DE102011005898A1 - Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Filterumhüllungspapierstreifen in einer Filterstrangmaschine sowie Verwendung einer Leimauftragsvorrichtung für ein solches Verfahren - Google Patents
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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 derEP 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 von1 enthaltenden Beleimungsapparates. -
1 zeigt in einer schematischen Übersichtsdarstellung den prinzipiellen Aufbau einer Filterherstellungsmaschine, die aus einer Filtertowaufbereitungseinheit1 und einer nachgeschalteten Strangeinheit2 besteht. - Die Filtertowaufbereitungseinheit
1 , nachfolgend verkürzt als Aufbereitungseinheit bezeichnet, dient zur Aufbereitung eines endlos zugeführten Filtertowstreifens4 und weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Walzenpaar3 zum fortlaufenden Abziehen des Filtertowstreifens4 von einem Ballen6 auf. Bevor der Filtertowstreifen4 zum Walzenpaar3 gelangt, passiert er im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Luftdüsen7 und8 , die zur Auflockerung und Ausbreitung des Filtertowstreifens4 dienen. Dem Walzenpaar3 folgen zwei weitere Walzenpaare9 und11 , zwischen denen sich eine Sprühvorrichtung12 zum Aufbringen von Weichmacher13 auf den zwischen den Walzenpaaren9 und11 auseinandergezogenen geführten Filtertowstreifen4 befindet. Alle Walzenpaare3 ,9 und11 werden von nicht dargestellten steuerbaren Einzelantrieben in Rotation versetzt. Dabei sollte die Drehzahl des stromaufwärts gelegenen ersten Walzenpaares3 geringer als diejenige des stromabwärts gelegenen nachfolgenden Walzenpaares9 sein, damit der Filtertowstreifen4 gereckt wird. Die Sprühvorrichtung12 weist einen Behälter18 zur Aufnahme von Weichmacherflüssigkeit13 auf, in die eine von einem nicht dargestellten Antriebsmotor antreibbare Entnahmewalze21 eintaucht, von deren Umfang eine ebenfalls rotierende Bürstenwalze22 fortlaufend Weichmacherflüssigkeit entnimmt, um sie gegen den Filtertowstreifen4 zu schleudern. - Der so aufbereitete und mit Weichmacher besprühte Filtertowstreifen
4a gelangt von der Aufbereitungseinheit1 in einen Einlauftrichter23 , der den Eingang der Strangeinheit2 bildet. Die Strangeinheit2 , die auch als Filterstrangmaschine oder Strangmaschine bezeichnet werden kann, dient zur Herstellung von Filterstäben aus dem Filtertowstreifen4a . Demnach wird der Filtertowstreifen4a in der Strangeinheit2 zu einem Strang zusammengefasst und auf einen von einer Bobine24 abgezogenen und mittels eines Beleimungsapparates26 mit Leim versehenen Filterumhüllungspapierstreifen27 aufgelegt. Der Filterumhüllungspapierstreifen27 und der Filtertowstreifen4a gelangen gemeinsam auf ein Formatband28 , das beide Streifen durch ein Format29 führt. Während der Bewegung durch das Format29 bewirkt das Format29 , dass der Filterumhüllungspapierstreifen27 um den bereits rund geformten Filtertowstreifen4a herumgelegt wird, wodurch ein endloser Filterstrang31 entsteht. Dieser durchläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Nahtplätte32 , in der die Klebenaht verfestigt wird. Anschließend werden von dem Filterstrang31 mittels eines Messerapparates33 fortlaufend einzelne diskrete Filterstäbe34 abgeschnitten, die von einem Beschleuniger36 in eine Ablegertrommel37 überführt werden, in der sie im dargestellten Ausführungsbeispiel aus ihrer längsaxialen Förderrichtung in eine queraxiale Förderrichtung überführt und auf einem Ablegerband38 zur weiteren Verarbeitung abgefördert werden. - In
2 ist der Beleimungsapparat26 in einem schematischen Längsschnitt detaillierter dargestellt. Der Beleimungsapparat26 weist eine in einem Leimbehälter40 angeordnete und rotierend gelagerte Rasterwalze42 auf, die in Richtung des eingezeichneten Pfeils A von einem nicht dargestellten steuerbaren Antrieb rotierend angetrieben wird. Wie der ebenfalls in2 eingezeichnete Pfeil B erkennen lässt, bewegt sich der Filterumhüllungspapierstreifen27 in die gleiche Richtung entsprechend der Drehrichtung der Rasterwalze42 gemäß Pfeil A. Die Rasterwalze42 ist zwischen zwei Führungswalzen43 ,44 derart angeordnet, dass der Filterumhüllungspapierstreifen27 auf der Rasterwalze42 aufliegt und dadurch einer (wenn auch nur geringfügigen) Bewegungsänderung unterworfen wird. Stromabwärts von der Führungswalze44 ist in2 noch eine weitere Umlenkwalze45 erkennbar, welche den Filterumhüllungspapierstreifen27 in Richtung auf das Format29 (1 ) umlenkt. - Wie
