用于借助设计为穿孔的膜式盖件的成形筛制造气流成网的纤维料幅的方法与流程

本发明涉及一种由含纤维材料的原料制造纤维料幅、特别是纸幅、纸板幅或薄页幅的方法，包括以下步骤：a)在空气流中将含纤维材料的原料以少水方式处理成单根纤维和/或纤维束；b)通过干式成形方法使单根纤维和/或纤维束在空气流中成形为面状纤维料幅，其中单根纤维和/或纤维束被铺放在成形筛上；c)将至多30重量%、优选至多20重量%、进一步优选至多10重量%的水和/或粘合剂施加到成形后的纤维料幅的纤维上；d)固结所述成形后的纤维料幅。

背景技术：

1、过去，许多纤维料幅、特别是纸幅、纸板幅或薄页幅在工业规模上几乎仅以湿法制造，并且现今仍然如此。为此，如果不使用废纸，通常将成包纸浆在浆池中用大量水解离，从而得到纤维悬浮液，该纤维悬浮液约99重量%由水构成并且仅约1重量%由纤维构成。然后，纤维悬浮液通过流浆箱施加到成形筛上以形成幅材并进行预脱水。随后，纤维料幅通过压力和热量脱水或干燥，直至其最终可被卷绕和/或以其他方式加工。湿法的优点在于，在脱水或干燥时，在各纤维之间形成氢键，这些氢键赋予纤维料幅必要的强度。然而，该方法的缺点在于，纤维料幅的干燥需要大量能量。尤其鉴于当今气候变化，因此正在深入寻找该经典湿法的替代方案。

2、作为湿法的替代方案，例如由文献us 4,167,378已知一种干式气流成网法，其中纤维在基本干燥的状态下被铺放成纤维料幅。为了赋予纤维料幅必要的强度，仅向其中加入相对少量的水（用于形成氢键）和/或其他粘合剂。这使得干燥所需的能量明显减少。通常将纤维铺放到编织的成形筛上，该成形筛是透气性的，以便从成形筛下方抽吸纤维。备选地，也可以使用透气性螺旋网作为成形筛。

3、该方法的挑战主要在于，可靠地输送铺放在成形筛上的纤维料幅，然后将其转移到另外的处理单元、特别是固结单元，而纤维在此过程中不发生涡旋运动、不局部聚集或不在任何地方持久挂留。只要尚未将水和/或粘合剂施加到纤维上并且纤维料幅已被固结，纤维料幅的纤维之间就几乎不存在内聚力。目前这在很大程度上仍不成问题，因为干式气流成网法现今主要仅用于制造卫生用品，例如尿布，而不是用于制造纸幅、纸板幅或薄页幅，至少不在工业规模上。然而，随着纤维材料量和/或生产速度增加，尤其关于纤维发生涡旋运动和/或纤维在成形筛末端（纤维料幅应在该处离开成形筛）挂留的问题越来越多地出现。

技术实现思路

1、因此，本发明所要解决的技术问题是解决或至少减轻前述来自现有技术的问题。特别地，应提供一种方法和一种设备，利用它们能够在干式气流成网法中可靠地制造高质量的纤维料幅、特别是纸幅、纸板幅或薄页幅。这应能够在工业规模上实现，即每天数公吨的生产量，优选每小时至少一公吨，其中所制造的纤维料幅优选在制造机器的末端被卷绕成卷材。

2、该技术问题通过独立权利要求的特征解决。从属权利要求描述本发明的有利扩展设计。特别地，根据本发明第一方面，该技术问题通过开头所述的同类型制造方法解决，该方法的特征尤其在于，成形筛包括穿孔的膜式盖件(folienbespannung)，优选基本上由穿孔的膜式盖件构成，其中在膜式盖件中和/或膜式盖件上布置有导电部件。

3、发明人已认识到，与传统的编织筛相比，穿孔的膜式盖件能够在输送路径末端、即纤维料幅待转移到下一处理单元之处带来更好的剥离性能。这大概可归因于在编织筛的线交叉点处纤维更容易挂留。然而，穿孔的膜式盖件的该优点仅当在这些膜式盖件中或上针对性地设置部件以抵抗静电力的建立或再次消除来自前接工艺步骤的已存在静电力时，才能完全显现。纤维静电充电的原因和产生源可以是多方面的。由于穿孔的膜式盖件与使其环绕运行的辊以及可能的其他静态构件（例如真空箱）具有更大的接触面积，因此与编织筛相比，它们产生更高的摩擦。这种摩擦——不同于湿法成网法——可迅速导致静电充电，这可能对纤维的成形和附着产生不期望的影响。但备选地或附加地，也可能发生纤维已经带电地从管道进入成形头的情况。它们还可以在干燥气候中由于与管道、其他纤维等接触而不断改变其电荷。

