DE2238005A1 - Mehrschichtiges papiertuch und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Mehrschichtiges papiertuch und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
- Mehrschichtiges Papiertuch und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Produkte, die aus absorbierender gekreppter Zellulosewatte oder Papier hergestellt sind und insbesondere auf mehrschichtige Papiertücher.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches.
- mehrschichtiges Papiertuch zu schaffen, das eine gute Bauschigeit aufweist und diese auch bei Befeuchtung weitgehend beibehält.
- Gemaß der Erfindung enthält das Papiertuch außere Schichten, in die jeweils Stege und Vertiefungen so eingoprUgt sind, daß zwischen den Stegen bauschige Bereiche vorhanden sind, die weniger als die Stege beansprucht sind und bestrebt sind, sich zu dehnen und dadurch eine+Dehnung des Tuches sowie einen Verlust der Bauschigkeit zu verursachen, daß die einander zugekehrten Stege beider Bahnen sich kreuzen und die inneren Vertiefungen der jeweils anderen Bahn überbrücken, und daß'zwischen den zusammentreffenden Stegen der Bahnen Mittel zur Vereinigung der Bahnen zu einem Tuch vorgesehen sind, die eine Dehnung der überbrückten Bereiche der Vertiefungen verhindern und die Dehnung des Tuches begrenzen.
- Vorzugsweise besteht das Tuch aus zwei Schichten, deren innere Stege durch Klebstoff verbunden sind.
- Als Mittel zur Yereinigung der beiden äußeren Bahnen kann aber auch wenigstens eine zwischen die Stege eingefügte weitere Bahn dienen, die mit den Stegen der äußeren Bahnen verklebt ist.
- Durch die Stege erhält das Material eine gute strukturelle Festigkeit. Diese Festigkeit wird erreicht, ohne daß die Weichheit des Materials oder andere bei gekreppten Zellstoffbahnen erwünschte Eigenschaften beeinträchtigt werden. Die Klebstoffzonen auf den Stegen bestehen vorzugsweise aus wasserbeständigem Klebstoff, um eine Sohichtentrennung und eine vollständige Auflösung der vereinigten Struktur iui nassen Zustand zu verhindern, so daß die Bauschigkeit auch im nassen Zustand weitgehend erhalten bleibt.
- Dag Material kann für mehrschichtige Papiertüchor vorwindet werden und erfordert zur Befestigung der Schichten nur eine geringe Verklebung. Es hat eine gute Flüssigkeitsabsorbtionsfähigkeit, eine gute Bauschigkeit, Weichheit, Zugfestigkeit, Flüssigkeitskapazität und dergleichen.
- In Weiterbildung der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials für Papiertücher dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Zellstoffbahn über eine erste Rolle mit nachgiebiger Oberfläche durch einen ersten Spalt geleitet wird, den die nachgiebige Rolle mit einer ersten Prägerolle bildet, so daß die Bahn eine aus Stegen und Vertieiungen bestehende Prägung entsprechend dem Muster der Prägerolle erhält, daß zugleich eine zweite Zellstoffbahn über eine zweite Rolle mit nachgiebiger Oberfläche durch einen zweiten Spalt geleitet wird, den die nachgiebige Rolle mit einer zweiten Prägerolle bildet, so daß auch die zweite Bahn eine aus Stegen un« Vertiefungen bestehende Prägung entsprechend dem Muster, auf der Prägerolle erhält, daß dann beide Bahnen gemeinsam, ohne daß sie die Prägerollen verlassen, durch den von den beiden Prägerollen gebildeten dritten Spalt geleitet werden, wobei die Prägerollen so in Drehung versetzt werden, daß sich im dritten Spalt die Stege der einen Prägerolle mit den Stegen der anderen Prägerolle kreuzen, daß den Stegen wenigstens einer der Bahnen vor Eintritt in den dritten Spalt ein Klebstoff zugeführt wird, so daß die einander zugekehrten Stege der beiden Bahnen im dritten Spalt an ihren -Kreuzungsstellen miteinander verklebt werden. Die Prägerollen können von unterschiedlicher Form sein, aber vorzugsweise haben' die miteinander zusammenwirkenden Prägerollen Stege von ausreichender Ober: hengrdße, die im gemeinsamen Walzenspalt einander so kreuzen, daßsie verhaltnismäßig kleine Druckzonen bilden, wodurch eine sichere aber begrenzte Befestigung der Zellstoffbahnen aneinander zur Bildung des Mehrschichttuches bewirkt wird. Der Einfachheit halber sind nachfolgend die einzelnen Schichten allgemein als Bahnen definiert, während das Nehrschichterzeugnis allgemein als Tuch bezeichnet wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erlautert. In der Zeichnung bedeuten: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials für Tücher oder dergleichen; Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 1, wobei der Pfeil die Richtung anzeigt, in der das Material die Vorrichtung durchläuft; Figur 3 eine schematische Draufsicht, die in idealisierter und vergröBerter Form Elebbereiche eines zweischichtigen Tuchmaterials zeigt, das mit einer Vorrichtung gemaß Figur 1 und 2 hergestellt worden ist; Figur 4 eine zum Teil geschnittene Ansicht eines zweischichtigen Tuchmaterials in stark vergrößerter »arstellung, wobei ein Teil der einen Schicht weggelassen ist; Figur eine Querschnittsansicht des zweischichtigen Tuches gemäß Figur 2 in-etwa 13-facher Vergrößerung, wobei der Schnitt quer zur Maschinenrichtung verläuft und -das Tuch in trockenem Zustand dargestellt ist; Figur 6 eine ähnliche Ansicht wie in Figur 5 in Maschinenrichtung; Figur 7 eine Darstellung des Produktes gemäß Figur 6 nach Durchfeuchtung; Figur 8 eine ähnliche Ansicht wie in Figur 1 zur Veranschaulichung der Herstellung eines dreischichtigen Produktes; Figur 9 einen Teilquerschnitt des dreischichtiOen Produktes in ähnlicher Ansicht wie in J?ig. 5; Figur 10 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 9, aber in quer dazu verlaufender Blickrichtung; Figur 11 eine Ansicht des in Figur 10 dargestellten Produktes nach Befeuchtung; Figur 12 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Kreuzungsbereiche von Pragerollen, die ein im wesentlichen parallelogrammartiges Muster bilden, und durch die beispielsweise kleine Klebzonen in dem mehrschichtigen Material gebildet werden; Figur 13 eine ähnliche Ansicht wie in Figur 12, bei der -jedoch das Prägerollenmuster- etwa sinuaförmig verläuft; Figur 14 eine teilweise geschnittene, vergrößerte Querschnittsansicht eines dreischichtigen Erzeugnisses, das mit Prägerollen mit einem Muster gemäß Figur 12 hergestellt worden ist und Figur 15 eine vergrößerte, zum Teil geschnittene Ansicht eines dreischichtigen Produktes, das mit Prägerollen hergestellt worden ist, die sin Sinusmuster gemäß Figur 13 besitzen, wobei ein Teil der Schichten im Interesse einer klareren Darstellung fortgelassen worden ist.
