DE3513444A1

DE3513444A1 - Verfahren zur herstellung geschachtelter papierhandtuecher

Info

Publication number: DE3513444A1
Application number: DE19853513444
Authority: DE
Inventors: Peter John New Milford Conn. Allen; Daniel Henry Menasha Wis. Kuepper
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1985-04-15
Publication date: 1985-10-17
Also published as: GB2157619B; FR2562836A1; US4543142A; GB8508799D0; BR8501757A; KR850007576A; FR2562836B1; AU4098585A; JPS6133628A; GB2157619A; AU587573B2; ZA852537B; CA1231297A

Description

Verfahren zur Herstellung geschachtelter Papierhand-

tücher

Bei der Herstellung von Papierhandtüchern und dergleichen ist es bekannt, geschachtelte, verleimte Handtücher herzustellen. Geschachtelte Handtücher bestehen aus zwei geprägten Lagen, bei welchen die erhabenen Abschnitte der einen Lage in die ausgesparten Abschnitte der anderen Lage "eingeschachtelt" sind, und zwar vorzugsweise auf eine solche Weise, daß eingeschlossene Lufttaschen erzeugt werden, welche die Bauschigkeit und Saugfähigkeit erhöhen. Beispiele solcher Erzeugnisse sind in US-PS 3 708 366 (Donnelly) dargestellt. Diese Erzeugnisse werden dadurch hergestellt, daß man zwei Papierbahnen in Gummi-/Stahl-Walzenspalten prägt, Kleber auf die erhabenen Prägungen einer der Bahnen aufträgt und die beiden Bahnen so zusammendrückt, daß die erhabenen Prägungen jener Bahn, die den Kleber enthält, gegen die ausgesparten Prägungen der anderen Bahn gedrückt werden, um die Anbringung der Lage zu erreichen.

Ein Nachteil der Verfahren aus dem Stand der Technik ist es jedoch, daß sie zweiseitige Erzeugnisse herstellen, d.h. die Oberflächenkontur der einen Seite des Erzeugnisses unterscheidet sich von der Oberflächenkontur der anderen Seite des Erzeugnisses. Dies ist durch Fig. 2 der oben erwähnten US-Patentschrift dargestellt und ist, wenn man die Billigung durch den Verbraucher in Betracht zieht, unerwünscht.

tin anderer Nachteil gewisser Verfahren aus dem Stand der Technik ist es, daß oftmals die beiden Lagen in einem Stahl-/Stahl-Walzenspalt in Eingriff gebracht werden, der sehr geringe Spielräume verwendet, um die Anbringung der Lage zu erreichen, damit man beispielsweise ein Erzeugnis jener Art erhält, das in Fig. 3 der oben genannten US-PS dargestellt ist. Bei einer Arbeitsweise dieser Art neigen die Prägewalzen aus Stahl dazu, infolge ungleichmäßiger und übermäßiger Walzenspaltdrücke zu verschleißen, die sich aus dem Erfordernis ergeben, die Lagen in gegenseitige Berührung zu bringen. Dieses Problem wird wesentlich durch die Verwendung eines Gummi-/Stahl-Walzenspaltes gemildert, wie in der obigen US-PS gezeigt, aber dies kann Anlaß zum Durchschlag des Klebers geben, und zwar infolge der Drücke zwischen den beiden festen Oberflächen.

Deshalb besteht ein Erfordernis für ein Verfahren zur Herstellung einseitiger, geschachtelter Handtücher gO und dergleichen, bei welchem die Abnutzung der Prägewalzen und der Kleber-Durchschlag auf ein Mindestmaß verringert sind.

Im allgemeinen liegt die Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung vielfach geschachtelter Bahnen, bei welchen die Befestigung der Lagen in einem Stahl-/Stahl-Walzenspalt dadurch erreicht wird, daß man einen mit Kleber versehenen Abschnitt einer ersten Bahn, abge-

stützt durch eine feste Fläche, gegen einen Abschnitt einer zweiten Bahn andrückt, der jedoch nicht durch die Oberfläche der zweiten Stahlwalze abgestützt ist, sondern stattdessen über einen ausgesparten Bereich in der zweiten Walze in Spannung gehalten ist. Dieses Verfahren räumt die Walzenabnutzung und den Kleber-Durchschlag aus oder verringert diese auf ein Mindestmaß, weil kein Erfordernis für hohe Walzenspaltdrücke vorliegt. Zusätzlich kann ein einseitiges Erzeugnis erhalten werden.

