DE1125754B - Verfahren zur Herstellung eines gerillten, saugfaehigen Materials aus Papier - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

M46295VIIb/54d

ANMELDETAG: 25. M Ä R Z 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 15. MÄRZ 1962

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gerillten, saugfähigen Materials aus Papier.

Für viele Anwendungen von Papier oder ähnlichem Material ist das normalerweise im Handel befindliche glatte Papier ungeeignet. Es sei beispielsweise auf die Anwendung von Papier für hygienische, Filter- und Dekorationsstoffe usw. verwiesen.

Es ist nun ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung von Papier od. dgl. zu schaffen, welches das Papier für eine Reihe von Anwendungen brauchbar macht.

Es sind bereits eine Reihe von Verfahren zur Behandlung von Papier bekannt. Einerseits ist es bekannt, Papier zur Erhöhung der Saugfähigkeit stellenweise zu perforieren. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß durch das Perforieren die Festigkeit stark beeinträchtigt wird.

Eine weitere Gruppe von Verfahren betrifft die Behandlung von Papierbrei bzw. Pulpe. So ist es beispielsweise bekanntgeworden, Pulpe durch ineinandergreifende Walzen zu schicken, wobei die Pulpe eine Längsrillung erhält. Selbstverständlich wird durch eine derartige Behandlung beispielsweise die für hygienische Zwecke bedeutungsvolle Saugfähigkeit nicht oder höchstens unbeträchtlich erhöht.

Zu den bekannten Verfahren zur Bearbeitung von Papier gehört auch das Kreppen. Bei dem bisher üblichen Kreppverfahren läuft eine endlose feuchte Papierbahn auf einen geheizten Zylinder auf, trocknet dort an und wird durch einen stumpfen Schaber abgelöst, wodurch die vorher glatte Papierbahn in Laufrichtung gestaucht und mit Querfalten versehen wird. Auch bei diesem Verfahren wird die Saugfähigkeit des Papiers nur unbedeutend verändert, was die Anwendung des bisher üblichen Kreppapiers beschränkt. Ein weiterer Nachteil des bisher angewendeten Kreppverfahrens besteht darin, daß die Krepprillen quer zur Bahnlängsrichtung verlaufen; bei einer Reihe von sich anschließenden weiteren Bearbeitungsvorgängen des Papiers ist es jedoch erwünscht, daß die Rillen parallel zur Bahnlängsrichtung verlaufen.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß bereits ein für Zigarettenfilter verwendbares Papier vorgeschlagen worden ist, bei welchem das Ausgangsmaterial derart perforiert wird, daß die bei der Perforation verdrängten Materialteile von der Ebene des Papiers abragen und zerfaserte Ränder besitzen.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung eines gerillten, saugfähigen Materials aus Papier, bei dem das bereits verfestigte Papier befeuchtet und anschließend gerillt wird.

Verfahren zur Herstellung eines gerillten,
saugfähigen Materials aus Papier

Anmelder:

Paul Adolf Müller, Rosenhügel,
Herrliberg (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr. jur. A. Welling und

Dipl.-Ing. L. Welling, Patentanwälte,

Köln, Lothringerstr. 81

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 15. Februar 1955 (Nr. 16 102)

Paul Adolf Müller, Rosenhügel, Herrliberg (Schweiz), ist als Erfinder genannt worden

Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung ist, daß das Papier unter Einhaltung konstanter Bahnbreite beim Rillen bis zu einer örtlichen Rißbildung gereckt und anschließend in an sich bekannter Weise getrocknet wird.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Papier durch die Freilegung der Fasern saugfähig wird, wobei sich die Festigkeit wenigstens in Längsrichtung nicht vermindert. Das Material, welches nach diesem Verfahren hergestellt ist, besitzt somit eine große Saugfähigkeit, ist in Querrichtung elastisch und besitzt eine für alle in Frage kommenden Anwendungen hinreichende Stabilität.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 und 2 einen Aufriß bzw. Grundriß einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Wiedergabe,

Fig. 3 bis 10 je einen Querschnitt bzw. Grundriß, die paarweise zusammengehören und jeweils das Aussehen der die Vorrichtung durchlaufenden Materialbahn an verschiedenen Stellen derselben in vergrößertem Maßstab andeuten soll, und

Fig. 11 und 12 je einen Querschnitt durch eine gereckte gewellte Bahn, in größerem Maßstab.

