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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Prägewalzenanordnung zur Herstellung
von mehrlagigen Tissueartikeln mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1 sowie ein Prägewalzenpaar und
eine Gegenwalze zur Verwendung in einer entsprechenden Prägewalzenanordnung.
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Um
mehrlagige Tissueartikel, so insbesondere Toilettenpapier, Papiertaschentücher, Hygieneartikel,
Küchentücher oder
Servietten, herzustellen, werden mindestens eine erste, zelluloseartige
endlose Tissuelage und mindestens eine zweite, zelluloseartige endlose
Tissuelage mittels eines ersten und zweiten Prägewalzenpaares getrennt voneinander geprägt und anschließend nach
der Prägung
miteinander verbunden und vorzugsweise miteinander verklebt. Dementsprechend
weist der fertig hergestellte Tissueartikel, der min destens zwei
Tissuelagen umfaßt,
auf seiner jeweils äußeren Oberfläche ein
oder mehrere Prägemuster
auf, wobei durch die Prägung dem
so hergestellten Tissueartikel ein bestimmtes Volumen und eine erwünschte Griffigkeit
sowie Weichheit verliehen wird. Als zelluloseartige Tissuelagen
werden in der Regel entsprechende Papierlagen verwendet. Das Verbinden
der getrennt voneinander geprägten
einzelnen Tissuelagen unter Ausbildung des fertigen Tissueartikels
erfolgt dann bei dem an sich bekannten Nested-Verfahren mittels
einer einem Prägewalzenpaar
zugeordneter Verbindungswalze, bei dem Top-to-Top-Verfahren mittels
des ersten und zweiten Prägewalzenpaares
und bei dem Spot-Embossing-Verfahren mittels eines weiteren Prägewalzenpaares
und einer Vereinigungswalze.
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Dementsprechend
sind Prägewalzenanordnungen
zur Herstellung dieser mehrlagigen Tissueartikel bekannt, die mit
mindestens einem ersten Prägewalzenpaar
zum Prägen
einer ersten Tissuelage und mit mindestens einem zweiten Prägewalzenpaar zum
Prägen
einer zweiten Tissuelage versehen sind. Die bekannte Prägewalzenanordnung
weist eine Einrichtung zum Verbinden der mindestens beiden, getrennt
voneinander geprägten
Tissuelagen auf, wie diese bereits vorstehend angesprochen ist.
Jedes Prägewalzenpaar
umfaßt
jeweils eine den Prägespalt
ausbildende gravierte Walze, bei der es sich in der Regel um eine
Stahlwalze handelt, und eine hiermit zu sammenwirkende Gegenwalze,
die eine ungravierte und glatte, verformbare Oberfläche aufweist und
die in der Regel als Gummiwalze ausgebildet ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prägewalzenordnung
zur Herstellung von mehrlagigen Tissueartikeln zur Verfügung zu stellen,
die besonders wirtschaftlich die Herstellung von mehrlagigen Tissueartikeln
der vorstehend genannten Art ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Prägewalzenanordnung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
zur Herstellung von mehrlagigen Tissueartikeln, insbesondere zur
Herstellung von Toilettenpapier, Papiertaschentüchern, Hygieneartikeln, Küchentüchern oder
Servietten, weist mindestens ein erstes Prägewalzenpaar zur Prägung einer
ersten Tissuelage und mindestens ein zweites Prägewalzenpaar zur Prägung einer
zweiten Tissuelage und eine Einrichtung zum Verbinden der mindestens
beiden, getrennt voneinander geprägten Tissuelagen auf. Jedes
Prägewalzenpaar
umfaßt
eine gravierte Walze, insbesondere eine gravierte Stahlwalze, und
eine hiermit zusammenwirkende Gegenwalze, so daß zwischen der gravierten Walze
und der Gegenwalze ein Prägespalt
aus gebildet wird, durch den die jeweils zu prägende Tissuelage geführt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
ist die Gegenwalze des ersten Prägewalzenpaares
und/oder die Gegenwalze des zweiten Prägewalzenpaares ebenfalls als gravierte
Gegenwalze ausgebildet, wobei jeweils die gravierte Walze und die
zugehörige
gravierte Gegenwalze eines jeden Prägewalzenpaares eine aufeinander
angepaßte
positiv/negativ-Gravur aufweisen. Mit anderen Worten sieht die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
vor, daß hierbei
das Prägewalzenpaar,
das zum Prägen
der ersten Tissuelage verwendet wird und/oder das Prägewalzenpaar,
das zum Prägen
der zweiten Tissuelage eingesetzt wird, jeweils eine Gegenwalze
aufweist, die im Unterschied zum Stand der Technik als gravierte
Gegenwalze ausgebildet ist. Die Gravuren der gravierten Walze und
der hiermit zusammenwirkenden Gegenwalze sind als positiv/negativ-Gravuren
aufeinander angepaßt.
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Die
erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ist zunächst festzuhalten, daß es mit
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
möglich
ist, den beim herkömmlichen
Prägewalzenanordnungen
erforderlichen hohen Aufwand an Energieverbrauch der sich zum überwiegenden
Anteil aus der Energieaufnahme der Antriebsmotoren der Prägewalzenpaare
zusammensetzt, erheblich zu reduzieren und insbesondere eine Energieeinsparung
zwischen 10% und 50%, vorzugsweise zwischen 20% und 40%, zu ermöglichen,
wobei als Bezug für
die Energieeinsparung die Gesamtantriebsenergie einer solchen Prägewalzenanordnung
zu sehen ist, bei der die jeweilige Gegenwalze eine glatte Oberfläche und
insbesondere eine ungeprägte
Gummioberfläche
aufweist. Diese Energieeinsparung wird bei der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
dadurch erreicht, daß aufgrund der
aufeinander angepaßten
positiv/negativ-Gravur eines jeden Prägewalzenpaares bei der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
der bei der herkömmlichen
Prägewalzenanordnung
erforderliche Verformungswiderstand der Gummioberfläche der Gegenwalze
nicht auftritt, da die jeweilige Gegenwalze mit der entsprechenden
negativ-Gravur versehen ist. Dies führt dazu, daß bei der
erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
nur noch der Verformungswiderstand der Tissuelage beim Prägen überwunden werden
muß. Als
Folge hiervon erlaubt die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung im Vergleich zu
den bekannten Prägewalzenanordnungen
eine markante Reduzierung der erforderlichen elektrischen Antriebsleistungen,
was sich desweiteren positiv in einer Reduzierung der Herstellungskosten
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
ausdrückt.
