-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer geführten Auf-und/oder Abreißhilfe für Papier oder anderen faserbasierten Bahnwaren, sowie ein Papier oder eine andere faserbasierten Bahnware nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11 und 12.
-
Stand der Technik:
-
Zum Auf- oder Abreißen von Papier oder anderen faserbasierten Bahnwaren sind technische Hilfsmittel bekannt, wie zum Beispiel das Perforieren oder Schlitzen von Papier (Ringblöcke, Eintrittskarten mit Abrisslinie etc.).
-
Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Erzeugung einer geführten Auf-und/oder Abreißhilfe für Papier oder anderen faserbasierten Bahnwaren bereitzustellen, die zum einen das Papier oder die faserbasierte Bahnware an der geführten Auf-und/oder Abreißhilfe für darin abzupackendes Packgut, z. B. flüssiges, in Pulverform, und/oder für Aromen des Packgutes, wie z.B. Tabakwaren, nach außen sowie für außerhalb einer damit herzustellenden Verpackung vorherrschende Aromen gegen Eindringen nach Innen undurchlässig belässt und zum anderen eine saubere Risskante bewirkt.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt ausgehend von den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 11 und 12 durch deren kennzeichnende Merkmale. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
-
Dementsprechend betrifft die Erfindung en Verfahren zur Erzeugung einer geführten Auf-und/oder Abreißhilfe für Papier und/oder andere faserbasierte Bahnwarenmaterialien, gekennzeichnet durch:
- - Bereitstellen des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials, insbesondere mit ≥ zwei Faserschichten,
- - Erzeugen von mindestens zwei Ritzlinien in wenigstens einer flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials, so dass die Ritzlinie wenigstens eine Faserschicht durchtrennt.
-
Vorzugsweise sind die Ritzlinien von beiden Seiten jeweils so tief, dass Sie in Summe die Dicke des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterialien abdecken. Somit sind alle Querfasern des Papiers getrennt und durch die örtliche Trennung nicht geschnitten.
-
Dazu kann das Material des Papiers und/oder das faserbasierte Bahnwarenmaterial entlang der daran zu erzeugenden, geführten Auf-und/oder Abreißhilfe zumindest von einer flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials her zur Erzeugung einer Ritzlinie zum Teil abgetragen werden.
-
Durch diesen, bezogen auf die gesamte Materialdicke, lediglich teilweisen Materialabtrag werden die zum Teil recht langen Fasern in diesem Bereich der Materialbahn vollständig durchtrennt. Eine bis dahin entlang der Fasern in Faserrichtung bestehende, ineinandergreifende Verbundwirkung wird dadurch zerstört.
-
Bei entsprechend kräftiger Zugwirkung auf die Ritzlinie reißt das Papier und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial, wobei in diesem abgetragenen Bereich keine Kraftübertragung mehr von einer Seite des Papier und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials auf die andere Seite erfolgen kann. Dadurch reißt das Papier und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial im Bereich der Ritzlinie mit einer sauberen Kante ab. Beim Öffnen einer Beutelverpackung können zum Beispiel auch Abscherkräfte wirken. Das heißt wenn ein Beutel oben aufgerissen wird, dann wird nicht im Zug sondern gerissen, sondern und/oder auch quer bzw. in Richtung der Aufreißlinie.
-
Andererseits bleibt das Papier und/oder das faserbasierte andere Bahnwarenmaterial dicht, so dass keine Aromen und oder Packwaren aus- oder eindringen können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Material des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials entlang der daran zu erzeugenden, geführten Auf-und/oder Abreißhilfe von beiden flächigen Seiten des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials her zur Erzeugung jeweils einer Ritzlinien zum Teil abgetragen werden.
-
Dies erfolgt vorzugsweise im Querschnitt des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials an zueinander leicht versetzten Bereichen, so dass zwischen den von beiden flächigen Seiten des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials her abgetragenen Bereichen ein ausreichend reißstabiler Materialübergang im Querschnitt des Papiers / des Bahnwarenmaterials bestehen bleibt, selbst wenn beide Abgetragenen Bereiche in der Summe gleich oder sogar größer sind als die Gesamtdicke des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials.
-
Dadurch kann sichergestellt werden, dass trotz garantierter Durchtrennung der Fasern im Papier und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials, aufgrund der Überlappung der abgetragenen Bereiche bzgl. des Bahnquerschnitts, eine ausreichende Zugstabilität im Papier und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials bestehen bleibt.
