89510 Heidenheim

Verfahren und Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn oder einer Vliesstoffbahn, die durch ein Trockenlegeverfahren gebildet wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Maschine zur Durchführung dieses Verfahrens, sowie eine Faserstoffbahn mit verbesserter Festigkeit.

Das Nasslegeverfahren ist das am häufigsten angewendete Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie einer Tissuebahn und einer Vliesstoffbahn. Die Feststoffe dieser Faserstoffbahnen werden am Beginn des Herstellungsprozesses in Wasser suspendiert und in einer Papiermaschine über den Stoffauflauf einer Formiersektion zugeführt, dort und in einer nachgeordneten Pressensektion mechanisch entwässert und anschließend in einer Trockenpartie thermisch getrocknet. Durch die Anwesenheit von Wasser bilden sich sogenannte Wasserstoffbrücken aus, die zu einer Grundfestigkeit der Faserstoffbahn führen. Zur weiteren Erhöhung dieser Grundfestigkeit werden festigkeitssteigernde Mittel der Faserstoffhahn zugegeben.

Im Zuge der Bestrebungen die Herstellungsprozesse für Faserstoffbahnen hinsichtlich der Reduzierung des Energieverbrauchs und der C02 Emissionen zu optimieren, kommen immer mehr Trockenlegeverfahren zur Anwendung. Bei diesen Verfahren kann die Festigkeit der Faserstoffbahnen nicht mehr ausreichend durch die Ausbildung von Wasserstoffbrücken erreicht werden, da kein oder nur wenig Wasser verwendet wird und die Fasern zur Ausbildung der Bahn daher nahezu trockengelegt werden. Hier werden bei der Herstellung von Tissuebahnen und Vliesstoffen Latexpolymere auf die Papieroberfläche gesprüht oder synthetische Schmelzfasern den Fasern vor dem Trockenlegen beigemischt. Die Faserstoffbahn mit den Schmelzfasern wird anschließend erwärmt. Die Schmelzfasern schmelzen und verbinden sich mit den Zellulosefasern der Faserstoffbahn, wodurch die Festigkeit der Faserstoffbahn erhöht oder erzeugt wird. Auch diese festigkeitssteigernden Mittel sind ebenfalls teuer und machen einen erheblichen Teil an den Produktionskosten dieser Papiere aus. Zudem weisen Latexpolymere und Schmelzfasern eine schlechte oder sogar keine biologische Abbaubarkeit auf und benötigen zur Polymerisierung und zum Trocknen von Latex bzw. zum Schmelzen der Kunststofffasern erhebliche Mengen thermischer Energie.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren und eine Maschine anzugeben, um eine kostengünstige und ökologische Festigkeitssteigerung bei der Herstellung von Faserstoffbahnen zu erzielen, und die Nachteile der bekannten Verfahren zu reduzieren oder sogar ganz zu vermeiden.

Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn oder einer Vliesstoffbahn vorgeschlagen, die durch ein Trockenlegeverfahren gebildet wird und die Faserstoffbahn in einem Pressschritt in einem Pressspalt zwischen einem ersten und einem zweiten, jeweils eine der Faserstoffbahn zugewandten Kontaktfläche aufweisenden, Stützelement liegend gepresst und verfestigt wird, wobei die Kontaktfläche mindestens des ersten Stützelementes derart ausgeführt ist, so dass in der Faserstoffbahn mindestens eine Niederdruckzone und mindestens eine Hochdruckzone ausgebildet werden und die mindestens eine Hochdruckzone einen Flächenanteil an der gepressten Fläche von 5% bis 60%, insbesondere von 5% bis 30%, vorzugsweise von 30% bis 60%, besonders vorzugsweise von 35% bis 50%, besitzen.

Im Pressspalt wird mindestens durch die Kontaktfläche des ersten Stützelementes eine dreidimensionale Struktur in die Faserstoffbahn geprägt. Durch die Erfindung wird die Festigkeit, beispielsweise die Zugfestigkeit, erhöht, ohne die erforderlichen Eigenschaften der Faserstoffbahn, wie beispielsweise die Dicke, das Wasserabsorptionsvermögen, die Weichheit, das spezifische Volumen, zu gefährden.