- Gemäß Figur 1 bewegt sich eine Bahn 1 aus gekrepptem Zellstoff in Pfeilrichtung um eine nachgiebige Gummirolle 2 durch einen Spalt 3, der aus der nachgiebigen Gummirolle 2 und einer metallenen Prägerolle 4 gebildet wird. Die Bezeichnung "Bahn" wird nachfolgend für eine einzelne Schicht und der Ausdruck "Tuch" zur Kennzeichnung des vollständigen Produktes.
- verwendet. Die Bahn 1 wird auf ihrem Wege zu einem Spalt 5 im Spalt 3 durch das Eindringen der nachgiebigen Gummirolle 2 in ein Muster mit vorstehenden Flächen 6 geprägt, die mittels eines Klebstoffapplikators 8 vom flexographischen Typ mit einem Klebstoff 7 versehen werden. Das Bahnmaterial im Bereich der Fläche 6 wird örtlich in bezug auf benachbarte Bahnbereiche beansprucht, wenn die Rolle 2 die Bahn zwingt, sich dem Muster auf der Rolle 4 anaupassen. Der Klebstoffapplikatox 8 enthält eine Obertragungarolle 9; eine Abstreifrolle 10 und eine Aufnahmerolle 11. Die in Richtung der Pfeile umlaufenden Rollen 9, 10 und 11 sind Rollen mit glatter Oberfläche, und Klebstoff wird nun den Oberflächen 6 der Bahn zugeführt, wenn diese zum Walzenspalt 5 verläuft. Dieser Klebstoff braucht nur ein sehr dünner Film zu sein und ist mit unbewaffnetem Auge im allgemeinen nicht sichtbar.
- Eine zweite und gleichausgebildete Bahn aus gekrepptem Zellstoff 12 wird dem Spalt 5 über eine gleiche Prägevorrichtung 13, .14 zugeführt, und die geprägten Oberflächen der wandernden Bahn sind mit 15 bezeichnet, wobei die Rollenbewegung in Richtung der dargestellten Pfeile erfolgt. Die Weichgummirolle 13 bildet mit der Stahlrolle 14 den Walzenspalt 16 (Figur 1) und sorgt dafür, daß das Kreppapier 12 sich der Oberflächenkontur der Stahlrolle 14 anpaßt. In der Bahn 12 ist die Beanspruchung aufgrund der Wirkung des Stahl-Gummiwalzenspaltes im Bereich der Oberfläche 15 größer, und die Bahn kann örtlich über die Elastizitätsgrenze der Watte hinaus beansprucht werden. Die kombinierten Zellstoffbahnen bewegen sich vom Spalt 5 in Richtung des Pfeiles zu einer üblichen Verarbeitungsstation, in der das Produkt zu aufgewickelten Tüchern oder gefalteten Erzeugnissen verarbeitet wird.
- Gemäß Figur 2 handelt es sich bei den Stahlrollen 4 und 14 um gerippte Rollen. Die Rolle 4 weist eine Reihe spiralförmig angeordneter Stege und Vertiefungen auf, die um dieAchse der Rolle verlaufen, wobei die Stege mit 24 und die Vertiefungen mit 25-bezeichnet sind. Die Rolle 14 besitzt gleiche Stege 26 und Vertiefungen 27. Die Stege 24 und 26 bilden bei der dargestellten Ausführungsform fortlaufende Rippen, und sie bilden die Oberflächen 6, 15-der Bahnen 1 bzw. 12. Die Rollen 4 und 14 rotieren in entgegengesetzten Drehrichtungen, und die Stege der Rollen (Figur 2) kreuzen einander. Demzufolge entsteht in den Zellstoffbahnen 1'und 12 eine Zone mit verhältnismäßig hohem Druck, wo die Stege der Rollen 4 und 14 auf die Prägeflächen 6 und 15 der Bahnen 1 und 12 treffen. Es ergibt sich dann ein Schema von Druck- und Klebzonen 30, das in Figur 3 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Der Klebstoff wird jedoch beispielsweise allen Klebeflächen 6 zugeführt, und demzufolge tragen einige Bereiche der oberen Bahn 1 Klebstoff, ohne daß diese Bereiche mit der unteren Bahn 12 verklebt werden, weil der Klebstoffkontakt mit der unteren Bahn nur intermittierend erfolgt. Somit tritt ein Klebstoffverbund nur in den Zonen 30 (Figur 3 und 4) auf. Hierdurch ergibt sich -wie aus Figur 4 zu ersehen ist - eine Kombination der beiden Bahnen 1 und 12, von denen jede ihre eigene--Reihe von Stegen und Vertiefungen besitzt. Diese Stege und Vertiefungen verlaufen (Figur 4) im wesentlichen unter 45 ° zur Rollenachse und sind miteinander-in dem Produkt in Kontakt (Figur 4). Die Stege 6 der oberen Bahn 1 treffen ueber eine kurze Strecke mit den inneren Stegen 15 der unteren Bahn 12 zusammen und bilden dadurch die Zonen 30; die Vertiefungen 33 der oberen Bahn bilden ebenso wie die Vertiefungen 34 in der unteren Bahn offene Eaniile. Das die Stege bildende Material wird zusammengepreßt und erheblich mehr als das die Vertiefungen bildende Bahnmaterial beansprucht.
