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Verfahren zum Herstellen von ausdehnungsfähigem gekrepptem Kraftpapier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von ausdehnungsfähigem gekrepptem
Papier, das als Ersatz für normales, glattes Kraftpapier verwendet werden soll,
und zwar besonders zur Herstellung von Säcken oder Beuteln, besonders von mehrlagigen
Säcken.
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Das einfachste Verfahren, einem Papier eine höhere Dehnung zu verleihen,
besteht darin, das Papier zu Kreppapier zu verarbeiten. Hierbei kann nach bekannten
Verfahren eine Bahn aus fertigem Kraftpapier reckbar oder dehnbar gemacht werden,
indem man das Papier befeuchtet und es mittels einer Klinge von einem Kreppzylinder
abhebt. Hierauf wird die Bahn getrocknet, und das Endergebnis ist ein gekrepptes
Kraftpapier, das im Handel als Trockenkrepp bezeichnet wird. Bekannt ist es auch,
die Kreppung während der Herstellung des Kraftpapiers auf der Papiermaschine zu
bewirken, indem man die feuchte Bahn von der letzten Presse aus über eine Walze
leitet und die Bahn mit Hilfe einer Klinge abstreift, woraufhin das Erzeugnis in
der üblichen Weise getrocknet wird, oder dadurch, daß man das Kreppen auf dem letzten
Trockner durchführt. Diese Kreppapiere werden als Maschinenkrepp bezeichnet.
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Das Trockenkrepp-Verfahren besitzt eine ziemlich große Anpassungsfähigkeit,
denn man kann dem Papier eine Kreppung, d. h. eine Reckbarkeit, innerhalb eines
großen Bereichs verleihen. Die Erzeugnisse unterscheiden sich jedoch physikalisch
voneinander, denn bei den Verfahren zum Erzeugen von Trockenkrepp bzw. zum nachträglichen
Kreppen werden die Beziehungen zwischen den Fasern in einer bereits getrockneten
Bahn gestört.
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Infolgedessen ist die Zugfähigkeit von Trockenkrepp erheblich geringer
als diejenige von in der üblichen Weise hergestelltem Naßkrepp gleichwertiger Reckbarkeit.
Es ist somit vorzuziehen, das Papier noch auf der Papiermaschine in feuchtem Zustand
vor der letzten Trocknung zu Kreppapier zu verarbeiten.
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Bei der Herstellung von gekrepptem Papier auf der Papiermaschine
hat man auch bereits Vorkehrungen getroffen, die Kreppfalten ohne Längung der Papierbahn
in sich zusammenzudrücken, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß die feuchte
gekreppte Papierbahn während des Trocknens zwischen mitlaufenden Filztüchern od.
dgl. oder zwischen Trockenzylindern und einem Filztuch gehalten und geführt wird
und mit diesem Tuch eine Pressung durch Druckwalzen erfolgt.
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Das nach dem üblichen Naßverfahren gekreppte ausdehnbare Kraftpapier
oder Maschinenkrepp ist dem gewöhnlichen glatten Kraftpapier überlegen, und man
hat es auch bereits als Material für die Herstellung von Säcken verwendet, doch
ließ der Erfolg hierbei zu wünschen übrig, was auf die Tatsache zurückzuführen ist,
daß solches gekrepptes Kraftpapier, ebenso wie Trockenkrepp, zu erheblichen Schwierigkeiten
beim Formen von Schläuchen und Säcken führt, da das Papier sehr dehnbar
ist, d. h.
die Kreppung sich sehr leicht durch das Aufbringen von Zugkräften entfernen läßt.
Bei der mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Herstellung mehrwandiger Säcke führt
z. B. die Tatsache, daß es außerordentlich schwierig ist, bei Trockenkrepp die richtige
Länge der Schlauchabschnitte aufrechtzuerhalten, zu einer schlechten Oualität und
einer sehr hohen Ausschußquote. Außerdem werden bei melirwandigen Säcken mit abgestuften
Enden die Enden der einzelnen Schichten quer zur Durchlaufrichtung der Vorrichtung
zum Formen eines Schlauches gestaffelt, und die Abstände zwischen diesen Enden müssen
genau eingehalten werden. Diese genaue Deckung sowie die Einhaltung der richtigen
Abstände ließ sich bei dem in üblicher Weise hergestellten Maschinenkrepp oder Trockenkrepp
im Bereich der normalen Kreppungsgrade über 200/, nicht erreichen, da sich derartige
Kreppapiere in den normalen Papierverarbeitungsmaschinen verzogen und dabei die
Herstellung verkaufsfähiger Säcke unmöglich machten.
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Daneben war es aber bereits bekannt, Papiere für sogenannte Leichtkrepp-Papiersäcke
mit Gesamtdehnungen von 4 bis 18°/o auf den üblichen schnellaufenden Herstellungsmaschinen
zu fertigen. Diese Leichtkrepp-Papiersäcke besitzen gegenüber den Glatt-Papiersäcken
höhere Festigkeiten und lassen sich daher mit einer kleineren Lagenzahl herstellen.
Um die Steifigkeit von gekrepptem Kraftpapier zu verbessern, hat man auch vorgeschlagen,
ein trocken oder naß gekrepptes Papier zwischen gerillten Walzen zusätzlich zu prägen,
und zwar in senkrechter Richtung zu den Kreppfalten. Hierbei ergibt sich der Nachteil,
daß die Festigkeit von solchem Papier durch die doppelte Kreppung sehr weitgehend
vermindert
wird, ohne daß die gewünschte Wirkung eintritt. Außerdem wird gekrepptes Papier
zwischen gerillten Walzen sehr erheblichen, teilweise zu Zerstörungen führenden
Zugbeanspruchungen ausgesetzt.
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Vor allem für Papiertücher wurde zur Erhöhung der Weichheit und Schmiegsamkeit
ebenfalls angeregt, ein in üblicher Weise auf einem Ereppzylinder mit einem Kreppschaber
abgenommenes Papier, d. h. sogenannten Trocl;enkrepp, nochmals in der anderen Richtung
einer Prägung zu unterziehen. Hierbei hat man auch ein Strecken beim Prägen in Aussicht
genommen, jedoch kam es bei solchem Papiertuch nicht auf eine Erhöhung der Dehnung
an, sondern mehr auf die Verbesserung der Schmiegsamkeit.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß die in an sich bekannter Weise
gel;reppte feuchte Bahn zusätzlich derart geprägt wird, daß im svesentlichen quer
zu den Kreppfalten verlaufende Nuten oder Rillen in gegenseitigen Abständen gebildet
werden und hiernach die gekreppte und geprägte Bahn so weit ausgezogen wird, daß
etwa zwischen einem Viertel und der Hälfte der der Bahn ursprünglich verliehenen
Kreppung beseitigt und die Bahn fertiggetroclinet wird.
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Es erweist sich als vorteilhaft, daß der Feuchtigkeitsgehalt der
nassen Bahn während einer Pressung auf zwischen etwa 60 und 75ovo und während der
teilweisen Trocknung auf zwischen etwa 30 und 550/, vermindert wird. Vorteilhaft
erweisen sich an sich bekannte Kreppungen der gepreßten und feuchten Bahn zwischen
8,5 und l5Oo.
