DE3216011A1 - Zusammenhaengende, geraffte nahrungsmittelhuelle - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

s Köln 41, Räderscheidtstr. 1

-. 11 -

Beschreibung

Die Erfindung richtet sich auf Nahrungsmittelhüllen aus Cellulose, insbesondere geraffte Hüllen, die auf einem hohlen rohrförmigen Kern in zusammengepreßter Form angeordnet sind, wobei durch hohe Verdichtungsbedingungen ein geraffter Hüllenstab entsteht, der erheblich größere zusätzliche füllbare Länge aufweist, dessen strukturelle Stabilität und Festigkeit verbessert ist und der als zusätzlichen Vorteil gegenüber den derzeit kommerziell erhältlichen Hüllen gegebener Größe auch für größere Stopftrichterdurchmesser als bisher möglich, verwendbar ist. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von gerafften Hüllenstäben, die in der Nahrungsmittelindustrie zur Herstellung von Wurstprodukten aller Größen eingesetzt werden. Besondere Vorteile bietet der erfindungsgemäße Gegenstand beim Stopfen von grobe Brocken enthaltenden Nahrungsmitteln, beispielsweise Fleischstücken.

Künstliche Nahrungsmittelhüllen werden in der gesamten Welt für eine Vielzahl von Fleischprodukten und anderen Nahrungsmitteln verwendet, beispielsweise für unterschiedliche Wurstsorten, Käserollen, Geflügelpasteten und dergleichen. Sie bestehen üblicherweise aus regenerierter Cellulose oder anderen Materialien auf Cellulosebasis. Es gibt verschiedene unterschiedliche Typen von Hüllen und Größen um den Anforderungen unterschiedlicher Nahrungsmittel zu genügen, die hergestellt werden mit oder ohne Trägermaterial. Hüllen mit Trägermaterial werden auch als faserige Hüllen bezeichnet, denn sie enthalten Fasergewebe oder Gewirke als Trägermaterial eingebettet in die Hüllenwand.

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Eine übliche Eigenschaft der zu verarbeitenden Nahrungs- ; mittel, insbesondere von Fleischerzeugnissen ist, daß ; sie eine Mischung aus infrage kommenden Bestandteilen ist, die üblicherweise auch als Emulsion bezeichnet wird. Diese Emulsion wird unter Druck in die Hüllen eingestopft und anschließend erfolgt die Weiterverarbeitung. Die Nahrungsmittel können gelagert und versandt werden in den Hüllen, es ist jedoch auch in einigen Fällen üblich, insbesondere bei Würstchen wie Frankfurtern, die Hüllen nach der Fertigstellung des Erzeugnisses wieder zu entfernen.

Die Bezeichnung Hüllen mit kleinen Durchmessern wird verwendet für Hüllen, die zur Herstellung von dünnen Würsten, wie Frankfurtern, dienen. Bereits der Name bringt zum Ausdruck, daß diese Nahrungsmittelhüllen in gestopftem Zustand einen geringen Durchmesser'haben, der im aufgeblasenen Zustand im allgemeinen im Bereich von etwa 13 mm bis etwa 40 mm liegt und die häufigsten verwendete Handelsform sind dünnwandige nicht verstärkte Schläuche sehr großer Länge. Um derartige Hüllen, die beispielsweise 20 bis 50 m lang oder noch länger sein können, vernünftig handhaben zu können, werden diese gerafft und zusammengepreßt zu Produkten, die üblicherweise geraffte Hüllenstäbe oder -stocke genannt werden und eine Länge von etwa 20 bis etwa 60 cm aufweisen. Raffvorrichtungen und geraffte Produkte dieser Art sind in den US-Patentschriften 2 983 949 und 2 984 574 beschrieben. Als großvolumige Nahrungsmittelhüllen werden üblicherweise Hüllen bezeichnet, die zur Herstellung größerer Nahrungsmitteleinheiten dienen, beispielsweise von Salami, Bologneser Würsten, Fleischpasteten, gekochten und geräucherten 'Schinkenteilen und dergleichen. Derartige Produkte weisen Hülldurchmesser von etwa 40 mm bis etwa 200 mm oder mehr auf. Im allgemeinen haben die dafür geeigneten Hüllen etwa die dreifache Wandstärke von Hüllen für schmale Produkte und sind mit in das Wandmaterial eingebetteten Fasern verstärkt, obwohl sie auch ohne solche Trägermaterialien hergestellt werden

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können. Lange Zeit wurden die Hüllen mit großen Durchmessern den Verarbeitern in flachgelegtem Zustand in vorgeschnittenen Längen von etwa 0,6 bis etwa 2,2 m geliefert. In jüngster Zeit wurden derartig großvolumige Hüllen, faserverstärkt oder auch nicht, in Form geraffter Stäbe geliefert, die bis zu etwa 65 m Hüllenlänge enthalten. In dieser Form ist ein Füllen auf Anlagen mit hoher Geschwindigkeit möglich.

Bei der Herstellung und Verwendung von künstlichen Nahrungsmittelhüllen ist die Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Hüllen wichtig. Die erfindungsgemäßen Cellulosehüllen in Stabform sollen einen Mindestfeuchtigkeitsgehalt von 13 Gew.%, bezogen auf Gesamthüllengewicht haben, der Feuchtigkeitsgehalt kann jedoch auch höher sein. Bei der Herstellung enger Cellulosehüllen aus regenerierter Cellulose wird der Feuchtigkeitsgehalt vorzugsweise auf den Bereich von etwa 14 bis etwa 18 Gew.%, bezogen auf Hüllengesamtgewicht eingestellt, um diese ohne Beschädigung füllen zu können. Dieser relativ enge Feuchtigkeitsgehaltsbereich ist wichtig, weil häufiges Reißen der Hüllen beim Stopfen festgestellt wurde, wenn der Feuchtigkeitsgehalt niedriger liegt. Aus einem höheren Feuchtigkeitsgehalt resultiert eine sehr starke Plastizität des Hüllenmaterials mit der Folge von überstopfen.

Die zuvor beschriebenen großvolumigen Hüllen wurden insoweit verbessert, daß geraffte und verdichtete Hüllenlängen erhältlich sind in vorgefeuchtetem oder vorgetränktem Zustand, so daß der lange Zeit übliche und problematische Schritt des Einweichens derartiger Hüllen unmittelbar vor dem Stopfen vermieden werden kann. Der Feuchtigkeitsgehalt derartiger großvolurniger Hüllen mit Faserverstärkung beträgt in gerafftem und vorgefeuchtetem Zustand üblicherweise von etwa 16 bis etwa 3 5 Gew.%, bezogen auf Gesamthüllengewicht.

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; - 14 -

j Der spezielle Feuchtigkeitsgehalt kann entsprechend den

j Anforderungen der Verwender ausgewählt werden. Wenn der

Feuchtigkeitsgehalt hoch ist und lange Lagerzeiten vor j

dem Stopfen möglich sind, sind Vorkehrungen gegenüber !

Schimmel- und Bakterienwachstum empfehlenswert. Eine mit j

den Erfordernissen der Erfindung in Übereinstimmung ste- j

hende Möglichkeit der Begrenzung des Einflusses des vor ι

;

ί oder während des Stopfens zugefügten Wassers besteht 'in ,

der Verwendung von Lösungen von Propylenglykol oder Glycej 10 rin. Diese wirken in den zu raffenden und zu verdichten- ' den Hüllen auch als Weichmacher und Feuchtmittel.

Die Technik des Raffens von Hüllen, die in den bereits
' genannten Patentschriften sowie auch in anderen Veröffent- .' J 15 lichungen beschrieben ist, umfaßt im allgemeinen das konti4

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j nuierliche Zuführen von Längen flacher Hüllen von einem j Lagerstock, beispielsweise einer Rolle in eine Raffvor- j richtung in der die Hülle mit Gas von geringem Druck, ! beispielsweise Luft, aufgeblasen wird. Die aufgeblasene : Hülle wird dann durch eine Reihe von Raffrollen geführt, ; die die Hülle falten gegen einen Anschlag oder auf einem
Raffdorn, bis eine vorgewählte geraffte Länge erreicht ist. Bei einer Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn, wie sie bei-r spielsweise in der US-Patentschrift 3 766 603 beschrieben i

ist, wird die geraffte Hülle dann gleichmäßig abgeführt j von dem Anschlag gegen den sie beim Raffen gepreßt wurde
und auf einen überstehenden Dornteil geschoben, auf dem \ die Verdichtung durch Zusammenpressen auf eine gewünschte j Stablänge erfolgt. Bei einer anderen Ausführungsform einer Raffvorrichtung, die in der US-PS 2 583 654 beschrieben
ist, wird der Raffdorn mit der gerafften Hülle in eine
andere Position geschwenkt, in der die Hülle auf die ge- , forderte Stablänge durch Zusammenpressen verdichtet wird. ' Bei üblichem normalen Verdichten resultiert eine Stablänge\ die zwischen etwa 1 % bis etwa 1,2 oder 1,3 % der ur- I sprünglichen Hüllenlänge liegen kann- In der US-Patent- ' schr_ift_2 001 461^_ist_ beispielsweise beschrieben, daß

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eine 1.006 cm lange Hülle in einen 10 cm langen Stab verkleinert wird. In dieser Patentschrift wird ferner vermutet, daß die niedrigste praktisch erreichbare Grenze des Packungsverhältnisses, d.h. des Verhältnisses von' Stablänge zur ursprünglichen Länge der Hülle wahrscheinlich in der Nähe von 1 : 130 liegt. In der Patentschrift wird jedoch nicht auf die Probleme bei der Herstellung hochverdichteter geraffter Hüllenstäbe handelsüblich einsetzbarer Länge· hingewiesen und auch die wesentliche Bedeutung des Durchmessers der Innenbohrung wurde nicht erkannt. Bei derartigen Überlegungen haben die Erfinder dieser Patentschrift jedoch die Probleme übersehen, die auftreten, wenn man derartig stark verdichtete geraffte Hüllenstäbe von handelsüblicher Länge herstellen will und ebenfalls unbeachtet geblieben ist der wichtige Faktor der Größe der offenen Innenbohrung des gerafften und verdichteten Stabes.

Die Verhältnisse von Originalhüllenlänge zur Länge der gerafften Stäbe lagen in der Vergangenheit in der Größenordnung von 70 bis 100. Dieses Verhältnis wird als Pakkungsverhältnis bezeichnet und ist der Kehrwert des in der US-Patentschrift 2 001 461 angegebenen Verhältnisses.

Die Packungseffizienz ist eine andere Möglichkeit quantitativ das Ausmaß, mit dem die ursprüngliche Hüllenlänge zu einem gerafften Stab verkürzt wird, auszudrücken. Die Packungseffizienz ist definiert als das Verhältnis vom Volumen der gerafften und verdichteten Hülle einer Einheitslänge dividiert durch das Volumen der gleichen Einheitslänge, das durch das feste Hüllenmaterial eingenommen wird und es kann bestimmt werden durch die nachfolgende Formel:

ο -ι .-- ~ ■·< ZiUU!

PE =

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L χ (2 χ FW χ t )

in der bedeuten:
PE =

^Lc ^{= L}s = FW =·

4 (OD - ID )

Packungseffizienz

Hüllenlänge

Länge des gerafften Breite der flachliegenden Hülle Wandstärke der Hülle

OD = Außendurchmesser des gerafften Hüllenstabes

ID = Durchmesser der Innenbohrung des geraff- ', ten Hüllenstabes ^:

Diese Berechnung berücksichtigt automatisch das spezifische Gewicht und/oder die Dichte des Hüllenmaterials selbst. Die Formel zeigt, daß die Packungseffizienz das Verhältnis des Volumens der flachliegenden Hülle, das im gerafften Hüllenstab enthalten ist, dividiert durch das Volumen eines hohlen Zylinders der gleichen Größe des gerafften Hüllenstabes ist. Das Ausmaß mit dem die Packungseffizienz ansteigt ergibt sich durch die Annäherung des Wertes gegen 1.

Nachdem das Packungsverhältnis das Verhältnis von L zu

L ist, läßt sich die Packungseffizienz auch ausdrücken s

durch

PE = (Packungsverhältnis)

2 χ FW χ t

(OD² - ID²)

Es ist ersichtlich, daß für eine gegebene Packungseffizienz das Packungsverhältnis des gerafften Stabes sich ändert mit der Differenz zwischen Außendurchmesser und dem Durchmesser der Innenbohrung des Stabes für eine gegebene Hüllengröße.