- In Figur 4, wo ein Teil der oberen Bahn 1 entfernt ist, erstrecken sich die inneren Stege 6, 15 der beiden Bahnen quer zueinander und übrücken die-Vertiefungen 33, 34 derart, daß eine Ausdehnung des materials in diesen Bereichen begrenzt wird.
- Das Anliegen der Stege aneinander sorgt ferner für eine Gesamtdicke des Tuches an den Xreuzungsstellen, die von der Summe der Prägungshöhen der einzelnen Bahnen abhängt. Es sei ferner bemerkt, daß, obwohl die Bahnen in üblicher Diese in Maschinenrichtung liegend geschichtet werden (entsprechend der Pfeilrichtung in Figur 3 und 4) die verklebten Bereiche und die inneren Stege und Vertiefungen unter 45 ° zur Achse verlaufen. Eine derartige 90 Grad-Beziehung der Stege ist nicht erforderlich, jedoch sollen die Stege nicht fluchten, so daß vorzugsweise ein möglichst nahe bei 90 ° liegender Winkel verwendet wird.
- Figur 5, die auf einer stark vergrößerten (13fach) Botografie eines zweischichtigen Materials beruht, zeigt deutlich einen Abstand 37 zwischen den beiden Bahnen zu beiden Seiten der Klebzonen 30. Aus Figur 6, in der das Zweischichtmaterial in Querrichtung zu der Darstellung in Figur 5 in ebenfalls 13facher VergröSerung dargestellt ist, erkennt man den symmetrischen Aufbau des Materials, bei dem die Klebzonen 30 einen regelmäßigen Abstand (Figur 3) voneinander aufweisen und dadurch eine symmetrische Anordnung der miteinander kombinierten Bahnen 1 und 12 bilden. Wenn ein derartiges mehrschichtiges Material befeuchtet wird, was in. Figur 7 in ebenfalls 13facher Vergrößerung in der gleichen Ansicht wie in Figur 6 dargestellt ist, fallen die Bahnen 1 und 12 aufeinander, behalten jedoch eine kreppartige Konfiguration sowie eine gute Bau-~schigkeit.
- Die in Figur 9, 10 und 11 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Produktes kann mit der Vorrichtung gemäß Figur 8 hergestellt erden. Gemäß Figur 8 ist ein zweiter Klebstoffapplikator 17 vom flexographischen Typ zum AuSbringen eines Klebstoffes 21 auf die Prägeflächen 15 unter Verwendung von Rollen 18, 19 und 20 vorgesehen. Zwischen den Bahnen 1 und 12 wird eine dritte Bahn 22 direkt dem Spalt 5 zugeführt und an den äußeren Bahnen mittels Klebstoffes 7 und 21 festgelegt. Figur 9 zeigt eine Ansicht in Maschinenrichtung (die in Figur 8 durch den Pfeil angedeutet ist) und demzufolge ist von der tatsaclllicllen Kreppstruktur nur wenig sichtbar.
- silan erkennt jedoch, daß die Zwischenschicht 22 die äußeren Schichten 1 und 12 trennt und zwischen den ebstellen 30 offene Zwischenräume 59 und 40 bildet. Die Ereppstruktur, insbesondere der hochgekreppten mittleren Schicht 22, zeigt deutlicher Figur 10, die eine Ansicht quer zur Maschinenrichtung darstellt. Figur 11 zeigt das Produkt von Figur 10 in feuchtem Zustand und verdeutlicht, daß die hochdehnbare mittlere Schicht die äußeren Schichten 1 und 12 auseinander hält und dadurch für eine Bauschigkeit des feuchten Produktes sorgt.
- Zum Verkleben des zwei- oder dreischichtigen Materials können verschiedene Muster verwendet werden. Das in Figur 1 dargestellte Muster ist zu bevorzugen, bei dem die Stege und Vertiefungen der beiden Rollen 4 und 15 etwa gleiche lQbwesaungen haben und sich fortlaufend in einer Spirale unter einem konstanten Winkel zur Rollenachse um die Rolle erstrecken, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß sich die Stege im Walzenspalt unter einem nennenswerten Winkel, vorzugsweise unter einein Winkel von 90 ° entsprechend Figur 1 und 2 kreuzen. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß bei beiden Rollen die Stege und Vertiefungen die gleiche Ronfiguration besitzen, und es ist auch nicht erforderlich, daß die Stege und Vertiefungen einander so kreuzen, daß die 90 Grad-Anordnung gemäß Figur 3 gebildet wird, wo die Klebzonen 30 aus kleinen rautenförmigen Flachen bestehen. Ferner ist es nicht erforderlich, daß die Stege durchgehend ausgebildet sind. Die Erfindung erfordert nur Stege, deren Länge ausreicht, um eine Ausnehmung einer anderen Bahn überbrücken und an den die Vertiefung begrenzenden Stegen dieser Bahn befestigt werden zu können.
- Gemäß Figur 12 wird das Muster für die Elebstoffbefestigung eines zweischichtigen Tucherzeugnisses beispielsweise durch zusammenwirkende Prägerollen gebildet, deren Stege 42 und 43 die Form von Parallelogrammen aufweisen. Die Stege 42 auf der einen Rolle sind in durchgehenden Linien und die Stege .43 auf der anderen Rolle in gestrichelten Linien gezeichnet. Die Zonen 44, in denen auf den Rollen befindliche Bahnen verklebt werden, sind kleine rautenförmige Flächen.
- Figur 13 zeigt ein mit Prägerollen hergestelltes Ixuster,~bei denen die- Stege 46, 47 wellenförmig ausgebildet sind und jeweils durch ununterbrochene bzw. gestrichelte Linien angedeutet sind. Die Berührungszonen bei Rollendrehung, die die Irlebstoffzonen bilden,-sind mit 48 bezeichnet.