Das vorliegende Verfahren zum Behandeln von Papier zur Erzielung einer Rillung bzw. Kreppung

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unterscheidet sich grundsätzlich von allen bisherigen Kreppmethoden dadurch, daß das Material nicht wie bei den bisherigen Kreppverfahren verdichtet, sondern örtlich bis zur Zerstörung der Materialstruktur gereckt wird. Dadurch ergibt sich eine gekreppte Materialbahn, die pro Längeneinheit höchstens das gleiche Gewicht, in den meisten Fällen sogar eine Gewichtsverminderung gegenüber der glatten, unbehandelten Materialbahn aufweist. Totzdem kann ein beträchtliches Kreppverhältnis erzielt werden, beispielsweise in der Größenordnung 1:2, so daß nach erfolgtem Glattbügeln der gekreppten Materialbahn dieselbe, pro Längeneinheit der ursprünglichen Bahn, im gleichen Verhältnis vergrößerte Dimensionen aufweist. Gleichflächige Abschnitte der ursprünglichen und der wieder glattgebügelten gekreppten Materialbahn besitzen dann ein unterschiedliches Gewicht, und zwar ist die glattgebügelte Bahn proportional dem »Kreppverhältnis« leichter.

Die zu behandelnde Materialbahn muß vor dem Rillen und Recken nachgiebig gemacht werden, was je nach Art des Materials durch Besprühen mit Flüssigkeit, durch eine Dampfbehandlung, durch ein Flüssigkeitsbad oder auf andere geeignete Weise erfolgt. Dabei erfolgt aber diese Behandlung kontinuierlich an der mit konstanter Geschwindigkeit bewegten Materialbahn.

Der Rill- und Reckvorgang wird am nachgiebig gemachten Papier in kontinuierlichem Durchlauf, beispielsweise durch Walzen, vorgenommen, die mit Umfangsrillen versehen sind. Das Papier wird auf diese Weise gerillt und gleichzeitig quer zur Vorschubbewegung gereckt. Die Reckung kommt dadurch zustande, daß der gewundene Pfad zwischen ineinandergreifenden Rillen der beiden Walzen größer ist als die Breite der Papierbahn. Das bedeutet, anders ausgedrückt, daß die Papierbahn an einigen Stellen festgehalten wird und auf die dazwischenliegenden Stellen eine Kraft ausgeübt wird, die normal, d. h. senkrecht zu der Papieroberfläche angreift und das Recken und das Rillen bewirkt. Durch diesen Vorgang entsteht eine gerillte Papierbahn mit einer auf Kosten der Materialdichte vergrößerten Oberfläche. Die Dichteunterschiede quer zu der Rillung der Materialbahn können dabei je nach Wunsch dünnere Rillenwandungen und dickere Kanten oder umgekehrt dickere Wandungen und dünnere Kanten ergeben (Fig. 11 und 12). Die Materialbahn behält nach erfolgtem Rill- und Reckvorgang angenähert die gleiche Breite wie vorher. Wird die derart behandelte Bahn wieder glattgebügelt, so ergibt sich eine das »Kreppverhältnis« vergrößerte Breite derBahn.

Die Reckung des Papiers hängt vor allem von der Tiefe der Einzelrillen ab und kann je nach Art des Materials größeres oder kleineres Ausmaß besitzen. Soll eine Materialbahn tiefer gerillt werden, als dem Reckvermögen des betreffenden Materials entspricht, so wird eine Rillung in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen vorgenommen, wobei zwischen je zwei Stufen das Materialband eine etwas geringere Breite einnehmen kann. Dann ergibt sich zuletzt ein gerilltes Materialband, das zwar die gewünschte Rillentiefe aufweist, aber in seiner Breite gegenüber dem ursprünglich glatten Band verringert ist. wobei aber auch hier ein Oberflächenzuwachs auf Kosten der Materialdichte stattfindet.

