DE2409021A1

DE2409021A1 - Aus mit hochpraegungen versehenen lagen bestehendes produkt, insbesondere aus papier, sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2409021A1
Application number: DE2409021A
Authority: DE
Inventors: Ernst Daniel Nystrand
Original assignee: Paper Converting Machine Co
Current assignee: Paper Converting Machine Co
Priority date: 1973-03-02
Filing date: 1974-02-25
Publication date: 1974-09-05
Also published as: JPS5319686B2; CA1011239A; BE811788A; GB1420140A; DE2409021B2; DE2409021C3; JPS5024516A

Description

Heme, 6000 München 40,

FreIliBrathstraBe19 r»-fl«-I3UO«-%L Eisenacher Straße 17

Postfachi« Pipi.-lng. R. Π, iia^i- Pal.-Anw. Betzier

PsL-Am*. Harrmann-Trenlepohl n;_t.| -Phvc ^Hnarii WAtyipr Fernsprecher: 36 3011

Femtprecher: 51013 Uipi.-fliyS. CQUaTQ ΒβΙΖΙβΓ ^₃₀₁₂

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ³⁶³O"

Telegrammanschrift: Telegrammanschrift:

Dahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex OS229853 Telex 5215360

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Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AG Herne 7-520 499 Postscheckkonto Dortmund 353 68-467

Ref.: M 04 671 B/h.

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- München

25. Februar 1974

Paper Converting Machine Company, 2300 South Ashland Avenue Green Bay, Wisconsin 54305, USA

Aus mit Hochprägungen versehenen Lagen bestehendes Produkt, insbesondere aus Papier, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung. ■

Die Erfindung bezieht sich auf ein aus mit Hochprägungen versehenen und aufeinander eingepaßten Lagen bestehendes Material, insbesondere aus Papier und richtet sich ferner auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei dem wenigstens zwei ineinander versetzte mit Hochprägungen versehene Bahnen zwischen einem Paar von Walzen- und Amboßoberflächen vorgerückt werden, um die Bahnen die Lagen miteinander verbindenden Druckkräften auszusetzen.

Seit vielen Jahren sucht man in der Papierindustrie nach einem billigen anpassungsfähigen Verfahren zum Verbinden von Schichten oder Lagen miteinander. Die nachteiligen Eigenschaften des Standes der Technik v/erden überwunden, in dem man langgestreckte übereinanderliegende Lagen oder Schichten zwischen einer gekerbten, an den Kanten abgeschrägten Trommeloberfläche und zwei abgeschrägten Amboßoberflächen hindurchführi>j so daß die Bahnen einem Paar quer ausgefluchteter, absatz-

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weise vrirkender Druckkräfte aufgesetzt werden.

Es hat sich nimmehr herausgestellt, daß dieses Verfahren zum Verbinden von Lagen sehr vorteilhaft auch auf Bahnen oder Lagen angewendet v/erden kann, die gegeneinander versetzte Hochprägungen aufweisen, wie sie beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung P 19 61 528.2-27 beschrieben sind, jedoch mit dem merklichen Unterschied, daß es nicht mehr erforderlich ist, einen Klebstoff zum Einsatz zu bringen. Dies bietet bedeutende Vorteile, nicht nur im Hinblick auf die Fertigung selbst, sondern auch im Hinblick auf die Anwendungsmöglichkeiten.

Das fertige Produkt ist wesentlich flauschiger oder weicher, so daß wesentlich geringere Mengen an Bahnmaterial durch den Verbraucher benutzt werden, entweder in Form von Toilettenpapier, Papierhandtüchern o. dgl., was zu einer bedeutenden Verringerung des Abfalls führt, so daß sich der Einsatz der erfindungsgemäßen Produkte auch im Hinblick auf den Umweltschutz vorteilhaft auswirkt.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher "beschrieben "werden. Diese zeigt in

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt längs der

Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere vergrößerte Schnittdarstellung

des mit dem Kreis 3 in Fig. 2 bezeichneten Bereiches;

Fig. 4 eine Draufsicht auf Bahnmaterial, dessen

Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung

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miteinander verbunden sind; und in

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein einen Rahmen in einer Bahnverarbeitungsmaschine.

