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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen, teilweise luftdurchlässigen Papiersacks, welcher zumindest zwischen zwei Papierlagen eine insbesondere aus einer Kunststoffolie bzw. -beschichtung bestehende Zwischenlage aufweist, wobei wenigstens die Zwischenlage und eine damit verbundene bzw. verbindbare Papierlage mit einer Mehrzahl von Perforationen bzw. Durchbrechungen ausgebildet wird. Die Erfindung bezieht sich weiters auf einen Papiersack, welcher zumindest zwischen zwei Papierlagen eine insbesondere aus einer Kunststoffolie bzw. -beschichtung bestehende Zwischenlage aufweist, wobei die Zwischenlage und eine damit verbundene bzw. verbindbare Papierlage mit einer Mehrzahl von Perforationen bzw. Durchbrechungen ausgebildet ist.
Aus der EP-A 0 867 379 und der DE-A 25 27 453 sind Verfahren zur Herstellung von perforierten Säcken und mehrlagigen Säcken bzw. Beuteln bekannt geworden, wobei eine Perforierung durch jeweils sämtliche Lagen eines Sackes erfolgt. Derartige Säcke werden beispielsweise für stückige Lebensmittel verwendet, um diese über einen längeren Zeitraum frisch zu halten, während eine Aufnahme von feinkörnigen bzw. pulverförmigen Materialien mit derartigen Säcken nicht möglich ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen, teilweise luftdurchlässigen Papiersacks sowie ein Papiersack der eingangs genannten Art sind beispielsweise der WO 98/57861 oder der US-PS 5, 988, 881 zu entnehmen. Bei diesem bekannten Papiersack weist dieser an seinen Breitseiten jeweils eine Mehrzahl von Perforationen bzw. Durchbrechungen in Band- bzw. Streifenform zumindest in einer aus einer Kunststoffolie bestehenden Zwischenlage auf, wobei zwischen der streifenartigen Anordnung der Mehrzahl von Perforationen bzw. Durchbrechungen jeweils Bereiche ohne Perforationen bzw. Durchbrechungen ausgebildet sind.
Zur Erzielung einer gewünschten Luftdurchlässigkeit müssen aufgrund der Tatsache, dass Durchbrechungen jeweils streifen-bzw. bandartig vorgesehen sind, wobei grosse Teilbereiche der Oberfläche des Sacks ohne Durchbre-
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chungen ausgebildet sind, diese Löcher bzw. Durchbrechungen einen entsprechend grossen Durchmesser aufweisen, wobei durch derartige grosse Abmessungen bzw. Durchmesser aufweisende Löcher bzw. Durchbrechungen die Festigkeit des hergestellten Papiersacks entsprechend herabgesetzt ist. Dies ist insbesondere nachteilig bei einer Verwendung derartiger Papiersäcke zur Aufnahme von teilweise hohes Gewicht aufweisenden Gütern, wie beispielsweise in der Zementindustrie.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen, teilweise luftdurchlässigen Papiersacks sowie einem Papiersack der eingangs genannten Art eine Weiterbildung dahingehend zu ermöglichen, dass bei einem derartigen mehrlagigen Papiersack mit einer zwischen zwei Papierlagen angeordneten, insbesondere aus Kunststoffolie bzw.
- beschichtung bestehenden Zwischenlage eine Verbesserung der Luftdurchlässigkeit bei gleichzeitiger Vergrösserung der Wasserdampfdichte erreicht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen ausgehend von der mit der Zwischenlage verbundenen bzw. verbindbaren Papierlage durch die Zwischenlage in Richtung zu der zweiten Papierlage eingebracht bzw. ausgebildet werden.
Dadurch, dass erfindungsgemäss die Durchbrechungen ausgehend von der mit der Zwischenlage verbundenen Papierlage in weiterer Folge durch die Zwischenlage eingebracht bzw. ausgebildet werden, wird insbesondere sichergestellt, dass für die Löcher in der beispielsweise aus einer Kunststoffolie bzw. -beschichtung bestehenden Zwischenlage, welche für die Definierung einer gewünschten Luftdurchlässigkeit unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Wasserdampfdurchlässig- keit entscheidend ist, eine genau definierte Grösse der Durchbrechungen erzielt werden kann, um die Eigenschaften des in weiterer Folge hergestellten Papiersacks entsprechend an die Einsatzbedingungen anpassen zu können. Zur Abdeckung der mit Perforierungen bzw.