Durch die lokale Pressung der Faserstoffbahn in der mindestens einen Hochdruckzone wird dort die Faserstoffbahn kompaktiert und grenzt sich dadurch von der mindestens einen Niederdruckzone ab. Die Flächensumme aller Niederdruckzonen und der mindestens einen Hochdruckzone einer Testiläche der Faserstoffbahn entsprechen der Gesamtfläche und somit der Testfläche. Die Flächenanteile der mindestens einen Hochdruckzone lassen sich somit einfach ermitteln.

Vorteilhafterweise können sich die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften der hergestellten Faserstoffbahn durch einen bestimmten Flächenanteil der mindestens einen Hochdruckzone erhöhen. Ein Bereich zwischen 5% und 60%, vorzugsweise zwischen 5% und 30%, vorzugsweise größer als 30% und 60%, besonders vorzugsweise zwischen 35% und 50%, zeigen sich dabei als ideale Bereiche, in denen sich die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften signifikant steigern lassen.

Weiter vorteilhaft kann es sich auswirken, wenn mehrere Presspalte oder Pressschritte, vorzugsweise zwei Presspalte, insbesondere drei Pressspalte, nacheinander angeordnet sind. Damit kann sich vorteilhaft eine weitere Verbesserung der Parameter einstellen, bei geringfügig höheren Investitionskosten. Es kann dabei zwischen den jeweiligen Presspalten bzw. vor oder nach dem jeweiligen Pressspalt, weitere Komponenten, beispielsweise eine Auftragsvorrichtung für ein Nassfestmittel oder ein anderes festigkeitssteigernde Mittel zur weiteren Steigerung der der Festigkeit zugegeben angeordnet sein. Weite können die in der Figurenbeschreibung dargestellten alternativen Ausführungsformen der Presspalte unterschiedlich miteinander kombiniert werden, beispielsweise wäre es vorstellbar im ersten Pressspalt eine Ausführung lt. Figur 2 oder 3, und in einem zweiten bzw. dritten Presspalt eine Ausführung lt. Figur 5.

Neue Entwicklungen des Herstellungsprozesses für Faserstoffbahnen gehen hinsichtlich der Reduzierung des Energieverbrauchs und der C02 Emissionen hin zu Trockenlegeverfahren. Bei diesen Verfahren werden die Fasern in nahezu trockenem, meist lufttrockenem Zustand vereinzelt und einer Trockenlegevorrichtung zur Bildung der Faserstoffbahn zugeführt. Die notwendige Festigkeit der so hergestellten Faserstoffbahn kann nicht mehr ausreichend durch die Ausbildung von Wasserstoffbrücken erreicht werden, da kein oder nur wenig Wasser verwendet wird und die Fasern zur Ausbildung der Bahn daher in nahezu trockenem Zustand gelegt werden. Hier wirkt sich die Erfindung besonders positiv und auch gerade bei der Herstellung von Tissuebahnen und Vliesstoffbahnen, aus. Auf der einen Seite muss bei diesen Papiersorten gerade beim Trockenlegeverfahren eine ausreichende Festigkeit erzielt werden, und auf der anderen Seite müssen die Erfordernisse hinsichtlich der Verwendung, wie spezifisches Volumen, Wasserabsorption, Wasserhaltevermögen, Geschmeidigkeit, auch „Handfeel“ genannt, erfüllt werden. So ist entsprechend der Erfindung der Flächenanteil der mindestens einen Hochdruckzone mindestens 5% um ausreichende Festigkeit zu erreichen und kleiner als 60% um die Erfordernisse hinsichtlich der Verwendung der Faserstoffbahn zu erreichen.

Zur weiteren Erhöhung dieser Grundfestigkeit wird nach der Erfindung die Faserstoffbahn in der Fläche in Zonen unterschiedlich stark gepresst. So entstehen mindestens eine Hochdruckzone und mindestens eine Niederdruckzone. Durch die hohe Pressung in der mindestens einen Hochdruckzone entstehen Zonen mit hohen Festigkeiten. Bei mehreren Hochdruckzonen werden zwischen den Hochdruckzonen die Fasern weniger stark gepresst. Es entsteht mindestens eine Niederdruckzone in der das spezifische Volumen wesentlich größer ist als in den Hochdruckzonen. Durch den Effekt der Festigkeitssteigerung kann der Einsatz von festigkeitssteigernden Mitteln reduziert oder sogar ganz vermieden werden.