Desweiteren sind die mit der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung hergestellten
Fertigartikel, so zum Beispiel die zuvor genannten mehrlagigen Tissueartikel,
insbesondere das Toilettenpapier, die Papiertaschentücher, die
Hygieneartikel, die Küchentücher oder
Servietten, vom Prä gebild
her wesentlich schärfer
und markanter ausgebildet und weisen verbesserte Gebrauchseigenschaften
auf, die sich insbesondere in einer größeren Dicke, einem höheren Aufnahmevolumen
für Flüssigkeiten
und in einer verbesserten Weichheit ausdrücken. Diese verbesserten Eigenschaften
werden darauf zurückgeführt, daß die mit
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
erzielten Prägungen
der getrennt voneinander geprägten
Tissuelagen vor dem Verbinden dieser Tissuelagen wesentlich beständiger gegenüber einer
mechanischen Beanspruchung, so insbesondere gegenüber einer
mechanischer Zugbelastung, sind, so daß dementsprechend bereits voluminösere und
bezüglich
der Prägung
stabilere Einzellagen miteinander unter Ausbildung des mehrlagigen Tissueartikels
miteinander verbunden werden. Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
ist zusätzlich
hervorzuheben, daß die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
eine Erhöhung
der Prägegeschwindigkeit
erlaubt, ohne daß es
dabei zu unerwünschten
Produktionsstörungen
in Folge des Abrisses oder des Aufwickelns der Tissuelagen im Bereich
der Prägewalzenpaaren
kommt, so daß insgesamt
der Herstellungsprozeß der
mehrlagigen Tissueartikel neben der bereits zuvor beschriebenen
Energieeinsparung zusätzlich
noch optimiert wird. Damit leistet insgesamt gesehen die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
aufgrund der Schonung von Ressourcen einen wesentlichen Beitrag
zum Schutz der Umwelt.
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Klarstellend
ist anzumerken, daß die
bei der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
angesprochene erste Tissuelage sowie die zweite Tissuelage jeweils
nicht nur aus einer einzigen Tissuelage besteht sondern daß es ebenso
möglich
ist, mit dem ersten Prägewalzenpaar
eine erste Tissuelage bzw. mit dem zweiten Prägewalzenpaar eine zweite Tissuelage
getrennt voneinander zu prägen,
die jeweils aus zwei oder drei, übereinander
angeordneten und gleichzeitig geprägten Tissuelagen bestehen,
so daß dementsprechend
der hieraus hergestellte mehrlagige fertige Tissueartikel nach dem
Verbinden der getrennt voneinander geprägten Tissuelagen zwischen drei
und sechs einzelnen Tissuelagen aufweist.
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Bei
einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäß Prägewalzenanordnung ist vorgesehen,
daß die
Gegenwalzen des ersten und des zweiten Prägewalzenpaares als gravierte
Gegenwalzen ausgebildet ist, wobei bei einem jeden Prägewalzenpaar
dann die gravierte Walze und die zugehörige gravierte Gegenwalze eine
aufeinander angepaßte positiv/negativ-Gravur
aufweisen. In diesem Zusammenhang wird klarstellend darauf hingewiesen,
daß die
vorstehend bereits verwendete und nachfolgend noch benutzte Formulierung "aufeinander angepaßte positiv/negativ-Gravur" insbesondere so
zu verstehen ist, daß hierbei
die gravierte Walze radial nach außen über die Walzenoberfläche heraus ragende Prägeelemente,
die auch allgemein als hochstehende Prägeelemente bezeichnet werden,
aufweist und somit als positive Gravur zu bezeichnen ist, während die
hiermit zusammenwirkende gravierte Gegenwalze hierauf angepaßte und
entsprechend den hochstehenden Prägeelementen geformte, radial
zur Drehachse weisende Vertiefungen besitzt, die üblicherweise
dann als negativ-Gravur bezeichnet werden.
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Der
Begriff anpassen bedeutet nicht nur ein paßgenaues Eingreifen von Vorsprüngen (hochstehenden
Prägeelementen)
in die Vertiefungen sondern umfaßt auch solche Ausgestaltungen,
bei denen die Vertiefungen geringfügig größer sind als die zugehörigen Vorsprünge, so
daß bei
einem Eindringen der Vorsprünge
in die Vertiefungen noch ein Freiraum verbleibt, vorzugsweise zwischen
0,003 mm und 0,4 mm, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.
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Unter
dem Begriff "Tissuelage" wird im Rahmen der
vorliegenden Beschreibung insbesondere eine cellulosische Warenbahn
und vorzugsweise eine Papierwarenbahn verstanden, die üblicherweise eine
begrenzte Länge
zwischen etwa 100 Meter und 100.000 Meter und eine definierte Breite
besitzt, wobei die Breite zwischen etwa 0,3 Metern und etwa 8 Metern
variiert.