- Figur 14 zeigt ein dreischichtiges Erzeugnis, das äußere Bahnen 51 und 52 enthält, die auf Rollen der in Figur 12 gezeigten Art geprägt worden sind. Die vorzugsweise ebenfalls aus gekrepptem Zellstoff bestehende, aber nicht geprägte Zwischenschicht 53 kann natürlich im Bedarfsfall entfallen.
- Die parallelogrammförmigen Einpragungen der Bahnen 51 und 52 sind mit 54 und 55 bezeichnet. Diese Einprägungen sind in den beiden Bahnen in -einem Niinkel zu der durch einen Pfeil gekennzeichneten Maschinenrichtung orientiert und so angeordnet, daß die inneren Stege 56, 57 der Bahnen 51, 52 jede der Vertiefung gen vollständig umgrenzen. Klebzonen 58 sorgen für die Befestigung der inneren Stege der äußeren Schichten an der mittleren Bahn 53 oder im Falle eines zweischichtigen Aufbaus, zur Be,-festigung der äußeren Bahnen aneinander.
- Figur 15 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einer oberen Bahn 60, einer unteren Bahn 61, und einer Zwischenschicht 62. Die Zwischenschicht besteht vorzugsweise aus einer ungeprägten, gekreppten Zellstoffbahn und kann ggfs.
- fortgelassen werden. Die sinusförmigen Einprägungen oder inneren Stege 63 der Bahn 60 und die inneren Stege 64 der Bahn 61 verlaufen etwa rechtwinklig zu der durch den Pfeil angezeigten Maschinenrichtung, und an den Klebstoffzonen werden die äusseren Bahnen mit der inneren Bahn verklebt. Bei Fehlen der Zwischensohioht 62 werden die geprägten Bahnen mittels des auf die eine Bahn aufgetragenen Klebstoffes an den Stellen 65 miteinander verbunden.
- Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß in jedem Falle die nachgiebige Rolle der Bahn das Muster der Stahiprägerolle aufprägt, wobei die Bahn im Bereich der Stege der Prägerolle örtlich beansprucht wird. Dieser beanspruchte Bereich wird dann ein innerer Steg des mehrschichtigen Tuches, und in jedem Falle begrenzt der innere Steg eine weniger beanspruchte Vertiefung in der eigenen Bahn. Die inneren Stege überbrücken ferner eine weniger beanspruchte Vertiefung der anderen Bahn.
- Die Vertiefungen werden bei Gebrauch des Tuches oder bei Bennetzung mit Wasser in erheblichem Ausmaß an einer ;usdehnung gehindert, die von der Restdehnung ouer Kreppung abhängt, die in der geprägten Bahn verbleiot, da die aneinander verklebten inneren Stege eine solche Bewegung begrenzen.
- Gemäß der Erfindung ausgebildetes Tuchmaterial für übliche Haushaltszwecke kann mit den herkömmlichen Papiermaschinen aus einem Papierbrei oder einer Holzpulpe folgender Zusammensetzung hergestellt werden: 40 Crew. aus gebleichtem Weichholz-Kraft 50 Gew.% aus gebleichtem Weichholz-Sulfit 10 Gew.% aus gebleichtem Hartholz -Kraft.
- Die Zusammensetzung der Rulpe ist nicht kritisch, da andere Holzpulpenbestandteile und andere mengenmäßige Zusammensetzungen die Eigenschaften des Produktes, soweit die Praxis der vorliegenden Erfindung betroffen ist, im allgemeinen nur wenig beeinflussen. Vorzugsweise sollten derartige Holzpulpen aber ein Naßfestigkeitsmittel in einer ilenge zwischen etwa 0,25 bis 0,75 Gew.% der lasern der Pulpe enthalten, und die Bahnen sollten in üblicher Weise gekreppt sein. Gegebenenfalls ist eine Beimengung von kurzen synthetischen Fasern zur Pulpe zweckmäßig, um bestimmte Bigenschaften zu erzielen.
- Bei der Herstellung eines zweischichtigen Produktes werden die Bahnen in der zuvor beschriebenen Weise der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zugeführt, und die Rippen der Rollen bewirken ein entsprechend geripptes Muster in den Bahnen.
- Es können aber andere ähnliche Rollenanordnungen verwendet werden, bei denen die zusammenwirkenden Prägerollen mit Rippen versehen sind, die einander im Walzenspalt unter großen Winkeln kreuzen. Die Rippen brauchen nicht gerade zu verlaufen, sondern sie können auch unregelmäßig ausgebildet sein, und ferner brauchen sie nicht durchgehend zu sein, sondern sie brauchen lediglich eine Länge aufzuweisen, die größer als die Summe der Breite der Rippe oder des erhabenen Steges und der Breite einer Vertiefung ist. Je größer das-Langen- zu Breitenverhältnis der Rippe ist, umso unkritischer ist die Ausrichtung der Metallprägerollen in bezug aufeinander. ilier liegt ein wesentlicher Unterschied zu Prägevorrichtungen dee Stift-auf-Stift-Typs, bei denen eine genaue Übereinstimmung von identischen Einprägungen erforderlich ist, und bei denen bei größeren Geschwindigkeiten der Versohleiß der Rollen und Stifte ein ständiges Problem bilden.
- Beispiel 1 Bin brauchbares Tuchmaterial wird wie folgt hergestellt: Basisbahnen mit einem Trockenbasisgewicht von etwa 18,3 g pro qm, einer Bruchdehnung von etwa 32 %, einer rockenzugfestigkeit (bei einer Breite von 76,2 mm) von etwa 1900 g in Maschinenrichtung und etwa 1200 g in der Querrichtung, einer Feuchtzugfestigkeit (bei einer Breite von 76,2 mm) von etwa 640 g in Maschinenrichtung und etwa 310 g in der Querrichtung und mit Polyvinylalkohol als Klebemittel werden zu einem Zweischichttuch auf der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit dem spiralförmigen Rippenmuster hergestellt und besitzen dann die folgenden Eigenschaften: Basisgewicht 40,32 g/m2 Schichtdicke bei 0,014 kp/cm2 : 0,5= mm bei 0,028 kp/cm2 0,533 mm Zugfestigkeit in Maschinenrichtung trocken: 3500 g/76,2 mm in Querrichtung trocken: 1950 g/76,2 mm in Maschinenrichtung naß: 1000 g/76,2 mm in Querrichtung naß: 540 g/76,2 mm Dehnung: 19 ct t Absorptionsgeschwindigkeit: 10,2 Sek.