In einer möglichen Ausgestaltung kann die mindestens eine Hochdruckzone einen Flächenanteil an der gepressten Fläche von größer als 5% bis 30%, vorzugsweise von 15% bis 25%, besitzen.

In einer möglichen Ausgestaltung kann die mindestens eine Hochdruckzone einen Flächenanteil an der gepressten Fläche von größer als 30% bis 60%, vorzugsweise größer als 35% bis 50%, besitzen. Dies erhöht die Festigkeit der Faserstoffbahn bei gleichzeitig gutem spezifischem Volumen.

Bei Hygienepapieren lässt sich die Erfindung auch aus diesen Gründen besonders vorteilhaft anwenden. Hygienepapiere können Tissuebahnen und Vliesstoffbahnen umfassen. Sie können Produkte aus der beispielhaften und nicht vollständigen Aufzählung der folgenden Gruppe umfassen: Wischtücher, Handtücher, Servietten, Tischdecken usw..

Die Erfindung kann sich gerade auch bei der Herstellung von Vliesstoffen vorteilhaft auswirken, da sie mindestens zum Teil Kunststofffasern, die keine Wasserstoffbrücken bilden, umfassen können.

Es ist daher auch vorteilhaft, wenn die herzustellenden Tissuebahnen oder Vliesstoffbahnen mit einem Flächengewicht von 10g/m ² bis 50g/m ² , vorzugsweise von 12g/m ² bis 45g/m ² , ausgebildet werden.

Es ist daher auch vorteilhaft, wenn die mindestens eine Hochdruckzone mit einer Fläche von kleiner als 9 mm ² , insbesondere von kleiner als 4 mm ² , und vorzugsweise von mehr als 0,5mm ² ausgebildet wird. Dadurch wird auf der einen Seite genügend Festigkeit erzeugt und auf der anderen Seite die Erfordernisse hinsichtlich der Verwendung, wie spezifisches Volumen, Wasserabsorption, Wasserhaltevermögen, Geschmeidigkeit, auch „Handfeel“ genannt, erfüllt.

In einer vorteilhaften Ausführung ist es möglich wenn die mindestens eine Hochdruckzone mit einer Fläche im Bereich von 0,5mm ² bis 2mm ² ausgebildet wird.

In einem praktischen Fall können mehrere Hochdruckzonen ausgebildet sein und zwischen benachbarten Hochdruckzonen ein Abstand von kleiner als die mittlere Faserlänge der Fasern der Faserstoffbahn ausgebildet werden.

In einer möglichen Ausgestaltung können mehrere Hochdruckzonen ausgebildet sein. In diesem Fall hat die Summe der Flächen der Hochdruckzonen einen Flächenanteil an der gepressten Fläche von 5% bis 60%, insbesondere von 5% bis 30%, vorzugsweise von größer als 30% bis 60%, besonders vorzugsweise von 35% bis 50%. Ferner ist es auch denkbar, die mindestens eine Hochdruckzone mit benachbarten Hochdruckzonen durch jeweils eine weitere Hochdruckzone zu verbinden. Die weitere Hochdruckzone kann linienförmig verlaufen. Ausgehend von einer Hochdruckzone verlaufen die weiteren Hochdruckzonen sternförmig. Dies erhöht die Festigkeit der Faserstoffbahn bei gleichzeitig gutem spezifischem Volumen.

In einem praktischen Fall wird in der mindestens einen Hochdruckzone ein Pressdruck von mehr als 10 MPa, insbesondere von mehr als 15 MPa, vorzugsweise von mehr als 25 MPa, auf die Faserstoffbahn ausgeübt.

Für den möglichen Fall, dass mehrere Hochdruckzonen ausgebildet sind, wird in jeder Hochdruckzone ein Pressdruck von mehr als 10 MPa, insbesondere von mehr als 15 MPa, vorzugsweise von mehr als 25 MPa, auf die Faserstoffbahn ausgeübt.

In der mindestens einen Niederdruckzone kann ein Pressdruck von weniger als 10 MPa, insbesondere von weniger als 8 MPa, vorzugsweise von größer 0 MPa oder im Bereich von größer 0 bis 3 MPa auf die Faserstoffbahn ausgeübt werden. Vorzugsweise wird die mindestens eine Niederdruckzone nur leicht gepresst, sodass der Pressdruck etwas über OMPa, insbesondere größer 0, 1 MPa, vorzugsweise größer 1 MPa liegt.