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Sehr günstig erweist es sich, den Preßdruck für das Einarbeiten der
Längsprägung derart zu bemessen, daß die Kreppfalten in den Vertiefungen in einem
erheblich geringeren Ausmaß in Erscheinung treten als in den dazwischen befindlichen
Erhebungen.
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Man erhält ein gekrepptes Papier mit erheblich besseren Eigenschaften,
das ebenfalls zur Verarbeitung auf den üblichen Sackherstellungsmaschinen geeignet
ist. Durch die Prägemarkierungen erhält man eine erhebliche Verbesserung der Steifigkeit
der Papierbahn in der Maschinenriditung und erhöht die Reckung quer zur AIaschinenrichtung
zusätzlich in einem gewissen Ausmaß.
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Dadurch, daß die Herstellung von solchem Kreppapier in an sich bekannter
Weise innerhalb der Papiermaschine erfolgt, werden die Kosten gegenüber von gesondert
gel;repptem Papier vermindert.
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Das Papier nach der Erfindung läßt sich vor allem in Schlauchmaschinen
sehr gut verarbeiten, und es ist normal gekrepptem oder dem bekannten geprägten
und gekreppten Kraftpapier auch in anderen Beziehungen weit überlegen, worauf später
noch näher eingegangen wird.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehrerenAusführungsbeispielennähererläutert.
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Fig. list eine schematische Darstellung einer Maschine für die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 ist ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm von
normalein, glattem Kraftpapier, üblichem Trockenkreppapier, in normaler Weise im
nassen Zustand gekrepptem Kraftpapier sowie ausdehnungsfähigen gekreppten Kraftpapiererzeugnissen
nach der Erfindung; Fig. 3 ist ein Diagramm des Oherflächenverhaltens von mit Hilfe
des erfindungsgemäßenVerfahrens hergestelltem, in der slaschinenrichtung nachgiebig
ausdehnungsfähigem Papier bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zwischen den Arbeitsgeschwindigkeiten
der einzelnen Papiermasdiinenpartien; Fig. 4 bis 7 zeigen mehrere typische geprägte
oder eingedrückte Oberflächenmuster in dem erfindungsgemäßen Papiererzeugnis;
Fig.
8 zeigt in starker Vergrößerung einen Teil der Oberfläche des in Fig. 4 wiedergegebenen
Papiers; Fig. 9 ähnelt Fig. 8, zeigt jedoch die Rückseite des Papiers nach Fig.
4; Fig. 10 ist ein Schnitt durch das Papier längs der Linie 10-10 in Fig. 8; Fig.
lt ist ein der Linie ll-11 in Fig. 8 folgender Längsschnitt.
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Einige der unterschiedlichen Eigenschaften von glattem Kraftpapier,
trocken gekrepptem Papier, in der üblichen Weise naß gekrepptem Papier und des erfindungsgemäßen
Erzeugnisses sind aus dem in Fig. 3 wiedergegebenen Spannungs-Dehnungs-Diagramm
für die Maschinenrichtung unmittelbar ersichtlich.
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Die Kurve für das glatte natürliche Kraftpapier ist sehr steil, und
selbst bei einer Spannung von etwa 6,1 kg/cm beträgt die Reckung bzw. Längung des
Papiers weniger als 2O/o. Die anderen Papiersorten sind in hohem Maße reckbar und
besitzen auch nicht annähernd eine so hohe Festigkeit wie glattes Kraftpapier. Von
den drei reckbaren Papiersorten ist das erfindungsgemäße Erzeugnis dasjenige mit
der größten Steifigkeit in der Maschinenrichtung, und es ist Trockenkrepp oder nach
anderen bekannten Verfahren hergestelltem Kreppapier überlegen. Die Fläche unter
jeder der aus Fig. 2 ersichtlichen Kurven gibt die Arbeitsfähigkeit der einzelnen
Papiersorten wieder.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt Maßnahmen, um eine feuchte
Papierbahn zu kreppen, vorzugsweise eine Bahn, die aus Papierstoff für natürliches
Kraftpapier für die Herstellung von Transportsäcken geformt worden ist und die aus
der letzten Presse der Papiermaschine austritt, ferner um die gekreppte Bahn teilweise
zu trocknen, um dann die teilweise getrocknete Bahn aus gekrepptem Material im Wege
des Pressens mit dem bereits erwähnten Muster zu versehen und um schließlich die
gel;reppte und markierte Bahn abschließend zu trocknen, während gleichzeitig ein
erheblicher Teil der dem Papier ursprünglich verliehenen Kreppung durch Ausziehen
wieder beseitigt wird. Die vorstehend aufgeführten Schritte sind wichtig, doch kann
die Bahn nach der endgültigen Trocknung und dem Vorgang des Ausziehens gegebenenfalls
vor dem Aufwickeln mit Hilfe eines Kalanders behandelt werden.
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Das erfindungsgemäße Erzeugnis umfaßt ein ausdehnungsfähiges gekrepptes
Kraftpapier, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es auf einer Fläche ein geprägtes
oder eingedrücktes Muster aufweist, das aus mehreren im wesentlichen parallelen,
in gegenseitigen Abständen angeordneten Nuten besteht, welche sich allgemein quer
zu den Kreppfalten der Bahn erstrecken. Bei einer makroskopischen Prüfung des Papiererzeugnisses
sind die Kreppfalten in den Nuten oder Rillen des Musters stärker zusammengedrückt
und treten erheblich weniger stark in Erscheinung als in den zwischen den Nuten
vorhandenen Stegen bzw. Erhöhungen. Ferner ist das erfindungsgemäße Papier dadurch
gekennzeichnet, daß die ihm ursprünglich verliehene Kreppung in einem erheblichen
Ausmaß durch Ausziehen beseitigt worden ist und daß das Papier in der Maschinenrichtung
im Vergleich zu dem gleichen gemusterten und gekreppten Kraftpapier, aus dem die
Kreppung nicht in einem erheblichen Ausmaß ausgezogen wurde, eine größere Steifigkeit
in der Maschinenrichtung besitzt. Ferner ist das erfindungsgemäße Erzeugnis dadurch
gekennzeichnet, daß es in der Maschinenrichtung eine nachgiebige Dehnung bzw. eine
Elastizität besitzt, deren Natur nachstehend definiert ist und die mindestens 0,8
01o beträgt und vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 0/o liegt. Auf seiner Rückseite
zeigt das erfindungsgemäße Papier ebenfalls ein Nuten oder
Rillenmuster,
das die Ergänzung zu dem Muster auf der eingedrückten oder geprägten Seite darstellt;
in diesen Rillen auf der Rückseite treten jedoch die Kreppfalten makroskopisch erheblich
stärker in Erscheinung als in den Rillen auf der gepreßten oder geprägten Seite
des Papiers.