Der Rahmen 10 fragt zv/ei Sätze von Prägewalzen 11, 12 und 13, Bei der wiedergegebenen Ausführungsform sind die Walzen 11 und 13 Stahlgravurwalzen, während es sich bei den Walzen 12 und 14 um solche mit einem Gummiüberzug handelt.. Es ist erkennbar, daß die Walzen in jedem Satz gegeneinander vertauscht werden können, d* h. die Stahlwalzen für die Cummiwalzen oder daß sich der Ort der Sätze der Walzen relativ zueinander ändern läßt. Es darf im Zusammenhang damit auf die US-PS 3 556 907 und die entsprechende deutsche Patentanmeldung P 19 61 528.2-27 verwiesen werden. ■'

Der Walzensatz 11, 12 prägt die Bahn W₁, während der Walzensatz 13, 14 die Bahn W« P^rägt, "wobei die Bahnen schließlich zur Bahn 15 init Hilfe eines Rades 16 verbunden werden, das entsprechend angepaßte schräge Kanten aufweist und mit der gerillten Walze 17 zusammenwirkt.

Aus Fig. 2 lassen sich Teile des Rades 16 und der Walze 17 entnehmen. Die Walze 17 wird vorteilhaft durch nicht gezeichnete Einrichtungen angetrieben, während das Rad 16 leer umläuft. Man erkennt, daß das Rad 16 bei 19 und 20 abgeschrägte Kanten auf v/eist. Andererseits besitzt die Walze 17 einen Schlitz 21, der durch Einsatzringe 22 und 23 begrenzt ist, die durch einen Abstandshalter 24 im richtigen Abstand gehalten werden, die äußeren aufeinander zuweisenden K!anten der Ringe 22 und 23 sind bei 25 und 26 abgeschrägt, so daß sie mit den ihnen gegenüberliegenden abgeschrägten Oberflächen 19 und 20 auf demjftad 16 tibereinstimmen. Besonders deutlich läßt sich dieser Zusammen-

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hang aus Pig. 3 entnehmen, v/o der Eingriff der schrägen Oberflächen 20 und 26 noch deutlicher und vergrößert herausgezeichnet ist.

Das Ergebnis der Verarbeitung in der oben skizzierten Haschine ist eine neuartige Bindung der Schichten des langgestreckten Bahnmaterials. Die miteinander verbundenen Schichten weisen ein Oberflächenaussehen auf, wie es teilweise im oberen rechten Teil der Fig. 4 wiedergegeben ist,-wo man die ineinander greifenden Hochprägungen teilweise erkennen kann und die Schichten mit zwei Reihen einen Längsabstand aufweisenden, verhältnismäßig langgestreckten Einprägungen 27 und 28 versehen sind. Zwischen den aufeinander folgenden Paaren von Einprägungen 27, 28 und 27', 28^l befindet sich ein verhältnismäßig unverdrückter, ungebundener Bereich 29. Die Länge der Eindrückungen oder der zusammengepreßten Bereiche' 27 und 28 und die entsprechende Längeabmessung der ungebundenen Bereiche 29 \erden durch die Eigenschaft der Zähne auf dem Verbindungsrad 16 bestimmt. So kann man beispielsweise eine große Vielzahl von Zahngrößen und Abständen zum Einsatz bringen. Die Anzahl der Zähne bei einem Rad mit 75 mm (3 Zoll) Durchmesser kann von 0 bis 70 schwanken. Der Abstand 29 kann eine Bogenlänge von 0,02 bis 0,10" und mehr abhängig von dem verwendeten Material und der eingesetzten Maschine aufweisen. Räder dieser allgemeinen Art wurden früher für die Längsperforation eingesetzt, wo sie gegen gehärtete Amboßeinrichtungen wirken, undmachten Spezialstähle wegen der erzeugten hohen Drücke erforderlich. Gemäß der Erfindung wird jedoch dieser Nachteil vermieden, soweit die Verwendung verhältnismäßig ungebräuchlichen Konstruktionsmaterials betroffen ist.