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Die Formel zeigt, daß für eine vorgegebene Packungseffizienz das Packungsverhältnis sich ändert in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Durchmesser der Innenbohrung des Hüllenstabes für eine vorgegebene Hüllengröße. Weil der äußere Durchmesser zwangsläufig begrenzt ist durch die Breite der flachliegenden Hülle (FW), die zur Stabbildung verwendet wird, bewirkt eine Vergrößerung der Differenz der Durchmesser um das Packungsverhältnis zu erhöhen zwangsläufig eine Verringerung des Durchmessers der Innenbohrung des Stabes. Aus dem gegenläufigen Einfluß der Vergrößerung des Pakkungsverhältnisses und der Maximalisierung des Durchmessers der Innenbohrung ergibt sich, daß eine maximale Packungseffizienz bei gegebenem Packungsverhältnis erreicht wird, wenn der Durchmesser der Innenbohrung des Stabes möglichst groß ist.

Es ist üblicherweise erwünscht einen möglichst großen Stopftrichter oder Füllhorn (innere Querschnittsfläche) für eine vorgegebene Hüllengröße zu verwenden, um einen möglichst großen Durchgang mit möglichst geringem Stopfdruck zu erreichen. Ein weiterer Grund des Fülltrichters möglichst groß auszuwählen ist die Gefahr des sogenannten Ausfettens. Ausfetten ist eine Erscheinung, die auftritt, wenn die Fleischemulsion durch den Stopftrichter mit hohen S'chergeschwindigkeiten bewegt wird, so daß die Emulsion zusammenbricht und Fett und Wasser sich trennen. Wasser und Fett reichern sich dann zwischen der Oberfläche des fertigen Wursterzeugnisses und der Cellulosehülle während der Weiterverarbeitung an und ergeben ein nicht zufriedenstellendes Erzeugnis, das ein unerwünschtes Aussehen aufweist. Die Schergeschwindigkeit fällt ab mit steigendem Innendurchmesser des Fülltrichters.

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j Die Fortschritte bei der Technik des Raffens wurden bisher darin gesehen, Hüllenstäbe herzustellen, die kontinu- . ierlich entrafft und gestopft werden können auf Stopfein- · richtungen ohne das mechanische Beschädigungen oder Ab-

risse auftreten, um auf diese Weise eine kontinuierliche _;

ι Verarbeitung zu sichern. Die Stäbe selbst haben eine aus- ;

; reichende strukturelle und mechanische Festigkeit und '

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! einen Zusammenhalt, der die Beanspruchungen beim Packen, ;

J Lagern und Anbringen an den Stopfeinrichtungen genügt. ;

Zusätzlich ist es jedoch wünschenswert, die Verdichtung ■

j von Hüllen bei gegebener Stablänge technisch so auszu- j

führen, daß die Verwendung von Stopftrichtern mit dem !

maximal möglichen Durchmesser zu erreichen. i

Ein solch idealer Hüllenstab ist ein solcher mit einem j

hohen Zusammenhalt, der eine möglichst große Hüllenlänge j

pro Gradlängeneinheit aufweist (hohes Packungsverhältnis) ;

bei gleichzeitig großem Durchmesser der Innenbohrung des j Stabes (hohe Packungseffizienz).

In der US-PS 3 528 825 ist beschrieben wie man die bekann-: ten Packungsverhältnisse und Packungseffizienz berechnen

kann. Es ist angegeben, daß ein geraffter Hüllenstab der

30 m Hüllenlänge mit einem Durchmesser im aufgeblasenen j

Zustand von 1,75 cm und einer Wandstärke von 0,0254 mm J

gerafft wird zu einem Stab mit einem Außendurchmesser von ^!

2,22 cm und einem Innenbohrungsdurchmesser von 1,27 cm, ' wobei der Stab eine Länge von 41,28 cm aufweist. Unter

Verwendung der vorstehenden Daten und der angegebenen ; Formel für die Packungseffizienz beträgt diese für den

bekannten Stab 0,374. Das Packungsverhältnis dieses be- ,

kannten Stabes betrug 70 (30 m Hülle gerafft und verdich- j

tet zu einem Stab von 41,28 cm). j

Der Zusammenhalt des Stabes wurde bestimmt durch Messung ι

des Biegemoments oder der Biegesteifigkeit in N χ m bei >

dem der Stab bricht. Der Hüllenstab wird aufgelegt auf !

3 5 zwei mit V-förmigen Kern versehene Trägerbacken, die auf j

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einer Grundplatte in einem Abstand D befestigt sind, der etwa 80 bis 90 % der Stablänge des zu prüfenden Stabes ausmacht. Ein Druckteil mit einem V-förmigen Stempel in einem Abstand von weniger als 10,16 cm wird zentrisch auf die Oberseite des Hüllenstabes gesenkt. Ein nach unten gerichteter Druck wird durch das Druckglied ausgeübt, das gleichzeitig mit einem Druckmeßinstrument verbunden ist. Der Druck wird langsam gesteigert bis der Stab bricht. Die dafür erforderliche Kraft P in Newton wird aufgezeichnet. Das Biegemoment in Newton χ cm bei Bruch ist gleich P/2 χ 5,08 cm. Das ist die erforderliche Kraft P, die ein Biegemoment ausübt, das zum Brechen des Stabes ausreicht. Ein Zusammenhalt von mindestens 0,135 N χ m ist erforderlich und ein Zusammenhalt von mindestens 0,282 N χ m ist besonders geeignet und bevorzugt.

Weil das Verhältnis des Durchmessers der Innenbohrung von Hüllenstäben zum Durchmesser des Stopftrichters für die Brauchbarkeit eines Hüllenstabes von Bedeutung ist, wurde zur Messung ein sogenannter Freifalltest (drop fit Test) entwickelt für die Prüfung von gerafften Hüllenstäben. Um das Aufbringen eines gerafften Hüllenstabes auf einen Stopftrichter zu simulieren und dabei den effektiven Durchmesser der Innenbohrung des gerafften Stabes zu messen, wird bei der Prüfung der geraffte Hüllenstab oberhalb des Endes eines senkrechten Stabes aus rostfreiem Stahl angeordnet, wobei der Stab länger ist als die Länge des Hüllenstabes und anschließend der Stab in freiem Fall unter seinem eigenen Gewicht über den Metallstab gleiten lassen bis er vollständig an das untere Ende des Stabes gelangt. Der Prüfstab kann senkrecht auf einer Platte angeordnet sein. Der zu prüfende Stab wird über das obere Ende gehalten und dann losgelassen. Wenn der Stab bis auf die Halteplatte fällt, ist der Test positiv.

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Verschiedene Stäbe sind vorhanden mit einer Abstufung des Durchmessers von 0,25 mm und für verschiedene Hüllengrößen werden auch Stäbe mit einer Abstufung von 0,05 mm verwen- ί det. Der zu prüfende Hüllenstab wird mit jedem Teststab beginnend mit dem kleinsten Durchmesser geprüft bis der Stab nicht mehr frei über die gesamte Länge des PrüfStabes gleitet. Der größte Stabdurchmesser der noch einen freien Fall über seine gesamte Länge ermöglicht, ist der effek- j tive Durchmesser der Innenbohrung des gerafften Stabes, ' auch der Anbringdurchmesser genannt.

Bei der Herstellung geraffter Stäbe aus Cellulosehüllen variiert der Durchmesser der Innenbohrung der einzelnen Stäbe geringfügig wegen der Unregelmäßigkeiten der Falten. 15 Aus diesem Grunde ist es notwendig, eine Vielzahl von gerafften Stäben, beispielsweise mindestens zehn jeweils auszuprüfen und den arithmetrischen Mittelwert für die Gruppe zu bestimmen, um den Anbrxngbarkextsdurchmesser des Fülltrichters festzulegen. Wie zuvor beschrieben, kann dieser Durchmesserwert mit einer Genauigkeit von 0,025 mm bestimmt werden. Wenn beispielsweise ein Mindestdurchmesser von 1,245 cm erforderlich ist, der Mittelwert der geprüften Stäbe jedoch 1,242 mm beträgt, ist diese Stabgruppe nicht brauchbar, denn eine erhebliche Anzahl von Stäben dieser Gruppe mit einem Mittelwert von 1,242 cm würde bei einem Fülltrichterdurchmesser von 1,245 cm sich als unbrauchbar erweisen.

Einer der wichtigsten Faktoren beim Raffen von Hüllen mit kleinen Durchmessern ist der Zusammenhalt, d.h. die Stabilität des gerafften Stabes als -selbststabilisierter Gegenstand (self sustaining article). Der Zusammenhalt des Stabes ist besonders wichtig für die Brauchbarkeit derartiger Stäbe für automatische Stopfanlagen, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Frankfurtern und vergleichbaren Nahrungsmitteln verwendet werden. Eine Beschädigung oder ein I Riß in der gerafften Hülle vor dem Aufbringen auf den ί

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Stopftrichter macht den Stab für automatische Stopfeinrichtungen unbrauchbar. Jede Behandlung der schlauchform!-j gen Nahrungsmittelhülle beim Raffen zu Stäben darf den Stabzusammenhalt und seine Stabilität nicht gegenteilig beeinflussen, sondern sollte den Zusammenhalt verstärken.

Es wurden in der Vergangenheit erhebliche Anstrengungen der einschlägigen Industrie zur Herstellung von schlauchförmigen Hüllen mit engen Durchmessern unternommen, insbesondere zur Entwicklung von Systemen zur Herstellung von Hüllenstäben hohen Zusammenhalts. Eine chemische Behandlung ist beispielsweise in der US-Patentschrift 4 137 947 beschrieben.

Beim üblichen Raffen auf modernen Raffeinrichtungen werden geraffte Hüllenstäbe hergestellt mit einer erkennbaren Abweichung des Winkels zwischen einer Ebene senkrecht zur Stabachse und einer" Ebene durch die Raffalten. Dieser Winkel wird der Faltenwinkel genannt. Ein auf bekannte Weise geraffter Stab, ohne das erfindungsgemäße Kernteil weist einen Faltenwinkel und einen Zusammenhalt und eine strukturelle Festigkeit auf, die erheblich größer ist als die eines Stabes der gleiches Größe bei dem beim Raffen die Falten senkrecht zur Längsachse des Stabes stehen, weil die gesamte Stablänge sich so verhält wie ineinander gesteckte Konen.

Es wurde gefunden, insbesondere bei Hüllen mit engen Durchmessern, die zur Herstellung von Frankfurter Würstchen dienen, daß beim üblichen Raffen ohne Kern, beim Versuch das Packungsverhältnxs durch Verdichten zu maximalisieren der Zusammenhalt und die. strukturelle Festigkeit des verdichteten Stabes zurückgehen, bis zu einem Punkt an dem der Stab unbrauchbar wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Stab leicht zerbrechlich wird und deshalb nicht auf Fülltrichtern angebracht werden kann. Es wird angenommen, daß diese Wirkung auftritt, wenn hohe längsgerichtete Verdxchtungskräfte dazu tendieren, die Geometrie

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ineinandersteckender Konen, die beim Raffprozeß hergestellt wurde, auszuweiten.

Es wurde ebenso gefunden, daß beim Raffen schlauchförmiger Hüllen aus flachliegenden Schläuchen zu einem gefalteten . und verdichteten Stab, wie zuvor beschrieben, starke radial nach innen wirkende Kräfte auftreten innerhalb des Stabes,! wenn eine hohe Packungseffizienz erreicht wird. Die Größe , dieser starken Kräfte wurde nicht beachtet bis geraffte | Hüllenstäbe erfindungsgemäß auf Kernen hochverdichtet wur-; den. Es wurde gefunden, daß sich selbst bei im wesent- ! liehen festen Kernen der Durchmesser der Innenbohrung mit ! der Zeit etwas verringert.■Es war bekannt, daß sich der j Durchmesser der Innenbohrung von üblicherweise gerafften j Hüllenstäben (ohne rohrförmigen.Kern) stark verringert

nach dem Abziehen vom Raffdorn, unmittelbar nach dem Verdichten und eine zusätzliche graduellere Verringerung im
Laufe von ein oder mehrerer Wochen nach dem Abziehen
auftritt. Die Größe dieser Kräfte, die den Durchmesser- j verlust hervorruft war bis zum Zeitpunkt der vorliegenden j Anmeldung unbeachtet geblieben. Es wurde ferner gefunden, ! daß die Größe der radial nach innen wirkenden Kräfte pro- , portional ist, den längsgerichteten Verdichtungskräften j mit denen der Stab unmittelbar vor dem Abziehen verdichtetwurde. Die Abhängigkeit ist so, daß die radialen nach in- j nen wirkende Kräfte größer werden mit steigenden Längs- [ Verdichtungskräften.

