Ziel der Entwicklung

Die Zielstellung des Projektes bestand in der Entwicklung eines energieeffizienten Vorentwässerungssystems mit integrierter Vliesstoffverfestigung. Dieses System besteht aus einer Ultraschallentwässerung mit integrierter Verfestigungseinheit (zur mechanischen Vorentwässerung und Verfestigung des Spunlace-Vliesstoffes) und der thermischen Haupttrocknung durch einen Siebtrommel-Durchströmtrockner. Für die im Vorhaben geplanten Versuche der energieeffizienten Spunlace Vorentwässerung und Verfestigung, wurde eine integrierte Vliesstoff-Restfeuchtemessung eingesetzt. Dabei waren der Mechanismus der mechanischen Vorentwässerung und Verfestigung von Spunlace-Vliesstoffen mittels Ultraschallschwingungen mit der integrierten Restfeuchtemessung wissenschaftlich zu durchdringen und Schlussfolgerungen für eine energieeffiziente Auslegung des Gesamtsystems (Spunlace-Prozess) in Bezug auf Industrie 4.0 zu erarbeiten:
– Einsparung an Prozesswasser, Energie und Gas mit der Ultraschall-Entwässerung und -Verfestigung,
– Erhöhung der Vliesstofffestigkeit (in MD- und CD-Richtung) durch die Ultraschall-Verfestigung im Vergleich zu reiner Spunlace-Verfestigung,
– Produktionsüberwachung,
– Qualitätssicherung,
– Vorausschauende Wartung,
– Vernetzung über die gesamte Wertschöpfungskette.

Vorteile und Lösungen

Der innovative Lösungsweg basiert auf der Beschreibung der Haupteinflussparameter und der Erarbeitung und Umsetzung eines verfahrenstechnischen Konzeptes für eine gezielte Ultraschall-Entwässerung mit integrierter Ultraschall-Verfestigung. Durch die Messung der Vliesstoffrestfeuchte vor und nach den einzelnen Trocknungssystemen (Ultraschall-Vorentwässerung und Hauptentwässerung im Siebtrommeltrockner) werden die optimalen Verfahrensparameter, bezogen auf die unterschiedlichen Materialzusammensetzungen der Faservliese, Flächenmassen, Anlagengeschwindigkeiten und dem spezifischen Energieeintrag am AquaJet ermittelt. Für das Ultraschall Entwässerungs- und Verfestigungssystem ist hierzu die Anpassung der Schwingungsamplitude durch Regelung der Ultraschall-Generatoren und der Einsatz von neu entwickelten Verfestigungs- und Entwässerungs-Siebbändern im Inline-Prozess vorgesehen.
Das Ziel ist die Erhöhung von Nachhaltigkeit (CO2-Fußabdruck) und Wirtschaftlichkeit durch einen energieeffizienten und/oder bauraumreduzierten hochproduktiven Spunlace-Prozess.

Zielgruppe und Zielmarkt

Mit den Industriepartnern für Ultraschalltechnologie zur Ultraschall Entwässerung und Verfestigung und Produzenten für Feuchtemesssensoren mit Kontrollsystem zur Restfeuchtemessung im Spunlace-Vliesstoff, wird eine schnelle und zeitnahe Markteinführung angestrebt.
Positive Forschungsergebnisse im Rahmen des beantragten Projektes werden zu Weiterentwicklungen von Nonwoven-Anlagen für innovative und kosten- sowie ressourceneffiziente Spunlace-Vliesstoffe führen. Weiterhin werden Vliesstoffproduzenten in die Lage versetzt, durch diese energieeffizienten Anlagen, Kostensenkungen ihrer Endprodukte bei gleicher bzw. höherer Produktivität zu erreichen. Mit den Unternehmen erfolgte ein intensiver Wissenstransfer. Es ist davon auszugehen, dass die Weiterentwicklung auf dem Gebiet des Textilmaschinenbaus positiv beeinflusst wird und sich die Anlagen deutlich von den Wettbewerbern abheben. Dadurch wird ein Wettbewerbsvorteil für die deutsche Textilindustrie und den deutschen Textilmaschinenbau erreicht.
Die Bearbeitung des Forschungsvorhabens und der Ergebnistransfer erfolgte im engen Zusammenwirken mit interessierten Unternehmen und Kooperationspartnern:
– MS-Ultraschall Technologie GmbH, Spaichingen,
– PLEVA Sensors and Control Systems GmbH, Empfingen,
– Trützschler Nonwovens & Man-Made Fibers GmbH, Egelsbach,
– Glatfelter GmbH, Gernsbach,
– Norafin Industries (Germany) GmbH, Mildenau.