Durchbrechungen versehenen Papierlage sowie der damit verbun-
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denen Zwischenlage kann eine zusätzliche Papierlage ohne Durchbrechungen an beiden Seiten des perforierten Verbunds vorgesehen sein.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass die zweite Papierlage insbesondere nach dem Befüllen des Papiersacks unter Druckbeaufschlagung in Anlage an die perforierte Zwischenlage gebracht wird, wodurch sichergestellt wird, dass bei der Herstellung der Durchbrechungen bei einem Durchdringen der ersten Papierlage und der Zwi- schenlage ein insbesondere im Bereich der Zwischenlage entstehender Wulst bzw. Rand am Rand der jeweiligen Durchbrechung durch die insbesondere nach dem Befüllen des Papiersacks vorgesehene Pressung bzw. Druckbeaufschlagung mittels der zweiten Papierlage wiederum geglättet wird, so dass sich die gewünschte, genau definierte Grösse der Durchbrechung erzielen lässt. Durch die erfindungsgemäss zusätzlich vorgeschlagene Druckbeaufschlagung bzw.
Pressung durch die zweite Papierlage wird der sich bei der Herstellung der Perforierung bildende Rand bzw. Wulst wiederum zusammengedrückt, wobei dies zu einer definierten Verringerung des lichten Querschnitts der einzelnen Durchbrechungen führt, so dass insgesamt eine wesentliche Steigerung bzw. Verbesserung der Wasserdampfdichte erzielbar ist, wobei während des Befüllvorgangs eine ausreichende Luftdurchlässigkeit auch bei kleinen, lichten Durchtrittsquerschnitten der Durchbrechungen gewährleistet wird.
Es ist hiebei festzuhalten, dass durch die bevorzugt vorgeschlagene Druckbeaufschlagung bzw. Pressung eine unmittelbare Verbindung der zweiten Papierlage mit der zwischenliegenden Zwischenlage nicht erfolgt, sondern dass die Pressung die gewünschte Formgebung für die Durchbrechungen bzw. Löcher ergibt. Die vorgeschlagene Druckbeaufschlagung der zweiten Papierlage in Anlage an die perforierte Zwischenlage kann durch eine entsprechende Pressung bzw. Druckbeaufschlagung des fertiggestellten und insbesondere befüllten Papiersacks erfolgen oder es kann lediglich durch das Gewicht von übereinander angeordneten bzw. gestapelten, befüllten
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Papiersäcken die gewünschte Pressung und somit Querschnittsveränderung erzielt werden.
Während erfindungsgemäss wesentlich ist, dass die Anbringung bzw. Ausbildung der Durchbrechungen zuerst durch die mit der Zwischenlage verbundene Papierlage und in weiterer Folge durch die damit verbundene Zwischenlage erfolgt, kann abhängig von dem Einsatzzweck die ebenfalls mit Perforierungen bzw. Durchbrechungen versehene Papierlage entweder an der Aussenseite oder an der zum aufzunehmenden Gut gewandten Innenseite vorgesehen sein. Für eine erste Filterung durch die innenliegende Papierlage wird gemäss einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass in an sich bekannter Weise die äussere Papierlage und die damit verbundene Zwischenlage perforiert werden.
Zur Ausbildung der Durchbrechungen bzw. Perforationen wird gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass in an sich bekannter Weise die Perforierungen durch eine Nadelwalze oder dgl. ausgebildet werden, welche entsprechend der Zufuhrbewegung der Papierlage und/oder der damit verbundenen Zwischenlage zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Bei der Verwendung von Nadelwalzen ist es bekannt, diese beispielsweise freilaufend zu lagern, so dass durch eine Mitnahmebewegung einer zu perforierenden Bahn bzw. eines zu perforierenden Materials die Nadelwalze unmittelbar zu einer Drehbewegung beaufschlagt wird.
Nachteilig bei einer derartigen selbsttätigen Mitnahme der Nadelwalze ist jedoch, dass die für eine Drehbewegung der Nadelwalze erforderliche Antriebsenergie durch die zu perforierende Bahn selbst aufgebracht werden muss, so dass ein Einreissen bzw. eine unregelmässige Ausbildung der herzustellenden Durchbrechungen bzw. Perforierungen resultiert. Es wird daher erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Nadelwalze zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze auf die Zufuhrbewegung bzw. -geschwindigkeit der zu perforierenden Papierlage und der damit verbundenen Zwischenlage abgestimmt ist, so dass keinerlei Beeinträchtigung der Form der durch die Nadelwalze herzustellenden
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Durchbrechungen durch die Mitnahme der Perforierungselemente befürchtet werden muss.