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Der
im vorliegenden Text verwendete Begriff "und/oder" bedeutet, daß die einzelnen Elemente bei der
entsprechenden Aufzählung
sowohl additiv oder alternativ zu sehen sind, wobei bei der additiven
Benennung dann mindestens zwei Elemente der Aufzählung miteinander kombiniert
sind.
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Bezüglich der
Ausgestaltung der Gravur, die auf der gravierten Walze des ersten
Prägewalzenpaares
und/oder auf der gravierten Walze des zweiten Prägewalzenpaares vorgesehen ist,
ist, wie bereits vorstehend dargestellt, grundsätzlich festzuhalten, daß diese
Gravur aus radial nach außen
weisenden Vorsprüngen
(hochstehende Prägeelemente) besteht,
wobei diese Vorsprünge
unterschiedlich ausgestaltet sein können, so daß sie dementsprechend auch
unterschiedliche Muster auf der ersten Tissuelage und/oder der zweiten
Tissuelage prägen. Hierbei
können
solche Gravuren vorgesehen sein, mit denen es möglich ist, punktuelle, linienförmige oder
flächige
Muster auf die Tissuelagen zu prägen, die
beispielsweise die Form einer Wellenlinie oder einer Zick-Zack-Linie,
die Form von Rechtecken, vorzugsweise Vier- bis Achtecke, oder die
Form von kreisförmigen
Punkten oder ovalen Punkten aufweisen, wobei entsprechende Gravuren
in Gruppen willkürlich
oder nach einem vorgegebenen realen Mustermotiv mit oder ohne Rapport
auf der Oberfläche der
gravierten Walze angeordnet sind.
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Besonders
geeignet ist es jedoch, wenn die gravierte Walze eine solche Gravur
besitzt, die radial nach außen
weisende Vorsprünge
aufweist, die mit einer planaren Prägefläche versehen sind, so daß demnach
abhängig
von der Form der planaren Prägefläche auf
der geprägten
Tissuelage flächige
Muster, insbesondere kleinflächige
oder linienförmige Muster,
erscheinen.
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Eine
Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
sieht vor, daß auf
der gravierten Walze vorgesehenen Vorsprünge kegelstumpfförmig ausgebildet
sind. Die Deckflächen
der kegelstumpfförmigen
Vorsprünge
bilden dann die Prägeflächen aus.
Dementsprechend werden bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
mit einer derartig gravierten Walze kreisförmige Prägemuster erzeugt, die bei dem
fertigen Tissueartikel von jeder Warenseite über den Querschnitt des fertigen
Tissueartikels gesehen nach innen weisen. Insbesondere weist eine
derartige kreisförmige Prägefläche eine
Fläche
auf, die zwischen 0,1 mm2 und 50 mm2, vorzugsweise zwischen 0,3 mm2 und
10 mm2, variiert.
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Wie
bereits vorstehend bei der Gravur der gravierten Walze ausgeführt ist,
können
die auf der gravierten Walze vorgesehenen, radial nach außen weisende
Vorsprünge
unterschiedlich ausgestaltet sind. Besonders geeignet ist es jedoch, wenn
die gravierte Walze eine solche Gravur aufweist, die mindestens
zwei Gruppen von Vorsprüngen
umfaßt,
die sich in ihrer Höhe
unterscheiden, wobei innerhalb einer Gruppe alle Vorsprünge eine
einheitliche Höhe aufweisen.
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Eine
andere Ausgestaltung der Gravur der gravierten Walze sieht vor,
daß auch
hierbei die gravierte Walze mindestens zwei Gruppen von Vorsprüngen umfaßt, die
sich in der Größe der Prägefläche und/oder
ihrer Form unterscheiden, so daß eine derartig
gravierte Walze, die mit einer entsprechend negativ gravierten Gegenwalze
ein Prägewalzenpaar der
erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung ausbildet,
mindestens zwei Gruppen von unterschiedlichen Mustern auf der ersten
oder zweiten Tissuelage erzeugt.
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Bei
einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der gravierten Walze
weist die gravierte Walze eine solche Gravur auf, bei der innerhalb
einer Gruppe alle Vorsprünge
eine einheitliche Größe und/oder
Form der Prägeflächen besitzen.
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Um
sicherzustellen, daß die
mit der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
hergestellten Tissueartikel eine erwünschte Oberfläche, insbesondere
eine erwünschte
Weichheit, aufweist, sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
vor, daß hierbei
die Summe al ler planar verlaufender Prägeflächen der gravierten Walze eine
Fläche
einnimmt, die zwischen 1% und 20% der Oberfläche der gravierten Walze ausmacht.
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Eine
Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
wird dadurch ausgebildet, daß hierbei jede
gravierte Gegenwalze eine solche Gravur besitzt, die als sich von
der Oberfläche
der Gegenwalze radial nach innen erstreckende Vertiefungen ausgebildet
ist, wobei die Summe aller unmittelbar an der Oberfläche der
Gegenwalze liegenden Vertiefungsflächen eine Gesamtfläche zwischen
1% bis 20% der Gesamtoberfläche
der Gegenwalze ausmacht. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
ist somit die Summe aller planar verlaufenden Prägeflächen der gravierten Walze identisch
mit der Summe alle an der Oberfläche
der Gegenwalze liegenden Vertiefungsflächen, so daß abhängig von der Größe des Prägespaltes
jede Prägefläche der
gravierten Walze mehr oder weniger tief in die zugehörige Vertiefungsfläche der
gravierten Gegenwalze während
des Prägevorganges
eindringen kann, wobei selbstverständlich dann eine derartig gravierte
Walze und die zugehörige
gravierte Gegenwalze eine solche Gravur besitzt, die identisch ausgestaltet,
jedoch als positiv/negativ-Gravur ausgebildet ist.