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Wie bereits erwähnt, ist reckbares bzw. dehnbares Kraftpapier dem
natürlichen bzw. gewöhnlichen glatten Kraftpapier als Material für die Herstellung
von Säcken überlegen. Diese Überlegenheit ist nicht, wie man annehmen könnte, das
Ergebnis einer Erhöhung der Festigkeit des ausdehnungsfähigen Kraftpapiers, denn
in Wirklichkeit besitzen die dehnbaren Papiere eine erheblich niedrigere Zugfestigkeit
als gewöhnliches flaches Kraftpapier. Jede Änderung an einem normalen flachen Kraftpapier
zum Zwecke der Erzeugung eines dehnungsfähigen Papiers führt zu einer Schwächung
der natürlichen Bindung zwischen den Fasern. Da sich das Gebrauchsverhalten z. B.
eines mehrwandigen Sackes erheblich verbessert, wenn der Sack aus dehnbarem Papier
hergestellt ist, wurde angenommen, daß sich eine weitere Verbesserung durch eine
weitere Erhöhung der Dehnbarkeit erzielen lassen müßte. Es zeigte sich jedoch, daß
dies nicht der Fall ist. Das sehr dehnbare Trockenkrepppapier führt nicht zu so
guten Ergebnissen wie das in der üblichen Weise naß gekreppte Kraftpapier oder der
Maschinenkrepp, das eine geringere Gesamtdehnbarkeit aufweist. Ferner zeigten Versuche,
daß ein bestimmtes Papier mit einer vergleichsweise viel höheren Gesamtdehnbarkeit
nicht zu so guten Ergebnissen führte wie das gleiche Papier mit einer geringeren,
jedoch immer noch bemerkbaren Gesamtdehnbarkeit. Hieraus wird deutlich, daß das
Gebrauchsverhalten eines mehrwandigen Sackes nicht in unmittelbarer Beziehung zur
Gesamtdehnbarkeit des Papiers steht, aus dem der Sack hergestellt ist.
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Von der Annahme ausgehend, daß die elastische Komponente der Gesamtdehnbarkeit
des Papiers höchstwahrscheinlich den maßgebenden Faktor bei dem besseren Gebrauchsverhalten
von dehnbarem Kraftpapier darstellt, wurden mehrere Versuche durchgeführt, um die
Komponenten der Dehnung bzw. Reckung in der nachstehend beschriebenen Weise zu ermitteln.
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Bei zehn streifenförmigen Papierproben wurden die mittlere Zugfestigkeit
(kg/cm Breite) und der Reckung grad (Prozent der Gesamtlänge) ermittelt. Bei einem
konstanten Reckungswert gleich 8501, der mittleren Reckung der Streifen wurde festgestellt,
daß der Anteil der sofort wieder aufhebbaren Dehnung bzw. die elastische Dehnung
des Papiers die gleiche war wie diejenige, die man an einem Punkt erzielen würde,
welcher näher am Zerreißpunkt des Streifens liegt, wobei jedoch eine geringere Gefahr
besteht, daß der Streifen während nachfolgender Versuche reißt; aus diesem Grunde
wurde mit einem Wert von 85 0/o gearbeitet.
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Bei diesen Versuchen wurden Materialproben von gleichwertiger Länge
mit einer konstanten Geschwindigkeit von 12,7 mm in der Minute gedehnt, bis der
vorbestimmte Reckungsgrad von 850/o erreicht war. Der Einspannkopf der Reckvorrichtung
wurde an diesem Punkte zum Stillstand gebracht und 5 Minuten lang in seiner Lage
gehalten, um die nachgiebige bzw. elastische Dehnung von der verzögerten elastischen
Dehnung zu isolieren. Nach Ablauf von 5 Minuten wurde der Einspannkopf in seine
Ausgangsstellung zurückbewegt. Der Durchhang des Probestreifens repräsentierte denjenigen
Teil der Reckung, der durch das Papier nicht sofort wieder ausgeglichen wird. Der
Unterschied zwischen diesem Wert und dem Reckungswert von 850/o stellt die elastische
Dehnung dar. Hierauf ließ man den Streifen 30 Minuten lang ruhen bzw. sich entspannen,
woraufhin
er bis zum Zerreißen gedehnt wurde. Nach dem Zerreißen war immer noch ein
gewisser Durchhang in dem Streifen vorhanden; dieser Durchhang ist gleich der plastischen
Dehnung des Papiers. Die verzögerte Dehnung läßt sich mit Hilfe von zwei verschiedenen
Verfahren bestimmen: 1. als der Unterschied zwischen der Größe des Durchhangs des
Streifens nach dem Wegnehmen der Last und dem nach einer Ruhepause von 30 Minuten
noch vorhandenen Durchhang oder 2. als der Unterschied zwischen dem Dehnungswert
von 850/, und der Summe der nachgiebigen und der plastischen Dehnung.
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Zusammenfassend läßt sich über diese Versuche folgendes aussagen:
Wenn ein Papierstreifen mit einer konstanten Dehnungsgeschwindigkeit bis zu einem
vorbestimmten Dehnungswert gedehnt und dann bei dieser Dehnung während einer bestimmten
Zeitspanne festgehalten wird, so zeigt es sich, daß der Streifen nach dem Wegnehmen
der Last sofort einen Teil der ursprünglich hervorgerufenen Dehnung bzw. Reckung
ausgleicht. Wenn man dem Streifen dann die Möglichkeit gibt, während einer weiteren
Zeitspanne zu ruhen bzw. sich zu entspannen, wird ein zusätzlicher Dehnungsbetrag
ausgeglichen. In diesem Zeitpunkt ist immer noch ein gewisser Durchhang in dem Streifen
vorhanden, der ein Maß für den nicht rückgängig zu machenden Teil der Reckung ist.
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Die drei Komponenten der Gesamtreckung werden im folgenden mit Hilfe
der nachstehend definierten Begriffe bezeichnet: Nachgiebige Dehnung: Derjenige
Teil der Dehnung bzw. Reckung, der sofort nach dem Wegnehmen der Last rückgängig
gemacht wird.
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Verzögerte elastische Dehnung: Derjenige Teil der Reckung, der rückgängig
gemacht wird, nachdem der Streifen während einer bestimmten Zeitspanne in Ruhe blieb
bzw. sich entspannen konnte.
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Plastische Dehnung: Derjenige Teil der Reckung, der niemals rückgängig
gemacht wird.
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Jede der vorstehend genannten Komponenten wird als Prozentsatz der
Gesamtlänge der zu untersuchenden Probe gemessen. Die Versuche wurden ebenso wie
die Messungen unter kontrollierten Bedingungen der Temperatur und der relativen
Feuchte durchgeführt, und zwar bei 22,8 it,95'C sowie bei 50 cc:20/o relativer Feuchte.
Die Komponenten der Dehnbarkeit sowie die Zugfestigkeit und andere Eigenschaften
von Papier variieren in Abhängigkeit von der Temperatur und der relativen Feuchte;
bezüglich der vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche sei bemerkt, daß
die angegebenen Werte für die nachgiebige bzw. elastische Dehnung, die Steifigkeit
usw. unter den vorstehend genannten Bedingungen ermittelt wurden.