Die Erfindung liegt, genauer gesagt, in einem Verfahren zur Herstellung einer zweilagigen, geschachtelten Bahn, etwa einem zweilagigen Papierhandtuch, welches die folgenden Schritte aufweist:

a) Herstellen einer teilweisen Übereinstimmung einer ersten Lage mit der Oberfläche einer ersten Stahlwalze, die wechselweise erhabene vorspringende Elemente und ausgesparte, vertiefte Elemente aufweist, die durch neutrale Schultern getrennt sind, wobei die erste Lage im wesentlichen mit den vorspringenden Elementen und den neutralen Schultern übereinstimmt, die vertieften Elemente jedoch im wesentlichen überspannt,

b) Herstellen einer teilweisen Übereinstimmung einer zweiten Lage mit der Oberfläche einer zweiten Stahlwalze, die wechselweise erhabene vorspringende Elemente und ausgesparte vertiefte Elemente aufweist, die durch neutrale Schultern getrennt sind, wobei die zweite Lage im wesentlichen mit den vorspringenden Elementen und den neutralen Schultern übereinstimmt, jedoch die vertieften Elemente im wesentlichen überbrückt,
c) Aufbringen eines Klebers auf jene Abschnitte der ersten Lage, welche sich in Berührung mit den erhabenen, vorspringenden Elementen der ersten Walze befinden, und

d) Herstellen eines Teileingriffs zwischen der ersten und zweiten Walze, wobei die den Kleber aufweisenden Abschnitte der ersten Lage gegen die überbrückten Abschnitte der zweiten Lage andrücken und hierbei die Befestigung der Lagen veranlassen und eine geschachtelte Bahn erzeugen.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein Querschnitt einer einseitigen Bahn, die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung hergestellt

ist, und zwar unter Darstellung einer geschachtelten Anordnung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bahn der Fig. 1, wobei ein Beispiel eines geeigneten Prägemusters dargestellt ist, welches mit regelmäßigen Abständen

angeordnete, kreisförmige Prägungen verwendet, Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens , wobei eine bevorzugte Anordnung von Stahl- und Gummiwalzen gezeigt ist,

Fig. 4 ein quergeschnittenes Segment der Flächen eines Paares zusammenpassender Stahlwalzen , die beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßig sind, Fig. 5 ein quergeschnittenes Segment der Oberfläche einer der Walzen der Fig. 4 , wobei die nur

teilweise stattfindende Übereinstimmung'einer Bahn mit der Oberfläche dargestellt ist, und Fig. 6 eine Ansicht des Walzenspaltes zwischen zwei passenden Stahlwalzen der Fig. 3 in Querschnittansieht, wobei die Anbringung einer Lage und die

Bildung einer einseitigen, geschachtelten, geklebten erfindungsgemäßen Bahn ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Erfindung noch detaillierter beschrieben. Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer einseitigen, zweilagigen Bahn, die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung hergestellt ist.

Es ist, genauer gesagt, eine erste Lage 1 und eine zweite Lage 2 gezeigt, von welchen jede mit regelmäßigem Abstand angeordnete Vertiefungen 3 aufweist, die ineinandergeschachtelt wurden, um Taschen 4 für eingeschlossene Luft zu bilden. Es wird darauf hingewiesen, daß die beiden Außenflächen der zweilagigen Bahn identisch sind (einseitig). Die beiden Lagen sind durch eine Verklebung aneinander an Berührungsbereichen 5 angebracht. Falls gewünscht, könnte eine Lagenanbringung auch an den entsprechenden Berührungsbereichen 6 an der gegenüberliegenden Seite der zweilagigen Bahn stattfinden, aber eine solche zusätzliche Verklebung ist zu Zwecken der Anbringung nicht erforderlich und erhöht die Klebungskosten. Zusätzlich würde wahrscheinlich die Steifigkeit der fertigen zweilagigen Bahn erhöht. Der Abstand zwischen den Vertiefungen ist abhängig von der Optimierung des Erzeugnisses und kann sich in Abhängigkeit vom Gefühl der Bauschigkeit ändern, die beim fertigen Erzeugnis erwünscht ist. Allgemein ist ein enger Abstand der Vertiefungen bevorzugt, da er eine Bahn fördert, die sich bauschiger anfühlt. Als Beispiel können Vertiefungen, die eine Länge von etwa 1,778 mm aufweist, mit Abständen angeordnet werden, und zwar von etwa 3,81 mm, um eine Bahn zu erreichen, die sich gut anfühlt. Solche Vertiefungen können die Tiefe von 0,762 mm aufweisen.