2 ferner erkennen lässt, weist der Beleimungsapparat26 ein blockförmiges Leimauftragselement46 auf, das eine offene wannenförmige Leimverteilungskammer48 enthält. Das Leimauftragselement46 ist unmittelbar benachbart zur Mantelfläche42a der Rasterwalze42 angeordnet, so dass die Leimverteilungskammer48 zur Rasterwalze42 gerichtet ist und von deren Mantelfläche42a im Wesentlichen verschlossen wird. In der Leimverteilungskammer48 befindet sich ständig Leim, was in2 im Einzelnen nicht dargestellt ist, wobei die Leimverteilungskammer48 über eine nicht dargestellte Fördereinrichtung ständig mit Leim versorgt wird. - Das Leimauftragselement
46 kann gegen die Mantelfläche42a der Rasterwalze42 im Wesentlichen vollständig abgedichtet sein, so dass kein Leim aus der Leimauftragselement46 austreten kann. Sollte das Leimauftragselement46 nicht vollständig abgedichtet sein, so wird der an den undichten Stellen austretende Leim im Leimbehälter40 gesammelt und beispielsweise mithilfe eines nicht dargestellten Saugrohres abgeführt. - Die Mantelfläche
42a der Rasterwalze42 ist mit einer Vielzahl von in den Figuren nicht erkennbaren Näpfchen versehen, bei denen es sich insbesondere um kraterförmige Vertiefungen in der Mantelfläche42a handelt. Die Breite der Rasterwalze42 entspricht mindestens der Breite des vorbeilaufenden Umhüllungsstreifens27 . Bevorzugt sind die Näpfchen in einer gezielten Verteilung über die Breite der Mantelfläche42a der Rasterwalze42 angeordnet, um zu verhindern, dass spezifische Spuren zu einer Verschmutzung insbesondere der Führungswalze44 und der Umlenkwalze45 auftreten. - Das Leimauftragselement
46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel am Leimbehälter40 mithilfe eines Halteelementes50 befestigt. Das Haltemittel50 dient ferner dazu, das Leimauftragselement46 gegen die Mantelfläche42a der Rasterwalze42 zu drücken, um die bereits erwähnte Abdichtung gegen die Mantelfläche42a der Rasterwalze42 herzustellen. Außerdem bietet das Haltemittel50 bevorzugt eine Möglichkeit, den Anpressdruck und den radialen Abstand der Leimauftragselement46 von der Mantelfläche42a der Rasterwalze42 einzustellen. - Wie
2 ferner erkennen lässt, sind am Leimauftragselement46 zwei Rakel52 ,53 angeordnet, deren freies Ende in Anlage an die Mantelfläche42a der Rasterwalze42 bringbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die eine Rakel52 an den (im Bezug auf die Drehrichtung der Rasterwalze42 gemäß Pfeil A) stromabwärst gelegenen Rand des Leimauftragselementes46 angeordnet; da sich diese Rakel52 somit benachbart zum Ausgang der Leimverteilungskammern48 befindet, kann sie auch als ausgangsseite Rakel bezeichnet werden. Die andere Rakel53 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an dem (in Bezug auf die Drehrichtung der Rasterwalze42 gemäß Pfeil A) stromaufwärts gelegenen Rand des Leimauftragselementes46 angeordnet und kann in Bezug auf die Lage zur Leimverteilungskammer48 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 Rasterwalze42 hintereinander angeordnet sein. - Bei Rotation der Rasterwalze
42 läuft deren Mantelfläche42a durch die Leimverteilungskammer48 und nehmen die an der Mantelfläche42a vorhandenen Näpfchen den in der Leimverteilungskammer48 befindlichen Leim auf. Vor Verlassen der Leimverteilungskammer48 sorgt die Rakel52 dafür, eventuell vorhandenen überschüssigen Leimanteil von der Mantelfläche42a der Rasterwalze42 abzurakeln; im Übrigen sorgt die andere Rakel53 dafür, bereits vor Eintritt in die Leimverteilungskammer48 eventuell noch an der Mantelfläche42a der Rasterwalze42 verbliebenen Leim abzurakeln. Anschließend werden die mit Leim gefüllten Näpfchen durch fortgesetzte Rotation der Rasterwalze42 zu einer Leimauftragszone54 gefördert, in der der zu beleimende Umhüllungsstreifen27 an der Mantelfläche42a der Rasterwalze42 anliegt. Durch diese Berührung wird der Leim von den Näpfchen auf der Mantelfläche42a der Rasterwalze42 auf die zugewandte Seite des Umhüllungsstreifens27 abgegeben. Da der Leim lediglich durch die Verbindungskraft, die bei Benetzung der Oberfläche des aus Papier bestehenden Umhüllungsstreifens27 entsteht, aus den Näpfchen gezogen wird, findet der Auftrag des Leims drucklos und ohne jeglichen Überdruck auf den Umhüllungsstreifen27 statt, wodurch ein unerwünschtes Durchdrücken des Leims durch den Umhüllungsstreifen27 hindurch verhindert wird. Der beschriebene Leimauftrag auf den Umhüllungsstreifen27 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
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- EP 2110181 A2 [0008, 0008]
Claims (6)
- 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.
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