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Zwar besteht die endgültige bzw. eigentliche Bewährungsprobe für
einen gefüllten und geschlossenen mehrwandigen Sack natürlich in seiner Fähigkeit,
den Beanspruchungen des Transports beim Hantieren usw. standzuhalten, doch lassen
sich gewisse Versuche im Laboratorium durchführen, um gefüllte Säcke zu prüfen,
und diese Versuche geben ein ausgezeichnetes Bild von der praktischen Brauchbarkeit
der Säcke. Als Laboratoriumsversuch, der die tatsächlichen Beanspruchungen mehrwandiger
Säcke im Gebrauch nahezu vollkommen nachahmt, ist nach den gewonnenen Erfahrungen
der Flachfallversuch zu bezeichnen. Hierbei wird der Sack zuerst in der üblichen
Weise mit Viehfutter, Dünger, trockenen Chemikalien, Zement, Saatgut oder einem
sonstigen in die Säcke abzufüllenden Material gefüllt; hierauf wird der geschlossene
Sack aus einer Höhe von 610 mm flach auf seine Seite fallen gelassen; dann wird
die Höhe bei
jedem der aufeinanderfolgenden Fallversuche jeweils
um 150 mm vergrößert, wobei der Sack jedesmal umgewendet wird; diese Versuche werden
bis zur Zerstörung des Sacks fortgesetzt. Die größte Fallhöhe beträgt 2750 mm. Wenn
ein Sack diese Fallhöhe erreicht, wird er wiederholt aus der gleichen Höhe fallen
gelassen, bis die Zerstörung eintritt. In jedem Falle wird die Gesamtzahl der Fallversuche,
die erforderlich ist, um einen Sack zu zerstören, als Mittelwert für mehrere untersuchte
Säcke festgestellt.
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Dieser Versuch wird unter den erwähnten Feuchtigkeits-und Temperaturbedingungen
durchgeführt.
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Bei einer Untersuchung der Ergebnisse der Messung der Reckbarkeit
sowie der Ergebnisse aus den Fallversuchen zeigte sich eine ausgezeichnete Korrelation
zwischen dem Produkt aus der nachgiebigen Dehnung in der Maschinenrichtung und dem
gesamten Basisgev.icht der Papierschichten einerseits und der Zahl von Fallversuchen
andererseits, die ein mehrwandiger Sack aushält, ohne aufzuplatzen. Bei dem erwähnten
Basisgewicht handelt es sich um das in kg angegebene Gewicht von 500 Bogen von 610
915 mm. Beispielsweise kann das Basisgewicht von Kraftpapier 22,8 kg betragen, doch
würde das Basisgewicht eines solchen Materials, wie
es bei einem aus drei Schichten
bestehenden mehrwandigen Sack verwendet wird, 68 kg betragen.
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Es konnte keine Beziehung zwischen der Zahl der Fallversuche und
der verzögerten elastischen Dehnung bzw. der elastischen Rückwirkung ermittelt werden;
dies gilt sowohl für die Maschinenrichtung des Papiers als auch quer für die Maschinenrichtung;
auch wurde keine Beziehung zwischen der Zahl der Fallversuche und der elastischen
Rückwirkung quer zur Maschinenrichtung gefunden. Auch die bei Papier gewöhnlich
durchgeführten Messungen, z. B. der Zugfestigkeit, der Reißfestigkeit, des Arbeitsvermögens
und der gesamten Reckung, zeigten keine Korrelation zu den Ergebnissen der Fallversuche;
dies gilt sowohl für das erfindungsgemäße Erzeugnis als auch für trocken gekrepptes
Papier, in bekannter Weise naß gekrepptes Papier sowie flaches gewöhnliches Kraftpapier.
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In der folgenden Tabelle werden die Eigenschaften von drei flachen
gewöhnlichen Kraftpapiersorten von außergewöhnlich guter Qualität sowie von trocken
gekrepptem Papier mit denjenigen von zwei typischen Beispielen für das erfindungsgemäße
dehnbare gekreppte Kraftpapier verglichen.
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Tabelle I
| Elastische . . Flachfall- Basisgewicht |
| Dehnung in Zugfestigkeit versuche Gesamt- elastische Deh- |
| Papiersorte Maschinen- in Maschinen- (genähte basis- nung in |
| richtung richtung dreiwandige gewicht Maschinen- |
| (ovo) (kg/cm) Säcke) (kg) richtung |
| Glattes Kraftpapier |
| 1 ...................... .... 0,69 5,25 9 68 103,5 |
| 2 .......................... 0,72 6,15 8,4 68 108 |
| 3 ....................... 0,74 6,45 8 68 111 |
| Trockenkrepp 0,71 2,84 3,8 61 95,8 |
| Dehnbares gekrepptes Kraftpapier |
| gemäß Erfindung |
| A ......................... 0,92 3,64 11,2 68 138 |
| B ......................... 0,98 2,76 10,9 68 147 |
Die Zalilenwerte in der vorstehenden Tabelle geben jeweils den Mittelwert von mehreren
Versuchen mit jeder Papiersorte wieder, und das erheblich bessere Verhalten des
erfindungsgemäßen Erzeugnisses im Vergleich zu glattem Kraftpapier und trocken gekrepptem
Papier bei den Fall versuchen und bezüglich der höheren elastichen Dehnung in der
Maschinenrichtung ist ohne weiteres ersichtlich. Glattes Kraftpapier höchster Qualität
zeigt stets eine elastische Dehnung von weniger als etwa 0,8° o, und die drei angeführten
Proben zeigen das Verhalten von außergewöhnlich hochwertigem Kraftpapier on. Das
erfindungsgemäße Erzeugnis besitzt eine nachgiebige Dehnung von mehr als 0,80%,
und seine Dehnung liegt gewöhnlich zwischen 0,9 und l,l °j0.
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Um dem Papier die gewünschte bzw. erforderliche elastische Dehnbarkeit
in der Maschinenrichtung zu verleihen, ist es erforderlich, seine gesamte Recl;barkeit
in der Mtaschinenrichtung durch den Vorgang des Kreppens zu erhöhen. Es hat sich
jedoch gezeigt, daß sich die elastische Dehnung bei einer gegebenen Geschwindigkeit
der Erhöhung der gesamten Reckbarkeit in der Maschinenrichtung mit einer geringeren
Geschwindigkeit erhöht.
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Ferner zeigt die Zuafestigkeit des Erzeugnisses die Tendenz, bei einer
Vergrößerung der gesamten Reckbarkeit zurücl;zugehen. Infolgedessen muß der gewünschte
Mindestwert der elastischen Dehnbarkeit erreicht werden, ohne daß dem fertigen Erzeugnis
ein unnötig hoher Grad der gesamten Reckbarkeit verliehen wird. In diesem Zusammenhang
hat es sich gezeigt, daß es dann, wenn
der Bahn die erforderliche elastische Dehnbarkeit
in der Maschinenrichtung verliehen worden ist, möglich ist, die Bahn auszuziehen
bzw. bleibend zu recken, und zwar in einem erheblichen Ausmaß, wobei dieses Recken
während der Herstellung des Erzeugnisses erfolgt, ohne daß sich hierbei eine bemerkbare
Verminderung der gewünschten elastischen Dehnbarkeit einstellt. Tatsächlich läßt
sich die elastische Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung erhöhen, wenn man das Kreppen
und das Ausziehen der Kreppung in der richtigen Weise durchführt. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird somit die feuchte Bahn in hohem Maße gekreppt (hohe Gesamtreckfähigkeit),
dann wird die Bahn markiert, und hierauf wird sie getrocknet, während gleichzeitig
die Kreppung in einem erheblichen Ausmaß bzw. im wesentlichen durch das Ausziehen
des Papiers beseitigt wird.