Bei einem derartigen Antrieb der Nadelwalze unter Berücksichtigung der Zufuhrbewegung bzw. -geschwindigkeit der zu perforierenden Materialbahn lassen sich insbesondere auch exakte Durchbrechungen bzw. Löcher mit entsprechend kleinen Abmessungen herstellen.
Für eine einfache Steuerung der Antriebsbewegung der Nadelwalze wird gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Zufuhrgeschwindigkeit der Papierlage und/oder der damit verbundenen Zwischenlage abgetastet wird und einer Steuerung des Drehantriebs der Nadelwalze eingegeben wird.
Wie oben bereits angedeutet, zielt das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere auf eine Verbesserung der Luftdurchlässigkeit und bei einer nachfolgenden Pressung auf eine Vergrösserung bzw.
Optimierung der Wasserdampfdichte ab, so dass insbesondere kleine Abmessungen der Durchbrechungen bzw. Löcher günstig sind. Es wird daher gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Grösse, insbesondere der Durchmesser, der bevorzugt im wesentlichen kreisrunden Durchbrechungen zwischen 0, 05 und 1, 5 mm, insbesondere 0, 1 bis 0, 8 mm, gewählt wird. Neben der gewünschten Abstimmung auf die Luftdurchlässigkeit bzw. die Wasserdampfdichte wird durch derartige kleine Löcher sichergestellt, dass selbst bei hoher Perforationsdichte ein minimaler Festigkeitsverlust des resultierenden Papiersacks aufgrund der vernachlässigbaren Beeinträchtigung bzw. Beschädigung der Papier- bzw. Zellstoffasern erzielbar ist, so dass derart auch entsprechend schwere Güter aufgenommen werden können.
Für eine Anpassung an unterschiedliche Einsatz- bzw. Verwendungszwecke des mit dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbaren Papiersacks wird gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Grösse bzw. Form der Durchbrechungen durch Wahl der Einstichtiefe von im wesentlichen unterschiedliche Querschnittsformen aufweisenden, insbesondere konisch ausgebildeten Nadeln der Nadelwalze gewählt wird. Es lässt sich somit lediglich
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durch Wahl der Einstichtiefe ohne aufwendige Umrüst- bzw. Umstellarbeiten eine entsprechend angepasste bzw. geänderte Ausbildung und insbesondere Grösse bzw. Form der Durchbrechungen bzw. Löcher erzielen.
Zur Erzielung einer möglichst gleichmässigen Luftdurchlässigkeit über grosse Bereiche des herzustellenden Papiersacks bei Aufrechterhaltung der gewünschten Wasserdampfdichte sowie zur Vermeidung von übermässigen Festigkeitsverlusten des resultierenden Papiersacks wird gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass eine Lochdichte von wenigstens 100 Durchbre-
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Abmessungen aufweisenden Löchern lässt sich bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen, hohen Lochdichte die gewünschte Luftdurchlässigkeit bei Erzielung einer entsprechend hohen Wasserdampfdichte ermöglichen.
Um beispielsweise beim Einbringen des in den Papiersack aufzunehmenden Guts ein rasches und zuverlässiges Ausbringen der Luft zu ermöglichen wird gemäss einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Durchbrechungen im wesentlichen gleichmässig verteilt wenigstens über eine Breitseite des Papiersacks ausgebildet werden, wobei die Ausbildung von Durchbrechungen über überwiegende Flächen des herzustellenden Papiersacks auch beispielsweise bei einer nachträglichen Stapelung die Handhabung des gefüllten Papiersacks erleichtern.
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgaben ist darüber hinaus ein Papiersack, welcher zumindest zwischen zwei Papierlagen eine insbesondere aus einer Kunststoffolie bzw. -beschichtung bestehende Zwischenlage aufweist, wobei die Zwischenlage und eine damit verbundene bzw. verbindbare Papierlage mit einer Mehrzahl von Perforationen bzw. Durchbrechungen ausgebildet ist, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen ausgehend von der mit der Zwischenlage verbundenen bzw. verbindbaren Papierlage durch die Zwischenlage in Richtung zu der zweiten Papierlage eingebracht bzw. ausgebildet sind. Derart lässt sich ein Sack mit
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den gewünschten Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die Luftdurchlässigkeit und Wasserdampfdichte, erzielen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Papierlage und die damit verbundene bzw. verbindbare Zwischenlage eine Lochdichte von wenigstens 100 Durchbrechungen/dm2,
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eine derartig hohe Lochdichte lässt sich bei entsprechend guter Luftdurchlässigkeit und erhöhter Wasserdampfdichte angepasst an den Einsatzzweck ein entsprechend leicht handhabbarer Papiersack erzielen. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird hiebei vorgeschlagen, dass die Durchbrechungen im wesentlichen gleichmässig verteilt wenigstens über eine Breitseite des Papiersacks ausgebildet sind.