Die gekreppte und noch feuchte Materialbahn bedarf meist einer Nachbehandlung durch Trocknung, um sie wieder zu verfestigen, und kann dann in schmalere Streifen aufgeteilt und auf Vorratsrollen aufgewickelt oder unmittelbar verarbeitet werden.

Für gewisse Zwecke, beispielsweise zur Herstellung von Filtermaterialbahnen, kann eine Perforation des Flachmaterials erwünscht sein. Diese wird zweckmäßigerweise vorgenommen, solange die Materialbahn noch nicht nachgiebig gemacht ist oder nachdem dieselbe anschließend an den Krepp- und Reckvorgang wieder mit oder ohne Nachbehandlung verfestigt ίο wurde. Für Filtermaterialbahnen kann es auch vorteilhaft sein, die regelmäßige Rillung des Materials zu unterbrechen, was durch eine zweite Rillung mit anderer Rillenrichtung erzielt werden kann. Diese Kreuzrillung muß natürlich ebenfalls zu einem Zeitpunkt vorgenommen werden, an dem das Material noch nachgiebig ist. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß das Recken des Materials derart stark erfolgt, daß willkürlich verteilte Risse und Öffnungen in der gerillten Materialbahn entstehen.

Das Verfahren soll nun an Hand einer Einrichtung zu deren Durchführung näher erläutert werden, wobei angemerkt wird, daß die Vorrichtung keinen Gegenstand des vorliegenden Patentes bildet. Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Einrichtung läuft die glatte Materialbahn 1. beispielsweise aus faserhaltigen! Papier, von der Vorratsrolle 2 durch eine Perforiereinrichtung, bestehend aus einer Stachelwalze 3 und einer entsprechenden Gegenwalze 4 oder aus anderen geeigneten Perforierorganen. Hinter dieser Perforiereinrichtung ist dann die Materialbahn in der in Fig. 3 und 4 angedeuteten Weise mit zerfaserten Löchern versehen. Das perforierte Band gelangt dann in eine Vorrichtung 5, in welcher dasselbe beispielsweise angefeuchtet oder mit Wasserdampf behandelt wird, um die erwünschte Nachgiebigkeit des Materials zu erzielen. Natürlich muß die Zugfestigkeit der Materialbahn weiterhin groß genug sein, um einen einwandfreien Durchlauf desselben durch die ganze Einrichtung zu gewährleisten. Die nachgiebig gemachte und perforierte Materialbahn wird anschließend in einer mehrstufigen Rill- und Reckapparatur 6 verformt. Hierbei sei angenommen, daß die Prägung mittels einer Anzahl von Walzenpaaren erfolgt, von denen das erste mit 7, 8 und das letzte mit 9, 10 bezeichnet ist. Um eine als erwünscht angenommene Breitenverminderung zu erzielen, sind die Prägekanten der aufeinanderfolgenden Walzenpaare jeweils in ihrem Abstand verringert. Im gleichen Sinne wirkt eine Drehzahlvergrößerung des Walzenpaares 9,10 gegenüber dem Walzenpaar 7,8. Die Breitenverringerung der Materialbahn 1 muß nicht notwendigerweise so groß sein, wie in Fig. 1 und 2 angedeutet. Besonders bei stärkerer Reckung des Materials ergibt sich die strichpunktierte Bahnbreite.