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Die Ausdrücke »in erheblichem Ausmaß ausgezogen« und )>im wesentlichen
ausgezogen« bedeuten hier, daß ein Teil der der Bahn ursprünglich verliehenen Kreppung
im Verlauf des Verfahrens absichtlich durch Ausziehen beseitigt wird, und zwar während
der abschließenden Trocknung. Bei jedem kontinuierlichen Arbeitsgang, z. B. auch
während des Trocknens, wird eine feuchte gekreppte Papierbahn in einem gewissen
Ausmaß gereckt, wobei ein Teil der Kreppung verlorengeht; dies läßt sich nicht vermeiden,
da auf die Bahn eine gewisse Spannung aufgebracht werden muß, um sie durch die Vorrichtung
hindurchzuziehen. Der Ausdruck »in erheblichem Ausmaß ausgezogen« deutet somit auf
eine größere
Spannung hin, die zu einem stärkeren Ausziehen bzw.
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Beseitigen der Kreppung führt, als es normalerweise der Fall wäre,
wenn die Bahn lediglich einer Spannung ausgesetzt würde, die ein einwandfreies kontinuierliches
Trocknen oder einen anderen Arbeitsgang ermöglicht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird etwa ein Viertel bis die
Hälfte, vorzugsweise etwa ein Drittel der Kreppung während der abschließenden Trocknung
durch Ausziehen beseitigt.
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Während der Hauptzweck des Markierens oder Prägens darin besteht,
die Steifigkeit des Erzeugnisses in der Maschinenrichtung zu verbessern, wird die
Steifigkeit des Erzeugnisses dadurch noch weiter verbessert, daß die Kreppung nach
dem Markieren in einem erheblichen Ausmaß durch das Ausziehen beseitigt wird. Zwar
führt die Prägebehandlung zu einer Verminderung der der Bahn durch das Kreppen verliehenen
gesamten Reckbarkeit, doch wird die elastische Dehnbarkeit der Bahn in der Maschinenrichtung
nicht wesentlich beeinträchtigt; ferner erfolgt keine wesentliche Beeinträchtigung
der elastischen Dehnbarkeit des Papiers quer zur Maschinenrichtung. Wie oben erwähnt,
ist die elastische Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung und nicht diejenige quer
zur Maschinenrichtung der für das Gebrauchsverhalten eines mehrwandigen Sackes aus
dem erfindungsgemäßen Erzeugnis ausschlaggebende Faktor. Bei dem erfindungsgemäßen
Erzeugnis ist jedoch die elastische Dehnbarkeit quer zur Maschinenrichtung mit derjenigen
in der Maschinenrichtung vergleichbar oder nur etwas geringer als letztere. Bei
einem Erzeugnis mit optimalen Eigenschaften wird die elastische Dehnbarkeit in beiden
genannten Richtungen im wesentlichen gleich groß sein.
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Im folgenden wird auf das erfindungsgemäße Verfahren näher eingegangen;
aus der das Formsieb der Papiermaschine verlassenden nassen Bahn 21 wird die überschüssige
Feuchtigkeit in bekannter Weise entfernt, z. B. mit Hilfe eines ersten und eines
zweiten Satzes von Preßwalzen. Wenn die Bahn die zweite Presse verläßt, besitzt
sie einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 60 und 750/o, vorzugsweise einen Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 650/o. Danach wird die Bahn über eine Krepp-und Trockenwalze 22 geleitet,
die mit einer Temperatur von etwa 71"C arbeitet. Ein einwandfreies Festhaften der
Bahn an dem Trockner wird durch die obere mit Gummi überzogene Walze 23 gewährleistet.
Hierauf wird die Bahn von dem Trockner durch eine Klinge 24, durch die das Papier
gekreppt wird, in der üblichen Weise abgestreift. Die gekreppte Bahn läuft dann
über eine Spreizwalze 25 mit schlangenlinienförmigen Markierungen, die die Bahn
von der Abstreifklinge ohne Längsfalten zu einem Satz von beheizten, angetriebenen
Trocknungswalzen 26 leitet, welche die erste Trockenpartie bilden.
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In dieser Partie wird der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn auf etwa 30
bis 55 °/0 und vorzugsweise auf etwa 40 bis 50o/o herabgesetzt. Der richtige Feuchtigkeitsgehalt
an dieser Stelle ist für das richtige Einpressen des Musters von Bedeutung; zwar
richtet sich der geeignete Feuchtigkeitsgehalt nach den Eigenschaften des zugeführten
Papierstoffs, doch wird er im allgemeinen zwischen etwa 40 und 500/0 liegen. Bei
einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine kann ein Filz oberhalb der
ersten Trocknungswalzen erforderlich sein, um zu gewährleisten, daß die Bahn während
der ersten Stadien der anfänglichen Trocknung in der richtigen Lage gehalten wird.
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Die teilweise getrocknete gekreppte Bahn kommt dann in Berührung
mit einer schwimmend unterstützten, durch Federn geführten Walze27, von wo aus sie
die Durchlaufstelle zwischen den Markierwalzen passiert, bei
denen es sich um eine
angetriebene Prägewalze 28 und eine mit nachgiebigem Material gefüllte untere Stützwalze
29 mit einem Überzug aus Papier oder Gummi handelt. Es sind Mittel vorgesehen, um
den Preßdruck an der Durchlaufstelle der Markierpartie einzustellen.
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Die Oberfläche dieser Walze ist mit einer Vielzahl von parallelen
Nuten oder Rillen markiert, die der Oberflächengestalt der Prägewalze 28 entsprechen,
die je 25,4 mm ihrer Länge mit etwa fünfzehn bis fünfundzwanzig parallelen, sich
vorzugsweise in der Umfangsrichtung erstreckenden Nuten mit einer Tiefe von etwa
0,4 mm versehen ist.
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Da die Bahn dazu neigt, sich in ihrer Breitenrichtung etwas zusammenzuziehen,
was auf die Wirkung der Markierpartie zurückzuführen ist, ist eine der Walze 25
ähnelnde Spreizwalze 30 zwischen der Markierpartie und der ersten Walze der zweiten
Trockenpartie vorgesehen, um die Ausbildung von Längsfalten in der Bahn zu verhindern.
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Die gekreppte, markierte und teilweise getrocknete Bahn wird dann
einer endgültigen Trocknung durch ihre Berührung mit mehreren angetriebenen, beheizten
Trockenwalzen 31 unterzogen, welche die zweite Trockenpartie bilden. Die Walzen
oder Zylinder 31 der zweiten Trockenpartie werden mit einer Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben, die erheblich höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen in
der Markierpartie sowie in der ersten Trockenpartie, um einen erheblichen Teil der
der Bahn ursprünglich verliehenen Kreppung durch Ausziehen der Bahn zu beseitigen.
Genauer gesagt wird die Umfangsgeschwindigkeit in der zweiten Trockenpartie so eingeregelt,
daß mindestens ein Viertel der Kreppung durch das Ausziehen beseitigt wird, wobei
zwischen der Präge- bzw. Markierstation und der ersten Trockenwalze der zweiten
Trockenpartie (Fig. 1) infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeit ein Teil der
Kreppfalten ausgezogen wird.