Sei einer Vorrichtung zur Herstellung von Taschentüchern und leichten Handtüchern hat sich gezeigt, dai3 eine Dicke des Abstandshalters 24 in der Größenordnung von ca. 0,5 mm (0,02 Zoll) vorteilhaft ist.- In diesem Falle beträgt die Erstreckung des abgeschrägten Bereiches 25 und 26 ca. 0,13 mm (0,005 Zoll) und ist in Fig. 3 mit A angegeben. Weiter hat es sich *als vorteil-

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haft herausgestellt, ein Rad zu verwenden, bei dem der zwischen den abgeschrägten Kantenflächen eingeschlossene Winkel zwischen ca. 45° und ca. 90° liegt (Abmessung B in Fig. 2),mit einer entsprechenden Winkelanstellung der Schrägflächen 25 bzw. 26. Bei einer Anordnung mit nur 6 kg (14 Pfund) Druck auf das Rad 16 und mit einem eingeschlossenen Winkel B von 60 C ergibt sich ein starker Druck auf das Bahnmaterial in der Größenordnung

von 3500 kg/cm (50000 psi). Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, Anordnungen einzusetzen,·bei denen die Druckkraft auf 3edes Paar gegenüberliegender, einander angepaßter Schrägflächen in der Größenordnung von 2800 kg/cm (40 000 psi) bis 5600 kg/cm (80 000 psi) beträgt. Dies führt zu einer "Pergamentierung", die shhematisch darzustellen in Fig. 5 versucht wurde. Es hat sich gezeigt, daß das Bahnmaterial nicht aufgeschlitzt oder zertrennt wird, sondern vielmehr so weit zusammengedrückt wird, daß seine Durchsichtigkeitseigenschaften an diejenigen eines Pergamentpapiers herankommen, das man bisher häufig zum Einwickeln von Brot ο. dgl. verwendet hat.

Für Handbücher und andere zwei-, drei- und vier-schichtige Produkte, wo verhältnismäßig große Bereiche betroffen werden, kann es wünschenswert sein, die Schichtenbindung längs Linien in der Nachbarschaft der beiden Kanten vorzunehmen, wie es in Fig. 4 angedeutet ist.

In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine Vielzahl von Hochprägungen in der Bahn Wp, während die Hochprägungen in der Bahn W^ mit 31 bezeichnet sind. Diese Hochprägungen entsprechen im wesentlichen denjenigen, wie sie in der US-PS 3 556 907 dargestellt sind. Vorteilhaft werden zwischen 0,6 und 0,03 Hoch-

Prägungen pro cm (10 bis 200 pro Quadrat-Zoll) pro Bahn verwendet. Die Hochprägungen ragen dabei nach oben oder unten aus einer im wesentlichen ebenen Oberfläche 32 der Bahn für ca. 0,25 mm (0,01 Zoll) bis ca. 1,27 mm (0,05 Zoll) vor, wobei annähernd 10 % bis ca. 75 % der Oberfläche Jeder Bahn geprägt sind.

Es ist erkennbar, daß eine Vielzahl solcher ineinander verschachtelter Hochprägungsmuster verwendet werden kann und daß

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die wiedergegebene Teilaussicht nur eine mögliche Anordnung beispielsweise darstellt. Wie bereits erwähnt läßt sich diese Anordnung vorteilhaft durch die Verwendung von Stahlbzw. Gummiwalzen 11, 12 bzw. 13, 14 erreichen, wobei es weiterhin vorteilhaft sein kann, die gummiüberzogenen Gegenwalzen 12, 14 auf Schwenkarmen zu montieren, wie es schematisch bei 33 in Fig· 1 angedeutet ist. Außerdem läßt sich das Ausmaß der Belastung der überzogenen Prägewalzen durch Luftpolster oder andere Belastungseinrichtungen ändern, wie sie bei 34 schematisch angedeutet sind.