In der britischen Patentschrift 1 167 377 ist ein geraffter Hüllenstab aus einer schlauchförmigen Hülle beschrieben, der von einem Stab getragen wird, der so geformt und
dimensioniert ist, daß er auf einen Stopftrichter paßt.

In der Patentschrift ist angegebenen, daß der Stab durch Reibungskräfte auf dem Kern fest sitzt, um ein Abgleiten und Auseinanderfallen zu vermeiden. Es ist weiterhin angegeben, daß der Kern aus jedem gewünschten Material hergestellt werden kann, beispielsweise aus Kunststoffen oder dünner Pappe. Eine speziell beschriebene Ausführungsform besteht aus einem extrudierten Zylinder mit einer Wandstärke von 0,2 5 mm aus Polyvinylchlorid. Die in dem -Patent beschriebenen Gegenstände wurden in den Handel gebracht in Form von Schlauchfolien aus Polyvinylidenchlorid, gerafft auf Kernen aus Celluloseacetat mit einem Innendurchmesser von 2,50 cm und einer Wandstärke von 0,29 mm.

Die Lehre des britischen Patentes wurde jedoch nie für geraffte schlauchförmige Cellulosehüllen verwendet. Unabhängig von der Lehre der britischen Patentschrift ist die Verwendung von hohlen Kernen oder Innenrohren als Träger für geraffte Hüllen mit großen Durchmessern seit vielen Jahren bekannt. Alle die bekannten Fälle der Anwendung eines Kernes bei gerafften Cellulosehüllen dienten jedoch dazu, die Integrität und das Wachsen während des Einweichens zu verringern. Für Hüllen mit kleinen Durchmessern wurden Stäbe verwendet zum Versenden und Handhaben zu einer Zeit vor dem Herstellen von zusammenhängenden Hüllenstäben. Die gerafften Hüllen wurden von den Stäben auf Fülltrichter zur Verwendung übergeschoben oder überführt.

In den zurückliegenden Jahren wurde bei Nahrungsmittelhüllen aus Cellulose die Verwendung von Innenrohren zum Stützen und Tragen der Hüllen nicht mehr angewandt, sondern äußerer Stütz- und Trägereinrxchtungen wie Netze und Schrumpffolien wurden für mittelgroße und große Hüllen verwendet. Enge Hüllen werden als zusammenhängende Stäbe ohne Trägermaterial verwendet.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gerafften,' Hüllenstab hohen Zusammenhalts zu schaffen bei dem eine j geraffte Nahrungsmittelhülle, auf ein höheres Packungsverhältnis als bisher bekannt verdichtet ist, wobei ein akzeptabler Durchmesser der Innenbohrung des Stabes auf- ί recht erhalten werden soll, um eine hohe Packungseffizienz! zu erreichen. >,

Diese Aufgabe wird gelöst durch die geraffte Nahrungsmittelhülle und das Verfahren zu ihrer Herstellung gemäß den Patentansprüchen.

Ein besonderer Vorteil der gerafften Nahrungsmittelhüllen stäbe ist ihre hohe Dichte und die strukturelle Ausbildung, die einen guten Zusammenhalt ergibt und die einen breiten Einsatz für Hüllen aller Größen und Sorten in der Nahrungsmittelindustrie ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Nahrungsmittel hüllen ist ihr hohes Packungsverhältnis in Kombination mit einer Packungseffizienz, die beide wesentlich höher sind als sie bis zum Prioritätstage der vorliegenden Anmeldung erreichbar waren, wobei gleichzeitig ein hoher Grad strukturellen Zusammenhalts und Festigkeit vorhanden ist.

Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung liegt . >

ί darin, daß die mit Kernen versehenen, gerafften Hüllen- j stäbe hoher Dichte einen Kern aufweisen, dessen physika- j lische Eigenschaften derart sind, daß sie den hohen radial!¹

nach innen wirkenden Hüllenausdehnungskräften standhalten,j wenn die schlauchförmige Hülle nach dem Raffen zu einem

hohen Packungsverhältnis verdichtet wird.

j Die Erfindung schließt auch ein Verfahren zur Herstellung der mit Kernen versehenen gerafften Nahrungsmittelhüllen in Stabform ein, bei dem die bekannten Raffvorrichtungen j 35 mit geringen Anpassungen verwendet werden können.

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Die erfindungsgemäßen, mit Kernen versehenen, gerafften Hüllen hoher Dichte in Stabform können in speziellen Standardgrößen für alle Hüllendurchmesser hergestellt werden und sind auf Stopftrichter mit größeren Durchmcssern als bisher bekannt, aufsetzbar. Durch die Erfindung wird die Stopftechnik von Nahrungsmitteln in Hullenfo.ua für alle erhältlichen Hüllen verbessert. Ein wichtiger Punkt der Erfindung liegt darin, daß bei einer Ausführungsform der Kern der kerngestützten hochver-

dichteten Hüllenstäbe selbst bei der Montage zu einem Teil! der Stopfvorrichtung wird.

Die Erfindung schafft hochverdichtete geraffte Nahrungsmittelhüllen in Stabform mit Kernen, bei denen der Kern wahlweise als Trägerrohr zum Aufschieben auf den Fülltrichter einer Stopfvorrichtung oder alternativ als Fülltrichter oder Stopfhorn selbst dienen kann, je nach Größe und Ausbildung des Kernteils. Bei Verwendung des rohrförmigen Kerns als Stopftrichter werden zusätzliche Teile auf dem Kern an passender Stelle innerhalb eines entrafften Hüllenteils aufgebracht.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die gerafften Hüllenstäbe eine größere Innenbohrung und ein höheres Packungsverhältnis aufweisen als die bisher bekannten Produkte ohne Kern.

Zu den Vorteilen ist ferner zu rechnen, daß der Kern der stark verdichteten gerafften Nahrungsmittelhüllenstäbe in bestimmten Fällen den Fülltrichter der Stopfmaschine ersetzen kann und so zu einem Verbrauchsteil der Stopfmaschine wird.

Im Gegensatz zu der bisherigen Verwendung von Kernen wurde nunmehr gefunden, daß bei der Erfindung die Kerne so ausgebildet sind, daß sie der Wirkung der radial nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräfte in einem sol-

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chen Ausmaß widerstehen, daß nicht nur Packungsverhältnisse erreicht werden, die wesentlich höher sind als bis- ' her bei gerafften und verdichteten Hüllenstäben, die unter gleichen Bedingungen ohne Stab gerafft und verdichtet wurden, sondern daß diese höheren Packungsverhältnisse auch erreicht werden mit Hüllenstäben, die eine gleiche oder sogar größere Innenbohrung aufweisen als es unter vergleichbaren Bedingungen mit gerafften Hüllenstäben ohne Kerne überhaupt möglich ist. Dies steht im Gegensatz zu den Erwartungen der Fachwelt, denn diese erwartete, das durch den Platzbedarf der Kerne die effektive Größe der Innenbohrung des Hüllenstabes verringert sein würde. Es wurde ferner erwartet, daß die Verwendung eines Kerns ^: das Packungsverhältnis negativ beeinflußt. Im Gegensatz zu diesen Erwartungen wurde überraschend gefunden, daß , bei den erfindungsgemäßen Nahrungsmittelhüllen ein wesent-! lieh höheres Packungsverhältnis erreicht werden kann, ; ohne daß die Größe der verwendbaren Innenbohrung verrin- j

gert ist. Gleichzeitig resultiert aus der erfindungsge- ■

mäßen Ausführung ein geraffter Nahrungsmittelhüllenstab, !

der eine höhere Packungseffizienz aufweist als die I

Packungseffizienz von gerafften Stäben ohne Kern. Ein j zusätzliches Merkmal der erfindungsgemäßen Gegenstände ist ihre verbesserte strukturelle Festigkeit und ihr höhe-;

I rer Zusammenhalt. ι

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die i besonders geeignet ist zur Verwendung in Stopfvorrichtun- i gen zum Verpacken von grobstückigen Fleischartikeln wie ί ausgebeinten Schinken und dergleichen, dient der Kern des ί erfindungsgemäßen Gegenstandes selbst als Stopftrichter. j Bei einder anderen Ausführungsform der Erfindung kann der j rohrförmige Kern wahlweise verwendet werden als, Trägerrohr zum Überstreifen über den Fülltrichter einer Stopfvorrich-j tung oder alternativ als Stopftrichter selbst, wobei Auf- ! Weiteinrichtungen (casing means) der einen oder anderen Art auf den Kern im Inneren eines entrafften Teils der

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1

- 27 Hülle angeordnet werden.

Gegenstand der Erfindung ist die Kombination eines rohrförmigen Kerns mit einer gesteuert befeuchteten Nahrungsmittelhülle aus Cellulose mit einem Mindestfeuchtigkeitsgehalt von etwa 13 Gew.%, bezogen' auf das Gesamtgewicht der Hülle, wobei die Hüllenlänge gerafft und hochverdichtet ist auf dem Kern zu einem hohen Packungsverhältnis und einer Packungseffizienz nicht kleiner als etwa 0,5 und das Packungsverhältnis und die Packungseffizienz größer sind als die einer gerafften Hülle gleicher Länge, die unter gleichen Raff- und Verdichtungsbedingungen ohne Kern hergestellt wurde. Die nach innen wirkenden Hüllenausdehnungskräfte werden durch den Kern aufgefangen. Der rohrförmige Kern hat einen Außenumfang der größer ist als der Umfang der Innenbohrung, den die gleiche Hülle haben würde, wenn sie gerafft und hochverdichtet wird ohne den Kern. Ein anderer Gesichtspunkt der erfindungsgemäßen Kombination ist der, daß der Kern ausreichend fest ist, um Verformungen und Verringerungen seiner Innenbohrung infolge der nach innen wirkenden Hüllenausdehnungskräfte zu widerstehen. Beim Vergleich zwischen gerafften und verdichteten Hüllen mit und ohne Kern haben die Hüllen ohne Kern keine äußeren Begrenzungen in Längsrichtung.

Wenn bei der Beschreibung der Ausdruck verwendet wird gleiche Raff- und Verdichtungsbedingungen bedeutet dies, daß im wesentlichen die gleichen Raffeinrichtungen und Raffverfahren sowie Verdichtungsbedingungen verwendet werden und auch die Länge des Stabes nach dem Verdichten bzw. die zum Verdichten aufgewandte Kraft gleich sind. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß eine Packungseffizienz von 0,6 und höher erreicht.

' Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist

die zusammenhängende geraffte Nahrungsmittelhülle nach ι dem Freifalltest oder der Anbringungsprüfung im Kern j einen Innenbohrungsdurchmesser auf, der mindestens so 5 groß ist wie der Durchmesser der Innenbohrung, den die j gleiche Hülle haben würde ohne Kern wenn sie unter gleichen Raff- und Verdichtungsbedingungen in Stabform gebracht würde, jedoch ohne den Kern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform für enge und verstärkte Cellulosehüllen, die im aufgeblasenen Zustand einen Durchmesser kleiner 40 mm aufweisen erfolgt die Verdichtung auf ein Packungsverhältnis von mindestens 100.

; Die Erfindung schließt auch ein Verfahren zum Herstellen j 15 zusammenhängender geraffter Nahrungsmxttelhüllenstäbe j ein, die hochverdichtet sind und einen Kern aufweisen. Dieses Verfahren weist folgende Schritte auf:

ί a) Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes einer Nahrungsmittelhülle aus Cellulose mit einer bestimmten Länge auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 13 Gew.%,

bezogen auf Hüllengesamtgewicht,
j b) Aufschieben des Hülleninneren der Cellulosehülle über

j das erste Ende eines Dorns dessen anderes Ende auf einem ι

Teilstück einen geringeren Durchmesser als das erste Ende

25 des Dorns aufweist,

c) Raffen des Cellulosehüllenstückes auf dem Dorn,

d) Anordnen eines hohlen Kerns koaxial und angrenzend an das Endstück des Dornteils mit verringertem Durchmesser, wobei der Kern ausreichend fest ist, um Verformung und Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte infolge des Verdichtens zu widerstehen,

e) gleichmäßiges Weiterschieben der gerafften Hülle auf den Dorn bis auf die Außenseite des koaxial auf "dem Dorn

35 angeordneten Kerns und

f) Verdichten der gerafften Hülle auf ein hohes Packungs-

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verhältnis und zu einer hohen Packungseffizienz unter Erzeugen von nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräften.