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Nach dem Trocknen und Ausziehen bzw. Recken kann die Papierbahn in
der üblichen Weise mit Hilfe eines mehrstufigen Kalanders 32 behandelt und danach
in der bei 33 angedeuteten Weise aufgewickelt werden. Es hat sich gezeigt, daß die
erwünschten Eigenschaften, die dem Papier durch das erfindungsgemäße Verfahren verliehen
werden, durch das Kalandern nicht beeinträchtigt werden.
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Wie bereits erwähnt, muß der Bahn im Wege des Kreppens eine bestimmte
gesamte Reckbarkeit verliehen werden, um ihr die erforderliche elastische Dehnbarkeit
in der Maschinenrichtung zu geben. Das Ausmaß oder der Grad dieser Kreppung ist
hier als der Unterschied der linearen Geschwindigkeit zwischen dem Krepptrockner,
der im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit arbeitet wie die zweite Presse,
und der linearen Geschwindigkeit der ersten Pressenpartie definiert. Bei einer Umfangsgeschwindigkeit
des Krepptrockners von z. B. 78,5 m/min und einer Umfangsgeschwindigkeit der ersten
Trockenpartie von 67 m/min beläuft sich die der Bahn verliehene Kreppung auf 11,5
m/min oder, in deutlicherer Ausdrucksweise, auf annähernd 150/o. Bei jedem Kreppvorgang,
und zwar ohne Rücksicht darauf, ob die Bahn danach geprägt wird oder nicht, ist
der Wirkungsgrad des Arbeitsgangs niedriger, oder, mit anderen Worten, die Maschinenkosten
je Längeneinheit des gekreppten Papiers sind wesentlich höher als bei der Erzeugung
von flachem Papier, da die Trockenpartien zum Zwecke des Kreppens langsamer betrieben
werden müssen. Diese Verlangsamung entspricht dem Nettounterschied der linearen
Geschwindigkeiten zwischen der zweiten Presse der Papiermaschine und der letzten
Trockenpartie. Bei der Herstellung eines gekreppten und markierten Papiers sei in
dem soeben erwähnten Falle z. B. angenommen, daß die zweite Presse mit einer
Umfangsgeschwindigkeit
von etwa 78 m/min und die zweite Trockenpartie mit einer Umfangsgeschwindigkeit
von etwa 67,5 m/min arbeitet, die gesamte Verlangsamung der Maschine beträgt dann
annähernd 10,5 m/min oder etwa 130/o. Der Unterschied zwischen der dem Papier verliehenen
Kreppung und der gesamten Verlangsamung des Maschinenbetriebs, der in dem angeführten
Falle rund 20/o beträgt, ist auf die Schrumpfung zurückzuführen, die normalerweise
während des Trocknungsvorgangs eintritt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung hat es sich gezeigt, daß man einen
Papierbogen von überlegener Qualität herstellen kann, wenn ein erheblicher Teil
der der Bahn verliehenen Kreppung in der zweiten Trockenpartie durch das erwähnte
Ausziehen wieder beseitigt wird. Das Erzeugnis ist dann nicht nur bezüglich seiner
Steifigkeit überlegen, sondern auch die elastische Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung
wird verbessert, und die Maschinenkosten gehen zurück, da die zweite Trockenpartie
mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben werden kann. Anscheinend wird ein Teil
der nicht elastischen Dehnbarkeit des Papiers während des Ausziehvorgangs beseitigt.
Das Ausmaß des Ausziehens ist als der Unterschied der linearen Geschwindigkeit zwischen
der Markierpartie und der letzten Trockenpartie definiert.
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Wenn die erste Trockenpartie mit einer Geschwindigkeit von 67 min
arbeitet, wie es oben erwähnt wurde während die Umfangsgeschwindigkeit der Präge-
oder Markierwalze etwa 67,5 mfmin beträgt, um eine richtige Spannung in der Bahn
aufrechtzuerhalten, kann die letzte Trockenpartie gemäß der Erfindung mit einer
Geschwindigkeit von 71,5m/min arbeiten, so daß die Kreppung insgesamt in einem Ausmaß
von 3,95 m/min oder etwa 60/0 durch das Ausziehen beseitigt wird.
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Es wurden mehrere Sätze von Versuchsläufen unter Benutzung von Papiermaschinen
bekannter Konstruktion durchgeführt, wobei die Papiermaschine in der oben beschriebenen
Weise abgeändert worden war, um den Einfluß verschiedener Geschwindigkeitsunterschiede
zwischen den einzelnen Maschinenpartien auf die physikalischen Eigenschaften des
geprägten dehnbaren, gekreppten Kraftpapiererzeugnisses zu ermitteln. Während dieser
Versuchsläufe wurde die pneumatische Belastung der Prägewalze zwischen 0 und 1,76
kg/cm2 variiert, und es zeigte sich, daß die besten Papiere zwischen dem Druck Null
(Belastung durch Eigengewicht) und 0,35 kg;cm erzeugt wurden, was allgemein einer
Belastung der Bahn mit etwa 7,15 bis 10,7 kg/cm der Bahnbreite entspricht. Die Reckbarkeft
quer zur Maschinenrichtung zeigte eine Tendenz, sich bei einer Erhöhung des Andrucks
der Prägewalze zu vermindern, und die höchste Zugenergie bzw. Arbeitsfähiglieit
quer zur Maschinenrichtung trat dann auf, wenn die Belastung nur durch das Eigengewicht
erfolgte.
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Der Papiermaschine wurde hochwertiger ungebleichter Papierstoff für
Versandsäcke aus Kraftpapier zugeführt; je Tonne des Papierstoffs wurden folgende
Stoffe beigemischt: 7,3 kg dunkle Schlichte, 12 kg Tapiokastärke, 4,8 kg Lycoid
OPMC, ein Guarana Bohnenharz, und zwar ein Monogalactan, 12 kg Alaun, 1,2 kg Eiweiß-Fettsäure-Kondensat,
2,4 kg Paraffin-Wachs, 13,2 kg Natriumsilikat.
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Der p-Wert betrug im Holländer 4,7, in der Kegelmühle 6,3 und im
Auslauf 6,7. Im Zulauf zur Papiermaschine betrug der Mahlgrad, gemessen nach Schopper
-Riegler, 30 bis 40° SR, und die Konsistenz des Papierstoffs lag bei 2,7 bis 2,9
0/o. Am Krepptrockner hatte die Bahn einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 680/o, während
der Feuchtigkeitsgehalt an der Prägewalze zwischen etwa 44 und 480/o variierte.
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Die nachstehende Tabelle gibt für die verschiedenen Partien der Papiermaschine
die Umfangs- bzw. Laufgeschwindigkeiten in m/min an; diese Bedingungen wurden aus
den Ergebnissen vorangegangener Versuche errechnet, um in einem Flächendiagramm
einen sechseckigen Verlauf der elastischen Dehnbarkeit in der Maschineneinrichtung
zu erzielen.
