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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fibrillierwalze, auf deren Manteloberfläche verteilt, parallel zu einer Rotationsachse der Fibrillierwalze mehrere Fibrillierleisten angeordnet sind, von welchen jeweils eine Vielzahl von Fibrillierelementen aufragt, wobei die Manteloberfläche der Fibrillierwalze zwischen wenigstens zwei der Fibrillierleisten jeweils wenigstens eine parallel zu den Fibrillierleisten verlaufende Erhebung aufweist, die keine Fibrillierelemente aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Fibrillierverfahren, bei dem wenigstens ein Band oder eine Folie über eine Fibrillierwalze geführt wird, an der das wenigstens eine Band oder die Folie von Fibrillierelementen, die jeweils von mehreren auf einer Manteloberfläche der Fibrillierwalze verteilt angeordneten und parallel zu einer Rotationsachse der Fibrillierwalze verlaufenden Fibrillierleisten aufragen, fibrilliert wird, wobei das wenigstens eine Band oder die Folie zwischen wenigstens zwei der Fibrillierwalzen über wenigstens eine parallel zu den Fibrillierleisten verlaufende Erhebung, die keine Fibrillierelemente aufweist, geführt wird.
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Das Fibrillieren, das auch als Zerfasern bezeichnet wird, wird beispielsweise verwendet, um aus synthetischen Bändern oder Folien Grasfasern für Kunstrasen herzustellen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2010 033 546 A1 ist eine Fibrillierwalze der eingangs angegebenen Gattung bekannt. Als Fibrillierelemente können beispielsweise Nadeln, Messer oder Stifte eingesetzt werden, die die darüber geführten Bänder oder die darüber geführte Folie durchstoßen und voneinander beabstandete längliche Schlitze in den Bändern oder der Folie erzeugen. In Abhängigkeit von der Anzahl und dem Versatz der Nadeln, Messer oder Stifte können so bestimmte Fibrillierstrukturen in ein Band oder eine Folie eingeritzt werden, sodass darin beispielsweise netzförmige Fibrilliermuster entstehen. Die Form des jeweiligen Fibrilliermusters kann durch die Einstellung der Relativgeschwindigkeit zwischen der Band- bzw. Folienfördergeschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit der Fibrillierwalze beeinflusst werden.
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Zwischen den Fibrillierleisten werden die Bänder oder die Folie direkt auf dem Mantel der Fibrillierwalze geführt. In diesen Zwischenbereichen findet ein starker Abrieb des Band- oder Folienmaterials statt. Der Abrieb führt nicht nur zur Materialschädigung und damit zur Qualitätsminderung der fibrillierten Bänder oder der fibrillierten Folie, sondern auch zu Ablagerungen auf der Fibrillierwalze, welche den Fibrillierprozess stören. Beispielsweise können durch solche Ablagerungen Bänder auf die Fibrillierelemente auflaufen, es kann zu einer Haarigkeit der fibrillierten Bänder oder der fibrillierten Folie führen, es können sich unterschiedliche Schlitzlängen ausbilden und es besteht die Gefahr von Streckbrüchen. Die Ablagerungen lagern sich auch an den Fibrillierelementen ab, die dann nur schwer zu reinigen sind.