- Absorptionskapazität: 2,01 g/103 cm2 Handle-O-1'4eter in Maachinenrichtung: 6,3 g in Querrichtung: 10,4 g Druckmodul: 415 Das spiralförmige Muster hatte bei dem obenbezeichneten Beispiel eine Tiefe von etwa 1,8 mm. Die Stege des Musters waren etwa 0,8 mm breit und erstreckten sich fortlaufend unter einem Winkel von 45 ° in bezug auf die Rollenachse. Der Abstand zwischen benachbarten Stegen oder Rippen betrug etwa 1;8 mm.
- Die obengenannten Daten, d.h. die Tuchdicke, die Zugfestigkeit und die Streckwerte wurde mit einem Instron Prüfgerät (Modell TM-1) ermittelt. Die Prüfung der Absorptionsgeschwindigkeit wurde durch Aufbringen eines 0,1 ml. Wassertropfens auf das Prüfmuster und Messung der Zeit für das Verschwinden des Glanzes ermittelt, was den Endpunkt für die Absorption von Wasser durch das Muster darstellt. Die Prüfung der Absorptionskapazität wurde folgendermaßen durchgeführt: Wiegen eines etwa 10 x 10 cm großen trockenen Musters, 3 Minuten langes Eintauchen des Musters in Wasser, Aufhängen an einer Ecke für die Dauer einer Minute zum Abtropfen überschüssigen Wassers und erneutes Wiegen. Die Differenz zwischen dem Naß- und Trockengewicht stellt die Wasseraufnahme des Musters dar.
- Die Handle-0-Meter-Werte wurden durch Anwendung einer üblichen Thwing-Albert Handle-O-Meter-PrüSung gewonnen. Zur Handle-O-Meter-Prüfung in der Maschinenrichtung wurden 6,35 cm breite und 15,2 cm lange Muster verwendet und für die Prüfung in Querrichtung wurden Muster von 6,35 cm Breite und 8,9 cm Länge verwendet. Die Handle-O-Meter-Werte sind ein Maß für die Tuchsteifigkeit, und niedrige Werte bedeuten eine bessere Verarbeitungsfähigkeit und geringere Steifigkeit. Bei diesem Prüfungsverfahren weisen zweischichtige Tücher, die in der beschriebenen Weise hergestellt wurden und übliche gekreppte Zellstofftücher Handle-O-Meter-Werte auf, die im allgemeinen im Bereich von etwa 1 - 25 in beiden Richtungen liegen (Maschinen- und Querrichtung).
- Der Wert für den Druckmodul ist in Zoll-Gramm pro Kubik-Zoll angegeben und stellt ein Maß für die Tuchweichheit dar, wobei niedrige Werte starker zusammendrückbare und weichere Produkte kennzeichnen. Im allgemeinen liegen die Werte für den Druckmodul bei zweischichtigen, gemäß der Erfindung hergestellten Tüchern und üblichen gekreppten Zellstofftuchen im Bereich zwischen 200 und 1400. Diese Werte erhält man durch Verwendung eines Instron mit einem Muster zwischen Druckplatten mit einer Fläche von 25,81 cm2. Eine Belastung der Druckplatten mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 mm pro Minute erzeugt eine Dehnungskurve, aus deren Verlauf der Modulwert bei einer Belastung von 100 g/6,542 cm2 abgeleitet wird.
- Bei dem obenbeschriebenen Beispiel und den nachfolgenden Beispielen lag die Schichthaftung im Bereich von 40 bis 50 g pro 10 cm Breite. Für diese Haftungsprüfung wurde ein 10 cm breites und etwa 15 cm langes Muster abgeschnitten, dann wurden die beiden äußeren Bahnen bei einem Teil des Musters getrennt und anschließend wurden die 10 cm breiten, getrennten Bahnteile in ein Instron-Prüfgerät gegeben, um die Kraft in Gramm zu messen, die für eine Trennung der Schichten erforderlich ist. Die Werte für übliche mehrschichtige Tuche liegen im allgemeinen bei wenigstens 10 g oder mehr. Werte von 25 g oder mehr werden als sehr zufriedenstellende Werte für die Schichthaftung betrachtet.
- Beispiel 2 Es wurde ein dreischichtiges Erzeugnis unter Verwendung der gleichen Basisbahnen als äußere Bahnen wie in Figur 1 hergestellt, wobei als mittlere Bahn eine Bahn mit folgenden Eigenschaften verwendet wurde: Trockenbasisgewicht von etwa 13,06 g/m2; Dehnungsmaß von etwa 92 %; trockene Zugfestigkeit (bei einer Breite von 76,2 mm) von etwa 1200 g in Maschinenrichtung und etwa 500 g in Querrichtung; Naßzugfestigkeit (bei einer Breite von 76,2 mm) von etwa 510 g in Maschinenrichtung und etwa 135 g in Querrichtung; dabei wurde Polyvinylalkohol als Klebemittel für die äußeren Bahnen verwendet. Ein dreischichtiges Tuch, das mit dem spiralförmigen Rippenmuster hergestellt wurde, hatte die folgenden Eigenschaften: Basisgewicht: 65,8 g/m2 Schichtdicke bei 0,014 kp/cm2: 0,66 mm 0,028 kp/cm2: 0,58 mm Zugfestigkeit in Maschinenrichtung trocken: 4120 g/76,2 mm in Querriohtung trocken: 2530 g/7G,2 mm in Maschinenrichtung naß : 1175 g/76,2 mm in Querrichtung naß : 70 g/76,2 mm Dehnung: 18 Absorptionsgeschwindigkeit: 7,1 Sek.