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Tabelle II
| Lauf- |
| bedin- Erste Zweite |
| gingen Krepp- Trocken- Doppel- Trocken- |
| der trockner partie presse partie |
| der |
| A 78,5 66,5 67 69,5 |
| B 78,5 68 69 69,5 |
| C 78,5 67,5 69 72,5 |
| D 78,5 69,5 70 72 |
| E 79 71 72 72,5 |
| F 79 71,5 72 75,5 |
| G 79 1 72,6 1 73 76 |
Die nachstehende Tabelle gibt die Werte des elastischen Arbeitsvermögens, der Gesamtreckung,
der Steifigkeit nach Gurley (New motor-operated model Gurley-stiffness tester, Prospektseiten
1402, 1403 von W. .k L. E. Gurley, Troy, New York) und des Basisgewichts des Papiers
an, das bei den in Tabelle II mit A bis G bezeichneten Arbeitsgeschwindigkeiten
hergestellt wurde. Die in Tabelle III zusammengestellten Zahlenwerte wurden für
Proben ermittelt, die aus der Mitte der Bahn herausgeschnitten wurden; bei der Herstellung
dieser Bahnen wurde mit einer pneumatischen Belastung der Markierwalze von 0,35
kg/cm2 (9,85 kg/cm der Bahnbreite) gearbeitet. Tabelle III
| Zugenergie oder Arbeit Gurley- Basis- |
| Lauf- Elastische Dehnung (2°/0) ft ib B 453,59 / (30,48)²)
Reckung (°/0) Steifigkeit gewicht |
| Bedingungen (30,48. 453,59 (30,48)²) (mg) |
| (cmkg 1 cm2) |
| MR QR QR I MR + QR MR I QR MR kg |
| A 0,992 0,798 5,60 21,06 12,30 4,80 210 22,6 |
| B 0,940 0,794 5,70 20,09 10,56 4,42 210 22,4 |
| C 0,958 0,790 5,00 1 18 13 8,48 4,26 320 22,8 |
| D 0,900 0,808 4,83 16'84 8,60 4,34 300 21,9 |
| E 0,858 0,730 4,89 17,31 7,38 4,00 270 22,2 |
| F 0,728 0,748 4,01 10,59 3,64 3,54 290 21,4 |
| G 0,728 , 0,796 4,74 11,07 3,42 3,80 270 46,9 |
MR = Maschinenrichtung; OR = Querrichtung.
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Fig. 3 ist ein dreidimensionales Diagramm der Eigenschaften der Papierbahn
und veranschaulicht die elastische Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung bei den
verschiedenen Laufgeschwindigkeitsunterschieden. Die prozentuale Kreppung ist über
dem prozentualen Grad des Ausziehens der Kreppung aufgetragen, und außerdem ist
die elastische Dehnbarkeit für die Bedingungen A bis G nach Tabelle II zeichnerisch
dargestellt. Der Betriebszustand D, der einer elastischen Dehnbarkeit von 0,90 0/o
entspricht, fällt in die Mitte des Sechsecks. Die gestrichelten geneigten Linien
zeigen eine Verlangsamung des Betriebs der Papiermaschine um 8 bzw. 100/o an.
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Mit Hilfe der aufgetragenen Werte für die elastische Dehnbarkeit
war es möglich, Umrißlinien zu zeichnen, die der elastischen Dehnbarkeit in der
Maschinenrichtung zwischen 0,70 und 1,0 0/o entsprechen. Man erkennt, daß eine Bahn
mit einer elastischen Dehnbarkeit von 0,95 0/o dadurch erzeugt werden kann, daß
man der Bahn eine Kreppung von 13,5 0/o verleiht, ohne daß die Kreppung in einem
erheblichen Ausmaß durch das Ausziehen wieder beseitigt wird. Dieser Betriebszustand
nähert sich dem Punkt B. Es ist ersichtlich, daß an diesem Punkt die Kreppung in
einem Ausmaß von etwa 1 0/o ausgezogen worden ist; dies geschieht jedoch unabsichtlich,
und es ist lediglich darauf zurückzuführen, daß in der Bahn eine Spannung aufrechterhalten
wird, die ausreicht, um ein einwandfreies Arbeiten der Markierpartie und der zweiten
Trockenpartie zu ermöglichen.
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Wenn hier davon die Rede ist, daß die Kreppung nicht durch Ausziehen
vermindert wird, so ist dabei zu berücksichtigen, daß die gekreppte Bahn in Wirklichkeit
in dem erforderlichen Maße um 1 bis 1,5 0/o ausgezogen worden ist. Das am Punkt
B erzeugte Papier besitzt eine Gesamtreckbarkeit von etwa 10,6 0/o, doch ist aus
Tabelle II ersichtlich, daß die Verlangsamung des Betriebs der Papiermaschine, die
erforderlich ist, um Papier unter den Bedingungen B zu erzeugen, 11,6°/o beträgt
und daß die Gurley-Steifigkeit des erzeugten Papiers nur 210 mg beträgt.
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Aus einer Betrachtung des Punktes C ist zu erkennen, daß man ein
Papier mit einer elastischen Dehnbarkeit in der Maschinenrichtung von annähernd
dem gleichen Wert von 0,95 0/e dadurch erzeugen kann, daß man zuerst eine Kreppung
im Ausmaß von 13,5 0/o durchführt und danach die Kreppung durch das Ausziehen um
etwa 5 0/o vermindert, was einer Verringerung der Kreppung um den Faktor 13,5:5
entspricht. Bei den. dem Punkt C entsprechenden Unterschieden der Laufgeschwindigkeiten
der Maschinenpartien beträgt die Verlangsamung der Maschine etwa 80/o. Während das
PapierC eine Gesamtreckbarkeit von 8,5 0/o besitzt, wäre zu erwarten, daß es dem
Papier B für Säcke gleichwertig ist, bei dem der Reckungsgrad 10,6 0/o beträgt.
Bei einer geringeren Verlangsamung der Papiermaschine ist die Herstellung einer
größeren Meterlänge an Papier C je Zeiteinheit im Vergleich zu dem Papier B möglich.
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Zwar ist eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Herstellungsvorganges
natürlich erwünscht, doch kommt es auf wesentlich mehr an als auf eine einfache
Beschleunigung des Maschinenbetriebs, denn aus Tabelle III ist ersichtlich, daß
die Steifigkeit des Papiers C mit 320 mg erheblich größer ist als diejenige des
Papiers B.
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Die Punkte C, D und E fallen sämtlich auf die Linie für eine Verlangsamung
um 80/o. Unter den durch den Punkt E gegebenen Bedingungen wurde das Papier zu 9,5
0/o gekreppt, ohne ausgezogen zu werden, während das Papier unter den Bedingungen
D eine Kreppung von 11,5 01o erhielt, wobei 30/o der Kreppung durch Ausziehen wieder
beseitigt wurden, und während im Punkt C eine Kreppung von 13,5 0/o erzeugt wurde,
von der 50/o wieder
ausgezogen wurden. Hieraus wird deutlich, daß die elastische
Dehnbarkeit und die Gurley-Steifigkeit des erzeugten Papiers um so größer sind,
je stärker die Bahn gekreppt wird und in je höherem Maße die Kreppung ausgezogen
wird.
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Die in Fig. 3 mit I, II und III bezeichneten Punkte stellen die Ergebnisse
von Versuchen bei einer Verlangsamung des Papiermasdunenbetriebs um 100/o dar.