Die Fig. 5, 6 zeigen das Aussehen der Materialbahn 1 hinter dem ersten Walzenpaar 7, 8 und die Fig. 7, 8 hinter dem letzten Walzenpaar 9,10. Je nach Gestaltung der Prägewalzen kann dabei die Materialdichte entweder an den Rillenkanten gemäß Fig. 11 oder an den Wandungen nach Fig. 12 größer sein. Nach dem

Verlassen der Krepp- und Reckapparatur 6 läuft die längsgerillte und perforierte Materialbahn 1 durch ein Walzenpaar 11,12 aus Punktier- oder Rändelwalzen oder anderen geeignet gestalteten Walzen, das die regelmäßigen Längsrillen in unregelmäßiger Weise deformieren, so daß die längsgewellte Materialbahn eine Vielzahl ineinander übergehender Längsrillen aufweist, wie in Fig. 9 und 10 angedeutet. Anschließend gelangt das Materialband 1 in eine Nachbehandlungs-

apparatur, die hier aus einer Trocknungsplatte 13 mit elektrischer Heizung 14 besteht. Die längsgekreppte Materialbahn 1 kann im nachgiebigen Zustand leicht beschädigt werden, darf also nicht durch mechanische Mittel an die Trocknungsplatte 13 gedrückt werden. Vielmehr ist hierfür ein über die Düsen 15 gegen die Materialbahn 1 gerichteter Luftstrom vorgesehen, der seinerseits, falls erwünscht, erhitzt sein kann oder auch zur Kühlung der Materialbahn 1 dienen kann.

Normalerweise tritt beim Trocknen der längsgekreppten Materialbahn eine Verringerung der Bahnbreite auf (in Fig. 1 und 2 nicht gezeichnet). Falls erwünscht, kann dieser Effekt noch vergrößert werden, indem ein leichtes seitliches Zusammendrücken der Materialbahn erfolgt, beispielsweise durch seitliche Preßluftströme aus besonderen Düsen. Das Ausmaß der seitlichen Schrumpfung der trocknenden Bahn hängt natürlich auch von der Art des Materials ab sowie von der beim Reckvorgang geschaffenen Dichteänderungen, die ihrerseits von der Form der Prägerillen bestimmt sind.

Falls erwünscht, kann die aus der Nachbehandlungsapparatur kommende verfestigte Materialbahn 1 eine aus den Walzen 16, 17 bestehende zweite Perforiereinrichtung durchlaufen, in welchem Falle die erste Perforiereinrichtung 3, 4 gegebenenfalls weggelassen werden kann. Die derart ihren endgültigen Zustand erhaltene Materialbahn 1 wird nunmehr durch rotierende Messerwalzen 18,19 in drei Streifen la, Ib, Ic unterteilt, die auf Vorratsspulen 20,21, 22 aufgewickelt werden.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 kann, je nach Art der zu verarbeitenden Materialbahn und dem Verwendungszweck der erzeugten Filtermaterialstreifen, wesentlich vereinfacht werden. Beispielsweise kann auf die Perforiereinrichtungen 3, 4 und 16,17 vollständig verzichtet werden, da durch die Reckung des Materials willkürlich verteilte Risse und öffnungen entstehen. Ferner liefert bereits die Rillung mit nur einem Prägewalzenpaar 7,8 ein ausgezeichnet verwendbares, längsgerilltes Materialband, wobei die Breite der ursprünglichen glatten Materialbahn praktisch unverändert bleibt. In diesem Fall ist allerdings die Verwendung eines feingerändelten Walzenpaares 11,12 empfehlenswert, um durchgehende Längskanäle zu vermeiden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung eines gerillten, saugfähigen Materials aus Papier, bei dem das bereits verfestigte Papier befeuchtet und anschließend gerillt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier unter Einhaltung konstanter Bahnbreite beim Rillen bis zu einer örtlichen Rißbildung gereckt und anschließend in an sich bekannter Weise getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reckung an den Flanken der Rillen vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillung in einem solchen Ausmaß vorgenommen wird, daß sich die Bahnfläche mindestens verdoppelt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial vor dem Rillen in an sich bekannter Weise perforiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Rillen vor dem Trocknen durch Prägungen unterbrochen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 784 902;
britische Patentschrift Nr. 678 393;
USA.-Patentschrift Nr. 1 571 593.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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