Bevorzugt sind nur zwei Lagen verwendet, um das Erzeugnis zu bilden, obwohl auch in der Mitte eine dritte Lage vorliegen kann. In einer solchen Situation wäre allerdings die Aufbringung von Kleber an den Berührungsbereichen 5 und 6 sowohl der ersten als auch der zweiten Bahn erforderlich, um alle drei Lagen durch Verklebung der ersten Lage mit der Mittellage und der Mittellage mit der zweiten Lage aneinander haften zu lassen.

Die Zusammensetzung der Lagen besteht bevorzugt aus zelluloseartigen Fasern zur Papierherstellung, wobei ein Papierhandtuch das meistbevorzugte Erzeugnis dieser Erfindung ist. Es können aber auch andere Arten von Wischtüchern und dergleichen auf diese Weise erzeugt werden, und die einzelnen Lagen können ebenso Kunstfasern wie Naturfasern enthalten. Die Grundgewichte können im Bereich von 17 bis etwa 26 g pro m² liegen, bevorzugt etwa 20 g pro m², in Abhängigkeit von der Zusammensetzung einer jeden Lage. Verfahren zur Herstellung der einzelnen Lagen sind im Papierherstellungswesen bekannt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine zweilagige Bahn, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist und den Querschnitt der Fig. 1 aufweist. Diese Ansicht stellt ein Prägemuster dar , welches kreisförmige Vertiefungen hinterläßt. Die Form der Vertiefungen kann sich je nach Wunsch ändern. Es haben sich beispielsweise aus ästethetischen Gründen ovale als besonders erwünscht herausgestellt. Gezeigt ist die erste Lage 1 mit Vertiefungen 3. Die gestrichelten Kreise 11 stellen die entsprechenden Vertiefungen in der zweiten Lage auf der gegenüberliegenden Seite der zweilagigen Bahn dar, welche den Berührungsbereichen 6 der Fig. entsprechen.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist eine erste Lage 1 gezeigt, die kontinuierlich in einen Walzenspalt gelenkt wird, der zwischen einer mit Gummi überzogenen Rolle 22 und einer passenden, gravierten Stahlwalze 23 gebildet ist. Die Stahlwalze 23 hat eine gravierte Fläche, die aus vorspringenden und vertieften Elementen besteht, wie nachfolgend in Fig. 4 beschrieben. Der von der verformbaren Gummifläche auf die Walze ausgeübte Druck zwingt die Lage, teilweise mit der Kontur der Stahlwalzenfläche übereinzustimmen.

351344 A Eine mit Gummi überzogene Walze mit einer Durometerhärte von etwa 40 hat sich als geeignet herausgestellt. In ähnlicher Weise wird auch eine zweite Lage 2 kontinuierlich in einen Walzenspalt gelenkt, der zwischen einer mit Gummi überzogenen Walze 27 und einer passenden, gravierten Stahlwalze 28 gebildet ist, wobei die Lage ebenfalls teilweise mit der Kontur der gravierten Stahlwalze übereinstimmt. Die Muster der passenden gravierten Stahlwalzen 23 und 28 sind identisch, und die beiden Walzen sind so aufeinander abgestimmt, daß sie perfekt miteinander kämmen, aber unter Berücksichtigung der Tatsache, daß sie einen ausreichenden Abstand zueinander aufweisen, um nur teilweise in Eingriff zu treten, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wird. Vor dem Einlauf in den Walzenspalt zur Befestigung der Lagen, der zwischen den passenden, gravierten Stahlrollen gebildet ist, wird ein Kleber 31 auf die erhabenen Abschnitte der zweiten Lage mittels einer Auftragewalzeneinrichtung 32 aufgebracht. Die Auftragewalzeneinrichtung besteht tatsächlich aus mehreren, in Reihe angeordneten Walzen bzw. Rollen, welche Kleber von einem Vorratsbehälter auf die zweite Bahn übertragen. Diese Einrichtungen sind in der Technik bekannt. Wenn die erste und zweite Lage in den Walzenspalt zur Befestigung der Lagen einlaufen, dann werden die erhabenen Abschnitte einer jeden Lage mit den ausgesparten Abschnitten der anderen Lage verschachtelt. Als Ergebnis gelangt der Klebstoff in Berührung mit der anderen Lage und es findet eine Befestigung statt. Die das Erzeugnis bildende Bahn 34 ist eine zweilagige, einseitige, geschachtelte, geleimte Lage.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Abschnitt der Flächen passender bzw. zusammengehöriger, gravierter Stahlwalzen 23 und 28 darstellt, auf welche in Fig. 3 Bezug genommen wurde. Gezeigt sind die vor-

3513UA springenden Elemente 37, die vertieften Elemente 38 und die neutralen Schultern 39, welche die vorspringenden und vertieften Elemente trennen. Wie bereits vorher erwähnt, sind die Walzen 23, 28 zusammenpassende Stahlwalzen, die so graviert sind, daß sie bei geeigneter Einstellung bzw. Ausrichtung vollkommen miteinander kämmen. Zum Zweck dieser Erfindung sind jedoch die Walzen im Betrieb hinlänglich voneinander getrennt, und zwar derart, daß der Eingriff nur teilweise stattfindet. Der Abstand und die Größe der vorspringenden und vertieften Elemente ist der Wahl des Konstrukteurs überlassen.