-
Besonders bevorzugt kann das Material des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials entlang der daran zu erzeugenden, geführten Auf-und/oder Abreißhilfe von einer Bahnseite her zur Erzeugung zweier benachbart verlaufender Ritzlinien zum Teil abgetragen werden.
-
Das Material des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials wird vorzugsweise entlang der daran zu erzeugenden, geführten Auf-und/oder Abreißhilfe von einer flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials her zur Erzeugung zweier benachbart verlaufender Ritzlinien zum Teil abgetragen.
-
Bevorzugt werden die beiden Ritzlinien der einen flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials in etwa parallel zueinander verlaufend ausgebildet.
-
Der Abstand zwischen den beiden Ritzlinien auf der einen flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials werden vorzugsweise in einem Bereich der zweifachen bis zehnfachen Ritzlinienbreite ausgebildet, insbesondere bevorzugt in einem Bereich der dreifachen bis fünffachen Ritzlinienbreite.
-
Die eine Ritzlinie auf der einen flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials wird gegenüberliegend zwischen den beiden in der andern flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials verlaufenden Ritzlinien ausgebildet. Dadurch kann sowohl eine (versetzte) Übertiefe in Bezug der Materialdicke des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials realisiert werden, als auch eine abhängig vom Abstand der Abtragungsbereiche möglichst faserfreie Auf- und/oder Abrisskante.
-
Sofern das Papier und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial auf einer Seite eine Beschichtung aufweist, wird die den beiden an einer flächigen Seite des Papiers und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials auszubildenden Ritzlinien gegenüberliegend auszubildende, einzelne Ritzlinie bevorzugt auf der beschichteten und/oder nach dem Ritzen zu beschichtenden Seite des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials ausgebildet.
-
Die nachträgliche an das Ritzen anzubringende Beschichtung, die vorzugsweise flüssigkeitsdicht ist, insbesondere sogar gasdicht ist, bewirkt eine zusätzliche Erweiterung des Anwendungsbereichs derart geritzter Verpackungsmaterialien.
-
Die addierte Ritzlinientiefe zweier versetzt zueinander gegenüberliegender Ritzlinien wird im Bereich der Materialdicke, vorzugsweise gleich oder größer der Dicke des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials ausgebildet.
-
Der Bereich der erforderlichen Ritzlinientiefe hängt insbesondere von den Risseigenschaften der Fasern des verwendeten Materials ab. Bei einem Material das vergleichsweise leicht reißt, z.B. kurzfasriges Material, kann bereits eine additive Gesamtriztiefe im Querschnitt der Bahnware von z.B. 75% bis 90% der Materialdicke des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials genügen, um eine ausreichend saubere Risskante bei Aufbringung einer entsprechenden Reißkraft zu bewirken.
-
Bei Materialien aus vergleichsweise widerstandsfähigeren und/oder längeren Fasern kann demgegenüber eine insgesamt größere additive Ritztiefe erforderlich sein, um eine gute / saubere Risskante zu bewirken, wie oben beschrieben, z. B.
-
Wichtig ist, dass von beiden Seiten geritzt wird, vorzugsweise in kleinem örtlichen Abstand. Bei der Überdeckung kann dies weiter gefasst sein, so dass die Ritztiefen im Bereich der Materialdicke, vorzugsweise größer/gleich der Materialdicke liegen.
-
Die Ritzlinien können mittels einem LASER erzeugt werden.
-
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer geführten Auf-und/oder Abreißhilfe für Papier und/oder andere faserbasierte Bahnwaren. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens ausgebildet ist, wie sie vorangehend beschrieben sind.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Papier und/oder ein anderes faserbasiertes Bahnwarenmaterial, insbesondere ein Verpackungsmaterial, mit einer geführten Auf-und/oder Abreißhilfe für das Papier und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial, erhältlich durch eines der vorangehend beschriebenen Verfahren.
-
Nachfolgend wird die Erfindung nochmals mit anderen Worten wie folgt beschrieben.
-
Um Papier und/oder andere faserbasierte Bahnwaren einfacher ab- oder aufreißen zu können, ist es bekannt, in das betreffende Material Reißlinien einzubringen. Zum Beispiel um Verpackungen einfacher zu öffnen zu können.