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Um diesen Abrieb zu vermindern, wird in der Druckschrift
DE 10 2010 033 546 A1 vorgeschlagen, am Umfang der Fibrillierwalze, zwischen den Fibrillierleisten jeweils eine reibungsmindernde Kontaktoberfläche vorzusehen. Diese wird hier durch eine innere Beschichtung mit einem Schutzwerkstoff, wie Keramik, zur Verschleißminderung in Verbindung mit einer äußeren Beschichtung mit einem Gleitwerkstoff, wie PTFE, zur Reibungsreduzierung realisiert.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass solche Walzenoberflächenbeschichtungen insbesondere bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten keinen ausreichenden Abriebschutz bieten. Vielmehr befinden sich trotzdem die Ablagerungen fast auf der gesamten Manteloberfläche der Fibrillierwalze, auf der die Bänder oder die Folie zwischen den Fibrillierleisten schleifen/schleift. Diese Ablagerungen bewirken sogar noch eine erhöhte Reibung. Die Ablagerungen müssen daher regelmäßig entfernt werden, was zu langen Stillstandszeiten führt, die die Produktivität herabsetzen. Der entsprechende Reinigungszeitaufwand ist beträchtlich, da die Ablagerungen relativ fest an der Manteloberfläche der Fibrillierwalze haften.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fibrillierwalze und ein Verfahren zum Fibrillieren von Bändern oder Folien mit stark verringertem Materialabrieb vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Fibrillierwalze, auf deren Manteloberfläche verteilt, parallel zu einer Rotationsachse der Fibrillierwalze mehrere Fibrillierleisten angeordnet sind, von welchen jeweils eine Vielzahl von Fibrillierelementen aufragt, gelöst, wobei die Manteloberfläche der Fibrillierwalze zwischen wenigstens zwei der Fibrillierleisten jeweils wenigstens eine parallel zu den Fibrillierleisten verlaufende Erhebung aufweist, die keine Fibrillierelemente aufweist, wobei die wenigstens eine Erhebung jeweils durch einen Mantelbereich einer Auflagewalze ausgebildet ist, die teilweise in einer im Mantel der Fibrillierwalze ausgebildeten Vertiefung versenkt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Fibrillierwalze laufen die zu fibrillierenden Bänder bzw. läuft die zu fibrillierende Folie zwischen den wenigstens zwei der Fibrillierleisten über die wenigstens eine Erhebung und liegen/liegt dadurch nicht oder nur minimal auf einem zwischen den zwei Fibrillierleisten ausgebildeten glatten Manteloberflächenbereich der Fibrillierwalze auf.
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Die wenigstens eine Erhebung kann irgendeine Erhebung an der Manteloberfläche der Fibrillierwalze sein, die nicht zum Fibrillieren eines Bandes oder einer Folie geeignet ist.
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Indem sich die wenigstens eine Erhebung parallel zu den Fibrillierleisten erstreckt und/oder die Manteloberfläche zwischen den Fibrillierleisten porös ausgebildet ist, laufen alle Bänder bzw. die gesamte Folie, die zu fibrillieren sind/ist, zwischen den Fibrillierleisten über die wenigstens eine Erhebung und/oder über die porös ausgebildeten Manteloberflächenbereiche der Fibrillierwalze.
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Durch die wenigstens eine Erhebung, die wenigstens eine Überhöhung ausbildet, und/oder durch die porösen Manteloberflächenbereiche wird die Kontaktfläche zwischen Band bzw. Folie und der Manteloberfläche der Fibrillierwalze deutlich verringert. Anstelle der aus dem Stand der Technik bekannten Flächenberührung zwischen Band bzw. Folie und Fibrillierwalze gibt es bei der erfindungsgemäßen Fibrillierwalze nur noch Punkt- bzw. Linienberührungen zwischen Band bzw. Folie und Fibrillierwalze. Dadurch können Ablagerungen auf der Fibrillierwalze um Größenordnungen gesenkt werden.
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Das heißt, anders als im Stand der Technik, schleifen/schleift bei der vorliegenden Erfindung die Bänder oder die Folie nicht mehr auf dem kompletten, zwischen den Fibrillierleisten befindlichen Umfang der Manteloberfläche der Fibrillierwalze, sondern nur punktuell bzw. in kurzen Linien auf der bzw. den ausgebildeten Erhebung(en) bzw. auf Auflagestellen der porösen Manteloberfläche der Fibrillierwalze. Entsprechend entsteht deutlich weniger Reibung zwischen den Bändern bzw. Folien und der Manteloberfläche der Fibrillierwalze, was weniger Ablagerungen auf der Fibrillierwalze und weniger Schädigungen der fibrillierten Bänder oder der fibrillierten Folie zur Folge hat. Insbesondere treten weniger Durchrisse an den Bändern oder der Folie auf. Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist der, dass längere Schlitze in den Bändern oder der Folie ausgebildet werden können.
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Durch den erzielbaren wesentlich geringeren Abrieb sind deutlich weniger Stoppzeiten für Reinigungsarbeiten an einer die erfindungsgemäße Fibrillierwalze aufweisenden Fibrilliervorrichtung notwendig, was deren Produktivität enorm steigert.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist die wenigstens eine Erhebung jeweils durch einen Mantelbereich wenigstens einer Auflagewalze ausgebildet, die teilweise in einer im Mantel der Fibrillierwalze ausgebildeten Vertiefung versenkt ist.