Vorteilhafterweise wird die flächige Faserbahn auch in der Niederdruckzone vorkomprimiert bzw. gepresst, insbesondere auf einen Wert von kleiner als 50% vorzugsweise von kleiner als 80%, des ursprünglichen spezifischen Volumens der Faserstoffbahn aus dem Trockenlegeverfahren. Oder anders ausgedrückt: die Komprimierung bzw. Pressung wird so ausgeführt, dass die Dicke der gelegten Faserstoffbahn unmittelbar nach dem mindestens einen Pressschritt maximal 50%, vorzugsweise maximal 80% der Dicke der vor dem Pressschritt der, in einem Trockenlegeverfahren gelegten Faserstoffbahn beträgt. Dies verbessert die Stabilität der gelegten Faserstoffbahn. Dies gilt besonders bei einer kontinuierlichen Herstellung der Faserstoffbahn. Die Faserstoffbahn wird dadurch unempfindlich gegenüber auftretenden Luftströmungen. Eine trockengelegte Faserstoffbahn zeichnet sich üblicherweise dadurch aus, dass die Faserstoffbahn mit einem spezifischen Volumen von mehr als 12cm ³ /g, insbesondere von mehr als 20cm ³ /g, vorzugsweise von mehr als 25cm ³ /g gelegt. Dies wirkt sich zum einen günstig auf die homogene Verteilung der Einzelfasern und/ oder Faserbündel im Volumen der Faserstoffbahn und zum anderen auf die Wirkung und Gleichmäßigkeit der Verteilung des aufgebrachten Wassers aus. Dadurch kann eine Faserstoffbahn mit einer homogenen Festigkeitsverteilung bei Einsatz minimaler Wassermenge erzielt werden. Oder anders ausgedrückt: die Dicke der Faserstoffbahn beträgt vor dem Pressschritt mehr als 2mm, insbesondere mehr als 5 mm, vorzugsweise mehr als 10 mm.

In einer vorteilhaften Ausführung wird das Trockenlegeverfahren vor dem mindestens einen Pressschritt so ausgeführt, dass die Faserstoffbahn vor dem mindestens einen Pressschritt einen Trockengehalt von mehr als 50%, insbesondere mehr als 70%, vorzugsweise mehr als 80%, besonders vorzugsweise mehr als 90% aufweist. Üblicherweise besitzt eine trockengelegte Faserstoffbahn einen sehr hohen Trockengehalt, da keine oder nur geringe Mengen an Wasser zur Stoffaufbereitung zugegeben werden.

Falls in einer alternativen Ausführungsform vor dem Pressschritt Nassfestmittel oder ein anderes festigkeitssteigernde Mittel, beispielsweise Wasser zugegeben wird, kann der Trockengehalt beispielsweise durch Aufheizen der Faserstoffbahn im Pressschritt beeinflusst werden.

Das erste Stützelement und/oder das zweite Stützelement können als Walze mit einer Kontaktfläche mit oder ohne Erhebungen zur Erzeugung der mindestens einen Hochdruckzone ausgeführt sein. Die Walze kann wahlweise als Walze, vorzugsweise mit einer metallischen oder beschichteten Oberfläche, oder als Schuhwalze oder als Walze mit einem Walzenbezug aus Kunststoff ausgeführt sein.

Bei der Walze, vorzugsweise mit einer metallischen oder beschichteten Oberfläche, bildet direkt die Walzenoberfläche die Kontaktfläche. Eine Walze mit vorzugsweise metallischer oder beschichteter Oberfläche ist dabei im Vergleich zu einer Walze mit einem Walzenbezug aus Kunststoff härter. Bei der Schuhwalze bildet der Pressmantel die Kontaktfläche.

Bei der Walze mit Walzenbezug aus Kunststoff bildet der Walzenbezug die Kontaktfläche.

Die Kontaktfläche kann dabei mit Erhebungen ausgeführt sein.

Beispielsweise ist eine Kombination eines ersten Stützelementes, welches als eine Walze deren Oberfläche direkt die Kontaktfläche bildet ausgeführt ist und eines zweiten Stützelementes, welches als eine Walze mit Walzenbezug aus Kunststoff, einer weichen Oberfläche, ausgeführt ist vorstellbar. Es bildet sich dabei ein sogenannter „Soft-Nip“ Pressspalt aus.