Bei einer anderen Verfahrensführung wird der Feuchtigkeitsgehalt der Cellulosenahrungsmittelhülle auf mindestens etwa 13 Gew.%, bezogen auf Gesamthüllengewicht eingestellt, dann das Hülleninnere der Nahrungsmittelhülle über das erste Ende eines Dorns geschoben und die Hülle auf dem Dorn gerafft und verdichtet. Es wird dann ein hohler Kern

10 angeordnet, vorzugsweise koaxial zur und angrenzend an

das zweite Dornende, wobei der Kern ausreichend fest ist, um die Verformung und die Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte infolge des Verdichtens zu widerstehen. Die

15 geraffte und verdichtete Hülle wird dann gleichmäßig

vom zweiten Ende des Dorns auf die Außenseite des Kerns weitergeschoben unter Erzeugung eines hohen Packungsverhältnisses und einer hohen Packungseffizienz, wobei sich nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte entwickeln,

20 um die Innenbohrung des gerafften Stabes zu verringern.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird

a) der Feuchtigkeitsgehalt eines Nahrungsmittelhüllenstückes aus Cellulose auf- mindestens 13 %, bezogen auf

25 Hüllengesamtgewicht eingestellt,

b) das Hülleninnere der Cellulosehülle über das erste Ende eines Dorns geschoben,

c) die Hülle auf dem Dorn gerafft,

d) dann ein hohler Kern der ausreichend fest ist, um Verformung und Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte infolge: des Verdichtens.zu widerstehen; angeordnet wird,

e) die geraffte Hülle vom zweiten Dornende auf die Außenseite des Kerns weitergeschoben wird und

f) weiteres Verdichten der gerafften Hüllenlänge auf dem Kern zu einer"hohen Packungseffizienz und auf ein hohes Packungsverhältnis erfolgt, wobei nach innen gerichtete

J L. 11 U ^ J 1

Hüllenausdehnungskräfte entwickelt werden. Bei dieser
Verfahrensführung ist der Kern vorzugsweise auf einem
zweiten Dorn angeordnet und die geraffte Hülle wird zum ; endgültigen Verdichten auf den auf einem zweiten Dorn
angeordneten Kern weitergeschoben. Weiterhin kann die
von einem Dorn getragene geraffte Hülle zunächst in
eine zweite Stellung geschoben werden ehe sie vom zweiten _: Ende des Dorns auf den Kern überführt wird. Der Kern· ist
vorzugsweise koaxial mit und angrenzend an das zweite ^: Dornende angeordnet.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt folgende Schritte zur Herstellung des hoch-' verdichteten Nahrungsmittelhüllenstabes mit einem Kern: j a) Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes eines Nahrungs- j mittelhülle aus Cellulose auf mindestens 13 Gew.%, bezogen' auf Gesamthüllengewicht, j

b) Anordnen eines hohlen Kerns, der ausreichend fest ist, j um Verformung und Verringerung des Durchmessers seiner ι

Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdeh- j nungskräfte beim Verdichten zu widerstehen,

c) Anordnen eines Dorns und Längsaufschieben des Kerns , auf den Dorn ;

d) in Längsrichtung Aufschieben des Hülleninneren der !

Cellulosehülle auf die Außenseite des Kerns, \

e) Raffen der Cellulosehülle auf den Kern und den Dorn, .

f) Verdichten der gerafften Nahrungsmittelhülle auf den
Kern auf ein hohes Packungsverhältnis und zu einer hohen
Packungseffizienz unter Entwickeln von nach innen gerich-

30 teten Ausdehnungskräfte und

g) Abnehmen des gerafften und hochverdichteten Nahrungsmittelhüllenstabes mit Kern vom Dorn durch Abziehen in
Längsrichtung.

Die Arbeitsweise kann auch folgende Schritte aufweisen: a) Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes eines Cellulosenahrungsmittelhüllenstückes auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 13 Gew.%, bezogen auf Hüllengesamtgewicht, b) Aufschieben des Hülleninneren der Cellulosehülle über das erste Ende eines Dorns,

c) Raffen der Cellulosehülle auf dem Dorn,

d) Verdichten der gerafften Hülle auf dem Dorn auf ein hohes Packungsverhältnis und zu einer hohen Packungs-

10 effizienz,

e) Anordnen eines hohlen Kerns, der ausreichend fest ist, um Verformung und Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte infolge des Verdichtens zu widerstehen und

f) Weiterschieben in Längsrichtung der verdichteten gerafften Nahrungsmittelhülle vom ersten Dornende auf die Außenseite des Kerns, wobei ein hohes Packungsverhältnis und eine hohe Packungseffizienz eingestellt werden unter Entwickeln von nach innen gerichteten Hüllenausdehungskräften, während die Innenbohrung des gerafften Stabes verkleinert.

Eine weitere Schrittfolge ist wie folgend:

a) Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes eines Nahrungs-

mittelhüllenstückes aus Cellulose auf mindestens 13 Gew.%, bezogen auf Hüllengesamtgewicht,

b) Aufschieben des Hülleninneren der Cellulosehülle über das erste Ende eines Dorns,

c) Raffen der Cellulosehülle auf dem Dorn,

d) Anordnen eines Kerns, der ausreichend fest ist, um Verformung und Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte infolge des Verdichtens zu widerstehen, e) Schieben der vom Dorn getragenen gerafften Nahrungsmittelhülle in eine zweite Stellung, vorzugsweise in linearer und koaxialer Übereinstimmung mit dem Kern,

f) Weiterschieben des gerafften Hüllenstückes vom ersten ■ Ende des Doms auf die Außenseite des Kerns und '

g) weiteres Verdichten der gerafften Nahrungsmittelhülle j auf dem Kern zu einer hohen Packungseffizienz und auf :

ein hohes Packungsverhältnis unter Entwicklung von nach :

innen gerichteten Hüllenausdehnungskräfte. Bei dieser 1

Schrittfolge ist der Kern vorzugsweise auf einem zweiten 1

Dorn angeordnet und der teilweise verdichtete Hüllen- \

stab wird zur endgültigen Verdichtung auf den Kern auf :

dem zweiten Dorn überführt. :

Der Feuchtigkeitsgehalt kann für unterschiedliche Hüllen- \ größen variieren. Vorzugsweise wird der Feuchtigkeitsge- ' halt geraffter faseriger Nahrungsmittelhüllen von großem

Durchmesser auf etwa 16 bis etwa 35 Gew.%, bezogen auf j Hüllengesamtgewicht eingestellt. Der Feuchtigkeitsgehalt
für mittelgroße Hüllen wird vorzugsweise auf etwa 16 bis
etwa 35 Gew.% Feuchtigkeit, bezogen auf Hüllengesamtge- ! wicht eingestellt. Enge Nahrungsmittelhüllen zur Verwen- j dung von Frankfurter Würsten und dergleichen werden vor- j zugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 14 bis ^: etwa 18 Gew.% eingestellt. !

Der rohrförmige Kern des erfindunsgemäßen Nahrungsmittel- !

hüllenstabes muß ausreichend fest sein, um Verformung und j Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte zu widerstehen. Gering- ; fügige Verformung und Verringerung des Bohrungsdurchmes- : sers können auftreten und sind akzeptabel wenn sie nur j gering sind. Der Durchmesser der Innenbohrung des Kerns

kann variieren von etwa 0,95 cm bis 12,7 cm oder größer, ' in Abhängigkeit von der Hüllengröße und der erwünschten | Größe der Innenbohrung. Die Wandstärke des Kerns kann
ebenfalls unterschiedlich sein und ermöglicht die Anpas- ι sung an die speziellen Verwendungszwecke und das verwende- | te Kernmaterial, jedoch beträgt die Wandstärke der rohr- !

121601

förmigen Kerne im allgemeinen etwa 0,051 cm bis etwa 0,254 cm.

Ein sichtbarer Vorteil der erfindungsgemäßen Gegenstände besteht darin, daß die Ebene der Raffalten der gerafften Hülle auch so gewählt werden kann, daß die Falten im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des rohrförmigen Kerns verlaufen. Im allgemeinen beträgt der Faltenwinkel 0° bis etwa 15°.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß auch ein Faltenwinkel von etwa 15 bis etwa 60° eingestellt werden kann.

Der rohrförmige Kern für die erfindungsgemäße Kombination muß ausreichend fest sein, um Verformungen und Verringerungen seiner Innenbohrung durch die nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräfte zu widerstehen. Die Wandstärke kann den einzelnen Erfordernissen bei unterschiedlichen Hüllen und Verwendungen und Kernmaterialien angepaßt werden, im allgemeinen liegt die Wandstärke der rohrförmigen Kerne jedoch im Bereich von 0,051 cm bis etwa 0,254 cm.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen noch näher beschrieben.

Figur 1 ist eine Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Produktes unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt das Raffverfahren im Verhältnis zur kontinuierlich zugeführten Länge des Hüllen-

30 materials.

Figur 2 zeigt den beendeten Raffvorgang und die Überführung des gerafften Hüllenstückes zur Verdichtungsstation der Vorrichtung gemäß Figur.1.
35

Figur 3 zeigt die Einwirkung der Verdichtungskraft um die erfindungsgemäße Stablänge auf dem Kernteil des überstehenden Stückes der Raffvorrichtung zu bilden.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Gegenstandes in Form der gerafften verdichteten Hülle auf dem hohlen rohrförmigen Kern.

Figur 5 ist eine Darstellung einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung unter Verwendung eines Fülltrichters an einer Stopfvorrichtung für das Einfüllen von grobstückigen Fleischmassen.

Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gegenstandes, insbesondere geeignet zum Stopfen von Produkten mit Durchmessern in einem mittleren Bereich, wobei das Kernteil als ein über den Fülltrichter oder das Füllhorn geschobener Träger dient oder alternativ zum Füllhornteil der Vorrichtung selbst wird.

Figur 7 ist eine Abbildung eines erfindungsgemäßen Gegenstandes zum Stopfen von Wurstprodukten in Hüllen mit ge- ι ringem Durchmesser, bei dem das Kernteil den Fülltrichter der Stopfvorrichtung ersetzt.

Figur 8 ist eine graphische Darstellung der Ergebnisse des Freifalltests in Abhängigkeit vom Packungsverhältnxs für geraffte Hüllenstäbe mit und ohne Kern für enge Hüllen oder Faserverstärkung der Größe 25, wobei die Hüllen

30 48,8 m lang sind.

Figur 9 zeigt graphisch die Größe des Zusammenhalts in Abhängigkeit vom Packungsverhältnis für geraffte Hüllenstäbe ohne Kern aus 48,8 m langen engen nichtverstärkten Hüllen der Größe 25.

321S011

Figur 1O ist eine graphische Auswertung des Freifalltestes in Abhängigkeit vom Packungsverhältnis für geraffte Hüllenstäbe ohne Kern der Größen 17, 21 und 27 von engen Celluloäehüllen ohne Faserverstärkung, wobei 5 alle Stäbe gleicher Größe gleich lang sind.

Figur 11 ist eine graphische Darstellung der Festigkeit in Abhängigkeit vom Packungsverhältnis der gerafften Hüllenstäbe ohne Kern gemäß Figur 10.

Figur 12 ist eine graphische Darstellung, die das maximal erreichbare Packungsverhältnis für geraffte Hüllenstäbe mit und ohne Kern für mittelgroße faserige Hüllen der Größen Klasse 43 bis 60 zeigt, die auf einen Fülltrichter mit 2,73 cm Durchmesser passen.

Figur 13 zeigt das Gleiche wie Figur 12 für faserverstärkte Hüllen mittlerer Größe der Größenklassen 70 bis 100 für Fülltrichter mit 3,95 cm Durchmesser.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine typische Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn allgemein mit Nr. 11 gekennzeichnet

ist. Die Vorrichtung weist einen Raffdorn 13 auf, der sich;

ι durch den Raffkopf 15 erstreckt. Eine aufgeblasene Hülle 17 wird auf den Raffdorn 13 aufgeschoben durch ein Paar von Zuführrollen 19, die mit einem Paar von Zuführbändern 21 zusammenwirken. Der Raffkopf 15 weist eine Vielzahl von Raffrollen 23 auf, üblicherweise drei, durch die die aufgeblasene Hülle Ί7 hindurchgeführt wird und wobei die Hülle in bekannter Weise an den Haltebändern 25 gerafft wird. Die Raffrollen sind in der US-Patentschrift 3 461 484 beschrieben.