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Ein nicht in der Vertiefung versenkter Teil der Auflagewalze ragt gegenüber der sonstigen Manteloberfläche der Fibrillierwalze hervor. Dieser nicht versenkte Teil bildet eine gewölbte Erhebung aus, die sich parallel zu den beidseitig davon befindlichen Fibrillierleisten erstreckt. Die gewölbte Erhebung weist keine Kanten oder ähnliches auf. Daher laufen die Bänder oder die Folie besonders sanft über diese gewölbte Erhebung, sodass nur ein Minimum an Reibung auftritt.
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Beispielsweise kann die Vertiefung jeweils in einem Einsatz ausgebildet sein, der in einer im Mantel der Fibrillierwalze ausgebildeten Nut eingesetzt ist. Der Einsatz ist vorzugsweise austauschbar gestaltet, sodass er beispielsweise in die Nut ein- und aus der Nut ausgeklickt werden kann. Hierfür sind Einsatz und Nut bevorzugt komplementär zueinander ausgebildet.
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Die jeweilige Nut ist vorzugsweise so ausgebildet, dass in sie nicht nur der Einsatz, sondern stattdessen eine Fibrillierleiste eingesetzt werden kann. So ist die Fibrillierwalze wahlweise an ihrer Manteloberfläche mit Fibrillierleisten und Erhebungen bestückbar. Entsprechend sind in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fibrillierwalze die Fibrillierleisten jeweils in eine Nut eingesetzt, die gleich der Nut ausgebildet ist, in die jeweils einer der Einsätze eingesetzt ist.
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Die Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Fibrillierverfahren, bei dem wenigstens ein Band oder eine Folie über eine Fibrillierwalze geführt wird, an der das wenigstens eine Band oder die Folie von Fibrillierelementen, die jeweils von mehreren auf einer Manteloberfläche der Fibrillierwalze verteilt angeordneten und parallel zu einer Rotationsachse der Fibrillierwalze verlaufenden Fibrillierleisten aufragen, fibrilliert wird, gelöst, wobei das wenigstens eine Band oder die Folie zwischen wenigstens zwei der Fibrillierleisten über wenigstens eine parallel zu den Fibrillierleisten verlaufende Erhebung, die keine Fibrillierelemente aufweist, geführt wird, wobei das wenigstens eine Band oder die Folie zwischen wenigstens zwei der Fibrillierleisten jeweils über einen Mantelbereich wenigstens einer Auflagewalze, die teilweise in einer im Mantel der Fibrillierwalze ausgebildeten Vertiefung versenkt ist, geführt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Bänder bzw. wird die Folie, nachdem sie von den Fibrillierelementen eingeschnitten wurde(n), über die wenigstens eine Erhebung und/oder über den porös ausgebildeten Manteloberflächenbereich der Fibrillierwalze geführt. An diesen Bereichen liegen die Bänder bzw. liegt die Folie nur stark eingeschränkt auf der Manteloberfläche der Fibrillierwalze auf. An der wenigstens einen Erhebung bildet sich sogar vor und nach der wenigstens einen Erhebung ein Spalt zwischen der Unterseite der Bänder bzw. der Folie und der Manteloberfläche der Fibrillierwalze aus, in welchem gar kein Kontakt zwischen den Bändern bzw. der Folie und der Manteloberfläche der Fibrillierwalze besteht und entsprechend dort keine Reibung stattfindet. In jedem Fall wird die Reibungsfläche stark verringert. Dadurch bilden sich deutlich weniger Ablagerungen an der Manteloberfläche der Fibrillierwalze, wodurch Reinigungsarbeiten an der Fibrillierwalze und damit Stillstandszeiten der die erfindungsgemäße Fibrillierwalze einsetzenden Fibrilliervorrichtung minimiert werden können.
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Erfindungsgemäß wird das wenigstens eine Band oder die Folie zwischen wenigstens zwei der Fibrillierwalzen jeweils über einen Mantelbereich wenigstens einer Auflagewalze, die teilweise in einer im Mantel der Fibrillierwalze ausgebildeten Vertiefung versenkt ist, geführt.