Es kann beispielsweise die Kontaktfläche des ersten Stützelementes, vorzugsweise die metallische oder beschichtete Oberfläche der Walze, mit Erhebungen ausgeführt sein.

Als weitere Alternative, kann der Walzenbezug mit Kunststoff mit Erhebungen ausgeführt werden. Dabei bildet der Walzenbezug mit Erhebungen die Kontaktfläche des Stützelementes aus.

Bei einer Walze bei der direkt die Walzenoberfläche die Kontaktfläche ausbildet, kann beispielsweise mit einem Bearbeitungsverfahren, wie Erodieren oder Fräsen, die Oberfläche mit Erhebungen ausgeführt werden.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das zweite Stützelement als Walze mit vorzugsweise einer metallischen oder beschichteten Oberfläche und mit einer glatten Oberfläche, also ohne Erhebungen, ausgeführt.

In einer weiteren denkbaren Kombination ist ein erstes Stützelement als eine Walze mit vorzugsweise metallischer oder beschichteter Oberfläche und Erhebungen ausgeführt und das zweite Stützelement als Walze mit vorzugsweise einer metallischen oder beschichteten Oberfläche und mit einer glatten Oberfläche ausgeführt. Eine solche Kombination von einer Presswalze bei der die Kontaktfläche direkt mit der Oberfläche einer Walze als erstes Stützelement und einer Gegenwalze bei der die Kontaktfläche direkt mit der Oberfläche einer Walze als zweites Stützelement ausgeführt ist, handelt es sich um einen „Hard-Nip“ Pressspalt.

In einer alternativen Ausführungsform ist das erste Stützelement und/oder das zweite Stützelement als Walze ausgeführt und vorzugsweise wird das erste Stützelement und/ oder das zweite Stützelement zur Strukturierung der Faserstoffbahn mit Erhebungen ausgeführt.

Das erste Stützelement und/ oder das zweite Stützelement können als umlaufendes Band mit Erhebungen zur Erzeugung mehrerer Hochdruckzonen ausgeführt sein.

Das umlaufende Band kann als Membrane oder als gewobenes Band, beispielsweise als Sieb, mit auf der Kontaktseite aufgebrachten Erhebungen ausgeführt sein. Die Erhebungen können Kunststoff umfassen und aufgedruckt sein.

Das umlaufende Band kann als gewobenes Band ausgeführt sein, wobei die Erhebungen aus Webfäden gebildet sein können.

Das erste Stützelement und/ oder das zweite Stützelement können permeabel oder impermeabel ausgeführt werden.

In der durch das als Band ausgebildete erste Stützelement und/oder in der durch das als Band ausgebildete zweite Stützelement jeweils gebildeten Schlaufe kann jeweils eine Walze zur Ausbildung des Pressspaltes angeordnet sein. Der Pressspalt kann durch eine Presswalze und eine Gegenwalze gebildet sein. Die Presswalze kann auch als Schuhpresswalze mit verlängertem Pressspalt ausgeführt sein. Der Pressspalt kann auch durch Kalanderwalzen gebildet werden.

In einer möglichen Ausführung kann die mindestens eine Hochdruckzone durch Erhebungen in der Kontaktfläche des mindestens ersten Stützelements erzeugt werden. Die Querschnittsform der Erhebungen kann rund, dreieckig, viereckig, länglich sein, sodass die Form der io

Hochdruckzonen entsprechend rund, dreieckig, viereckig, länglich sein kann. Die Formen der Hochdruckzonen können auch unterschiedlich sein.

Vorzugsweise können die Erhebungen mit einer Höhe von 0,05 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,05 mm bis 0,5 mm ausgeführt sein. Dadurch lässt sich die Pressung in der mindestens eine Hochdruckzone und in der mindestens einen Niederdruckzone relativ zueinander einstellen.

In einer möglichen Weiterbildung kann das mindestens erste Stützelement als perforierte Membran ausgeführt werden und die mindestens eine Hochdruckzone kann durch die Kontaktfläche der Membran und die Niederdruckzonen durch die Fläche der Perforationen des mindestens ersten Stützelements erzeugt werden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich also dadurch, dass jede Öffnung jeweils eine Niederdruckzone erzeugt und dazwischen nur eine Hochdruckzone entsteht.