Der Vorschub der lose gerafften Hülle 17 auf dem Raffdorn
13 wird verringert durch eine Reihe von Rückhaltebändern
25, um eine im wesentlichen gleichmäßige Faltenbildung
in der gerafften Hülle zu erzeugen und diese teilweise zu ' verdichten. Nach dem ersten Raffen und der Faltenbildung ; wird die Hülle durch die Rückhaltebänder auf dem Raffdorn .· weiter geschoben gegen die erste Rückhalteklammer 27, wo- ^: bei ein weiteres Zusammenschieben folgt, um eine zweite
Verdichtung zu bewirken gegenüber der ersten Dichtung der
gerafften Hülle durch ein Aufschieben gegen die Rückhaltebänder 25. i

Um den Übergang der gerafften Hülle auf den im wesentlichen festen hohlen rohrförmigen Kern um die erfindungsgemäße endgültige Verdichtung der.Hülle darauf zu bewirken, wird die erste Rückhalteklammer 27 ausgeklappt und i die geraffte Hüllenlänge von Hand oder durch eine der bekannten automatisch arbeitenden Vorrichtungen in die in : Figur 2 wiedergegebene Stellung geschoben und zwar gegen ^: die zweite Rückhalteklammer oder Rückhaltebügel 29. In

dieser Stellung wird der geraffte Hüllenstab auf dem hohlen rohrförmigen Kern 31 angeordnet, der sich über das
eingeschnürte oder im Durchmesser reduzierte Teilstück
des Raffdorns 13 erstreckt, wie es in Figur 3 gezeigt ist. | Diese Figur zeigt im Detail vergrößert die rechte Seite .^! der Figur 2. Die endgültige Verdichtung der Hülle 17 auf ' den rohrförmigen Kern 31 wird herbeigeführt durch das j Verdichterteil 33, der sich sich gleichmäßig gegen den | zweiten Rückhaltebügel 2 9 bewegt bis die gewünschte Stab- j länge der gerafften Hülle erreicht ist. Eine Sperrscheibe j 35 oder ein Ring kann vorteilhafterweise eingeschoben ; j werden zwischen dem Hüllenende 17 und der zweiten Rück- j j halteklammer 29, so daß beim Entfernen des gerafften Teil-i j Stückes die Hülle sicher auf dem rohrförmigen Kern gehal- : , 35 ten wird und das Ende nicht abrutscht. Wenn im Innern der ■

Hülle die endgültige Verdichtung mittels der zuvor beschriebenen Schritte erreicht ist, wird der Rückhaltebügel 29 aus seiner Festhaltestellung entfernt und der fertige Gegenstand abgezogen.
5

Der erfindungsgemäße Gegenstand kann beispielsweise dadurch entstehen, daß die geraffte und teilweise verdichtete Hülle auf den rohrförmigen Kern 31 überführt wird, in der zuvor beschriebenen Weise. Figur 3 zeigt die geraffte

und teilweise verdichtete Hüllenlänge während ihrer

gleichmäßigen linearen Fortbewegung auf den Kern der koaxial um den Raff dorn 13 mit dem in diesem Teil verringerten Durchmesser angeordnet ist und das Aufbringen der endgültigen Verdichtungskraft durch das Verdichter teil 33.

Es können auch andere Methoden verwendet werden zum Aufbringen der Hülle auf den Kern. Beispielsweise kann in einer Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn die geraffte Hülle auf den Raffdorn vollständig zusammengepreßt und

20 anschließend auf den rohrförmigen Kern überführt werden. Es ist aber auch möglich, das geraffte und nur teilweise verdichtete Hüllenstück vollständig von der Raffvorrichtung 11 abzunehmen und auf einem Transportstab oder Tragdorn das gesamte Stück einer getrennten Verdichtervorrich-

tung zuzuführen, wo der geraffte Hüllenstab auf einen Kern geschoben und zusammengepreßt wird.

Es ist jedoch möglich, den Kern auf einem gleitenden Dorn so anzuordnen, daß die Hülle auf dem Kern gerafft werden kann. Die geraffte Hülle wird dann vollständig auf dem Kern verdichtet und der verdichtete Hüllenstab mit dem Kern von dem Dorn abgezogen.

Ein anderes Raffsystem, das eine Raffvorrichtung mit abziehbarem Dorn aufweist ist in der US-Patentschrift 2 583 654 beschrieben. Diese Raffvorrichtung kann zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nahrungsmittelhüllenstäbe verwendet werden und ermöglicht das direkte Raffen

ύ υ ι I

auf dem Kern für die anschließende Verdichtung. Bei einer Ausführungsform wird der Kern auf dem abziehbaren Raffdorn angeordnet, so daß die Hülle auf den Kern gerafft wird. Die mit Kern versehene geraffte Hülle wird dann endgültig auf dem Kern verdichtet und das Endprodukt vom Dorn abgezogen. Bei einer anderen Aüsführungsform kann die Hülle in üblicherweise gerafft und verdichtet werden auf dem abziehbaren Dorn und in gerafftem und verdichtetem Zustand dann von dem Dorn auf den Kern überführt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Hülle gerafft und teilweise verdichtet werden auf dem abziehbaren Dorn, der Dorn wird dann in eine zweite Stellung koaxial zum Kern geschoben und der teilweise verdichtete ι Hüllenstab wird vom Dorn auf den Kern geschoben und dort endgültig verdichtet. Es ist ebenso möglich, die geraffte ; und teilweise verdichtete Hülle vollständig vom abzieh-

baren Dorn der Raffeinrichtung abzunehmen auf einen Trans-. ■ portstab oder mit dem Dorn und dann auf einen Kern zu [ überführen, der in einer getrennten Vorrichtung zum Ver- ! 20 dichten angeordnet ist, um den Hüllenstab endgültig auf dem Kern zu verdichten.

Das Erreichen eines maximalen Packungsverhältnisses beim : erfindungsgemäßen Gegenstand erfordert hohe Verdichtungskräfte, die dadurch starke radial nach Innen gerichtete Kräfte in dem gerafften Hüllenstab erzeugen. Weil das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes, das Verdichten der gerafften Hülle auf einem¹ Kern vorsieht ist zu erwarten, daß ein niedriger Reibungs-' koeffizient zwischen der Hülle und dem Kern wünschenswert i ist. Das später wiedergegebene Beispiel 7 zeigt, daß eine ' höhere Packungsdichte erreicht werden kann, mit Kernmateri-r , alien wie hochdichtem Polyäthylen, das relativ niedrige j Reibungskoeffizienten aufweist im Vergleich zu Polypropy- !

: 35 len oder Polystyrol, die einen höheren Reibungskoeffizien-i

: ten aufweisen. I

Figur 4 zeigt den erfindungsgemäßen Gegenstand, insbesondere ein Stück 17 einer nassen Nahrungsmittelhülle aus Cellulose, das gerafft und verdichtet wurde auf einem im wesentlichen festen rohrförmigen Kern 31 bis zu einem Packungsverhältnis und einer Packungsdichte, die höher sind als sie bisher erreicht wurden." Das beruht darauf, daß der äußere Umfang des Kerns größer ist als der Umfang im Hülleninneren, den die gleiche Hülle haben würde bei Raffen und Verdichten ohne Kern. Wie in Figur 4 gezeigt, können bei Bedarf Sperrscheiben 35 vorgesehen und angeordnet werden auf jeder Seite des gerafften Hüllenstücks, um es in der zusammengeschobenen und verdichteten Stellung auf dem Kern fest zu halten.
In Figur 4 sind weiterhin Sperrscheiben 35 gezeigt, die wahlweise an jedem Ende des gerafften Hüllenstabes angeordnet werden können, um den auf dem Kern verdichtet zu halten.

Figur 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Raffens und starken Verdichtens im inneren Bereich unter Verwendung eines abnehmbaren Fülltrichters. Bei dieser Ausführungsform ist ein schrägstellbares Rückhalteteil 37 auf dem hohlen rohrförmigen Kern 31 im Inneren eines entrafften Hüllenteils 17 angeordnet, das abgezogen wurde von dem gerafften und verdichteten Hüllenstab über das schwenkbare Halteteil 37 und das Ende des rohrförmigen Kern/Stopftrichters, wo es mittels eines Clips verschlossen werden kann, um ein geschlossenes Ende für das einzubringende Material zu schaffen. An der anderen Seite ist ein Flansch 3 9 vorhanden, um das Aufbringen des Gegenstandes auf die

30 Stopfvorrichtung zu erleichtern.

Figur 6 zeigt den erfindungsgemäß im Innenkern hoch verdichteten Gegenstand auf einem Hüllenträger oder Stutzen, aufgeschoben auf den Stopftrichter einer Füllvorrichtung. Bei einer derartigen Verwendungsweise kann ein Flansch 39 mit der Stopfeinrichtung verbunden sein, wobei der

Flansch so ausgebildet ist, daß eine Hin- und Herbewegung ^; über die gesamte Länge des Stutzens möglich ist, um das

für das Stopfen erforderliche Auflockern zu bewirken. Bei einer Ausführungsform, die sehr ähnlich der in Figur ! 5 gezeigten Form ist, wird eine Hülse mit einem Schlicht- oder Rückhalteteil verwendet und der entraffte Teil der Hülle wird über dieses Schlichtelement und das Ende des rohrförmigen Kerns gezogen und mittels Clip verschlossen,

um den einzustopfenden Inhalt aufzustauen.

Figur 7 zeigt den erfindungsgemäßen Gegenstand in einer Ausführungsform zur Verwendung beim Stopfen von Würsten mit geringem Durchmesser. Bei dieser Ausführungsform ist ; ein Befestigungsteil 41 vorhanden, das ein direktes Anbringen des rohrförmigen Kerns 31_ an die Stopfvorrichtung ; ermöglicht und damit den üblichen Stopftrichter ersetzt.

■ In diesem Falle wird die Hülle 17 teilweise entrafft, über: j das Schlichtelement 43 und das Ende des Rohrtrichters ge-

! zogen und dann verschlossen, um ein Austreten des Inhalts , ' 20 während des StopfVorgangs zu vermeiden. Es ist besonders : vorteilhaft eine große Hüllenlänge mit einer vorgegebenen Stablänge zum Stopfen von Wurstprodukten mit geringem Durchmesser zu verwenden, weil die Herstellung derartiger ! Produkte mit hoher Geschwindigkeit auf den automatischen Füll- und Stopfvorrichtungen erfolgt. Die Verwendung des :

ι erfindungsgemäß im Inneren der Hülle verdichteten Gegenstandes erlaubt es wesentlich längere Hüllen zu einer vorgegebenen Stablänge zu verdichten, so daß eine effektivere Arbeitsweise der Vorrichtung bei gleichem Zeit-

! 30 aufwand und größerer Genauigkeit erreicht wird. Beispielsweise ist eine hohe Gradlinigkeit und hoher struk- , tureller Zusammenhalt derartiger Hüllen erforderlich, um auf derartigen Einrichtungen verarbeitbar zu sein.

3 2 1 G O 1 7

Figur 7 zeigt den Faltenwinkel θ der Hülle im erfindungsgemäß gerafften Stab, übliches Raffen auf modernen Raffvorrichtungen erzeugt geraffte Hüllenstäbe mit einer unterscheidbaren WinkelverSchiebung zwischen der Ebene senkrecht zur Längsachse des Stabes und einer Ebene in der die gerafften Falten liegen. Ein Stab ohne Kern mit einem solchen Faltenwinkel, hat einen wesentlich größeren Zusammenhalt und strukturelle Festigkeit hat als ein·Stab gleichen Typs haben würde, wenn der Faltwinkel rechtwinklig zur Längsachse des Stabes wäre, weil sein Verhalten ähnlich ist mit einem Stab aus ineinandersteckenden Konen (nesting cones). Der Kern erzeugt ausreichend strukturelle

15 Festigkeit und Härte,,so daß der Faltenwinkel für den Zusammenhalt ohne Bedeutung ist.

Die Anwesenheit des Kernteils ergibt dem erfindungsgemäßen Gegenstand eine ausreichende strukturelle Festigkeit und Härte und erlaubt einen größeren Spielraum bei der Auswahl des Faltenwinkels Θ. Weil das Faltenlegen unter einem Winkel, die auf eine vorgegebene Stablänge verringerbare Hüllenlänge verringert, insbesondere wenn der Winkel sehr groß ist, ermöglicht die.größere Packungsdichte die Auswahl eines optimalen Faltenwinkels und Anpassung an andere Parameter, die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes zu beachten sind.

Wenn aus einem Grund, beispielsweise der Leistungsbegrenzung der Raffvorrichtung es wünschenswert oder notwendig ist den Raffaltenwinkel θ für den erfindungsgemäßen Gegenstand festzulegen, soll der Winkel 60° nicht überschreiten und vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 15 und etwa 60° liegen.