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Weist
die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
mindestens ein solches Prägewalzenpaar auf,
bei dem die gravierte Walze kegelstumpfförmige Vorsprünge umfaßt, deren
Deckflächen
als Prägeflächen ausgebildet
sind, so bietet es sich vorteilhafterweise an, hier eine gravierte
Gegenwalze vorzusehen, die mit radial nach innen sich erstreckenden, ebenfalls
kegelstumpfförmigen
Vertiefungen als Gravur versehen ist. Hierbei sind diese Vertiefungen dann
jedoch so auf der gravierten Gegenwalze angeordnet, daß der Grundkreis
eines jeden Kegelstumpfes einen Teil der Gesamtoberfläche der
Gegenwalze bildet, wobei die kegelstumpfförmigen Vorsprünge der
gravierten Walze identisch ausgebildet sind mit den kegelstumpfförmigen Vertiefungen
der gravierten Gegenwalze. Durch Variation der Größe des Walzenspaltes,
die zwischen der gravierten Walze und der gravierten Gegenwalze
einstellbar ist, läßt sich die
Eindringtief der kegelstumpfförmigen
Vorsprünge in
die kegelstumpfförmigen
Vertiefungen variieren, wodurch die Dauerhaftigkeit der so erzeugten
Prägung
und die Schärfe
der eigenen Prägeelemente einstellbar
ist.
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Eine
besonders hohe Einsparung an elektrischer Antriebsenergie läßt sich
bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung dadurch erreichen,
daß die
bei jedem Walzenpaar auf der gravierten Walze als Gravur vorgesehenen
Vorsprünge
geringfügig
kleiner ausgebildet sind als die auf der gravierten Gegenwalze als
Gravur vorgesehenen Vertiefungen. Mit anderen Worten ist hierbei
die positiv-Gravur
der gravierten Walze kleiner ausgestaltet als die zugehörige negativ-Gravur der
gravierten Gegenwalze mit der Folge, daß abhängig von der Größe des Prägespaltes
zwischen den Vorsprüngen
und den damit zusammenwirkenden Vertiefungen ein Ringspalt ausgebildet
wird, in dem der Bereich der Tissuelage beim eigentlichen Prägevorgang
hineingedrückt
wird, ohne dabei eingeklemmt oder mechanisch erheblich belastet
zu werden.
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Eine
andere, vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
weist eine Vorrichtung zur Entfernung von Papierstaub auf, die der
gravierten Walze und/oder der gravierten Gegenwalze zugeordnet ist.
Mit dieser Vorrichtung wird der Papierstaub, der während des
Prägevorganges anfällt, von
der gravierten Walze bzw. der gravierten Gegenwalze entfernt, so
daß durch
Papierstaub oder den Staub aus der Umgebung der Prägevorgang nicht
gestört
und insbesondere die Prägung
einheitlich bezüglich
ihres Aussehens und ihrer mechanischen Eigenschaften ausgeführt wird.
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Insbesondere
ist diese Vorrichtung zur Entfernung von Papierstaub als mechanisch
arbeitende Bürstenvorrichtung
und/oder als Ölauftragsvorrichtung
ausgebildet, wobei die Bürstenvorrichtung
wahlweise rotiert oder abwechselnd als Bürstenbalken quer zur Transportrichtung
der Tissuelage kontinuierlich oder in Intervallen bewegt wird. Hingegen
sieht die Ölauftragsvorrichtung
vor, daß hierbei
ein dünner Ölfilm auf
die gravierte Walze und/oder insbesondere auf die gravierte Gegenwalze
aufgetragen wird, die den Staub direkt während der Entstehung bindet
und als Öl-/Staubmischung während des
Prägevorgangs auf
die Tissuelage überträgt. Hierdurch
wird wirksam verhindert, daß die
gravierte Walze und insbesondere die in der gravierten Gegenwalze
vorhandenen Vertiefungen durch Staub zugesetzt wird bzw. werden.
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Eine
besonders geeignete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung sieht
vor, daß hierbei
sowohl die gravierte Walze als auch die Gegenwalze als Stahlwalze
ausgebildet sind. Dieser Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, daß sie
eine lange Haltbarkeit besitzt. Abhängig von dem Material der zu
prägenden
Tissuelage kann die gravierte Gegenwalze auch als Kunststoffwalze oder
als beschichtete Stahlwalze ausgebildet sein, wobei die negativ-Gravur der Gegenwalze
dann vorzugsweise in der Beschichtung der Gegenwalze vorgesehen
ist. Als Beschichtungsmaterial bietet sich hierfür insbesondere ein Kunststoff
und vorzugsweise Gummi, mit Schwefel modifizierter Naturkautschuk,
Silikonelastomere oder Polyurethane an, wobei insbesondere die Shore-Härte je nach
Anwendungsgebiet zwischen 40° Shore
A und 85° Shore
D variiert.
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Eine
besonders geeignete Prägewalzenanordnung,
die sich durch einen extrem geringen elektrischen Antriebsenergiebedarf
auszeichnet, sieht vor, daß hierbei
die Durchmesser der gravierten Walze und der gravierten Gegenwalze
identisch sind, wobei vorzugsweise die Durchmesser zwischen 200 mm
und 700 mm variieren. Im Vergleich zu entsprechenden bekannten Prägewalzenanordnungen,
die Prägewalzenpaare
aufweist, bei denen eine gravierte Walze mit einer nicht gravierten
glatten Gummiwalze das jeweilige Prägewalzenpaar ausbilden, kann
die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
auf Prägewalzenpaare
(gravierte Walze und gravierte Gegenwalze) zurückgreifen, deren Durchmesser
zwischen 20% und 40% geringer sind als die Durchmesser der Prägewalzenpaare
(gravierte Walze und glatte Gummiwalze) des Standes der Technik.