Zur Vermeidung eines übermässigen Festigkeitsverlusts des herzustellenden Papiersacks wird darüber hinaus bevorzugt vorgeschlagen, dass die Grösse, insbesondere der Durchmesser, der bevorzugt im wesentlichen kreisrunden Durchbrechungen zwischen 0, 05 und 1, 5 mm, insbesondere 0, 1 bis 0, 8 mm, gewählt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemässen Papiersacks ; Fig. 2 in vergrösserter Darstellung einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemässen Papiersack ; Fig. 3 in einer zu Fig. 2 ähnlichen Darstellung ebenfalls einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Papiersacks ; und Fig. 4 in einer zu den Fig. 2 und 3 ähnlichen Ansicht eine Detailansicht zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Erzielung von Löchern bzw. Durchbrechungen mit einstellbarer Lochgrösse.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Rolle bezeichnet, von welcher eine schematisch mit 2 bezeichnete Materialbahn abgerollt wird, welche, wie dies aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, aus einer untenliegenden Papierlage 3 und einer mit der Papierlage 3 verbundenen, insbesondere aus einer Kunststoffolie bzw. -beschichtung bestehenden Zwischenlage 4 besteht. Die Materialbahn 2 wird über eine Zufuhrrolle bzw. -walze 5 einer Nadelwalze 6 zur Ausbildung von einer Mehrzahl von sich im wesentlichen über die Breite der Materialbahn 2 herzustellenden Durchbrechungen bzw. Perforierungen zugeführt, wobei eine Andruck- bzw. Gegenwalze im Bereich der Nadelwalze 6 mit 7 angedeutet ist.
Die derart perforierte bzw. mit Durchbrechungen versehene Materialbahn 2 wird nachfolgend zur Ausbildung einer mehrlagigen Struktur, welche in weiterer Folge zur Herstellung eines mehrlagigen Papiersacks verwendet wird, im Bereich einer nachfolgenden Station mit einer lediglich aus einer Papierlage 8 bestehenden Materialbahn über eine Walze 11 zusammengeführt, welche von einer Zufuhrrolle 9 entnommen wird.
Insbesondere nach einem Befüllen des in weiterer Folge herzustellenden Papiersacks erfolgt eine Druckbeaufschlagung bzw. Pressung entweder durch eine gesonderte Vorrichtung oder bei einem Stapel unter dem Eigengewicht der befüllten Säcke, so dass der bei der Ausbildung der Perforationen 13 entstehende, aufragende Rand bzw. Wulst 14 an den Enden 15, wobei die Stichrichtung in Fig. 2 mit dem Pfeil 16 angedeutet ist, durch die Druckbeaufschlagung auf die Papierbahn bzw. -lage 8 in einem Niederdrücken bzw. -pressen der Ränder bzw. Enden 15 der Durchbrechungen 13 resultiert, wie dies in Fig. 2 strichliert mit 15'angedeutet ist.
Die in Fig. 2 in Abstand von den die Materialbahn 2 bildenden Lagen 3 und 4 dargestellte Papierbahn 8 wird durch die Druckbeaufschlagung in Anlage an die Zwischenlage 4 gepresst, so dass die aufstehenden Ränder 15, welche durch das Eindringen der Nadeln der Nadelwalze 6 resultieren, entsprechend zur Verkleinerung des lichten Querschnitts der Durchbrechungen 13 gepresst werden.
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Durch Einstellen einer gewünschten Presskraft bzw. Andruckkraft kann hiebei neben der zur Einstellung der Grösse der Löcher 13 durch Verwendung von entsprechend dimensionierten Nadeln der Nadelwalze 6 durch ein gewünschtes Pressen der Ränder 15 zur Erzielung einer entsprechenden Luftdurchlässigkeit bei Aufrechterhaltung einer hohen Wasserdampfdichte eine Einstellung des lichten Querschnitts der Durchbrechungen 13 vorgenommen werden.
In Fig. 2 ist die Stichrichtung 16 so gewählt, dass nach einer Fertigstellung eines Papiersacks durch Verbinden von zwei mehrlagigen Materialbahnen, welche insgesamt aus den Papierlagen 3 und 8 sowie der Zwischenlage 4 bestehen, zu einem Papiersack die perforierte Papierlage 3 an der Innenseite des herzustellenden Papiersacks liegt.