Zur Verbesserung der Festigkeitssteigerung können die mindestens eine Hochdruckzone über ein Stützelement auf eine Temperatur, vorzugsweise eine Oberflächentemperatur der Walzen, von 50°C bis 250°C, insbesondere bevorzugt von 110°C bis 160°C erwärmt werden.

In einer möglichen Weiterbildung kann die Kontaktfläche des mindestens ersten Stützelements so ausgeführt sein, dass mehrere Hochdruckzonen erzeugt werden und die Anordnung der Hochdruckzonen in Mustern zur Erzeugung eines ästhetischen Effekts beiträgt.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann die Kontaktfläche des mindestens ersten Stützelements so ausgeführt sein, dass mehrere Hochdruckzonen erzeugt werden und die Anordnung der Hochdruckzonen so gewählt ist, dass die Zugfestigkeit in der Ebene der Faserstoffbahn richtungsabhängig ist. So kann beispielsweise die Zugfestigkeit in einer bestimmten Richtung dadurch erhöht werden, dass in dieser Richtung mehr Hochdruckzonen pro Längeneinheit vorgesehen werden als in einer anderen Richtung. In der bestimmten Richtung ist also eine höhere Hochdruckzonendichte vorhanden.

Es ist auch denkbar, dass durch Anpassung der Hochdruckzonendichte und/oder der Hochdruckzonenform, die Papiereigenschaften, wie beispielsweise die Festigkeitseigenschaften, richtungsorientiert gestaltet werden können.

In einer möglichen Ausgestaltung wird das dem mindestens ersten Stützelement gegenüberliegende zweite Stützelement zur Strukturierung der mit dem zweiten Stützelement in Kontakt kommenden Seite der Faserstoffbahn nachgiebig ausgeführt wird. Dadurch wird die Rückseite der Faserstoffbahn ebenfalls strukturiert und dadurch die die Erfüllung der Erfordernisse hinsichtlich der Verwendung, wie spezifisches Volumen, Wasserabsorption, Wasserhaltevermögen, Geschmeidigkeit, auch Handfeel genannt, unterstützt und verstärkt.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Faserstoffbahn vor und/oder nach dem Pressschritt ein Nassfestmittel oder ein anderes festigkeitssteigernde Mittel zur weiteren Steigerung der der Festigkeit zugegeben wird.

Ferner ist es möglich, wenn die Faserstoffbahn nach dem Pressschritt gekreppt wird.

Bei trockengelegten Faserstoffbahnen ist es auch vorteilhaft, wenn die Faserstoffbahn vor Eintritt in den Pressspalt leicht flächig vorgepresst wird, um die gelegte, lockere Fasermatte widerstandsfähig gegen Luftströmungen zu machen.

Die Aufgabe wird auch durch eine Maschine zur Umsetzung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn oder einer Vliesstoffbahn, gelöst. Die Maschine umfasst eine Trockenlegesektion und einen Pressspalt, in dem die Faserstoffbahn zwischen einem ersten und einem zweiten, jeweils eine der Faserstoffbahn zugewandten Kontaktfläche aufweisenden, Stützelement liegend gepresst und verfestigt wird, wobei die Kontaktfläche mindestens des ersten Stützelementes derart ausgeführt ist, dass in der Faserstoffbahn mindestens eine Niederdruckzone und mindestens eine Hochdruckzone ausgebildet sind und die mindestens eine Hochdruckzone einen Flächenanteil an der gepressten Fläche von 5% bis 50%, vorzugsweise von größer als 30% bis 60%, vorzugsweise von 35% bis 50%, besitzt.

Die Erfindung betrifft auch eine Faserstoffbahn die nach dem Verfahren nach Anspruch 1 in einem Trockenlegeverfahren gebildet wird, mit mindestens einer Niederdruckzone und mindestens eine Hochdruckzone, wobei die mindestens eine Hochdruckzone einen Flächenanteil von 5% bis 60%, insbesondere von 5% bis 30%, vorzugsweise von größer als 30% bis 60%, vorzugsweise von 35% bis 50%, aufweist.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Es zeigen

Figur 1 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Faserstoffbahn in vereinfachter und schematischer Darstellung;