Dies hängt
damit zusammen, daß bei
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
die beim Prägen
auftretenden Verformungskräfte,
die von der Walzenpaarung aufgefangen werden müssen, erheblich geringer sind
als bei den bekannten Prägewalzenanordnungen.
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Um
mit der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
den fertigen Tissueartikel herzustellen, bei dem die mindestens
zwei, den Tissueartikel bildenden und getrennt voneinander geprägten Tissuelagen
miteinander verklebt werden, sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
vor, daß hierbei
einem Prägewalzenpaar eine
Auftragsvorrichtung für
einen einseitig auf eine Tissuelage aufzubringenden Klebstoff zugeordnet
ist. Hierbei wird dieser Klebstoff vorzugsweise über eine Walze oder über eine
zusammenwirkende Walzenpaarung auf die Seite der einen Tissuelage
aufgebracht, die beim Verbinden mit der anderen Tissuelage die Innenfläche bildet.
Im einfachsten Fall erfolgt bei der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung dieser
Klebstoffauftrag mittels einer Walze, die teilweise in ein Reservoir
eines Klebstoffes eintaucht und dann über ihrer Walzenoberfläche einen
feinverteilten Klebstofffilm durch Kontakt mit der inneren Seite
der Tissuelage den Klebstoff auf diese überträgt. Wird hingegen die Auftragsvorrichtung
als Walzenpaarung ausgebildet, so bilden eine erste, in Kontakt
mit einem Reservoir des flüssigen
Klebestoffes befindliche Walze und eine hiermit in Anlage laufende
zweite Walze, die Auftragsvorrichtung aus, wobei die zweite Walze
dann den Klebstoff durch Kontakt mit der entsprechenden Seite überträgt.
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Grundsätzlich bestehen
bei der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
drei Möglichkeiten,
um die beiden, getrennt voneinander geprägten Tissuelagen unter Ausbildung
des fertigen Tissueartikels miteinander zu verbinden.
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So
sieht die erste Möglichkeit
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
vor, daß hierbei die
Einrichtung zum Verbinden der mindestens beiden, getrennt voneinander
geprägten
Tissuelagen einer der beiden Prägewalzenpaare
zugeordnet ist, wobei jedes Prägewalzenpaar
aus der gravierten Walze und der hiermit zusammenwirkenden gravierten
Gegenwalze besteht. Der gravierten Walze dieses Prägewalzenpaares
ist eine Verbindungswalze zugeordnet, die mit der gravierten Walze
dieses Prägewalzenpaares
einen Walzenspalt ausbildet, durch den sowohl die erste Tissuelage
als auch die zweite Tissuelage geführt wird, so daß durch
Druck dieses Walzenspaltes die beiden Tissuelagen nach vorherigem
Klebstoffauftrag auf die Innenseite einer Tissuelage miteinander
verklebt werden, wie dies nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
in Verbindung mit der Zeichnung im Detail erläutert wird.
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Bei
der zweiten Möglichkeit
der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung wird die
Einrichtung zum Verbinden der mindestens beiden, getrennt voneinander
geprägten
Tissuelagen durch den Spalt eines Walzenpaares ausgebildet, das
die beiden gravierten Walzen des ersten und zweiten Prägewalzenpaares
umfaßt.
Hierbei werden somit die beiden miteinander zu verbindenden Tissuelagen
nach jeweils getrennter Prägung und
Auftrag des Klebestoffes auf die In nenseite einer Tissuelage in
dem Walzenspalt miteinander verklebt, der die beiden gravierten
Walzen des ersten und zweiten Prägewalzenpaares
ausbilden, wobei auch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung
nachfolgend anhand eines zweiten Ausführungsbeispieles in Verbindung
mit der Zeichnung im Detail erläutert
wird.
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Schließlich sieht
die dritte Möglichkeit
der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung vor, daß hierbei
die beiden Tissuelagen zunächst
separat voneinander über
das erste bzw. zweite Prägewalzenpaar
geprägt
werden. Anschließend
wird eine der beiden geprägten
Tissuelagen einem weiteren Prägewalzenpaar
zugeführt,
wobei das weitere Prägewalzenpaar
eine gravierte Walze und eine zugehörige gravierte Gegenwalze mit aufeinander
angepaßter
positiv/negativ-Gravur aufweist. Die Einrichtung zum Verbinden der
so geprägten
Tissuelagen erfolgt dann durch die gravierte Walze des weiteren
Prägewalzenpaares
und einer hiermit einen zusätzlichen
Walzenspalt ausbildenden Vereinigungswalze, wobei durch diesen Walzenspalt die
nur einmal geprägte
Tissuelage ebenfalls in Kontakt mit der zweimal geprägten Tissuelage
geführt wird,
nachdem zuvor auf die nur einmal geprägte Tissuelage innenseitig
mit dem Klebstoff versehen wurde. Auch diese dritte Ausgestaltung
wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit
der Zeichnung näher
erläutert.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft desweiteren ein Prägewalzenpaar
zur Verwendung in der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung,
wobei das erfindungsgemäße Prägewalzenpaar
eine gravierte Walze und eine gravierte Gegenwalze umfaßt. Jeweils
die gravierte Walze und die zugehörige gravierte Gegenwalze weisen eine
aufeinander angepaßte
positiv/negativ-Gravur auf.
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Desweiteren
betrifft die vorliegende Erfindung eine Gegenwalze zur Verwendung
in der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung, wobei die
Gegenwalze eine gravierte Gegenwalze ist und eine auf eine positiv
gravierte Walze angepaßte
negativ-Gravur oder eine auf die negativ gravierte Walze angepaßte positiv-Gravur
besitzt.