- Absorptionskapazität: 4,77 g/103 cm2 Handle-O-Meter in Maschinenrichtung: 11,5 g in Querrichtung : 17,6 g Druckmodul: 1272 Beispiele 3 und 4 Es wurden die gleichen Basisbahnen und das gleiche Verfahren wie bei den Beispielen 1 und 2 verwendet, jedoch wurde das Parallelogrammprägemuster gemäß Figur 12 verwendet. Zwei-und Dreischichttücher hatten die folgenden Eigenschaften: 2 Schichten 3 Schichten Basisgewicht (g/m2): 40,7 65,) 2 Schichtdicke (mm) bei 0,014 kp/cm2 : 0,74 0,34 bei 0,028 kp/cm2 : 0,56 0,74 Zugfestigkeit (g/76,2 mm) in Maschinenrichtung trocken: 3550 4200 in Querrichtung trocken : 1380 2600 2 Schichten 3 Schichten in Maschinenrichtung naß: 1090 830 in Querrichtung naß: 500 650 Dehnung (ß): 18 18 Absorptionsgeschwindigkeit (Sek.): 11,4 2,4 Absorptionskapazität (g/103 cm2) : 2,11 3,95 Handle-O-Meter (g) in Maschinenrichtung: 6,9 7,0 in Querrichtung : 5,2 8,3 Druckmodul: 345 329 Das zur Herstellung der Beispiele 3 und 4 verwendete Parallelogrammuster hatte eine Mustertiefe von etwa 1,8 mm, und die Breite der Stege betrug 0,5 mm. Die gegenüberliegenden spitzen und stumpfen Win-kel eines Parallelogramms betrugen 60 ° bzw. 120 0 Die Längen gegenüberliegender Seiten des Parallelogramms betrugen 3,18'mm und 6,35 mm.
- Beispiele 5 und 6 Es wurden die gleichen Basisbahnen und das gleiche Verfahren wie bei den Beispielen 1 und 2 verwendet, jedoch mit dem wellenförmigen Prägemuster gemäß Figur' 13. Die zwei-und dreischichtigen Tücher hatten folgende Eigenschaften: 2 Schichten 3 Schichten Basisgewicht (g/m2): 39,18 65w47 Schichtdicke (mm) bei 0,014 kp/cm2: 0,58 0,99 bei 0,028 kp/¢m2: 0,46 0,33 Zugfestigkeit (g/76,2 mm) in Maschinenrichtung trocken: 2500 2400 in Querrichtung trocken: 1300 2020 in Maschinenrichtung naß: 950 710 in Querrichtung naß: 420 580 Dehnung (%): 17 16 Absorptionsgeschwindigkeit (Sek.): 8,6 12,2 Absorptionskapazität (g/103 cm2): 2,09 4,43 Handle-O-Meter (g) in Maschinenrichtung: 5,7 7,8 in Querrichtung : 8,0 14,9 Druckmodul: 276 705 Das für die Beispiele 5 und 6 verwendete Prägemuster hatte eine Mustertiefe von etwa 1,27 mm und die Breite der Stege betrug 0,8 mm. Die sinusförmigen Teile der querverlaufenden Stege hatten parallel zur Achse der Prägerolle eine Länge von 10,67 mm. Die sinusförmigen Teile bestanden jeweils aus zwei Halbkreisen mit einem Radius von 2,29 mm zur Inneneeite des erhabenen Stegee und der maximale Abstand zwischen benachbarten Stegen betrug 4,57 mm.
- Das in der erfindungsgemäßen Weise hergestellte Material besitzt eine hohe Bauschigkeit, eine gute Absorptionsfähi'gkeit sowie eine hervorragende Weichheit. Die in den Beispielen'angegebenen Eigenschaften können je nach Ausbildung des PrEgemusters und der Zahl der Schichten im fertigen Produkt verändert werden. Bs se bemerkt, daß die mittlere Bahn bei den dreischichtigen Beispielen das Basisgewicht des fertigen Produktes gegenüber den zweischichtigen Beispielen vergröDert. Die höchste Bauschigkeit trat bei zweischichtigen Proben auf, wenn das Parallelogrammuster verwendet wurde, während bei den dreischichtigen Proben die höchste Bauschigkeit mit dem wellenförmigen Muster erreicht wurde.
- Die Zugfestigkeit wird hauptsächlich von dem Prägemuster beeinflußt. Es sei insbesondere bemerkt, daß die Festigkeit in Maschinenrichtung bei Verwendung des gleichen Musters bei den zwei und dreischichtigen Beispielen nur geringe Unterschiede aufweist, während die Festigkeit in Querrichtung bei drei Schichten bemerkenswert zunimmt. Dies liegt daran, daß die hoch dehnbare mittlere Bahn sehr wenig zur Bruchdehnungsfestigkeit der beiden äußeren Bahnen beiträgt. Die mittlere Bahn tragt jedoch zur Festigkeit in Querrichtung bei, weil die Dehnungseigenschaften in dieser Richtung bei allen Bahnen sehr ähnlich sind. Bei den in den Beispielen verwendeten Mustern wurde die geringste Zugfestigkeit mit dem wellenförmigen Muster erreicht.
- Einer der Hauptqualitätsunterschiede zwischen den zwei-und dreischichtigen Beispielen ist die wesentlich höhere Absorptionskapazität bei drei Schichten. Diese Kapazitätszunahme ist größer als man nach dem Unterschied der Basisgewichte annehmen könnte und rührt von dem Aufbau und der Bemessung des dreischichtigen Produktes her, d.h. durch die gegenüber den äußeren Bahnen stärker dehnbare ittelbahn wird bewirkt, das diese im nassen Zustand eine größere Dicke und Flüssigkeitsaufnahmekapazität besitzt als der zweischichtige Aufbau. Dadurch ist das dreiqchichtige Tuch in geringerem Maß einem Zusammenbruch ausgesetzt als ein Zweischichttuch, bei dem beide Schichten das gleiche Gewicht und die gleichen Dehnungseigenschaften aufweisen.
- Die Handle-0-Meter-Werte zeigen, daß die mit spiralförmigen Rippen hergestellten Beispiele einwenig steifer als die mit anderen Mustern hergestellten Beispiele sind. Auch die dreischichtigen Beispiele sind in der Querrichtung entgegen der Erwartung ein wenig steifer als die Zweischicht-Beispiele.