4、膜式盖件可以基本上由整体式构造的膜构成，或者可以是膜层合体。在此，术语“膜”应理解为面状结构，其通常由塑料构成并且本身是不透水的。膜可以通过浇铸、挤出或其他工艺制造。相反，“膜层合体”这一术语应理解为由多个层构成的结构，这些层本身是膜并且面状地、特别是不形成空腔地彼此连接，例如通过粘接或焊接。膜层可以由相同材料或不同材料构成。此外，它们可以全部具有相同厚度或不同厚度。膜层合体的总厚度应介于0.5mm至1.5mm之间。通常优选膜层合体，因为其具有的优点在于，各个层在层合之前比与膜层合体厚度相同的整体式膜能更好地进行双轴或单轴拉伸，从而膜层合体相对于相同厚度的整体式膜可具有更高的抗拉强度。然而备选地，成形筛也可以例如由这种穿孔的膜层合体和传统织物的组合构成，在这种情况下，膜层合体优选布置在成形筛在按规定使用中面向纤维料幅的那一侧。

5、在本发明的意义上，纸幅应理解为由“普通”纸、特别是由所谓的印刷书写纸构成的幅。纸幅与纸板幅或薄页幅的区别主要在于单位面积重量（以g/m2计），其中纸板幅的单位面积重量高于纸幅的单位面积重量，而薄页幅的单位面积重量低于纸幅的单位面积重量。特别地，纤维料幅可以是单位面积重量为28g/m2至42g/m2的薄页幅。对于如此轻的纤维料幅，从成形筛干净剥离的问题特别突出，因此本发明的优点特别显现。除了不同的面积重量之外，纸、纸板和薄页通常还与其预期用途有所不同，特别是书写、保护和吸收。

6、在本发明的意义上，“以少水方式处理”意味着为了将原料中的纤维分离成单根纤维，基本上不使用水，这与湿法成网法有显著区别。原料可以例如是呈料包形式的纸浆（也称为“成包纸浆”）或呈“绒毛浆”形式的纸浆。备选地，也可以考虑例如使用废纸。即使在该“以少水方式处理”中纤维优选仅在空气流中解离，这也不应排除空气流的空气可以被调理，特别是可以对其含湿量进行调节。

7、成形筛具有面向纤维料幅的纤维料幅侧和背向纤维料幅的机器侧。穿孔从纤维料幅侧延伸到机器侧，或反之，并由此使得能够抽吸纤维。在此，穿孔应这样确定尺寸，使得防止纤维被抽吸穿过穿孔。

8、优选地，不将水和/或粘合剂施加到成形筛上，和/或在纤维料幅处于成形筛上期间，不将水和/或粘合剂施加到纤维料幅上。通过在用作成形筛的膜式盖件中和/或膜式盖件上设置导电部件，无需在此处施加水和/或粘合剂来导走电荷或避免静电充电的产生。使用的水和/或粘合剂越少，干燥纤维料幅所需的能量就越少。

9、此外提出，成形筛在面向纤维料幅的一侧被设计为如此平坦，使得成品纤维料幅不具有源自成形筛的、肉眼可识别的纹理。这将根据本发明的成形筛与所谓的“纹理化带”或类似物区分开，后者被有针对性地设计为对纤维料幅施加结构化效果，例如使其触感和/或外观更吸引人。然而发明人已认识到，使用这种结构化盖件作为成形筛是不利的，因为它们使纤维料幅从成形筛剥离、例如在转移到下一个盖件时变得困难。因此有利的是，成形筛在其面向纤维料幅的上侧尽可能光滑或平坦地构造。

10、在本发明的一种有设计方案中，导电部件可以以涂层形式施加在膜式盖件上。在此，涂层可以是导电的，或具有明显低于其余膜式盖件的电阻。如果涂层此外还与机座导电连接，则可以良好地导走电荷，并且不会建立电场，该电场可能对纤维的取向和/或附着产生不利影响。

11、特别地，涂层可以在该膜式盖件在按规定运行中面向纤维料幅的那一侧施加在膜式盖件上。然而，备选地或附加地，涂层也可以在该膜式盖件在按规定运行中背向纤维料幅的那一侧施加在膜式盖件上。如果在膜式盖件的两侧都设置有相应涂层，则这些涂层优选彼此导电连接，例如通过膜式盖件的边缘。以此方式，电荷可以从盖件的纤维料幅侧引导到机器侧，从那里然后可以非常简单地、例如通过导电转向辊导走至机座中。

12、一种特别优选的实施方式规定，涂层至少部分地伸入膜式盖件的穿孔中，优选在膜式盖件的、在按规定运行中面向纤维料幅的那一侧与膜式盖件的、在按规定运行中背向纤维料幅的那一侧之间形成导电连接。

13、特别当穿孔借助激光器引入膜式盖件中时，有利的是，涂层仅在穿孔之后施加到膜式盖件上，因为否则涂层可能通过不同的激光吸收率妨碍穿孔过程。此外，仅在穿孔之后进行的涂覆使得涂层能够伸入穿孔中，或也覆盖穿孔的壁部。