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Zur
Vermeidung von Wiederholungen gelten für das erfindungsgemäße Prägewalzenpaar
und die erfindungsgemäße Gegenwalze
alle die Ausgestaltungen und Vorteile, wie sie vorstehend identisch oder
analog für
die erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
beschrieben sind.
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Die
erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung
wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Detailabbildung einer Ausführungsform des abgewickelten
Mantels der positiv gravierten Walze in der Draufsicht und als vergrößerte Schnittansicht
längs der
Linie A-A;
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2 eine
schematische Detailabbildung einer Ausführungsform des abgewickelten
Mantels der negativ gravierten Gegenwalze in der Draufsicht und als
vergrößerte Schnittansicht
längs der
Linie B-B, wobei die gravierte Gegenwalze mit der in 1 angesprochenen
gravierten Walze ein erfindungsgemäßes Prägewalzenpaar ausbildet;
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3 eine
schematische Abbildung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung;
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4 eine
schematische Abbildung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung;
und
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5 eine
schematische Abbildung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung.
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In
den 1 bis 5 sind die selben Teile mit
den selben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 bilden
jeweils einen Ausschnitt des abgewickelten Mantels der gravierten Walze
(1) und der gravierten Gegenwalze (2)
ab.
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Wie
in 1 zu erkennen ist, weist die gravierte Walze 1 auf
ihrer Mantelfläche
eine Vielzahl von radial nach außen weisende Vorsprünge 2 und 3 auf,
die eine identische Höhe
besitzen, sich jedoch in der Größe ihrer
Prägeflächen 4 unterscheiden.
Deutlich ist zu erkennen, daß die
Prägeflächen 4 der
Vorsprünge 2 größer sind
als die Prägeflächen der
Vorsprünge 3,
die eine nahezu punktförmige
Prägefläche aufweisen.
Die Vorsprünge 2 und 3,
die auch vorstehend als hochstehende Prägeelemente bezeichnet sind,
sind als Kegelstümpfe
ausgebildet, wobei die Deckfläche
eines jeden Kegelstumpfes die planare Prägefläche 4 ausbildet. Die
Höhe der
Vorsprünge 2 und 3 ist
identisch. Die gravierte Walze 1 ist als Stahlwalze ausgebildet.
Die auf dieser gravierten Stahlwalze vorgesehene positiv-Gravur
umfaßt,
wie eindeutig zu erkennen ist, eine erste Gruppe der Vorsprünge 2,
die eine stilisierte Blumenblüte
bilden, sowie eine zweite Gruppe der Vorsprünge 3, die die Zwischenräume zwischen
den Blumenblüten
ausfüllen,
ohne daß jedoch
hierdurch ein weiteres konkretes Muster entsteht. Die abgebildete
Gravur ist lediglich beispielhaft, wobei es eine Vielzahl von Möglichkeiten
von Gravuren gibt, mit denen die gravierte Walze 1 versehen
sein kann.
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Die
mit der in 1 abgebildeten gravierten Walze 1 einen
Walzenspalt und somit ein Prägewalzenpaar
ausbildenden gravierten Gegenwalze 5 bildet die 2 ab.
Hierbei ist die Mantelfläche
der gravierten Gegenwalze 5 mit einer negativ-Gravur derart versehen,
daß eine
der Anzahl, Anordnung, Größe und Gestalt
an die Vorsprünge 2 und 3 angepaßte Anzahl,
Anordnung, Größe und Gestalt
an Vertiefungen 6 vorgesehen sind, die sich von der Walzenoberfläche 7 in
Richtung auf den Walzenkern erstrecken. Dementsprechend weist die
gravierte Gegenwalze 5 kegelstumpfförmige Vertiefungen 6 und 8 auf,
wobei jedoch der Grundkreis 9 eines jeden Kegelstumpfes hierbei
einen Teil der Oberfläche 7 der
Gegenwalze ausbildet, mit der Folge, daß der Deckkreis 10 ins
radial Innere der Gegenwalze verlagert ist.
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Während des
Prägevorganges
wird die Tissuelage durch den zwischen gravierter Walze 1 und gravierter
Gegenwalze 5 bestehenden Walzenspalt (Prägespalt)
geführt,
mit der Folge, daß hierbei
die Vorsprünge 2 bzw. 3 der
positiv gravierten Walze 1 in die zugehörigen Vertiefungen 6 bzw. 8 der
negativ gravierten Gegenwalze 5 eindringen und somit diese Tissuelage
geprägt
wird. Um hierbei eine unnötige Beanspru chung
des Materials der Tissuelage zu verhindern, sind die Vorsprünge 2 und 3 relativ
zu den zugehörigen
Vertiefungen 6 und 8 geringfügig kleiner dimensioniert,
so daß beim
Eindringen der Vorsprünge 2 und 3 in
die zugehörigen
Vertiefungen 6 und 8 ein Freiraum entsteht, der
durch das Material der Tissuelage ausgefüllt ist.
