenden Elementen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.

Fig. 5 zeigt in schematischer Teildarstellung eine Ausführungsform der Vorrichtung 10, bei der eine Verdrängungspresse 56 vorgesehen ist. Dabei wird die Faserstoffbahn 12 zum Austreiben von Wasser mittels Gasdruck mit dem Prägeband 14 wenigstens einmal durch einen Druckraum 58 geführt, der von wenigstens vier parallel angeordneten Walzen 60-66 begrenzt und in den ein Druckgas einleitbar ist. Dabei ist die Faserstoff- bahn 12 vorzugsweise zusammen mit dem Prägeband 14 und einer Memb- ran 68 durch den Druckraum 58 geführt.

Im vorliegenden Fall bildet die Membran 68 das Innenband des Formers, der wieder ein Formierelement 46 wie insbesondere eine Formierwalze umfasst, in deren Bereich das als Membran vorgesehene Innenband 68 und das Außenband 42 unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 44 zu- sammenlaufen, der mittels eines Stoffauflaufs 48 mit Faserstoffsuspensi- on beschickt wird.

Im Anschluss an die Luftpresse 56 wird die Faserstoffbahn 12 zusammen mit dem Prägeband 14 wieder über eine besaugte Einrichtung 30, insbe- sondere eine Saugwalze, und durch den zwischen einem Trockenzylinder 20, insbesondere Yankee-Zylinder, und einer Schuhpresseinheit 22 gebil- deten Pressnip 18 geführt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem Trockenzylinder bzw. Yankee-Zylinder 20 wieder eine Trockenhaube 52 zugeordnet.

Im vorliegenden Fall kann das erste Druckfeld I, durch das die Faserstoff- bahn 12 bei einem Trockengehalt <50% auf das Prägeband 14 gedrückt und entsprechend vorgeprägt wird, beispielsweise durch die Luftpresse 56 erzeugt werden.

Wie beispielsweise anhand der Fig. 6 und 7 zu erkennen ist, kann das jeweilige durch den Pressnip 18 geführte Prägeband 14, z. B. Prägesieb (vgl. insbesondere den linken Teil der Fig. 6) oder Prägemembran (vgl. insbesondere den rechten Teil der Fig. 6), so strukturiert sein, dass sich für dieses Prägeband 14 ein im Vergleich zum Flächenanteil an zurückge- setzten Zonen bzw. Löchern 74 kleinerer Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen 68 ergibt und entsprechend in dem Pressnip 18 ein kleinerer Flächenanteil der Faserstoffbahn 12 gepresst wird.

Dabei kann der Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen 68 insbesondere <40% sein und vorzugsweise einem Bereich von etwa 25 bis etwa 30% liegen.

Die erhabenen Zonen 68 und die zurückgesetzten Zonen können sich beispielsweise durch Kröpfungen, d. h. durch Kreuzungspunkte aus Schuss-und Kettfäden, eines Siebgewebes ergeben. Im Fall der im rechten Teil der Fig. 6 wiedergegebenen Pressmembran ergibt sich eine entspre- chende Strukturierung durch die Löcher 74.

Fig. 6 zeigt eine schematische Teildarstellung eines entsprechenden Prä- gebandes 14, z. B. Prägefilz oder Prägemembran, mit einem im Vergleich zum Flächenanteil an zurückgesetzten Zonen bzw. Löchern 74 kleineren Flächenanteil an erhabenen bzw. geschlossenen Zonen 68.

Die Dicke d der im rechten Teil der Fig. 6 dargestellten Prägemembran kann z. B. etwa 1 bis etwa 3 mm betragen. Die offene Fläche kann insbe- sondere größer als 50 % und zweckmäßigerweise größer als 60 % sein und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 70 % bis etwa 75 % liegen. Die Membran besteht zweckmäßigerweise aus einem gegen die Faserstoffche- mie resistenten Material. Sie kann beispielsweise aus Polyester bestehen.

Fig. 7 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Pressnip 18, durch den das in der Fig. 6 dargestellte Prägeband 14 zusammen mit der Faser- stoffbahn 12 und einem vorzugsweise weichen Band bzw. Filz 28 hin- durchgeführt ist. Dabei ist dieses weiche Band 28 in Kontakt mit dem flexiblen Band 26 der Schuhpresseinheit, das im Bereich des Pressnips 18 über einen Pressschuh 24 geführt ist, über den die gewünschte Anpress- kraft aufgebracht werden kann.

Die Faserstoffbahn 12 liegt am Trockenzylinder 20, vorzugsweise einem Yankee-Zylinder, an.

In der Fig. 7 sind überdies die sich infolge der erhabenen Zonen 68 erge- benden Presszonen 70 zu erkennen.

Die Faserstoffbahn 12 ist schon vor dem Nip geprägt. Wie anhand der Fig.

7 zu erkennen ist, liegt sie schon vor dem Nip am Prägeband an.

Bezugszeichenliste 10 Vorrichtung 12 Faserstoffbahn 14 Prägeband 16 Saugelement 18 Pressnip 20 Trockenzylinder, Yankee-Zylinder 20'Oberfläche 22 Gegenelement, Schuhpresseinheit 24 Pressschuh 26 flexibles Band, flexibler Walzenmantel 28 weiches Band oder feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, weicher Filz 30 besaugte Einrichtung, Saugwalze 32 Saugeinrichtung, Saugwalze 34 Entwässerungseinrichtung mit Kapillarwirkung 36 feinporige Bespannung mit Kapillar-Effekt, Filz mit geschäumter Schicht 38 große Saugwalze 40 Vakuum, Siphonabzug 42 Entwässerungsband 44 Stoffeinlaufspalt 46 Formierelement, Formierwalze 48 Stoffauflauf 50 Pickup-oder Trennelement 52 Trockenhaube 54 inneres Entwässerungssieb 56 Luftpresse 58 Druckraum 60 Walze 62 Walze 64 Walze 66 Walze 68 erhabene Zonen 70 Presszonen 72 Umlenkwalze 74 Löcher d Dicke L Bahnlaufrichtung erstes Druckfeld II weiteres Druckfeld