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Man erkennt, daß das Papier III bezüglich der elastischen Dehnbarkeit
in der Maschinenrichtung das beste ist, daß jedoch alle drei Papiere im wesentlichen
die gleiche Gesamtreckbarkeit besaßen. Der Versuch wurde mit einer Belastung der
Prägewalze mit ihrem Eigengewicht durchgeführt; die Werte für die Reckbarkeit und
die Gurley-Steifigkeit sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
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Tabelle IV
| Gurley- |
| Papier- | Kreppung | Auszug | Reckung | Steifigkeit |
| art |
| (ovo) ("wo) (ovo) I (mg) |
| I 11,6 1,5 7,8 213 |
| II 13,6 2,8 7,8 237 |
| III 14,7 4,3 7,7 317 |
Die Gurley-Steifigkeit des Papiers III war erheblich höher als diejenige der Papiere
I und II.
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Schließlich erkennt man aus Fig. 3, daß man ein überlegenes erfindungsgemäßes
Erzeugnis herstellen kann, indem man in der Nähe des Punktes C und unmittelbar oberhalb
dieses Punktes arbeitet, d. h. auf der Begrenzungslinie für 1 0/o elastische Dehnung
in der Maschinenrichtung oder oberhalb dieser Linie. Optimale Eigenschaften werden
erzielt, wenn man mit einer hochprozentigen Kreppung arbeitet, die nach dem Prägen
in einem maximalen Ausmaß ausgezogen wird. Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Erzeugnis
besitzt eine Gesamtreckbarkeit in der Maschinenrichtung von etwa 90/o, und man erhält
dieses Erzeugnis durch eine Kreppung von 13,5 bis 150/0, die in einem Ausmaß von
etwa 4,5 bis 60/0 ausgezogen wird.
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Zwar handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Erzeugnis im wesentlichen
um ein geprägtes Papier, doch wird es in der vorliegenden Beschreibung sowie in
den Patentansprüchen als Papier bezeichnet, in dessen eine Fläche ein Muster eingepreßt
ist. Eine bevorzugte Ausbildungsform eines solchen Musters ist in Fig. 4 dargestellt.
Die in der Bahn vorhandenen Kreppfalten sind in Fig. 4 mit 40 bezeichnet, und die
Nuten oder Rillen des Musters, die sich quer zu den Kreppfalten erstrecken und hier
aus Gründen der Einfachheit als dünne Linien 41 dargestellt sind, verlaufen parallel
zueinander und sind durch Stege oder Vorsprünge 42 voneinander getrennt.
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Zwar kann man in die Fläche der gekreppten und teilweise getrockneten
Bahn die verschiedensten Muster eindrücken, doch verlaufen die Rillen in sämtlichen
Fällen parallel zueinander oder sind im wesentlichen parallel, und sie werden in
das Papier in einer Richtung eingedrückt, die allgemein quer zu den Kreppfalten
verläuft.
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Fig. 5 bis 7 veranschaulichen drei typische Muster; die Bezugsziffern
bezeichnen die gleichen Teile der Bahn wie in Fig. 4.
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Für das bloße Auge treten die Kreppfalten auf den Stegen oder Vorsprüngen
erheblich stärker in Erscheinung als in den Rillen des Musters. Tatsächlich macht
die Bahn nicht den Eindruck, daß sie geprägt worden ist, sondern sie hat ein solches
Aussehen, als ob die Rillen in die Bahn eingepreßt worden seien, d. h. daß die Dicke
des Papiers in den Rillen herabgesetzt worden ist; dies kann tatsächlich
in
einem sehr begrenzten Ausmaß der Fall sein.
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Die Oberfläche der Bahn ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die
Kreppfalten in den Rillen bei weitem nicht so stark in Erscheinung treten wie auf
den Stegen, und die Rillen sind in so kleinen Abständen voneinander angeoïdnet,
daß die Kreppfalten deutlich unterbrochen sind. Bei einem bevorzugten Erzeugnis
gemäß der Erfindung beträgt die Breite der Rillen etwa ein Drittel der Breite der
Stege oder Vorsprünge.
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Auf der Gegenseite der Bahn entsprechen die Rillen den Stegen auf
der Vorderseite. Die Kreppfalten sind deutlich zu erkennen und treten in einem viel
stärkeren Ausmaß in Erscheinung als auf der Oberseite bzw. der markierten Seite.
Ferner sind die Kreppfalten nicht unterbrochen und sind in den Rillen deutlich zu
erkennen.
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In Fig. 8 bis 11 wurde versucht, die Oberseite und die Unterseite
des erfindungsgemäßen Erzeugnisses so darzustellen, wie sie dem bloßen Auge erscheinen.
Aus Gründen der Deutlichkeit war es erforderlich, das in Fig. 4 dargestellte Papier
in starker Vergrößerung wiederzugeben. In Fig. 8 sind die Falten40 auf der markierten
Seite des Papiers auf den Vorsprüngen oder Stegen 42 zwischen den Rillen 41 deutlich
zu erkennen, während sie in den Rillen praktisch unsichtbar sind. In Fig. 9, die
die Rückseite des Papiers zeigt, sind die Stege mit 41 a bezeichnet, und sie entsprechen
den Rillen 41 in Fig. 8, während die Rillen mit 42a bezeichnet sind und den Stegen
42 in Fig. 8 entsprechen. Die Kreppfalten 40 sind auf der gesamten Fläche der Rückseite
deutlich zu erkennen, und sie sind insbesondere in den Rillen 41 a deutlich sichtbar,
während sie auf der markierten Seite des Papiers in den Rillen 41 praktisch nicht
zu sehen sind.
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In dem noch stärker vergrößerten Schnitt in Fig. 10 ist die sehr
geringe Sichtbarkeit der Kreppfalten an der Oberseite der Rille 41 durch die rauhe
Linie 43 veranschaulicht. Auf der Rückseite 42 a sind die Kreppfalten 40 deutlich
zu erkennen. Auf der Oberseite des Papiers sind die Kreppfalten 40 an den Stegen
42 deutlich zu erkennen; das gleiche gilt für die Rückseite 41 a. In Fig. 11 ist
die Oberseite der Rillen bei 44 glatt, während die Oberseite der Stege bei 45 die
Kreppfalten erkennen läßt. Auf der Rückseite der Bahn erscheinen die Kreppfalten
sowohl auf den Stegen 44a als auch in den Rillen 45 a.
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Beim Bedrucken der geprägten Fläche des erfindungsgemäßen Erzeugnisses
ergeben sich keine Schwierigkeiten.
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Vielmehr erweisen sich die Oberflächenunregelmäßigkeiten als sehr
vorteilhaft, denn sie machen das Papier rutschfest, ohne daß eine chemische Behandlung
erforderlich ist. Wegen der geprägten Oberfläche der aus diesem Material hergestellten
Papiersäcke lassen sich die Säcke leichter erfassen, und die Stapelfähigkeit der
Säcke erfährt eine erhebliche Verbesserung.
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Das neue Verfahren kann nicht nur für gewöhnliches Kraftpapier, sondern
auch für ein anderes Papier Verwendung finden, indem man Änderungen bezüglich des
als Ausgangsmaterials verwendeten Papierstoffs vornimmt, z. B. durch die Beifügung
eines Harzes, z. B. eines Alelamin-Formaldehyd-Vorkondensats. Eine der-
artige Modifikation
ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen.