DE102011005898A1

DE102011005898A1 - Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen in einer Filterstrangmaschine sowie Verwendung einer Leimauftragsvorrichtung für ein solches Verfahren

Info

Publication number: DE102011005898A1
Application number: DE201110005898
Authority: DE
Inventors: Clemens Schmick; Bernd Timmann; Karl-Heinz Pawelko
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: EP2502511A2; DE102011005898B4; CN102687905A

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen (27) in einer Filterstrangmaschine zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten, gekennzeichnet durch die Schritte, flüssigen Leim an der Näpfchen aufweisenden Mantelfläche (42a) einer rotierenden Rasterwalze (42) aus einer an der Rasterwalze (42) angeordneten Leimverteilungskammer (48) aufzunehmen und anschließend auf den Filterumhüllungspapierstreifen (27) durch Berührung mit der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) drucklos und überdruckfrei aufzubringen, sowie ferner die Verwendung einer Leimauftragsvorrichtung (26) mit einer Näpfchen aufweisenden rotierenden Rasterwalze (42) und einer an der Rasterwalze (42) angeordneten Leimverteilungskammer (48), aus der Leim von der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) entnommen wird, zum drucklosen und überdruckfreien Auftragen des Leims von der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) auf ein Filterumhüllungspapierstreifen (27) in einer Filterstrangmaschine zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen in einer Filterstrangmaschine zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten, sowie die Verwendung einer Leimauftragsvorrichtung für ein solches Verfahren.
Während der Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel wie insbesondere Filterzigaretten wird Filterumhüllungspapier mit einer Leimspur auf der dem Filterkörper zugewandten Seite versehen, um eine Verbindung zwischen dem Filterkörper und dem Filterumhüllungspapier herzustellen. Gewöhnlich wird der Leim in Form von Raupen oder Wulsten mit einem statischen Abstand zur Kante, also in Form von, z. B. mäanderförmigen Linien, auf das Filterumhüllungspapier aufgetragen. Dieser statische Abstand entsteht durch eine fixierte Position der Leimauftragsvorrichtung über der Papierbahn.
Da das Filterumhüllungspapier hochporös ist, besteht die Gefahr, dass der Leim nicht nur in das Papier eintritt, sondern wegen dessen offener Struktur auch auf dessen anderer Seite wieder austreten kann, also der Leim durch das Filterumhüllungspapier ”durchschlägt”. Dies ist schon deshalb nachteilig, weil das optische Erscheinungsbild von solchen Produkten mit optisch sichtbaren Leimspuren nicht ansprechend ist. Da es sich bei der anderen Seite um die äußere Seite des Filterumhüllungspapieres handelt und an dieser Seite Umlenkrollen laufen und sich sonstige Führungen befinden, sind diese Umlenkrollen und sonstigen Führungen durch Verschmutzung mit Leimresten besonders betroffen, was sich auch negativ auf die Funktion der Leimauftragsvorrichtung im Besonderen und den Betrieb der Filterstrangmaschine und somit der Filterherstellungsmaschine im Allgemeinen negativ auswirkt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges ”Durchschlagen” von auf hochporöses Filterumhüllungspapier aufgetragenem Leim zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen in einer Filterstrangmaschine zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten, gekennzeichnet durch die Schritte, flüssigen Leim an der Näpfchen aufweisenden Mantelfläche einer rotierenden Rasterwalze aus einer an der Rasterwalze angeordneten Leimverteilungskammer aufzunehmen und anschließend auf den Filterumhüllungspapierstreifen durch Berührung mit der Mantelfläche der Rasterwalze drucklos und überdruckfrei aufzubringen.
Ferner schlägt die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt zur Lösung der vorgenannten Aufgabe die Verwendung einer Leimauftragsvorrichtung mit einer Näpfchen aufweisenden rotierenden Rasterwalze und einer an der Rasterwalze angeordneten Leimverteilungskammer, aus der Leim von der Mantelfläche der Rasterwalze entnommen wird, zum drucklosen und überdruckfreien Auftragen des Leims von der Mantelfläche der Rasterwalze auf ein Filterumhüllungspapier in einer Filterstrangmaschine zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten, vor.
Erfindungsgemäß wird demnach der Leimauftrag nach Art eines Tiefdrucksystems durchgeführt, indem der Leim drucklos und ohne jeglichen Überdruck durch Benetzung der Papieroberfläche auf das Filterumhüllungspapier aufgetragen wird, da der Leim einfach aus den Näpfchen der Rasterwalze gezogen wird. Hierzu wird lediglich eine Verbindungskraft genutzt, die bei Benetzung der Papieroberfläche des Filterumhüllungspapiers entsteht, wodurch ein unerwünschtes Durchdrücken des Leims durch den Filterumhüllungspapierstreifen hindurch verhindert wird.
Zwar ist ein derartiges Beleimungssystem bereits aus der EP 2 110 181 A2 bekannt, jedoch kommt dieses System nur für eine Beleimung des wesentlich festeren und wenig porösen Zigarettenbelagpapiers in den Zigarettenherstellungsmaschinen zur Anwendung, während für die Beleimung des empfindlicheren und hochporösen Filterumhüllungspapiers in der Filterstrangmaschine bislang Düsen unter Druck eingesetzt werden. Um Leimdurchschlag beim Verbinden von Filterumhüllungspapier mit Filtermaterial zu vermeiden, schlägt die vorliegende Erfindung vor, die bisherige Düsenbeleimung durch einen Leimauftrag entsprechend der Einwalzenbeleimung des Zigarettenbelagpapiers in der Zigarettenherstellungsmaschine gemäß der EP 2 110 181 A2 zu ersetzen. Obwohl das bekannte Verfahren und die bekannte Leimauftragsvorrichtung bislang nur für das wesentlich festere und wenig poröse Zigarettenbelagpapier in der Zigarettenherstellungsmaschine und somit an einem völlig anderen Ort innerhalb des gesamten Prozesses vorgesehen waren, ist überraschend und in für den Fachmann nicht naheliegender Weise gefunden worden, dass sich dieses bekannte Verfahren und diese bekannte Leimauftragsvorrichtung auch erfolgreich für die Beleimung des wesentlich labileren und deutlich poröseren Filterumhüllungspapiers ohne das Risiko eines „Durchschlages” eignet. Somit besteht die Erfindung darin, das bekannte Verfahren und die bekannte Leimauftragsvorrichtung nun zum drucklosen Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen in einer Filterstrangmaschine zu verwenden.
Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
So eignet sich die Erfindung insbesondere in vorteilhafter Weise für die Beleimung von Filterumhüllungspapierstreifen mit einer hohen Porösität zwischen etwa 10.000 und etwa 45.000 cm³(cm² × min × kPa).
Vorzugsweise sollte nach Entnahme aus der Leimverteilungskammer und vor Abgabe an den Filterumhüllungspapierstreifen ein eventuell vorhandener überschüssiger Leimanteil mithilfe mindestens einer Rakel von der Mantelfläche der Rasterwalze abgerakelt werden.
Ferner sind bevorzugt die Näpfchen in einer gezielten Verteilung über die Breite der Mantelfläche der Rasterwalze angeordnet, um zu verhindern, dass spezifische Spuren zu einer Verschmutzung insbesondere von Führungs- und Umlenkwalzen und sonstigen, insbesondere statischen, Führungen für den Filterumhüllungspapierstreifen auftreten.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Übersichtsbild einer Filterherstellungsmaschine, und
2 eine vergrößerte schematische Einzelansicht eines in der Filterherstellungsmaschine von 1 enthaltenden Beleimungsapparates.
1 zeigt in einer schematischen Übersichtsdarstellung den prinzipiellen Aufbau einer Filterherstellungsmaschine, die aus einer Filtertowaufbereitungseinheit 1 und einer nachgeschalteten Strangeinheit 2 besteht.
Die Filtertowaufbereitungseinheit 1, nachfolgend verkürzt als Aufbereitungseinheit bezeichnet, dient zur Aufbereitung eines endlos zugeführten Filtertowstreifens 4 und weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Walzenpaar 3 zum fortlaufenden Abziehen des Filtertowstreifens 4 von einem Ballen 6 auf. Bevor der Filtertowstreifen 4 zum Walzenpaar 3 gelangt, passiert er im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Luftdüsen 7 und 8, die zur Auflockerung und Ausbreitung des Filtertowstreifens 4 dienen. Dem Walzenpaar 3 folgen zwei weitere Walzenpaare 9 und 11, zwischen denen sich eine Sprühvorrichtung 12 zum Aufbringen von Weichmacher 13 auf den zwischen den Walzenpaaren 9 und 11 auseinandergezogenen geführten Filtertowstreifen 4 befindet. Alle Walzenpaare 3, 9 und 11 werden von nicht dargestellten steuerbaren Einzelantrieben in Rotation versetzt. Dabei sollte die Drehzahl des stromaufwärts gelegenen ersten Walzenpaares 3 geringer als diejenige des stromabwärts gelegenen nachfolgenden Walzenpaares 9 sein, damit der Filtertowstreifen 4 gereckt wird. Die Sprühvorrichtung 12 weist einen Behälter 18 zur Aufnahme von Weichmacherflüssigkeit 13 auf, in die eine von einem nicht dargestellten Antriebsmotor antreibbare Entnahmewalze 21 eintaucht, von deren Umfang eine ebenfalls rotierende Bürstenwalze 22 fortlaufend Weichmacherflüssigkeit entnimmt, um sie gegen den Filtertowstreifen 4 zu schleudern.
Der so aufbereitete und mit Weichmacher besprühte Filtertowstreifen 4a gelangt von der Aufbereitungseinheit 1 in einen Einlauftrichter 23, der den Eingang der Strangeinheit 2 bildet. Die Strangeinheit 2, die auch als Filterstrangmaschine oder Strangmaschine bezeichnet werden kann, dient zur Herstellung von Filterstäben aus dem Filtertowstreifen 4a. Demnach wird der Filtertowstreifen 4a in der Strangeinheit 2 zu einem Strang zusammengefasst und auf einen von einer Bobine 24 abgezogenen und mittels eines Beleimungsapparates 26 mit Leim versehenen Filterumhüllungspapierstreifen 27 aufgelegt. Der Filterumhüllungspapierstreifen 27 und der Filtertowstreifen 4a gelangen gemeinsam auf ein Formatband 28, das beide Streifen durch ein Format 29 führt. Während der Bewegung durch das Format 29 bewirkt das Format 29, dass der Filterumhüllungspapierstreifen 27 um den bereits rund geformten Filtertowstreifen 4a herumgelegt wird, wodurch ein endloser Filterstrang 31 entsteht. Dieser durchläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Nahtplätte 32, in der die Klebenaht verfestigt wird. Anschließend werden von dem Filterstrang 31 mittels eines Messerapparates 33 fortlaufend einzelne diskrete Filterstäbe 34 abgeschnitten, die von einem Beschleuniger 36 in eine Ablegertrommel 37 überführt werden, in der sie im dargestellten Ausführungsbeispiel aus ihrer längsaxialen Förderrichtung in eine queraxiale Förderrichtung überführt und auf einem Ablegerband 38 zur weiteren Verarbeitung abgefördert werden.