Figur 2 eine mögliche Ausführungsform des Pressspaltes der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung; wobei beide Stützelemente als Band oder als Walze mit Walzenbezug ausgeführt sind; Figur 3 eine mögliche Ausführungsform des Pressspaltes der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung; wobei ein Stützelement als Walze, deren Oberfläche direkt die Kontaktfläche ausbildet und glatt ausgeführt ist;

Figur 4 eine mögliche Ausführungsform des Pressspaltes der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung; wobei ein Stützelement als Walze, deren Oberfläche direkt die Kontaktfläche ausbildet und mit Erhebungen ausgeführt ist;

Figur 5 eine mögliche Ausführungsform des Pressspaltes der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung; wobei beide Stützelemente als Walze, deren Oberfläche direkt die Kontaktfläche ausbildet, ausgeführt sind;

In der Figur 1 ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Faserstoffbahn als Ausschnitt in vereinfachter und schematischer Darstellung in der Draufsicht gezeigt. In diesem Beispiel weist die Faserstoffbahn 1 eine Vielzahl von Hochdruckzonen 5 auf. Die Hochdruckzonen 5 sind während des Herstellungsprozesses zur Erzeugung einer höheren Festigkeit stark gepresst worden. Der lokale Pressdruck in den Hochdruckzonen 5 betrug mehr als 10 MPa. Der Bereich zwischen den Hochdruckzonen 5 wurde nur leicht gepresst und bildet eine einzige Niederdruckzone 4. Die Pressung in der Niederdruckzone 4 lag im Bereich von größer als 0 MPa bis IMPa. Die Hochdruckzonen 5 sind trapezförmig ausgebildet. Sie können jedoch beliebige Formen haben, wie beispielsweise rund, dreieckig, viereckig usw.. Die Hochdruckzonen 5 in der gepressten Fläche 7 sind gleichverteilt angeordnet. Sie können jedoch auch als Muster angeordnet sein, um die Erscheinungsform der Faserstoffbahn 1 attraktiver zu machen. Dies ist bei Tissuebahnen und Vliesstoffbahnen vorteilhaft. Der Abstand 6 benachbarter Hochdruckzonen 5 ist vorzugsweise kleiner als die durchschnittliche Faserlänge der Faserstoffbahn 1. Die Dimensionen der einzelnen Hochdruckzonen 5 sind jeweils kleiner als 9 mm ² und haben einen Flächenanteil an der gepressten Fläche von 5 % bis 60%. Die Dimensionen der einzelnen Hochdruckzonen 5 können gleich oder unterschiedlich sein.

Die Figur 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des Pressspaltes 9 der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung. Die Faserstoffbahn 1 wird zwischen einem ersten Stützelement 2, und einem zweiten Stützelement 3 liegend durch einen Pressspalt 9 in Laufrichtung 12 geführt. Das erste Stützelement 2 als auch das zweite Stützelement 3 wird durch ein umlaufendes Band gebildet. Der Pressspalt 9 umfasst eine in der Schlaufe des ersten Stützelements angeordnete Presswalze 10 und eine in der Schlaufe des zweiten Stützelements angeordnete Gegenwalze 11. Das erste Stützelement 2 weist in der zur Faserstoffbahn 1 zeigenden Kontaktfläche Erhebungen 8 zur Erzeugung der Hochdruckzonen 5 auf. Die Faserstoffbahn 1 wird durch die Erhebungen 8 beim Durchlauf durch den Pressspalt 9 lokal stark gepresst und damit verfestigt. Nach dem Pressspalt 9 lösen sich die Erhebungen wieder aus der Faserstoffbahn 1, wodurch eine strukturierte dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Hochdruckzonen 5 und -in diesem Beispiel- mit einer einzigen Niederdruckzone 4 entsteht.

Die Figur 3 zeigt eine alternative mögliche Ausführungsform des Pressspaltes 9 der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung. Die Faserstoffbahn 1 wird zwischen einem ersten Stützelement 2, und einem zweiten Stützelement 3 liegend durch einen Pressspalt 9 in Laufrichtung 12 geführt. Der Pressspalt 9 umfasst eine Presswalze 10 und eine Gegenwalze 11.

Die Presswalze 10 kann in der Schlaufe des ersten Stützelements angeordnet sein, wobei das erste Stützelement 2 durch ein umlaufendes Band, oder einen Walzenbezug der Presswalze 10 gebildet wird.