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Dabei werden die Bänder bzw. wird die Folie sanft über den herausragenden Mantelbereich der Auflagewalze geführt und liegen/liegt in Bereichen zwischen einer der Fibrillierleisten und der Auflagewalze bzw. zwischen den Auflagewalzen, wenn mehr als eine Auflagewalze zwischen zwei der Fibrillierleisten zum Einsatz kommt, nicht auf der Manteloberfläche der Fibrillierwalze auf, sodass dort kein Abrieb entsteht.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobei
- 1 schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fibrillierwalze in einer perspektivischen Darstellung mit einem vergrößerten Manteloberflächenabschnitt, in dem über die Fibrillierwalze laufende Bänder zu sehen sind, in einer Draufsicht zeigt;
- 2 schematisch einen Manteloberflächenabschnitt der Fibrillierwalze aus 1 in einer perspektivischen Darstellung mit darüber laufenden Bändern zeigt; und
- 3 schematisch einen Manteloberflächenabschnitt der Fibrillierwalze aus 1 in einer Seitensicht mit einem darüber laufenden Band zeigt.
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1 zeigt schematisch rechts oben eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fibrillierwalze 1 in einer perspektivischen Darstellung. In dem links unten in 1 gezeigten vergrößerten Bereich ist ein Abschnitt einer Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 in einer Draufsicht dargestellt. 2 zeigt einen Abschnitt der Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 in einer perspektivischen Ansicht und 3 zeigt einen Abschnitt der Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 in einer Seitenansicht.
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Die Fibrillierwalze 1 ist Bestandteil einer hier nicht gezeigten Vorrichtung zum Fibrillieren von Bändern oder Folien.
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Die Fibrillierwalze 1 ist zylindrisch ausgebildet. Sie weist auf ihrer Manteloberfläche 2 über den Umfang der Fibrillierwalze 1 verteilte Fibrillierleisten 3 auf. Die Fibrillierleisten 3 erstrecken sich parallel zu einer Rotationsachse der Fibrillierwalze 1. An den Fibrillierleisten 3 sind jeweils Fibrillierelemente 31 angeordnet. Die Fibrillierelemente 31 können Messer, Nadeln oder Stifte oder sonstige spitze oder scharfkantige Elemente sein. In der gezeigten Ausführungsform sind die Fibrillierelemente 31 in einer Reihe an der jeweiligen Fibrillierleiste 3 angeordnet. Die Fibrillierelemente 31 können jedoch auch mit Versatz zueinander an der jeweiligen Fibrillierleiste 3 vorgesehen sein.
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Zwischen jeweils zwei der Fibrillierleisten 3 ist wenigstens eine Erhebung 4 an der Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 ausgebildet. Die jeweilige Erhebung 4 weist keine Fibrillierelemente 31 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Erhebungen 4 zwischen zwei der Fibrillierleisten 3 an der Manteloberfläche 2 ausgebildet.
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Die jeweilige Erhebung 4 erstreckt sich jeweils durchgängig parallel zu den Fibrillierleisten 3.
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Alternativ oder zusätzlich zu der wenigstens einen Erhebung 4 kann jeweils ein Manteloberflächenbereich zwischen jeweils zwei der Fibrillierleisten 3 porös ausgebildet sein.
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In der gezeigten Ausführungsform ist die Erhebung 4 mittels einer Auflagewalze 41 ausgebildet. Die Auflagewalze 41 ist teilweise in einer in dem Mantel der Fibrillierwalze 1 ausgebildeten Vertiefung 42 versenkt. Dabei ragt nur ein Mantelbereich 45 der Auflagewalze 41 aus der Vertiefung 42 heraus.
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Wie es in 3 zu sehen ist, wird das jeweils zu fibrillierende Band 5 bzw. eine entsprechende hier nicht gezeigte Folie bei seiner/ihrer Führung über einen Oberflächenbereich der Fibrillierwalze 1 sowohl über einzelne der Fibrillierleisten 3 als auch über einzelne der zwischen den Fibrillierleisten 3 angeordneten Auflagewalzen 41 geführt. In den Bereichen, in welchen das jeweilige Band 5 bzw. die Folie über die als Erhebungen 4 fungierenden Bereiche der Manteloberflächen der Auflagewalzen 41 geführt wird, bildet sich ein Abstand a zwischen einem glatten Bereich der Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 und dem jeweiligen Band 5 aus, in dem das jeweilige Band 5 nicht auf der Fibrillierwalze 1 aufliegt und in dem entsprechend kein Abrieb an dem Band 5 erfolgen kann.