- Diese Werte liegen jedoch innerhalb des zum Abtrocknen geeigneten Schlaffheitsbereiches.
- Die zweischichtigen Beispiele sind etwas mehr kompressibel als die dreischichtigen Beispiele, wie die Werte für den Druckmodul zeigen. Die geringsten Werte wurden bei den Bei spielen mit Parallelogrammuster erreicht. Alle Werte liegen jedoch innerhalb des zum Abtrocknen gut geeigneten Bereiches.
- Außer dem Prägemuster und der Zahl der Bahnen in dem Produkt können dessen Eigenschaften auch durch Änderung der Prägedrücke und der Eigenschaften der äußeren Basisbahnen und der mittleren Schicht beeinflußt werden, beispielsweise das trockene Basisgewicht, die Feinheit der Kreppung, das Maß der Dehnbarkeit und die Zugfestigkeit. Beispielsweise wurden durch Vornahme dieser Änderungen zwei- und dreischichtige Produkte hergestellt, bei denen die Werte der Absorptionskapazität im Bereich von 2,0 bis 7,0 g/103 cm2 lagen. Zum Abtrocknen'ist ein Basisgewicht der äu'ßeren Bahnen im Bereich zwischen etwa 12 bis 25 g/m2 pro Bahn geeignet, wobei der bevorzugte Bereich zwischen etwa 15 bis 19 g/m2 liegt. Der brauchbare Bereich der Dehnbarkeit liegt in einem Bereich zwischen 15 und 45 , wobei ein Bereich zwischen 25 und 35 % zu bevorzugen ist. Bei Produkten, die aus mehr als zwei Bahnen bestehen, ist für die mittlereh Bahnen ein Basistrockengewicht im Bereich von etwa 8 bis 19 g/m2 und eine Dehnbarkeit zwischen 20 und 120 Vo brauchbar. Bevorzugte Bereiche liegen bei etwa 10 bis 14 g/m2 und 60 bis 80 % Dehnbarkeit. Die bevorZugten Bereiche für das-Trockenbasisgewicht und die Dehnbarkeit ergeben sich bei den fertigen Produkten wie folgt: 2 Schichten 3 Schichten Basisgewicht des fertigen Produkts gim2) 34 - 51 51 - 76 Dehnbarkeit (%): 5 - 25 5 - 25 Gemäß der Erfindung hergestellte Tücher zeichnen sich durch exakte Konturen der erhabenen Bereiche aus, die den Kanälen oder Vertiefungen des Prägemusters der Rollen entsprechen.
- Bei zum Abtrocknen oder für Wisohzwecke. bestimmten Büchern beträgt die gemessene Bauschigkeit der erhabenen Bereiche bei einem Zweischichtmaterial zwischen etwa 0,38 mm und 1 mm Dicke bei einem Druck oder einer Belastung von etwa 0,014 kp/cm2; bei einem Dreischichtmaterial für Handtücher oder Wischtücher kann die Bauschigkeit je nach Art der Schichten der Ausbildung der Prägungen und dergleichen bis zu 2 mm betragen. Der von den Prägerollen aufgebrachte Druck beträgt vorzugsweise zwischen 18 kg/cm und 54 kg/cm. Höhere Prägedrücke führen zu größerer Bauschigkeit, und aufgebauschte Bereiche beim fertigen Produkt zwischen etwa 0,5 und 1,3 mm werden im allgemeinen bevorzugt. Ein zu hoher Prägedruck kann zu einem Bruch der Bahn führen, weil dann die Bahn zu heftig in die Kanäle oder Vertiefungen der Prägerollen gedrückt wird. Eine Tiefe des Prägerollenmusters zwischen 0,76 und 2 mm ist im allgemeinen ausreichend, obwohl ein Bereich von 1 mm bis etwa 1,5 mm für Hand-bzw. Wischtücher vorzuziehen ist. Die Gummirolle sollte für ein gutes Zusammenwirken mit der Prägerolle eine Schichtdicke zwischen etwa 6 und 25 mm besitzen, wobei die bevorzugte Schichtdicke im Bereich von etwa 12 und 16 mm liegt. Die Härte solcher Rollen liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 30 bis 60 Shore Durometer A und vorzugsweise zwischen 35 und 45.
- Vorzugsweise wird zwischen den erhabenen Oberflächen der Prägerollen im Spalt ein vorgegebenes Spiel eingestellt, das ausreicht, um die erforderliche Klebverbindung der Schichten zu gewährleisten. Der Druckzuführungsbereich im Spalt entspricht den sich kreuzenden Bereichen der inneren Stege des Tuchmateriala. Die Stegbreite beträgt bei Herstellung eines Materials für Wischzwecke vorzugsweise zwischen etwa 0,25 und 1,3 mm, wobei eine Breite von etwa 0,75 mm optimal ist. Die Breite des aufgebauschten Bereiches betragt im allgemeinen wenigstens das Ein- oder Mehrfache der inneren Stegbreite, und der zusammengepreßte Bereich im Spalt würde daher maximal etwa 25 % der Gesamtflache betragen. In Abhängigkeit von-dem Prägemuster kann die aufgebauschte Flache 25 x so groß sein wie die Stegfläche, und die zusammengepreßte Kreuzungsfläche kann dann weniger als 1 der Tuchfläche sein.
- Die erfindungsgemäßen Produkte eignen sich gut für Wisch- und Handtücher, weil sie sehr absorptionsfähig, weich und fest sind. Übliche Papieraufgaben sind für diesen Zweck brauchbar. Um einige Eigenschaften zu ändern, beispielsweise den Weichheitsgrad, oder um beim Anfassen ein besonders angenehmes Gefühl zu erzeugen, können in Verbindung mit üblichen ,iolzpulpefasern!andere Basern verwendet werden. Beispielsweise können synthetischenFasern etwa 10 oder mehr Gew.% vQn kurzen RayonfaseSn beigemengt werden, um ein sich sehr weich anfühlendes Produkt zu schaffen.