Die Gegenwalze 11 bildet, vorzugsweise mit einer metallischen oder beschichteten, und glatten Oberfläche das zweite Stützelement 3 und die zweite Kontaktfläche 3.1 aus. Das erste Stützelement 2 weist in der zur Faserstoffbahn 1 zeigenden Kontaktfläche Erhebungen 8 zur Erzeugung der Hochdruckzonen 5 auf. Die Faserstoffbahn 1 wird durch die Erhebungen 8 beim Durchlauf durch den Pressspalt 9 lokal stark gepresst und damit verfestigt. Nach dem Pressspalt 9 lösen sich die Erhebungen 8 wieder aus der Faserstoffbahn 1, wodurch eine strukturierte dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Hochdruckzonen 5 und -in diesem Beispiel- mit einer einzigen Niederdruckzone 4 entsteht.

Die Figur 4 zeigt eine alternative mögliche Ausführungsform des Pressspaltes 9 der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung. Die Faserstoffbahn 1 wird zwischen einem ersten Stützelement 2, und einem zweiten Stützelement 3 liegend durch einen Pressspalt 9 in Laufrichtung 12 geführt. Der Pressspalt

9 umfasst eine Presswalze 10 und eine Gegenwalze 11.

Die Gegenwalze 11 kann in der Schlaufe des zweiten Stützelements angeordnet sein, wobei das zweite Stützelement 3 durch ein umlaufendes Band, oder einen Walzenbezug der Gegenwalze 11 gebildet wird.

Die Presswalze 10 bildet, vorzugsweise mit einer metallischen oder beschichteten Oberfläche mit Erhebungen das erste Stützelement 2 und die erste Kontaktfläche 2.1 aus. Das erste Stützelement 2 oder die Presswalze

10 weist in der zur Faserstoffbahn 1 zeigenden Kontaktfläche 2.1 Erhebungen 8 zur Erzeugung der Hochdruckzonen 5 auf. Die Faserstoffbahn 1 wird durch die Erhebungen 8 beim Durchlauf durch den Pressspalt 9 lokal stark gepresst und damit verfestigt. Nach dem Pressspalt 9 lösen sich die Erhebungen 8 wieder aus der Faserstoffbahn 1, wodurch eine strukturierte dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Hochdruckzonen 5 und -in diesem Beispiel- mit einer einzigen Niederdruckzone 4 entsteht.

Die Figur 5 zeigt eine alternative mögliche Ausführungsform des Pressspaltes 9 der Presssektion der erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung. Die Faserstoffbahn 1 wird zwischen einem ersten Stützelement 2, und einem zweiten Stützelement 3 liegend durch einen Pressspalt 9 in Laufrichtung 12 geführt. Der Pressspalt 9 umfasst eine Presswalze 10 und eine Gegenwalze 11. Die Gegenwalze 11 bildet, vorzugsweise mit einer metallischen oder beschichteten, und glatten Oberfläche das zweite Stützelement 3 und die zweite Kontaktfläche 3.1 aus.

Die Presswalze 10 bildet, vorzugsweise mit einer metallischen oder beschichteten, Oberfläche mit Erhebungen das erste Stützelement 2 und die erste Kontaktfläche 2.1 aus. Das erste Stützelement 2 oder die Presswalze 10 weist in der zur Faserstoffbahn 1 zeigenden Kontaktfläche 2.1 Erhebungen 8 zur Erzeugung der Hochdruckzonen 5 auf. Die

Faserstoffbahn 1 wird durch die Erhebungen 8 beim Durchlauf durch den Pressspalt 9 lokal stark gepresst und damit verfestigt. Nach dem Pressspalt 9 lösen sich die Erhebungen 8 wieder aus der Faserstoffbahn 1, wodurch eine strukturierte dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Hochdruckzonen 5 und -in diesem Beispiel- mit einer einzigen Niederdruckzone 4 entsteht.

Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet.

Bezugszeichenliste

Faserstoffbahn, Tissuebahn, Vliesstoffbahn

Erstes Stützelement

Kontaktfläche

Zweites Stützelement

Kontaktfläche

Niederdruckzone

Hochdruckzone

Abstand Hochdruckzonen

Gepresste Fläche

Erhebungen

Pressspalt

Presswalze

Gegenwalze

Laufrichtung