: - 42 -

J Ein anderer Grund in den erfindungsgemäßen Hüllenstäben

! einen Faltenwinkel θ vorzusehen liegt darin, das Längs-

ί wachstum der Stäbe zu verzögern. Geraffte Hüllenstäbe '

j 5 weisen unmittelbar nach dem sie von dem Raff- und/oder j

ι Verdichtungsdorn abgezogen sind die Neigung zum Wachstum j

j auf; das ist die Tendenz eines ungehinderten gerafften

ι !

und verdichteten Stabes zu seiner Verlängerung. Im Falle ;

eines gerafften und verdichteten Stabes ohne Kern isi: fer- ; I
j 10 ner ein Wachstum der gefalteten Hülle radial nach Innen

auf die Bohrung des Stabes vorhanden. Das ist ein Phänomen, das direkt proportional ansteigt mit dem ungehinderten

ι Stabwachstum in Längsrichtung. i

' I

ι 15 Die Tendenz des gerafften und verdichteten Hüllenstabes
i

sich radial nach innen gegen den· Kern auszudehnen erzeugt ·

eine zusätzliche Sperrwirkung der Hüllenfalten an der !

Außenseite des Kerns. Diese besonders vorteilhafte Wir- j

kung verringert die Neigung des gerafften Hüllenstabes

sich in Längsrichtung auszudehnen, weil die Friktion :

der Falten untereinander sich zu der Reibungskraft der ;

Falten auf dem Kern addiert und so nur geringe zusatz- I

liehe in Längsrichtung wirkende Begrenzungskräfte zur !

Dimensionsstabilisierung des erfindungsgemäßen Hüllen- '■

Stabes erforderlich sind. ·

Durch die vorliegende Erfindung wird die Verringerung
der lichten Weite innerhalb des Stabes stark reduziert.

Die Tendenz einer gerafften und verdichteten Hülle sich J nach Innen radial auszudehnen, das auch bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand sehr groß ist, erzeugt eine zusätzliche Versiegelungswirkung bei den Hüllenfalten gegenüber der Außenoberfläche des Kerns. Wenn diese besonders vorteilhafte Wirkung kombiniert ist mit einem optij35 mal ausgewählten Faltenwinkel können geraffte Hüllenstäbe
hergestellt werden, deren Tendenz zum Längenwachstum
wesentlich reduziert ist durch die Faltenfaltenreibung

321G01 1

in Verbindung mit Reibungskräften zwischen den Falten und dem Kern, so daß nur eine minimale Längenbegrenzung erforderlich ist, um eine DimensionsStabilität der Hüllenstäbe zu ermöglichen.

Beispiel I

Eine großvolumige faserige Hülle mit der Handelsgrößenbezeichnung 10 ist 76,22 m lang und weist im flachen Zustand eine mittlere Breite von 19,18 cm und eine Wandstärke von 0,10 mm auf. Diese Hülle wurde gerafft unter Verwendung einer in der US-Patentschrift 3 461 484 beschriebenen, RaffVorrichtung. Die Hülle wies einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht der Hülle auf'und ein Gleitmittel auf der Basis eines Mineralöls wurde innen in einer Menge von etwa 180 mg öl pro 645 cm² Hüllenobefflache und außen in einer Menge von etwa 97 mg öl pro 645 cm² Hüllenoberfläche benutzt. Diese Gleitmittelmengen beeinflussen die Eigenschaften des fertigen Gutes nicht negativ. Die Hülle war verdichtet von einem Ende her auf einem rohrförmigen Kern aus hochdichtem Polyäthylen mit einem Innendurchmesser von 9,53 cm und einer Wandstärke von 0,16 cm auf eine geraffte Stablänge von 58,42 cm. Der geraffte Gegenstand wurde hergestellt auf einer Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn in der zuvorbeschriebenen Weise, bei der die geraffte Hülle nach dem Raffen und leichtem Zusammenpressen überführt wurde auf einen Kern, der den Raffdorn mit einem im Durchmesser reduzierten Teilstück koaxial umgibt und dort endgültig verdichtet und ausgewechselt. Das erhaltene Produkt ein eine Innenbohrung aufweisender hochverdichteter geraffter Hüllenstab gemäß vorliegender Erfindung.weist ein Pakkungsverhältnis von 130,4 und eine Packungseffizienz von etwa 0,757 auf.

Zum Vergleich wurde ein Kontrollmuster einer kommerziell erhältlichen Standardhülle der gleichen Größe und des gleichen Hüllentyps mit einer Länge von 45,72 m gerafft

U ι

und verdichtet auf eine geraffte Stablänge von 58,4 cm, jedoch ohne Kern. Dabei wurde ein Packungsverhältnis von 78 und eine Packungseffizienz von 0,390 erreicht. Mit einem Innenbohrungsdurchmesser von 9,21 cm. Andere Kontrollproben ohne Kern mit hohem Packungsverhältnis und hoher Packungseffizienz ergeben unbrauchbare Stäbe, weil durch die radial nach innen wirkenden Hüllenausdehnungskräfte die Innenbohrung zu stark verringert wird.

BeispielII

Die Tatsache, daß sehr hohe nach innen auf die Innenbohrung des Hüllenstabes wirkende Kräfte aus dem Raffverfahren resultieren, wird.durch Versuche zum Raffen und Verdichten belegt bei hohen Packungsverhältnissen und hoher Packungseffizienz. Muster der Größe 25 (21 mm aufgeblasener Durchmesser) einer Cellulosehülle kleiner Größe ohne FaserverStärkung weisen eine Wanddichte von etwa 0,0254 mm auf. Bei den Versuchen wurden Längen von 25,61 m der Hüllengröße 25 verwendet, wobei jeweils etwa 5 Proben gerafft wurden unter Verwendung einer der in der US-Patent schrift 3 461 484 beschriebenen sehr nahekommenden Raffeinrichtung. In der US-Patentschrift 3 397 069 ist beschrieben auf den gerafften Hüllenstab einen Drall aufzubringen. Die gerafften Stäbe wurden dann mit Druckkräften von 1810 N verdichtet auf rohrförmigen Kernen mit einer Wandstärke von 0,254 mm, 0,0508 mm, 0,762 mm, 1,016 mm und 1,270 mm. Die eine Innenbohrung aufweisenden Stäbe wurden hergestellt auf einer Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn wie sie bereits beschrieben wurden mit der Ausnahme, daß während der Endverdiehtung auf dem Kern der rohrförmige Kern 31 frei durch die Rückhalteklammer 29 (Figur 3) gleiten konnte, so daß die Hülle gleichzeitig von beiden Enden her verdichtet wurde. Alle rohrförmigen Kerne haben einen Innendurchmesser von 1,30 cm und die Verdichtung nach dem Raffen wurde auf einem Verdichtungsdornteil mit einem Durchmesser von 1,27 cm ausgeführt,

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- 45 -

wobei die Kernteile darauf glitten. Bei allen Proben betrug der Feuchtigkeitsgehalt beim Raffen etwa 16,5 Gew.% und Mineralöl wurde verwendet als innen wirkendes Schmiermittel in einer Menge von 14 bis 20 mg/645 cm² und Außengleitmittel in einer Menge bis zu 70 mg/645 cm² Hüllenfläche. Die Gleitmittelmengen sind nicht kritisch, es handelt sich um die üblichen Mengen für derartige Hüllengrößen und Raffvorrichtungen.

Der obere Teil der Tabelle 1 zeigt die Größe der Durchmesser der Innenbohrungen der Kerne unmittelbar nach dem Abziehen vom Dorn und nach mindestens einem bis zu zwanzig Tagen später. Die· Verringerung des Innenbohrungsdurchmessers des Kerns durch die hohen nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräfte ist durch das hohe Packungsverhältnis und die hohe Packungseffizienz bedingt. Es ist festzuhalten, daß der Grad der Verringerung des Innendurchmessers des Kerns sowohl vom Kerndurchmesser als auch von der Größe der nach innen wirkenden Kräfte und der Kriechfestigkeit des Kerns abhängt (beispielsweise erfordern größere Hüllen dickwandigere Kerne als enge Hüllen, um den gleichen Druckkräften zu widerstehen)

25 Es ist darauf hinzuweisen, daß die relativ niedrige

Kriechfestigkeit von hochverdichtetem Polyäthylen es erlaubt, Kerne von 0,254 mm Dicke zu verdichten bis auf einen Innendurchmesser von 1,22 cm, das ist ein geringerer Wert als die öffnung eines Musters ohne Kern. Die

30 Bohrung des Hüllenstabes war in jedem Falle größer (1,22 cm + 2 χ 0,025 = 1,27 cm).

Tabelle 1 Wirkung der nach innen gerichteten Kräfte

j Wandstärke 0,254 0,508 0,762 1,016 1,270

' in ram aufstehend konisch aufstehend konisch aufstehend konisch aufstehend konisch aufstehend konisch

j Packungsverhältnis der Proben mit Kern

I	unmittelbar abgezogen	1	0	,21	1	/25	1	,22
J	später	1	,18	1	,22	1	,21
	Packungseffizienz
I I	später	,55	0	,68	0	.58

1,23	1	,22	1	,25	1	,24
1,23	1	,22	1	,24	1	,22

verdichtet	133	4	140	.8	134.	9	132	.3	127	.1	125.	1	-	2	115.	3	124.	1	123.	0	116	.5	1
unmittelbar												2									CTl
abgezogen	115.	5	125	.0	122.	5	121	.5	114	.7	120.		113.	5	115.	2	119.	7	111	.4	I
später	114.	8	121	.3	116.	8	118	.8	109	.8	119.	109.	8	112.	1	118.	7	112	.4
effektiver Innendurchxiesser	der	Kerne	in cm

1,25 1,25 1,25 j

1,25 1,23 1,25 ^_:_:

^Ο'⁷⁰ °'⁵⁷ °'73 0,59 0,73 0,67 0,76 j co

Fortsetzung Tabelle 1

Packungsverhältnis, verdichtet
Packungsverhältnis, abgezogen
Packungsverhältnis, später
Kerndurchmesser, abgezogen (cm)
Kerndurchmesser, später (cm)
Packungseffizienz, später

Proben ohne	Kern
aufstehend	konisch
136,5	141,5
111,7	125,4
90,1	114,7
1 ,35	1,32
1,29	1,24
0,44	0,63

CO ! KJ

Der untere Teil der Tabelle 1 zeigt die Daten von Hüllen der gleichen Größe 25 gerafft und verdichtet auf einem Dorn von 1,46 cm Durchmesser, jedoch ohne Kern- Obwohl hohe Packungsverhältnisse und Packungseffizienz erreicht ' wurden mit konischen Palten (114,7 und 0,63) ergab der Freifall- oder Anbringungstest, daß eine außerordentlich starke Verringerung des Durchmessers der Innenbohrung vorhanden ist, so daß diese Gegenstände praktisch nicht verwendbar sind. Ein direkter Vergleich dieser Werte mit Tabelle 1 für Stäbe mit Kern führt zu falschen Ergebnis- : sen, weil die Proben mit Kern jeweils auf einem Kern ; verdichtet wurden, dessen Außendurchmesser in Abhängig- \

keit von der Wandstärke unterschiedlich war. j

Zwei Faltenwinkel wurden verwendet bei den in Tabelle 1 I wiedergegebenen Raffversuchen. Die Bezeichnung einen Raff-j faltenwinkel bis zu etwa 15° und die Bezeichnung konisch gilt für einen Raffaltenwinkel von etwa 45°. Die mit I aufstehend bezeichneten Proben wurden gerafft mit Raff- j einrichtungen oder Rollen wie sie in der US-Patentschrift ι 3 984 574 beschrieben sind. Das Packungsverhältnis im i verdichteten Zustand der mit konischem Faltwinkel bezeich-· neten Mustern ohne Kern entspricht der 64 m langen Probe i von Tabelle 2, wobei der Stab unbrauchbar ist wegen des Verlustes am Zusammenhalt.

Das Kernmaterial für die Versuche von Tabelle 1 war hochverdichtetes Polyäthylen. Üblicherweise werden die Kerne hergestellt aus dickwandigen Rohren und die resultierende Oberflächenrauhigkeit der äußeren Oberfläche bedingt eine geringfügige Verringerung des erreichbaren Packungsverhältnisses. Aus Tabelle 1 ergibt sich, daß für Kerne aus hochdichtem Polyäthylen eine Signifikate Formänderung der Bohrung der Hülle auftritt, auch wenn die Kerndicke nur 1,27 mm beträgt. Aus Tabelle 1 ergibt sich ferner, daß bei konstanter Verdichtungskraft (in den Beispielen 1814 N) das erreichbare Endpackungsverhältnis abfällt

32160

- 49 -

proportional dem Anstieg des Kerndurchmessers (z.B. dem Anstieg des Kernaußendurchmessers), wobei auch.die Packungseffektivität ansteigt. Um ein maximales Packungsverhältnis, einen maximalen PrüfStabdurchmesser und maximale Packungseffizienz zu erreichen muß für die Ausbildung der Kernform in Betracht gezogen werden a) das Kriechen des Kernmaterials infolge der starken nach innen wirkenden Hüllenkräfte ebenso wie die erforderliche Endgröße der Bohrung,

b) Reduktion des Packungsverhältnisses die auftritt, wenn sehr starke Wandstärken der Kerne verwendet werden und

c) die Kosten des Kernmaterials.