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Die
in 3 abgebildete erste Ausführungsform der insgesamt mit 20 bezeichneten
Prägewalzenanordnung
weist ein erstes Prägewalzenpaar zum
Prägen
einer ersten Tissuelage 12 sowie ein zweites Prägewalzenpaar
zum Prägen
einer zweiten Tissuelage 13 auf, wobei das erste Prägewalzenpaar durch
die gravierte Stahlwalze 1 und durch die gravierte Gegenwalze 5 und
das zweite Prägewalzenpaar
durch die gravierte Stahlwalze 1' und die die gravierte Gegenwalze 5' ausgebildet
wird. Beide Gegenwalzen 5 bzw. 5' bestehen ebenfalls aus einer Stahlwalze,
wobei die gravierten Walzen 1 und 1' und die Gegenwalzen 5 und 5' eine aufeinander
angepaßte
positiv/negativ-Gravur aufweisen, wie diese vorstehend beispielhaft
anhand der 1 und 2 beschrieben
sind. Der gravierten Walze 1 ist eine Verbindungswalze 11 zugeordnet,
wobei die Verbindungswalze 11 mit der gravierten Walze 1 einen
Walzenspalt ausbildet. Desweiteren ist der gravierten Walze 1 eine
insgesamt mit 14 bezeichnete Auftragsvorrichtung für einen
Klebstoff zugeordnet, wobei diese Auftragsvorrichtung ein Reservoir 15 zur
Aufnahme eines flüssigen Klebstoffes,
eine teilweise in das Reservoir eintauchende Mitnehmerwalze 16 und eine
hiermit in Kontakt befindliche Auftragswalze 17 aufweist.
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Sowohl
das Prägewalzenpaar,
bestehend aus den Walzen 1' und 5', als auch das
Prägewalzenpaar,
bestehend aus den Walzen 1 und 5, weisen, wie
bereits vorstehend beschrieben, eine positiv/negativ-Gravur auf,
wie dies schematisch in der linken Abbildung bzw. in der rechten
Abbildung in 1 gezeigt ist, wobei diese beiden
Abbildungen jeweils auch die Drehrichtungen der Walzen 1, 5; 1', 5' angeben.
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Die
vorstehend in Verbindung mit der 3 beschriebene
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung 20 arbeitet
wie folgt:
Die erste Tissuelage 13 wird mittels des
Prägewalzenpaares 1' und 5' zunächst geprägt, während die Tissuelage 12 mittels
der Prägewalzenpaare 1 und 5 ebenfalls
getrennt von der Tissuelage 13 geprägt wird, wobei die jeweiligen
Walzenpaare hierzu einen entsprechenden Walzenspalt ausbilden. Nach
erfolgter Prägung
wird auf die durch die Prägung
erzeugten Erhöhungen 18 der
Tissuelage 12 mittels der Auftragsvorrichtung 14 der
flüssige
Klebstoff aufgetragen, wobei die Tissuelage 12 bis zu einem
Punkt A, der als vergrößerte Teilansicht
der Gravur mit aufliegender Tissuelage 12 in 3 eingezeichnet
ist, durch die gravierte Gegenwalze 5 transportiert wird.
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Die
durch die Walzenpaare 1' und 5' getrennt geprägte Tissuelage 13 wird
ebenfalls bis zu dem Punkt A transportiert, wobei hier dieser Transport durch
die gravierte Walze 1' erfolgt.
Von diesem Punkt A an werden beide Tissuelagen 12 und 13 gemeinsam
mittels der gravierten Gegenwalze 5 einem Walzenspalt zugeführt, der
zwischen der gravierten Walze 1 und der Verbindungswalze 11 ausgebildet ist.
An diesem Walzenspalt erfolgt die Verklebung der beiden Tissuelagen
unter Ausbildung eines fertigen Tissueartikels, wie dies die vergrößerte Detailabbildung
B in 3 als Querschnitt durch die verklebten Tissuelagen 12 und 13 abbildet.
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Die
in 4 abgebildete zweite Ausführungsform der insgesamt mit 20 bezeichneten
Prägewalzenanordnung
weist ein erstes Prägewalzenpaar zum
Prägen
einer ersten Tissuelage 12 sowie ein zweites Prägewalzenpaar
zum Prägen
einer zweiten Tissuelage 13 auf, wobei das erste Prägewalzenpaar durch
die gravierte Stahlwalze 1 und durch die gravierte Gegenwalze 5 und
das zweite Prägewalzenpaar
durch die gravierte Stahlwalze 1' und die gravierte Gegenwalze 5' ausgebildet
wird. Beide Gegenwalzen 5 bzw. 5' bestehen ebenfalls aus einer Stahlwalze,
wobei die gravierten Walzen und die Gegenwalzen eine aufeinander
angepaßte
positiv/negativ-Gravur aufweisen, wie diese vorstehend beispielhaft
anhand der 1 und 2 beschrieben
sind. Der gravierten Walze 1 ist eine insgesamt mit 14 bezeichnete
Auftragsvorrichtung für
einen Klebstoff zugeordnet, wobei diese Auftragsvorrichtung ein
Reservoir 15 zur Aufnahme eines flüssigen Klebstoffes, eine teilweise
in das Reservoir eintauchende Mitnehmerwalze 16 und eine
hiermit in Kontakt befindliche Auftragswalze 17 aufweist.
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Sowohl
das Prägewalzenpaar,
bestehend aus den Walzen 1' und 5', als auch das
Prägewalzenpaar,
bestehend aus den Walzen 1 und 5, weisen, wie
bereits vorstehend beschrieben, eine positiv/negativ-Gravur auf,
wie dies schematisch in der linken Abbildung bzw. in der rechten
Abbildung in 4 gezeigt ist, wobei diese beiden
Abbildungen jeweils auch die Drehrichtungen der Walzen 1, 5; 1', 5' angeben.
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Die
vorstehend in Verbindung mit der 4 beschriebene
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung 20 arbeitet
wie folgt:
Die erste Tissuelage 13 wird mittels des
Prägewalzenpaares 1' und 5' zunächst geprägt, während die Tissuelage 12 mittels
der Prägewalzenpaare 1 und 5 ebenfalls
getrennt von der Tissuelage 13 geprägt wird, wobei die jeweiligen Walzenpaare
hierzu einen entsprechenden Walzenspalt ausbilden. Nach erfolgter
Prägung
wird auf die durch die Prägung
erzeugten Erhöhungen 18 der
Tissuelage 12 mittels der Auftragsvorrichtung 14 der
flüssige
Klebstoff aufgetragen, wobei die Tissuelage 12 bis zu einem
Punkt A, der als vergrößerte Teilansicht
der Gravur mit aufliegender Tissuelage 12 in 4 eingezeichnet
ist, durch die gravierte Gegenwalze 5 transportiert wird.
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Die
durch die Walzenpaare 1' und 5' getrennt geprägte Tissuelage 13 wird
ebenfalls bis zu dem Punkt A transportiert, wobei hier dieser Transport durch
die gravierte Walze 1' erfolgt.
An diesem Punkt A besteht ein Walzenspalt zwischen den gravierten Walzen 1 und 1'. An diesem
Walzenspalt erfolgt die Verklebung der beiden Tissuelagen 12 und 13 unter Ausbildung
eines fertigen Tissueartikels, wie dies die vergrößerte Detailabbildung
B in 4 als Querschnitt durch die verklebten Tissuelagen 12 und 13 abbildet.
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Die
in 5 abgebildete dritte Ausführungsform der insgesamt mit 20 bezeichneten
Prägewalzenanordnung
weist ein erstes Prägewalzenpaar zum
Prägen
einer ersten Tissuelage 12 sowie ein zweites Prägewalzenpaar
zum Prägen
einer zweiten Tissuelage 13 auf, wobei das erste Prägewalzenpaar durch
die gravierte Stahlwalze 1 und durch die gravierte Gegenwalze 5 und
das zweite Prägewalzenpaar
durch die gravierte Stahlwalze 1' und die gravierte Gegenwalze 5' ausgebildet
wird. Beide Gegenwalzen 5 bzw. 5' bestehen ebenfalls aus einer Stahlwalze,
wobei die gravierten Walzen und die Gegenwalzen eine aufeinander
angepaßte
positiv/negativ-Gravur aufweisen, wie diese vorstehend beispielhaft
anhand der 1 und 2 beschrieben
sind.
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Desweiteren
weist die Prägewalzenanordnung 20 gemäß 5 ein
weiteres Prägewalzenpaar auf,
wobei das weitere Prägewalzenpaar
die gravierte Stahlwalze 1'' und die gravierte
Gegenwalze 5'' umfaßt.
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Der
gravierten Walze 1'' ist eine insgesamt mit 14 bezeichnete
Auftragsvorrichtung für
einen Klebstoff zugeordnet, wobei diese Auftragsvorrichtung ein
Reservoir 15 zur Aufnahme eines flüssigen Klebstoffes, eine teilweise
in das Reservoir eintauchende Mitnehmerwalze 16 und eine
hiermit in Kontakt befindliche Auftragswalze 17 aufweist.
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Sowohl
das Prägewalzenpaar,
bestehend aus den Walzen 1' und 5', und das Prägewalzenpaar, bestehend
aus den Walzen 1 und 5, als auch das weitere Prägewalzenpaar,
bestehend aus den Walzen 1'' und 5'', weisen, wie bereits vorstehend
beschrieben, eine positiv/negativ-Gravur auf. Die Gravuren der Walzen 1'' und 5'' des
weiteren Walzenpaares sind im Vergleich zu den Gravuren der Walzenpaare 1, 5 und 1', 5' bezüglich der
Gravurhöhen (gravierte
Walze 1'') bzw. der Gravurtiefen
der Vertiefungen (gravierte Gegenwalze 5'')
größer und
bezüglich
der Dichte der Prägeelemente
geringer ausgebildet.
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Die
vorstehend in Verbindung mit der 5 beschriebene
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung 20 arbeitet
wie folgt:
Die erste Tissuelage 13 wird mittels des
Prägewalzenpaares 1' und 5' zunächst geprägt, während die Tissuelage 12 mittels
der Prägewalzenpaare 1 und 5 ebenfalls
getrennt von der Tissuelage 13 geprägt wird, wobei die jeweiligen
Walzenpaare hierzu einen entsprechenden Walzenspalt ausbilden.
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Die
Teilansicht C und die Teilansicht D bilden jeweils einen Querschnitt
der geprägten
Tissuelage 12 bzw. der geprägten Tissuelage 13 ab.
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Nach
erfolgter Prägung
der Tissuelage 12 mittels der Walzenpaare 1 und 5 wird
die Tissuelage 12 mit Hilfe des weiteren Prägewalzepaares,
bestehend aus den Walzen 5'' und 1'' ein zweites Mal geprägt, wobei
der gravierten Walze 1'' die Auftragsvorrichtung 14 für den flüssigen Klebstoff
zugeordnet ist.
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Die
zweite Tissuelage 13 wird nach einmaliger Prägung mittels
der Walzen 5' und 1' der gravierten
Walze 1'' an einem Punkt
zugeführt,
an dem die gravierte Walze 1'' mit einer Vereinigungswalze 19 einen
Walzenspalt ausbildet. An diesem Punkt A erfolgt die Verklebung
der beiden Tissuelagen 12 und 13 unter Ausbildung
des fertigen Tissueartikels, wie dies die vergrößerte Detailabbildung E in 5 als Querschnitt
durch die verklebten Tissuelagen 12 und 13 abbildet.
Hierbei sind die beiden Tissuelagen 12 und 13 nur
an den mit 21 bezeichneten Klebestellen miteinander verklebt,
so daß sich
dieser fertige Tissueartikel im Vergleich zu den nach den Ausführungsformen
gemäß der 3 und 4 hergestellten Tissueartikeln
dadurch unterscheidet, daß er
eine verringerte Anzahl von Klebestellen aufweist, was zu einer
erwünschten
Erhöhung
der Weichheit ohne Einbuße
der mechanischen Festigkeit führt.