14、涂层优选通过喷涂、类似于涂漆那样施加，然而其他方法，如电镀和/或溅射也是可能的。

15、涂层可以包含金属成分或由金属成分构成。备选地，涂层然而也可以包含碳或由其构成，所述碳优选呈石墨或炭黑形式。碳是非常好的电导体。它例如也可以呈所谓的“碳纳米管”形式存在。然而，这种“碳纳米管”的浓度必须选择得足够高，以实现期望的导电性。

16、然而，作为涂层的备选，导电部件也可以设置在膜式盖件的至少一个层的塑料材料中。例如，在该至少一个层中可以存在炭黑颗粒或碳纳米管，以提高导电性。备选地或附加地，在膜层合体的情况下，导电部件也可以设置在膜层合体的两个相邻层之间的至少一个粘合层中。

17、涂层的另一备选方案规定，导电部件可以以导电线的形式构成，这些导电线布置在膜式盖件的至少一侧上。优选地，它们布置在膜式盖件的纤维料幅侧。例如，这些线可以是非常细的铜丝，其固定、例如粘接在膜式盖件的纤维料幅侧。

18、无论导电部件确切地如何设计，有利的是，导电部件在膜式盖件中和/或膜式盖件上如此布置，使得成形筛的第一侧边缘与成形筛的、与第一侧边缘相对的第二侧边缘导电连接。这样，电荷可以例如在膜式盖件的两个侧边缘处、例如通过在那里贴靠的碳纤维刷，被导走至机座中。在此，并非必须的是，例如纤维料幅侧整面地设计为导电的。相反，仅以特定间距存在导电的线或涂层条就足够了，这些线或涂层条在成形筛的机器横向上延伸。在这种情况下，成形筛的侧边缘优选连续地设计为导电。

19、本发明一种特别有利的扩展设计规定，导电部件在膜式盖件中和/或膜式盖件上如此布置，使得产生多个导电条，这些导电条在成形筛的两个侧边缘之间、优选在膜式盖件的宽度方向上延伸，其中各条彼此之间不具有导电连接。特别地，在这种情况下，成形筛的侧边缘恰恰不应连续地设计为导电。所述条可以例如通过导电的线或通过导电涂层提供。该实施方式的优点在于，环绕运行的成形筛可以在不同区段处于不同的静电充电或放电状态，或者被不同地静电充电或放电。特别地，在环绕运行的成形筛的前部区段中，即纤维被铺放到成形筛上的地方，可以允许静电充电，以便有意地将纤维保持在成形筛上，而在成形筛的后部区段中，即纤维料幅应从成形筛转移到另外的处理单元例如固结筛的地方，可以有针对性地引起静电放电，以便避免或至少减少在该处由于静电力而在成形筛和纤维料幅之间的吸引。为此，所述条应具有优选不大于转移区长度的宽度，在该转移区中纤维料幅从成形筛转移到后续处理单元。在每两个相邻的导电条之间可以分别设置不导电的绝缘条。绝缘条的宽度在此可以明显小于导电条的宽度。在转移区中，例如导电刷可以接触成形筛的侧边缘，以便在该区域中有针对性地将静电荷从成形筛例如导走至机座中。

20、穿孔可以通过钻孔、特别是激光钻孔，和/或通过冲孔，和/或通过热针刺引入膜式盖件中。特别是利用激光钻孔，可以将非常细的穿孔以较高的单位面积穿孔数量引入膜式盖件中。这可以导致纤维在面上非常均匀地被抽吸。在热针刺中，膜被热针穿透，其中与冲孔不同，膜材料仅被排挤而不被分离。由此，在热针刺中产生较少或甚至不产生废料，这是有利的。与冲孔不同，在钻孔、特别是激光钻孔以及热针刺中，穿孔的壁部可以具有相对于成形筛的纤维料幅侧和/或机器侧不等于90°的角度。特别地，穿孔可以渐缩。

21、本发明的另一方面涉及一种用于根据前述的根据本发明的方法由含纤维材料的原料制造纤维料幅的成形筛，其中成形筛包括穿孔的膜式盖件，优选基本上由穿孔的膜式盖件构成，并且其中在膜式盖件中和/或膜式盖件上布置有导电部件。

22、本发明的再一方面涉及一种用于根据前述的根据本发明的方法由含纤维材料的原料制造纤维料幅的机器，其包括前述的根据本发明的成形筛。

23、本发明的一种有利扩展设计规定，导电部件在膜式盖件中和/或膜式盖件上如此布置，使得产生多个导电条，这些导电条在成形筛的两个侧边缘之间、优选在膜式盖件的宽度方向上延伸，其中各条彼此之间不具有导电连接，并且机器在转移区中包括部件、特别是导电刷，在该转移区中纤维料幅从成形筛转移到另外的处理单元、特别是固结筛，所述部件设计为使成形筛在转移区中有针对性地静电放电。相反，优选地，成形筛在转移区上游的区域中、即在纤维被铺放到成形筛上并且由此形成的纤维料幅在成形筛上被输送的区域中，不被静电放电。由此，在该区域中可以增加纤维或纤维料幅对成形筛的附着。