Fig. 5 zeigt die Ausbildung einer Lage, die teilweise zur Übereinstimmung mit der Oberfläche einer Walze gebracht wurde, die in Fig. 4 gegeben ist, und zwar als Ergebnis des Durchgangs durch einen Gummi-/Stahl-Walzenspalt. Es ist insbesondere und beispielsweise die zweite Lage 2 gezeigt, die im wesentlichen mit den vorspringenden Elementen 37 und den neutralen Schultern 39 übereinstimmt, aber im wesentlichen die Öffnung der vertieften Elemente 38 überbrückt. In Abhängigkeit von der Breite des vertieften Elements, der Federfähigkeit der Gummifläche der mit Gummi überzogenen Walze, die verwendet wird, um die Lage gegen die Stahlwalze anzudrücken, und dem Grundgewicht der Lage kann hier eine gewisse Neigung für die Bahn vorliegen, auch teilweise mit dem vertieften Element übereinzustimmen, aber die Auslenkung ist vorzugsweise unmeßbar klein und nicht ausreichend, um einen ständigen Eindruck auf der Bahn zu hinterlassen. Um eine möglichst weitgehende betriebliche Flexibilität beizubehalten, ist die Form der vorspringenden und vertieften Elemente verjüngt, um eine übermäßige Scherung der Bahn dann zu vermeiden, wenn der Teileingriff 50% überschreitet, was jener Punkt ist, bei welchem das vorspringende Element der einen Walze die neutralen Schultern der anderen Walze erreicht. Bevorzugt er-

folgt der Teileingriff im Bereich von etwa 50 bis etwa 55%.

Die Fig. 6 zeigt detaillierter den letzten Schritt bei der Herstellung einer zweilagigen Bahn in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, wie bereits vorher unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, wobei die beiden Lagen geschachtelt und in dem Walzenspalt zur Anbringung der Lagen angebracht wurden, der zwischen

¹^ zwei zusammenpassenden Stahlwalzen gebildet ist. Es sind zwei Walzen 23 und 28 gezeigt, welche einen hinlänglichen gegenseitigen Abstand aufweisen, um nur den Teileingriff zu veranlassen, der aber eng genug ist, um die Berührung zwischen der ersten und zweiten Lage an jenen Punkten zu veranlassen, bei welchen Klebstoff auf die zweite Lage aufgebracht wurde. Die zweite Lage 2 trägt Klebstoff 41 an ihrem erhabenen Abschnitten, die den vorspringenden Elementen der Walze 28 entsprechen, wobei der Klebstoff so aufgebracht wird, wie dies bereits vorher in Fig. 3 dargestellt ist. Der Klebstoff ist zum Zweck der Darstellung in Punkten gezeigt, bildet aber tatsächlich eine dünne Schicht. Die verwendeten Klebstoffe können alle Klebstoffe sein, die zur Anbringung von Lagen geeignet sind und in der Papierherstellungstechnik bekannt sind, etwa Polyvinylalkohol, Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer, Polyvinylacetat, Acrylcopolymere, Styrol-Butadien-Copolymere usw. Eine Auftragemenge (add-on rate) von etwa 0,8 Gew.-% hat sich als geeignet herausgestellt.

Wenn sich die beiden Lagen im Walzenspalt aneinander annähern, dann werden die kleberhaltigen erhabenen Abschnitte der zweiten Lage in Berührung mit jenem Abschnitt der ersten Lage 1 gebracht, der die Öffnung des vertieften Elementes 38 der anderen Walze 23 überbrückt. Weil der überbrückende Abschnitt der

ersten Bahn unter Zugspannung steht, wobei er quer über die vertiefte Öffnung ausgespannt wird, ist nur sehr geringer Druck, erforderlich, um die Befestigung der Lage zu bewirken. Da andererseits die erste Bahn nicht von einer massiven Fläche an der Anbringungsstelle abgestützt ist, sind die Walzenabnutzung und der Klebstoff durchschlag auf ein Mindestmaß reduziert. Wenn das zweilagige Erzeugnis 34 den Walzenspalt verläßt, hat es einen Querschnitt, wie er in Fig. 1 gezeigt ist.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die vorangegangene Beschreibung und die speziellen Beispiele, die zu den Zwecken der Erläuterung gezeigt sind, keine Einschränkung des Umfangs dieser Erfindung bilden sollen.

Leerseite -

Claims

GRUNECKER- KINKELDEY STOCKMAIR & PARTNER PATENTANWÄLTE DR μ kinKElDEv -■·- ·..-- Df* VL S^OCKMAlfi [It1 .VJ DR K SCHUMANN, tu- ■·.- P H JAKOB π"' ■'■. - DR & BEZOLC ;>..■ c«>- W MES'EB ■■. ·--, H HEG DR Μ E>OTT-E3ODENMAUSEt-. DR U κ.MKElDE- :·π h .. . Q o 8001. VUNCHEM : Verfahren zur Herstellung geschachtelter Papierhandtücher Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines zweilagigen, geschachtelten Papierhandtuches, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) Herstellen der teilweisen Übereinstimmung einer ersten Lage mit der Oberfläche einer ersten Walze,

welche alternierend erhabene, vorspringende Elemente und ausgesparte, vertiefte Elemente aufweist, die durch neutrale Schultern getrennt sind, wobei die erste Lage im wesentlichen mit den vorspringenden QQ Elementen und neutralen Schultern übereinstimmt, aber die vertieften Elemente im wesentlichen überbrückt,

b) Herstellen der teilweisen Übereinstimmung einer zweiten Lage mit der Oberfläche einer zweiten Stahl-

gg walze, die alternierend erhabene, vorspringende Elemente und ausgesparte, vertiefte Elemente aufweist, die durch neutrale Schultern getrennt sind, wobei die zweite Lage im wesentlichen mit den vor-

ORiGlNAL INSPECTED

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springenden Elementen und den neutralen Schultern übereinstimmt, aber im wesentlichen die vertieften Elemente überbrückt,

c) Auftragen von Kleber auf Abschnitte der ersten Lage, welche in Berührung mit den erhabenen, vorstehenden Elementen der ersten Walze stehen, und

d) Herstellen eines Teileingriffs zwischen der ersten und zweiten Walze, wobei die kleberhaltigen Abschnitte der ersten Lage gegen die überbrückten Abschnitte der zweiten Lage andrücken und hierbei die Befestigung der Lagen veranlassen und ein geschachteltes Papierhandtuch erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Walze passend zusammenwirkende Stahlwalzen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Bahn im wesentlichen mit den Oberflächen der ersten bzw. zweiten Stahlwalze in Übereinstimmung gebracht werden, und zwar durch Zusammendrücken der Bahnen in einen Walzenspalt zwischen einer Gummiwalze und der entsprechenden Stahlwalze.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Walze im Bereich von etwa 50 bis etwa 55 % in Eingriff stehen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da-

durch gekennzeichnet, daß auf die erste und zweite Lage Klebstoff aufgebracht wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines zweilagigen, geschachtelten Papierhandtuchs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) 'herstellen einer teilweisen Übereinstimmung einer ersten Lage aus Papierherstellungsfasern mit einem Grundgewicht von etwa 20 g pro m² mit der Oberfläche

einer ersten passenden gravierten Stahlwalze mit alternierenden erhabenen, vorspringenden Elementen und ausgesparten, vertieften Elementen, die durch neutrale Schultern getrennt sind, wobei die erste Lage im wesentlichen mit den vorspringenden Elementen und neutralen Schultern übereinstimmt, aber im wesentlichen die vertieften Elemente überbrückt,

b) Herstellen einer teilweisen Übereinstimmung einer zweiten Lage aus Papierherstellungsfasern mit einem Grundgewicht von etwa 20 g pro m² mit der Oberfläche einer zweiten passenden, gravierten Stahlwalze mit alternierenden erhabenen, vorspringenden Elementen und ausgesparten, vertieften Elementen, die durch neutrale Schultern getrennt sind, wobei die zweite Lage im wesentlichen mit den vorspringenden Elementen und den neutralen Schultern übereinstimmt, aber im wesentlichen die vertieften Elemente überspannt,

c) Aufbringen von Kleber auf jene Abschnitte der ersten Lage, die sich in Berührung mit den erhabenen, vorspringenden Elementen der ersten Walze befinden, und

d) Anbringen der ersten Lage an der zweiten Lage in einem Walzenspalt zwischen der ersten und zweiten Stahlwalze, die mit etwa 50 % in Eingriff stehen, wobei die kleberhaltigen Abschnitte der ersten Lage gegen die überspannten bzw. überspannenden Abschnitte der zweiten Lage angedrückt werden.