In 2 ist der Beleimungsapparat 26 in einem schematischen Längsschnitt detaillierter dargestellt. Der Beleimungsapparat 26 weist eine in einem Leimbehälter 40 angeordnete und rotierend gelagerte Rasterwalze 42 auf, die in Richtung des eingezeichneten Pfeils A von einem nicht dargestellten steuerbaren Antrieb rotierend angetrieben wird. Wie der ebenfalls in 2 eingezeichnete Pfeil B erkennen lässt, bewegt sich der Filterumhüllungspapierstreifen 27 in die gleiche Richtung entsprechend der Drehrichtung der Rasterwalze 42 gemäß Pfeil A. Die Rasterwalze 42 ist zwischen zwei Führungswalzen 43, 44 derart angeordnet, dass der Filterumhüllungspapierstreifen 27 auf der Rasterwalze 42 aufliegt und dadurch einer (wenn auch nur geringfügigen) Bewegungsänderung unterworfen wird. Stromabwärts von der Führungswalze 44 ist in 2 noch eine weitere Umlenkwalze 45 erkennbar, welche den Filterumhüllungspapierstreifen 27 in Richtung auf das Format 29 (1) umlenkt.
Wie 2 ferner erkennen lässt, weist der Beleimungsapparat 26 ein blockförmiges Leimauftragselement 46 auf, das eine offene wannenförmige Leimverteilungskammer 48 enthält. Das Leimauftragselement 46 ist unmittelbar benachbart zur Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 angeordnet, so dass die Leimverteilungskammer 48 zur Rasterwalze 42 gerichtet ist und von deren Mantelfläche 42a im Wesentlichen verschlossen wird. In der Leimverteilungskammer 48 befindet sich ständig Leim, was in 2 im Einzelnen nicht dargestellt ist, wobei die Leimverteilungskammer 48 über eine nicht dargestellte Fördereinrichtung ständig mit Leim versorgt wird.
Das Leimauftragselement 46 kann gegen die Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 im Wesentlichen vollständig abgedichtet sein, so dass kein Leim aus der Leimauftragselement 46 austreten kann. Sollte das Leimauftragselement 46 nicht vollständig abgedichtet sein, so wird der an den undichten Stellen austretende Leim im Leimbehälter 40 gesammelt und beispielsweise mithilfe eines nicht dargestellten Saugrohres abgeführt.
Die Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 ist mit einer Vielzahl von in den Figuren nicht erkennbaren Näpfchen versehen, bei denen es sich insbesondere um kraterförmige Vertiefungen in der Mantelfläche 42a handelt. Die Breite der Rasterwalze 42 entspricht mindestens der Breite des vorbeilaufenden Umhüllungsstreifens 27. Bevorzugt sind die Näpfchen in einer gezielten Verteilung über die Breite der Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 angeordnet, um zu verhindern, dass spezifische Spuren zu einer Verschmutzung insbesondere der Führungswalze 44 und der Umlenkwalze 45 auftreten.
Das Leimauftragselement 46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am Leimbehälter 40 mithilfe eines Halteelementes 50 befestigt. Das Haltemittel 50 dient ferner dazu, das Leimauftragselement 46 gegen die Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 zu drücken, um die bereits erwähnte Abdichtung gegen die Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 herzustellen. Außerdem bietet das Haltemittel 50 bevorzugt eine Möglichkeit, den Anpressdruck und den radialen Abstand der Leimauftragselement 46 von der Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 einzustellen.
Wie 2 ferner erkennen lässt, sind am Leimauftragselement 46 zwei Rakel 52, 53 angeordnet, deren freies Ende in Anlage an die Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 bringbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die eine Rakel 52 an den (im Bezug auf die Drehrichtung der Rasterwalze 42 gemäß Pfeil A) stromabwärst gelegenen Rand des Leimauftragselementes 46 angeordnet; da sich diese Rakel 52 somit benachbart zum Ausgang der Leimverteilungskammern 48 befindet, kann sie auch als ausgangsseite Rakel bezeichnet werden. Die andere Rakel 53 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an dem (in Bezug auf die Drehrichtung der Rasterwalze 42 gemäß Pfeil A) stromaufwärts gelegenen Rand des Leimauftragselementes 46 angeordnet und kann in Bezug auf die Lage zur Leimverteilungskammer 48 auch als eingangsseitige Rakel bezeichnet werden. Dabei ist es ferner denkbar, die Rakel als Positiv- oder auch Negativrakel auszubilden. Außerdem können bei Bedarf auch mehrere Rakel in Bezug auf die Drehrichtung der Rasterwalze 42 hintereinander angeordnet sein.
Bei Rotation der Rasterwalze 42 läuft deren Mantelfläche 42a durch die Leimverteilungskammer 48 und nehmen die an der Mantelfläche 42a vorhandenen Näpfchen den in der Leimverteilungskammer 48 befindlichen Leim auf. Vor Verlassen der Leimverteilungskammer 48 sorgt die Rakel 52 dafür, eventuell vorhandenen überschüssigen Leimanteil von der Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 abzurakeln; im Übrigen sorgt die andere Rakel 53 dafür, bereits vor Eintritt in die Leimverteilungskammer 48 eventuell noch an der Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 verbliebenen Leim abzurakeln. Anschließend werden die mit Leim gefüllten Näpfchen durch fortgesetzte Rotation der Rasterwalze 42 zu einer Leimauftragszone 54 gefördert, in der der zu beleimende Umhüllungsstreifen 27 an der Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 anliegt. Durch diese Berührung wird der Leim von den Näpfchen auf der Mantelfläche 42a der Rasterwalze 42 auf die zugewandte Seite des Umhüllungsstreifens 27 abgegeben. Da der Leim lediglich durch die Verbindungskraft, die bei Benetzung der Oberfläche des aus Papier bestehenden Umhüllungsstreifens 27 entsteht, aus den Näpfchen gezogen wird, findet der Auftrag des Leims drucklos und ohne jeglichen Überdruck auf den Umhüllungsstreifen 27 statt, wodurch ein unerwünschtes Durchdrücken des Leims durch den Umhüllungsstreifen 27 hindurch verhindert wird. Der beschriebene Leimauftrag auf den Umhüllungsstreifen 27 findet somit nach Art eines Tiefdrucksystems statt. Somit ist es möglich, hochporöses Filterumhüllungspapier, beispielsweise mit einer Porösität bis etwa 45.000 cm³/(cm² × min × kPa), problemlos zu beleimen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2110181 A2 [0008, 0008]

Claims

Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen (27) in einer Filterstrangmaschine (2) zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten, gekennzeichnet durch die Schritte, flüssigen Leim an der Näpfchen aufweisenden Mantelfläche (42a) einer rotierenden Rasterwalze (42) aus einer an der Rasterwalze (42) angeordneten Leimverteilungskammer (48) aufzunehmen und anschließend auf den Filterumhüllungspapierstreifen (27) durch Berührung mit der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) drucklos und überdruckfrei aufzubringen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterumhüllungspapierstreifen (27) eine Porösität zwischen etwa [CUmin] und etwa 45.000 cm³/(cm² × min × kPa) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Entnahme aus der Leimverteilungskammer (48) und vor Abgabe an den Filterumhüllungspapierstreifen (27) ein eventuell vorhandener überschüssiger Leimanteil mit Hilfe mindestens einer Rakel (52, 53) von der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) abgerakelt wird.
Verwendung einer Leimauftragsvorrichtung (26) mit einer Näpfchen aufweisenden rotierenden Rasterwalze (42) und einer an der Rasterwalze (42) angeordneten Leimverteilungskammer (48), aus der Leim von der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) entnommen wird, zum drucklosen und überdruckfreien Auftragen des Leims von der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) auf ein Filterumhüllungspapierstreifen (27) in einer Filterstrangmaschine (2) zur Herstellung von Filtern für stabförmige Rauchartikel, wie beispielsweise Zigaretten.
Verwendung der Leimauftragsvorrichtung (26) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterumhüllungspapierstreifen (27) eine Porösität zwischen etwa 10.000 und etwa 45.000 cm³/(cm² × min × kPa) aufweist.
Verwendung der Leimauftragsvorrichtung (26) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Leimauftragsvorrichtung (26) mindestens eine Rakel (52, 53) aufweist, das ausgebildet ist, eventuell vorhandenen überschüssigen Leimanteil von der Mantelfläche (42a) der Rasterwalze (42) abzurakeln.