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Die Vertiefung 42 ist ein durchgehender, parallel zu den Fibrillierleisten 3 ausgebildeter Graben. Der Graben ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach unten spitz zulaufend. In der gezeigten Ausführungsform ist die Vertiefung 42 jeweils in einem Einsatz 43 ausgebildet, der in eine vorgefertigte Nut 44, die in dem Mantel der Fibrillierwalze 1 ausgebildet ist, eingesetzt.
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Die Fibrillierleisten 3 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in gleichartig ausgebildete Nuten 44 eingesetzt. Daher kann leicht eine Fibrillierleiste 3 entnommen und durch einen Einsatz 43 mit einer Auflagewalze 41 ersetzt werden bzw. umgekehrt ein Einsatz 43 mit einer Auflagewalze 41 entnommen und durch eine Fibrillierleiste 3 ausgetauscht werden.
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Bei dem beispielsweise an einer die Fibrillierwalze 1 aufweisenden Fibrilliervorrichtung durchgeführten erfindungsgemäßen Fibrillierverfahren werden mehrere nebeneinander geführte Bänder 5 oder eine Folie der Fibrillierwalze 1 zugeführt. Beispielsweise dreht sich dabei die Fibrillierwalze 1 etwa mit dreifacher Geschwindigkeit im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit welche die Bänder 5 oder die Folie der Fibrillierwalze 1 zugeführt werden.
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An der Fibrillierwalze 1 werden die Bänder 5 bzw. die Folie über die Fibrillierleisten 3 geführt. Während die Fibrillierleiste 3 selbst in der Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 versenkt ist, ragen die Fibrillierelemente 31, die beispielsweise Messer sind, aus der Manteloberfläche 2 der Fibrillierwalze 1 heraus.
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Durch die Fibrillierelemente 31 werden die Bänder 5 bzw. wird die Folie eingeschnitten.
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Die Bänder 5 bzw. die Folie liegen/liegt nicht nur tangential auf der Fibrillierwalze 1 auf, sondern umschlingen/umschlingt die Fibrillierwalze 1 in einem Bereich von deren Manteloberfläche 2. Durch die Größe dieser Umschlingung und die Relativgeschwindigkeit zwischen der Band- bzw. Folienzuführung und der Rotationsgeschwindigkeit der Fibrillierwalze 1 kann die Schnittweite der Fibrillierelemente 31, also die Länge der in die Bänder 5 bzw. in die Folie mittels der Fibrillierelemente 31 eingeschnittenen Schlitze, eingestellt werden. Im Ergebnis dieser Schnitte entsteht eine Waben- oder Netzstruktur in den Bändern 5 oder der Folie.
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Im Folgenden liegen die eingeschnittenen Bänder 5 bzw. liegt die eingeschnittene Folie auf wenigstens einer der Erhebungen 4 und/oder auf einem porös ausgebildeten Manteloberflächenbereich der Fibrillierwalze 1 auf. Aufgrund der wenigstens einen Erhebung 4 und/oder des porös ausgebildeten Manteloberflächenbereiches der Fibrillierwalze 1 liegen die eingeschnittenen Bänder 5 bzw. die eingeschnittene Folie in diesem/n Bereich(en) nicht flächig, sondern nur punktuell bzw. auf kurzen Linienabschnitten auf flächigen bzw. glatten Manteloberflächenbereichen der Fibrillierwalze 1 auf. Dadurch gibt es deutlich weniger Reibung zwischen den Bändern 5 bzw. der Folie und der Fibrillierwalze 1, was weniger Abrieb und damit deutlich weniger Ablagerungen auf der Fibrillierwalze 1 zur Folge hat.
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Das bewirkt wiederum, dass zeitaufwändige Reinigungsprozeduren und entsprechende Stillstandszeiten deutlich seltener erforderlich sind. Die Fibrillierwalze 1 kann einfach mit einer Bürste abgebürstet werden.