-
Erfindungsgemäß wird ein sogenanntes „Easy Opening“ Verfahren vorgeschlagen. Dabei werden die Faserschichten des Papiers und/oder der faserbasierten Bahnware gezielt von vorzugsweise beiden Seiten her geschwächt und dienen somit dann als Aufreißhilfe mit einem sauberen Risskantenverlauf. Dies kann z. B: lasergestützt geschehen.
-
Im Vergleich zu anderen Verfahren, wie zum Beispiel dem Perforieren oder Schlitzen von Papier (Ringblöcke, Eintrittskarten mit Abrisslinie etc.) wird bei diesem Verfahren das Material nur abgetragen und nicht durchtrennt.
-
Somit können auch Produkte in flüssiger Form, in Pulverform oder auch Tabakwaren oder andere geschmacksempfindliche Produkte abgepackt werden.
-
Bei flüssigen Packwaren kann das Papier/der Karton z.B. erst nach dem Laserprozess beschichtet werden. Damit besteht dann auch im geritzten Bereich des des Materials des Papiers und/oder der anderen faserbasierten Bahnware wieder eine Barriereeigenschaft für Flüssigkeiten oder anderer Füllprodukte, die eine UV oder Sauerstoffbarriere benötigen.
-
In der Regel erfolgt die Bearbeitung von Papier-/Karton-/Faserbahnen auf Rollenschneid- oder Wickelsystemen.
-
Aktuell besteht das Problem darin, dass beim Ritzen des Papiers oder der Faserbahn von einer Seite beim Aufreißen der verbleibende nicht geschnittene oder geritzte Teil der Ritzlinie nicht folgt. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Papier in Schichten aufgebaut ist und diese beim Abreißen keine saubere Kante ergeben.
-
Eine Lösung durch die Erfindung kann darin bestehen, dass auf einer Seite der Papierbahn zwei Ritzlinien mit kleinem Abstand eingebracht werden. Auf der anderen Seite wird dann eine Ritzlinie zwischen die beiden Linien eingebracht. Idealerweise sind die Ritztiefen von beiden Seiten jeweils so tief, dass Sie in Summe die Dicke des Papiers abdecken. Somit sind alle Querfasern des Papiers getrennt und durch die örtliche Trennung nicht geschnitten.
-
Erfolgt der Aufriss an der mittleren Ritzlinie, so folgt der Rissverlauf den vorzugsweise drei Ritzlinien. Die Kantenqualität wird neben den Materialeigenschaften vom Abstand der Ritzlinien zueinander und den Ritztiefen bestimmt.
-
Mittels dieses Verfahrens bleibt die Papier-/Faserbahn bei Zugspannungen, die quer zu den Ritzlinien auftreten, wie zum Beispiel auf Abpackmaschinen, sehr stabil. Die Zugspannung wird neben den Materialeigenschaften durch die Ritztiefen und dem Abstand der Ritzlinien bestimmt.
-
Die Aufreißlinien können linear oder in jeder beliebigen Form ausgeführt werden.
-
Beim Einsatz eines beschichteten Papiers oder faserbasierten Materials, wird vorzugsweise die Einzel-Ritzlinie auf der beschichteten Seite eingesetzt, um die Beschichtung möglichst gering zu beeinflussen. Gleichzeitig kann auf der beschichteten Seite die Ritztiefe sehr gering gewählt werden um eine möglichst schmale Ritzlinie zu erzeugen. Dazu wird dann auf der anderen Seite die Ritztiefe höher gewählt, um auf den Wert der Materialdicke zu kommen.
-
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:
-
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
-
Es zeigen beispielhaft und schematisch:
- 1: eine Querschnittsdarstellung eines Papiers oder eines anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials mit darin ausgebildeten Ritzlinien.
- 2: eine gegenüber der 1 abgewandelte Ausführungsform.
- 3: eine weitere gegenüber den 1 und 2 abgewandelte Ausführungsform.
- 4: eine weitere gegenüber der 2 abgewandelte Ausführungsform.
-
Dementsprechend zeigt die 1 eine Querschnittsdarstellung eines Papiers 1 oder eines anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials 1 mit darin ausgebildeten Ritzlinien 2.1, 2.2.
-
Zur Erzeugung einer geführten Auf-und/oder Abreißhilfe 2 für das Papier 1 und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial 1, wird das Papier 1 und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial 1 bereitgestellt, insbesondere mit ≥ zwei Faserschichten 1.1.1, 1.1.2.