Andere Kernmaterialien wurden geprüft und ergaben bezüglieh der Kernverformung vergleichbare Ergebnisse. Die Kerne aus Acrylnitril-Butadien-Styrolcopolymer-Rohren hergestellt, arbeiten zufriedenstellend bei etwas geringeren Wandstärken als die Kerne aus hochdichtem Polyäthylen, jedoch ist dieses Material teuer und deshalb weniger wirtschaftlich.

Die Vorteile, die erreicht werden durch Cellulosehüllen mit Kernen hoher Dichte ausgedrückt durch die Packungseffizienz und das PackungsVerhältnisses ergeben sich aus den Versuchen des Raffens und Verdichtens mit hohen Packungsverhältnissen und hoher Packungseffizienz von Proben der Größe 25 (.21 mm aufgeblasener Durchmesser) von Cellulosehüllen ohne FaserverStärkung, die eine Wandstärke von 0,0254 mm aufweisen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Hüllen beträgt beim Raffen etwa 16,5 Gew.% und es wird ein Mineralöl als Gleitmittel verwendet in Mengen wie in Beispiel 2 angegeben. Die Raffvorrichtungen sind handelsüblicher Ausführungen und sind in der US-PS 3 461 484 beschrieben. Entsprechend den Angaben in US-PS 3 397 069 wurde auch ein Drall aufgedrückt. Das anschließende

Verdichten erfolgte auf Polypropylenrohrkerne (Polypropy-

: len verstärkt mit 20 % Talk) und zum Vergleich mit Hüllen,

' 5 die in gleicher Weise gerafft, jedoch ohne Kerne verdich-

¹ tet wurden. Die Hüllenstäbe mit hoher Dichte wurden herge-

I stellt auf einer Vorrichtung mit gleitendem Dorn wie sie

I im Detail beschrieben wurde, ausgenommen das während der

: Endverdichtung auf dem Kern der Kern 31 wie in Figur 3

10 gezeigt frei durch die Rückhalteklammer 29 gleiten konnte,

j um ein gleichzeitiges effektives Verdichten der Hülle von ;

beiden Enden zu bewirken. Zusätzlich wurde versucht, eine

\ gleichmäßige Verdichtung durch den gerafften Hüllenstab

; zu erreichen, annähernd 24,4 m Hüllenlänge wurden schritt- >

i15 weise verdichtet. Die Proben ohne Kern und verschiedene

ι Proben mit Kern sind so ausgebildet, daß sie bei 1,25 cm

! ■ ι

\ Prüfstabdurchmesser den Freifalltest bestehen, d.h. diese :

: Innenbohrung aufweisen. Andere Kernproben werden so ge- ;

staltet, daß die rohrförmigen Kerne als Stopftrichter
20 verwendbar sind. In diesen Fällen ist der Innendurchmesser

I des Kern effektiv äquivalent dem Innendurchmesser eines ;

j 12,7 mm Außendurchmesser aufweisenden Stopftrichters und _t

' der geraffte Artikel benötigt keine Anpassung des Durch- ι

messers für das Aufsetzen auf den Stopftrichter. Alle

25 Muster an gerafften Hüllen wurden verdichtet auf eine !

Endstablänge von etwa 50,8 cm. Annähernd 10 Muster wurden I

hergestellt für jede Kernausbildung und für jedes Muster :

ohne Kern mit Hüllenlängen von 48,8 bis 68,9 m. ;

30 Die Ergebnisse dieser Versuche sind zusammengefaßt in :

Tabelle 2. Für Produkte ohne Kerne mit Hüllenlängen von 64 m-

und mehr ergab sich ein schlechter Zusammenhalt sowie ·

zerbrochene Stäbe und Anpassungsmessungen nach einer '

Woche waren auch nicht möglich. Muster ohne Kerne ent- j

35 hielten Hüllenlängen von 57,2 m bis 61,7 m. Das infolge J

der radial nach innen wirkenden Kräfte nach einer Woche >

resultierende Hüllenwachstum reduziert die Bohrung des ι Stabes auf einen Punkt bei dem er den Anforderungen eines

21 Π i^ " ' I C U ι I

1,25 cm PrüfStabes nicht genügt. Zum Vergleich wurden dann die besten erhältlichen Raffverfahren erprobt an Stäben ohne Kerne aus gerafftem 48,8 m langen Hüllen mit einem mittleren Packungsverhältnis (10 Proben) von 94,6 und einer mittleren Packungseffizienz von etwa 0,491. Eine geraffte und verdichtete Cellulosehülle mit einem hochdichten Kern gemäß der vorliegenden Erfindung, die den Anforderungen eines 1,25 cm PrüfStabes entspricht wurde hergestellt durch das gleiche Raffverfahren. Dies führte zu einem Produkt bei dem die Innenbohrung etwa 59 % des aufgeblasenen Hüllendurchmessers betrug. Dieses Muster enthielt 61 m Hülle und wies ein mittleres Packungsver-

.15 hältnis (10 Proben) von 116,46 und eine mittlere Packungseffizienz von 0,653 auf.

Durch den Vergleich der beim Freifalltest erhaltenen Daten ergibt sich, daß bei einer Ausführungsform der Erfindung der Innendurchmesser des Kerns mindestens so groß ist wie der Innendurchmesser von Hüllen, die unter gleichen Bedingungen ohne Kern hergestellt wurden bei gleichem Packungsverhältnis. Genauer gesagt betrug der durch den Test ermittelte Innenbohrungsdurchmesser des Kerns 1,26 cm bei einem mittleren Packungsverhältnis von 116,46. Im Gegensatz dazu war der Durchmesser bei gerafften Hüllenstäben ohne Kern und Packungsverhältnissen von 113,1 und 120,0 1,20 cm und 1,18 cm, d.h. wesentlich kleiner als bei den vergleichbaren Gegenständen mit Kern.

Eine zweite Reihe von Proben mit hochdichten Kernen wurden hergestellt, wobei der Kern der gerafften Hülle als aufsetzbarer Fülltrichter fungiert, mit einer Ausstoßkapazität die effektiv äquivalent ist einem Standardfülltrichter mit einem Außendurchmesser von 1,27 cm und einem Innendurchmesser von 1,11 cm. Bei diesem Produkt betrug die Innenbohrung des Kerns etwa 51 % des Durchmessers der aufgeblasenen Hülle. Dieses Muster enthielt 70,1 m Hülle und wies ein mittleres Packungsverhältnis (10 Proben) von 133,4 und eine mittlere Packungseffizienz von 0,617 auf.

Tabelle

Verdichtungsbereich 0, an

,rohrförmiger Kern Innend.x
iAußendurchmesser, cm

^:Hüllenlänge, m

'Stablänge, cm

verdichtet

abgezogen

nach 1 Woche
,Packungsverhältnis:
!verdichtet

abgezogen

nach 1 Woche

Stabdurchinesser außen, cm
verdichtet

abgezogen
nach 1 Woche

,Teststab 0, cm
,abgezogen

'nach 1 Woche

^! Stab Packungseffizienz ·
(nach 1 Woche)

Dächer in A 5-Probengruppe

Hüllen mit kleinem Durchmesser

ohne Kern Teststab 0 1,25 an

1,46

48,8 57,2 59,4 61,7 64

66,3 68,6

48,2 48,3 48,3 45,7 45,7 43,8 43,8

51,6 51,4 52,1 50,5 51,5 50,6 * 51,0

51,6 51,9 52,6 51,4 52,3 51,9 52,4

101,10 118,4 123,2 135,0 140,0 151,3 156,5

94,50 111,1 114,1 122,2 124,4 131,0 134,4

94,60 110,1 113,1 120,0 122,5 127,7 130,9

2,40 2,41 2,44 2,47 2,48

2,40 2,38 2,41 1,41 2,44

1,20 1,28 1,28 1,24 1,23

1,26 1,22# · 1,20# 1,18# ##

0,491 - -

10 10 1

2,56 2,57

2,47 2,49

1,20 1,19

mit Kern Teststab 0 1,25 cm 1,45	entfernbarer Stopftrichter entspr. 1,27 cm 1,25
1,45 χ 1,30	1,25 χ 1,12
61	70,1
50,5	49,7
51,1	50,3 (
52,3	52,6 uj
120,72	I 141,10
119,28	138,55
116,46	133,40
2,46	2,50
2,46	2,48
2,44	2,50
1,27	1,10
1,26	1,08
0,653	0,617
0	0

I —

- 53 -

Fortsetzung Tabelle 2

*) keine Daten meßbar
5 #) Stab ist unbrauchbar, weil er die Prüfung mit 1,25 cm Teststab 0 nicht besteht.
##) zerbrochener Stab

Weitere Prüfungen wurden ausgeführt zum Bestimmen der Qua-10 lität der gerafften und verdichteten Hüllen gemäß Beispiel 3 (mit Kern und ohne Kern) durch die Zahl der Löcher in der gerafften Hülle. Fünf Stäbe von jeder Probe wurden ¹ bezüglich der Löcher durch Füllen mit Wasser' und Abdrüki ken untersucht. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben 15 und zeigen die allgemeine Tendenz des Anstiegs der Zahl ; der Löcher mit steigender Gesamtlänge der Hülle bei der j Ausführung ohne Kern. Im Gegensatz dazu wurden bei allen I der mit Kern gearbeiteten Proben keine Löcher gefunden. I Zusammenfassend zeigt Beispiel 3 das es nicht möglich 20 war ohne Kerne geraffte und verdichtete enge Cellulosej hüllen herzustellen mit einer Packungseffektivität von i 0,5 ohne daß der Durchmesser in einer nicht vertretbaren j Weise reduziert wurde. Im Gegensatz dazu ist es erfindunsj gemäß möglich, eine Packungseffizienz von mindestens 0,6

25 zu überschreiten.

O Z i U J I I

Beispiel IV

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß hochverdichte-
;5 ten gerafften Hüllenstäbe liegt darin, daß eine verringerte Neigung Beschädigungen, d.h. die Zahl der
Löcher, vorhanden ist, im Vergleich mit unter gleichen
Bedingungen ohne Kern gerafften und verdichteten Hüllen.
Dies beruht darauf, daß der Kern das Längenwachstum
Λο der Stäbe durch die Reibungskräfte seiner Oberfläche

begrenzt und geringere Begrenzungskräfte zur Erhaltung

der Stablänge erforderlich sind als bei gerafften Stäben , ohne Kern. Weil die Zahl der Löcher mit steigender Ver- ι dichtung ansteigt, wird durch die erfindungsgemäße Aus- ; führung das Problem der Beschädigung von Hüllen verringert oder sogar völlig beseitigt. Der Kern erlaubt
ferner die Erhaltung des Packungsverhältnisses nach endgültiger Verdichtung und ermöglicht auch größere j Packungsverhältnisse, ohne daß dabei Hüllenbeschädi- j

i2o gungen und Löcher auftreten. J

j Diese Abhängigkeit der Verdichtung bei mit Kernen und j ohne Kerne gerafften Hüllenstäben wird gezeigt in einer ■ Testreihe mit 48,8 m langen Nahrungsmittelhüllen der ^!

Größe 25 aus nicht faseriger Zellulose, die gerafft und I vergleichbar verdichtet wurden mit und ohne Kern zu . ' einer Stablänge von 38,1 cm und einem Anfangspackungs- j Verhältnis von 128. Nach dem Abziehen bekamen die mit j Kernen und ohne Kerne versehenen gerafften Stäbe die

Möglichkeit während 7 Tagen sich auszudehnen, ohne zusätzliche Begrenzungsmittel in Längsrichtung. Nach
dieser Zeit wiesen die erfinduhgsgemäßen mit Kern versehenen Stäbe nur ein Längenwachstum von 1,o1 cm auf und
das Packungsverhältnis stieg auf etwa 125 an, während

die Hüllenstäbe ohne Kern 3,56 cm wuchsen und das

Packungsverhältnis nach dem Wachsen etwa 117 betrug.
Um ein Endpackungsverhältnxs von 125 zu erreichen ist
also eine höhere Anfangsverdichtung notwendig, für die
.„ohne Kern.gerafften Stäbe. .. . _

ό L· I U U I

Der Vorteil der geringeren Tendenz zur Hüllenbeschädigung kann auch in anderer Weise benutzt werden. Wenn aus praktischen Gründen eine bestimmte maximale Verdichtungskraft zur Verfügung steht, bei der ohne Hüllenbeschädigung verdichtet werden kann, weisen die mit Kernen versehenen Hüllenstäbe ein höheres Packungsverhältnis und eine höhere Packungseffizienz auf, als die gerafften verdichteten Hüllenstäbe ohne Kern.