Es wird weiters vorgeschlagen, dass zur Erzielung der gewünschten Luftdurchlässigkeit und unter Minimierung der Beeinflussung der Festigkeit des herzustellenden Papiersacks kleine Löcher bzw. Durchbrechungen 13 mit einem Durchmesser von weniger als 1, 5 mm und insbesondere weniger als 0, 8 mm ausgebildet werden. Zur Erzielung derartig kleiner Durchbrechungen mit entsprechend genauer Formgebung wird weiters vorgeschlagen, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, dass über einen Sensor 17 die Zufuhrgeschwindigkeit bzw.
- bewegung der Materialbahn 2, welche aus einer Papierlage 3 und der damit verbundenen Zwischenlage 4 besteht, ermittelt wird, wobei das Sensorsignal einer schematisch angedeuteten Steuerung 18 zugeführt wird, welche wiederum einen Motor 19 für die Nadelwalze 6 steuert bzw. regelt. Durch die Abstimmung des Antriebs bzw. der Drehbewegung der Nadelwalze 6 auf die Zufuhrgeschwindigkeit der mehrlagigen Materialbahn 2 wird verhindert, dass durch eine Relativbewegung zwischen der Oberfläche der Nadelwalze 6 und der zu perforierenden Materialbahn 2 herzustellende, insbesondere einen kleinen Durchmesser bzw. kleine Abmessungen aufweisende Löcher eingerissen werden bzw. eine schlecht definierte Aussenform aufweisen.
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In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, wobei entweder durch Umkehr der Anordnung der Nadelwalze 6 sowie der Zufuhrrichtung der Papierlage 8 oder durch Umkehr der Verwendung der mehrlagigen, aus der Papierlage 3, der damit verbundenen Zwischenlage 4 sowie der getrennten Papierlage 8 bestehenden Sandwichstruktur in weiterer Folge ein Papiersack erzielt wird, bei welchem die aussenliegende Papierlage 3 sowie die damit verbundene Zwischenlage 4 perforiert bzw. mit Durchbrechungen 13 versehen sind, während die zum Inneren gewandte Papierlage 8 zur Erzielung einer ersten Filterung ohne Durchbrechungen bzw. Löcher ausgebildet ist. Auch bei der Darstellung gemäss Fig. 3 ist angedeutet, dass durch eine entsprechende Pressung bzw.
Druckbeaufschlagung beim Zusammenführen der mehrschichtigen Sandwichstruktur bzw. gegebenenfalls nach Herstellung und insbesondere Befüllung des Papiersacks durch Pressung des gesamten Papiersacks wiederum die aufragenden Enden 15 unter Verringerung des freien Durchtrittsquerschnitts der Durchbrechungen 13 gepresst werden.
Bei der Darstellung gemäss Fig. 4 ist die Möglichkeit einer Einstellung bzw. Wahl der Grösse der herzustellenden Durchbrechungen 13 unter Verwendung von einen insbesondere konischen Aussenumfang aufweisenden Nadeln 20 in der nicht näher dargestellten Nadelwalze angedeutet, wobei durch entsprechende Wahl der Eindring-bzw. Einstichtiefe der Nadel 20 in der wiederum mit 16 bezeichneten Einstichrichtung die Papierlage 3 sowie insbesondere die damit verbundene Zwischenlage 4 mit entsprechend dimensionierten Durchbrechungen 13 ausgebildet werden können.
In Anpassung an den gewünschten Einsatzzweck und/oder die verwendete Zusammensetzung der Papierlage 3 sowie der Zwischenlage 4 lässt sich durch die Wahl der Eindringtiefe und somit die Wahl der dadurch erzielbaren Grösse der herzustellenden Löcher 13 eine Anpassung an die gewünschte Luftdurchlässigkeit sowie die aufrecht zu erhaltende Wasserdampfdichte unter gleichzeitiger Minimierung eines Festigkeitsverlusts eines in weiterer Folge herzustellenden Papiersacks erzielen. Insbesondere bei Ausbildung von kleine Abmessungen auf-
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weisenden Durchbrechungen bzw. Löchern 13 wird eine Beschädigung der Fasern der Papierlage 3 weitestgehend vermieden, so dass die gewünschte Festigkeit, insbesondere zur Aufnahme von schweren Gütern, ohne weiteres aufrecht erhalten werden kann.
Für spezielle Einsatzzwecke kann an beiden Seiten der aus der Papierlage 3 und der Zwischenlage 4 mit den Durchbrechungen bzw.
Löchern 13 bestehenden Struktur jeweils eine Papierlage 8 vorgesehen sein, so dass insgesamt drei Papierlagen vorgesehen sind, von welchen die mit der Zwischenlage 4 verbundene Papierlage 3 entsprechend perforiert ausgebildet ist.