- Zur Herstellung von Handtüchern, sanitären Binden und dergleichen können die obenbeschriebenen Verfahren geändert werden. Anstelle der beschriebenen Zuführung einer einzelnen Zellstoffbahn zu jedem der Gummi-Hetall-Walzenspalte (und zu dem Stahl-Stahl-Spalt bei dreischichtigen Produkten) können den Walzen spalten auch superponierte Bahnen zugeführt werden, und diese superponierten Bahnen können sich im Gewicht, in der Dehnbarkeit und dem Offenheitsgrad unterscheiden, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen. Demzufolge können die äußeren Schichten des Tuches oder die innere Schicht eelbst zusammengesetzt sein.
- Die für Wischzwecke bestimmten Tücher fassen sich in jedem Fall glatt an und besitzen ziemlich große bauschige Vorsprünge, die 50 oder mehr der gesamten Tuchfläche einnehmen; im allgemeinen ist bei Verwendung für Wiseh- und Handtücher die bauschige Flache wesentlich größer als die zusammengepreßte Fläche des gesamten Tuches, und zwar bis zu 25 x so groß wie die Pläche der inneren Stege, wie bereits oben erwähnt wurde.
- - Patentansprüche -
Claims (15)
- P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Mehrschichtiges Papiertuch, dadurch gekennzeichnet, daß »dieses äußere Schichten (1, 12) enthält, in die jeweils Stege (6, 15) und Vertiefungen (33, 34) so eingeprägt.sind, daß zwischen den Stegen bauschige Bereiche vorhanden sind, die weniger als die Stege beansprucht sind und bestrebt sind, sich zu dehnen rund dadurch eine Dehnung des Tuches sowie einen Verlust der Bauschigkeit zu verursachen, daß die einander zugekehrten Stege (6, 15) beider Bahnen (1, 12) sich kreuzen und die inneren Vertiefungen der jeweils anderen Bahn überbrücken, und daß zwischen den zusammentreffenden Stegen der Bahnen Mittel zur Vereinigung der Bahnen zu einem Tuch vorgesehen sind, die eine Dehnung der überbrückten Bereiche der Vertiefungen verhindern und die Dehnung des Tuches begrenzen.
- 2. Papiertuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet: daß das Tuch aus zwei Schichten (1, 12) besteht, deren innere Stege (6, 15) nur durch Klebstoff miteinander verbunden sind.
- 3. Papiertuch nach aspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als ilittel zur Vereinigung der beiden äußeren Bahnen (1, 12) wenigstens eine zwischen die Stege (6, 15) eingeführte weitere Bahn (22) dient, die mit dem Stegen der äußeren Bahnen verklebt ist.
- 4. Papiertuoh naoh einem der vorhergehenden Ansprche, dadurch zaekennzeichnet, daß die Stege. (6, 15) der Bahnen als Rippen ausgebildet sind, und daß die Vertiefungen sich fortlaufend als Begrenzungen der Rippen über die Breite der Bahn erstrecken.
- 5. Papiertuch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege als sich fortlaufend über die Breite der Bahnen erstreckende Rippen ausgebildet sind.
- 6. -Papiertuch nach Anspruch 4, dadurch zekennzeichnet, daß die Rippen sinusförmig sind, und daß in Längsrichtung der Bahnen die Vertiefungen zwischen den Rippen länger sind als die Stege (Figur 13, 15).
- 7. Papiertuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen individuelle Eindrückungen sind, die gesonderte Vorsprünge bilden, die sich von den Stegen des Tuches zur Tuchoberfläche erstrecken.
- 8. Papiertuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen Kanäle bilden, die sich vollstandig durch das Tuch erstrecken.
- 9. Papiertuch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen auf den äußeren Flächen des uches bauschige Bereiche bilden, deren Breite wenigstens gleich der Breite der Stege ist.
- 10. Papiertuch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bauchige Fläche insgesamt etwa 1 bis 25 x so groß wie die von den Stegen eingenommene Fläche ist.
- 11. Absorbierendes mehrschichtiges Material für Papiertücher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die -Breite der Stege zwischen etwa 0,25 und etwa 1,3 mm liegt.
- 12. Absorbierendes mehrschichtigeS Material für Papiertücher nach einem oder m-ehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tuchmaterial eine Gesamtdicke zwischen etwa 0,4 und 2 mm, ein Basisgewicht zwischen etwa 44 g/m2 und 76 g/m2 und eine Dehnung zwischen etwa 5 und 25 % besitzt.
- 13. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials für Papiertücher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Zellstoffbahn über eine erste Rolle mit nachgiebiger Oberfläche durch einen ersten Spalt geleitet wird, den die nachgiebige Rolle mit einer ersten Prägerolle bildet; so daß die Bahn eine aus Stegen und Vertiefungen bestehende Prägung entsprechend dem Muster auf der Rolle enthält, daß zugleich eine zweite Zellstoffbahn über eine zweite Rolle mit nachgiebiger Oberfläche durch einen zweiten Spalt geleitet wird, den die nachgiebige Rolle mit einer zweiten Prägerolle bildet, so daß auch die zweite Bahn eine aus Stegen und Vertiefungen bestehende Prägung entsprechend dem Muster auf der zweiten Prägerolle erhält, daß dann beide Bahnen gemeinsam, ohne daß sie die Prägerolle verlassen, durch den von den beiden Prägerollen gebildeten dritten Spalt geleitet werden, wobei die Pragerollen so in Drehung versetzt werden, daß sich im dritten Spalt die Stege der einen Pragerolle mit uen Stegen de anderen Prägerolle kreuzen, dß den Stegen wenigstens einer -der Bahnen vor Eintritt in den dritten Spalt ein Klebstoff zugeführt wird, so daß die einander zugekehrten Stege der beiden Bahnen im dritten Spalt an ihren Kreuzungsstellen miteinander verklebt werden.
- 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Bahn zwischen den beiden anderen Bahnen in den von den Prägerollen gebildeten dritten Spalt eingeführt; wird.
- 15.. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nachgiebige Rollen mit einer Shore Durometer A-Härte zwischen etwa 30 und 60 verwendet werden0 L e e r s e i t e
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