-
Darin werden mindestens zwei Ritzlinien 2.1; 2.2; in wenigstens einer flächigen Seite 1.1; 1.2 des Papiers 1 und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials 1 ausgebildet, so dass die Ritzlinie 2.1; 2.2; 2.3 wenigstens eine Faserschicht 1.1.1, 1.1.2 durchtrennt
-
Das Material des Papiers 1 und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials 1 entlang der daran zu erzeugenden, geführten Auf-und/oder Abreißhilfe 2 wird zumindest von einer flächigen Seite 1.1; 1.2 des Papiers 1 und/oder des faserbasierten Bahnwarenmaterials 1 her zur Erzeugung einer Ritzlinie zum Teil abgetragen.
-
Damit bilden in dieser Ausführungsform zwei sich an den beiden sich gegenüberliegenden flächigen Seiten 1.1 und 1.2 des Papiers und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials 1 ausgebildete Ritzlinien 2.1 und 2.2 eine erste mögliche Auf- und/oder Abreißhilfe 2 aus.
-
In der 2 ist eine Ausführungsform einer Auf-und/oder Abreißhilfe 2 für das Papier 1 und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial 1 dargestellt, bei der auf der flächigen Seite 1.1 zwei parallel zueinander ausgebildete Ritzlinien 2.1 und 2.3 ausgebildet sind. Diesen gegenüberliegend ist auf der zweiten flächigen Seite 1.2 des Papiers 1 und/oder des anderen faserbasierten Bahnwarenmaterials 1 eine Ritzlinie 1.2 ausgebildet. Sowohl die ersten beiden Ritzlinien 2.1 und 2.3 als auch die dritte Ritzlinie 2.2 sind bis zur gleichen Faserschicht in die Tiefe des Bahnmaterials hinein durch abtragen des betreffenden Materials ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einer entsprechend großen Zug- und/oder Druckwirkung auf das Papier 1 und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial 1 die einer Auf-und/oder Abreißhilfe 2 mit einer sauberen Risskante abreißt.
-
Die einzelne Risslinie 2.2 ist dabei an der Seite des Papiers 1 und/oder des anderen faserbasierte Bahnwarenmaterials 1 ausgebildet, welche mit einer Beschichtung 3 versehen ist.
-
Die 3 zeigt beispielhaft für weitere mögliche Ausführungsformen eine ähnliche Ausführung wie die 2. Diese ist jedoch ohne eine Beschichtung 3 (s. 2) gezeigt. Weiterhin unterscheidet sie sich von der 2 dadurch, dass die Tiefen der Ritzlinien 2.1, 2.2 und 2.3 in ihrer Überlappung jeweils ein größeres Ausmaß aufweisen als die Dicke des betreffenden Papiers lund/oder des anderen faserbasierten Bahnmaterials 1. Dies bewirkt durch die weitergehende Durchtrennung der einzelnen Fasern des Papiers 1 oder Bahnmaterials 1 eine noch weniger verfranzte und damit sauberere Abrisskante als sich dies vergleichsweise bei der Ausführung nach der 2 ergibt.
-
Die 4 zeigt beispielhaft eine von der 2 dahingehend abgewandelte Ausführungsform einer Auf-und/oder Abreißhilfe 2 für das Papier 1 und/oder das andere faserbasierte Bahnwarenmaterial 1, dass im Querschnitt des Materials des Papiers 1 und/oder des anderen faserbasierte Bahnwarenmaterials 1 die additive Risstiefe kleiner als der Materialquerschnitt ist. Sie beträgt somit weniger als 100% der Materialdicke der Bahnware 1.
-
Die Risstiefe ist abhängig von dem Faseraufbau des Materials. Z.B. kann bei kurzfasrigen Materialien das Abreißen auch bei nicht 100%iger Überdeckung eine gute Abreißkante ergeben.
-
Bezugszeichenliste:
-
- 1
- Papier und/oder andere faserbasierte Bahnwarenmaterialien
- 1.1
- flächige Seite des Papiers
- 1.2
- flächige Seite des Papiers
- 1.1.1
- Faserschicht,
- 1.1.2
- Faserschicht
- 2
- Auf-und/oder Abreißhilfe
- 2.1
- Ritzlinie,
- 2.2
- Ritzlinie,
- 2.3
- Ritzlinie
- 3
- Beschichtung