In der Praxis weist eine Toilettenrolle aus solchem geschichtet gebundenen Material, aufgewickelt auf einem üblichen Katonkern von 38 mm (1,5 Zoll) Durchmesser und mit einer Bahnlänge von ca. 31 m (101 Fuß, 3 Zoll), entsprechend ca. 270 üblichen Blättern von 11 cm (4 1/2 Zoll) einen Außendurchmesser von 13,5 cm (5 1/4 Zoll) auf. Wegen des Vorhandenseins einer wesentlichen Anzahl von Hochprägungen, der eingefangenen Luft und des Fehlens von Klebstoff ist die Absorptionsfähigkeit wesentlich verbessert, so daß wesentlich weniger Bahnmateri« al' verwendet wird.

- Patentansprüche: -

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Bahn, dadurch gekennzeichnet , daß zuerst zwei Bahnen mit einem Muster von Vorsprüngen unter einem Druck von 0,7 kg/cm² (10 psi) bis ca. 14 kg/cm² (200 psi) und mit einer Höhe von ca. 0,25 mm (0,01 Zoll) bis ca. 1,27 mm (0,05 Zoll) geprägt v/erden, worauf die Bahnen so orientiert werden, daß die Vorsprünge aufeinanderzuweisen, aber zwischen einander greifen und zwischen ihnen Lufträume entstehen, und schließlich die Bahnen längs paralleler im Abstand angeordneter Linien zu dem Schichtverbund miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bahnen übereinanderliegend zwischen Rädern mit abgeschrägter Kante und abgeschrägten Amboßflächen hindurchgeführt werden, so daß die Bahnen in Querrichtung im Abstand angeordneten Druckkräften ausgesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , 4iaß das Rad und/oder die Amboßflächen gekerbt sind.
4. Geprägte mehrschichtige neuartige Bahn, g e k e η η -' zeichnet durch ein Paar' von Bahnen mit jeweils einem Muster von Vorsprüngen, die unter einem Druck von 0,7 kg/cm² (10psi) bis ca. 14 kg/crn² (200 psi) hergestellt " sind und eine Höhe von ca. 0,25 mm (0,01 Zoll) bis ca. 1,27 mm (0,05 Zoll) versehen sind, die so orientiert und ineinander verschachtelt sind, daß gesonderte Lufträume zwischen den ineinander verschachtelten Vorsprüngen entstehen, wobei die Bahnen ohne Klebstoff längs Bahnen von quer ausgerichteten sich in Längsrichtung erstreckenden unterbrochenen Linien miteinander verbunden sind und die Vereinigungsbereiche eine Dicke annähernd in Abhängigkeit

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von den aufgebrachten Druckkräften in der Größenordnung

von 2800 kg/cm² (40.000 psi) bis ca. 5600 kg/cm² (80.000 psi) aufweisen.
5. Vorrichtung zur Herstellung einer mehrschichtigen Bahn, gekennzeichnet durch einen Rahmen, erste und zweite auf dem Rahmen montierte Prägeeinheiten mit jeweils einer Prägewalze mit einem Muster von Vorsprüngen von ca. 0,7 kg/cm (10 psi) bis ca. 14 kg/cm (200 psi) und einer mit der Prägewalze zusammenwirkenden Gegenwalze, durch Einrichtungen zum Drehen der Walzen und zum Vorschieben einer Bahn, di"e über die Walzen jeder Einheit läuft, so daß zwei geprägte Bahnen entstehen, wobei die erste und zweite Prägeeinheit so relativ zueinander orientiert sind, daß die Hochprägungen in der einen Bahn zwischen den Hochprägungen in der anderen Bahn liegen, und ferner durch eine Schichtbindevorrichtung mit einem Rad und Amboßeinrichtungen zur Entwicklung von im Abstand angeordneten, sich in Längsrichtung erstreckenden Vereinigungslinien, so daß die Bahnen frei von Klebstoff sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schichtenbindevorrichtung ein Rad mit schrägen Kanten und zwei abgeschrägte Amboßoberflächen in einer Amboßwalze umfaßt, wobei die Bahnen einem Paar von im Querabstand wirkenden Druckkräften ausgesetzt sind.

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