Beispiel V

Eine Versuchsreihe wurde ausgeführt unter Verwendung der Lehre der britischen Patentschrift 1 167 377 im Vergleich zu den erfindungsgemäßen Zellulosehüllenstäben mit hoher Verdichtung.

Nach der Lehre der britischen Patentschrift wurde ein rohrförmiger Kern aus Polyvinylchlorid mit einem Innendurchmesser von 4,1 cm und einer Wandstärke von o,254 mm als Kern verwendet für faserverstärkte Zellulosehüllen der Größe 2,5 mit einem Durchmesser von 6,1 cm in aufgeblasenem Zustand. Die Hüllen wurden gerafft durch die in US-PS 3 461 484 beschriebene Raffvorrichtung und auf eine Länge von 3o,5 cm verdichtet. Der Rohrinnendurchmesser betrug 4,1 cm und es wurde eine Hülle der Größe 2,5 für diesen Test ausgewählt, weil der Kern das Engste zum Prüfungszeitpunkt erhältliche Rohr aus Polyvinylchlorid war. Die Muster wurden hergestellt auf einer Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn, wie sie bereits beschrieben wurde, wobei die geraffte Hülle nach

■j J . I

dem Raffen auf einen koaxial auf dem Raffdornteil mit verringertem Durchmesser angeordneten Kern überführt und auf diesem endgültig verdichtet und dann abgezogen wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Proben wiesen einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2o Gew.% auf und als Gleitmittel wurde Mineralöl verwendet/ im Inneren

in einer Menge von etwa 2oo mg/645 cm und außen bis

zu 1o7 mg/645 cm . Es wurden Hüllen drei unterschiedlicher Längen, 22,9 m, 3o,5 m und 38,1 m verwendet. Nach dem Verdichten wurden unterschiedliche Packungsverhältnisse erreicht. An den verdichteten Stäben wurde dann der Durchmesser der Innenbohrung mit dem bereits beschriebenen Freifall-oder Anbringungstest ermittelt. Bei den 22,9 m langen Proben wurde im Test ein Innendurchmesser von 4,o4 cm ermittelt, d.h. der Innendurchmesser hatte sich um o,58 mm verringert. Bei den 3o,5 m Proben ergab die Testprüfung einen freien Fall bei 3,91 cm Stabdurchmesser, d.h. die Verringerung des Innendurchmessers betrug 1,85 mm. Für die 38,1 m langen Proben ergab sich ein Prüfdurchmesser der Innenbohrung von 3,81 cm. In diesem Falle war jedoch der Kern an einem Ende unmittelbar nach dem Verdichten und Abziehen vom Dorn verbogen. Dies zeigt, daß es nicht möglich ist unter Verwendung der Lehre der britischen Patentschrift stark verdichtete geraffte Zellulosehüllenstäbe mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften herzustellen. Die 22,9 m langen Prüfmuster ließen sich auf einen Fülltrichter mit einem Außendurchmesser von 3,95 cm aufbringen, jedoch die Packungseffizienz betrug nur o,43. Die 3o,5 m langen Proben wiesen ein so starkes Schrumpfen der Innenbohrung auf, daß sie nicht auf den Stopftrichter passten und die 38,1 m langen Proben mit Kern kolla-

35 bierten vollständig.

Beispiel VI

Faserverstärkte Zellulosehüllen gleicher Größe, wie sie

für das Nacharbeiten der Lehre der britischen Patent-

schrift gemäß Beispiel V benutzt wurden, werden für die Herstellung geraffter Stäbe unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet. Sie werden verglichen mit Mustern ohne Kern, um die Grenzen der Kompressibilität zu zeigen, unter denen eine Beschädigung der Hülle auftritt. Hüllen der Größe 2,5 mit 6,1 cm Durchmesser in aufgeblasenem Zustand und der Größe 4 mit 7,1 cm Durchmesser im aufgeblasenen Zustand wurden gerafft mit einer Raffvorrichtung, die der in US-PS 3 461 484 beschriebenen gleicht. Der Feuchtigkeitsgehalt der Hüllengröße 2,5 und

15 Größe 4 beim Raffen betrug etwa 2o %. Als Gleitmittel wurde Mineralöl in folgenden Mengen verwendet:

Größe 2,5 etwa 2oo mg/645 cm innen und

2 etwa 1oo mg/645 cm außen

ο 2o Größe 4 etwa 17o mg/645 cm innen und

2 etwa 9o mg/645 cm außen.

Die mit Kernen versehenen Gegenstände wurden verdichtet auf den gleichen Polyvinylchloridkernen wie in Beispiel 5

25 Die Proben wurden verdichtet auf eine Stablänge von

3o,5 cm und auf ein Packungsverhältnis von 15o. Dieses ist das höchste Packungsverhältnis, das ohne Beschädigung für Hüllen der Größe 2,5 erreicht werden kann. Alle Proben sollten den Anforderungen eines Fülltrichterdurchmessers von 3,95 cm genügen. Die verwendeten Kerne hatten einen Außendurchmesser von 4,35 cm und eine Wandstärke von 1,27 mm. Die mit Kernen versehenen Muster wurden gegen Längenwachstum durch einen Dorn gesichert und die Muster ohne Kern wurden in einem Pappkarton gelagert und

35 dadurch in Form gehalten. Die Ergebnisse sind in Ta-

- . ■ : - ; ο Z ι υ J ι I

- 58 -

belle 3 wiedergegeben. Die Hüllen der Größe 2,5 mit Kern
zeigen einen Enddurchmesser der Innenbohrung, der ge-

ringfügig zu klein ist für den Stopftrichter, der jedoch ' größer ist, als die Innenbohrungen der Hüllen ohne ; Kern, obwohl die mit Kern versehenen Hüllen ein
Packungsverhältnis von etwa 138 hatten, während die
Hüllen ohne Kern nur ein Packungsverhältnis von etwa

114 aufwiesen. Ein geringfügig niedrigeres Packungs-'
verhältnis würde zur Folge haben, daß die Kerne noch
auf den Fülltrichter passen würden. Die Hüllen der
Größe 4 mit Kern waren brauchbar (nach dem Packungsr
verhältnis) nach 15 Tagen bei einem Packungsverhältnis j

von 138,46. Die ohne Kern gerafften und verdichteten j

Hüllen der Größe 4 wiesen eine starke Verringerung !

der Innenbohrung auf und waren nach 15 Tagen nicht ;

mehr brauchbar, wobei das Packungsverhältnis zu ' 128,48 bestimmt wurde.

> Das Beispiel VI zeigt also, daß für faserverstärkte ; Hüllen nach einer Ausführungsform der Erfindung der :

Durchmesser der Innenbohrung mindestens so groß ist ι

I als der Durchmesser der Innenbohrung, den die gleichen

faserverstärkten Hüllen haben würden, wenn sie unter
gleichen Raff- und Verdichtungsbedxngungen ohne Kern

auf das gleiche Packungsverhältnis gebracht würden. .

Beispielsweise weisen die Hüllen der Größe 2,5 ohne \

Kern im Mittel einen Innenbohrungsdurchmesser von ι

3,91 cm auf, das liegt geringfügig unter dem Mittel ί der mit Kernen versehenen Stäbe, deren Innenbohrung ί einen Durchmesser von 3,93 cm aufweist, bei gleich- ι zeitig höherem Endpackungsverhältnis, das sogar wesentlich höher ist, 138 im Vergleich zu 114. In ^:

gleicher Weise war der Innendurchmesser der Hüllen- ;

größe 4 im Mittel 3,93 cm und damit etwas geringer j

als der Mittelwert der Hüllen mit Kernen, die ein ^:

Endpackungsverhältnis von 138 aufwiesen. Der Vergleich der Prüfergebnisse mit denen des Beispiels V zeigt, daß die Lehre der britischen Patentschrift 1 167 377 keinesfalls Hinweise gibt oder gar vorschlägt Kerne zu verwenden, die gleichzeitig die drei vorteilhaften Eigenschaften der mit Kernen versehenen erf indungsgernäßen Zellulosehüllen aufweisen, nämlich hohes Packungsverhältnis, hohe Packungseffizienz und begrenzte Verformung und Verringerung des Durchmessers der Innenbohrung.

Tabelle

Fasrige Hüllen für Fülltrichter mit 3,95 cm

	6,1 mit	cm 0 aufc Kern	reblasen ohne Kern	7,1 cm 0 mit Kern	aufg	geblasen ohne Kern	91 48
rohrformiger Kern, Außen 0 χ Innen 0, cm	4	,35 χ 4,1	-	4,35 χ 4,	1	-	94 93
Hüllenlänge, m		45,7	45,7	45,7		15ο
. Zahl der Proben		■ 9	17	9		17
Packungsverhältnis (Mittelwert) .15 2 Tage 15 Tage		138,46 138,46	114,28 113,92	138,46 138,46		13ο, 128,
Falltest 0 (Mittelwert) 2 Tage 15 Tage		3,97 3,93	3,94 3,91	4,ο2 4,ο2		3, 3,

ι Beispiel VII j

Bei einer weiteren Prüfreihe unter Verwendung der Raffeinrichtung gemäß US-PS 3 461 484 wurde dem gerafften

Hüllenstab ein Drall aufgegeben, wie es in US-PS

3 397 o69 beschrieben ist. Für diese Prüfung wurden enge Hüllen aus Zellulose auf Kernen aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Die mit Kernen versehenen Gegenstände wurde auf einer Raffvorrichtung, Ίο mit gleitendem Dorn hergestellt, wie sie bereits beschrieben wurde mit der Ausnahme, daß die endgültige Verdichtung auf dem Kern vorgenommen wurde. Der Kern 31 konnte frei zwischen den Halteklammern 39 gleiten, wie es in Abbildung 3 gezeigt ist, um dadurch eine gleichzeitige Verdichtung der Hülle von beiden Enden

; zu bewirken. Als Kernmaterial wurden verwendet mit

j 2o % Talg als Füllstoff verstärktes Polypropylen, Polystyrol und hochdichtes Polyäthylen. Jeder der Kerne hatte einen Außendurchmesser von 1,27 cm und eine

'2o Wandstärke von o,64 mm. Es wurden Zellulosehüllen ohne FaserverStärkung der Größe 25 verwendet mit einer jeweiligen Länge von 61 m. Alle Proben wiesen beim Raffen einen Feuchtigkeitsgehalt von 16,5 %, bezogen auf Ge-

samthüllengewicht auf und als Gleitmittel wurde Mine-

125 ralöl verwendet in einer Menge von 14 bis 2o mg/645 cm

innen und außen in einer Menge bis zu etwa 7o mg/645 cm ,

'. Die Ergebnisse der Prüfung sind in Tabelle 4 zusammengefasst und zeigen den relativ niedrigeren Reibungs-3o koeffizienten der hochdichten Pölyäthylenkerne, der es ermöglicht die gerafften Hüllen zu einem wesent-

[ lieh höheren Packungsverhältnis zu verdichten als bei den anderen Kernmaterialien. Aus den Beispielen II und VII ergibt sich, daß die Eignung der Kerne für die er-

- 62

findungsgemäße Verwendung abhängt von den Kernmaterialeigenschaften, wie Dichtigkeit, Elastizitätsmodul und Kriechwiderstand. Diese Eigenschaften bestimmten die Wandstärke, die erforderlich ist, um den Kern den nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräften widerstehen zu lassen, die dazu tendieren, den Kern zu zerstören und den Durchmesser der Innenbohrung zu verringern. Der Reibungskoeffizient des Kernmaterials' bestimmt die Größe der erforderlichen längsgerichteten Verdichtungskräfte, um die Hüllen auf extrem hohe Packungsverhältnisse zu verdichten.

Es zeigt sich, daß eine Vielzahl von Faktoren die Auswahl des Kernmaterials beeinflussen, dazu gehören Reibungskoeffizient, Kriechfes-tigkeit, Elastizitätsmodul, Verfügbarkeit in extrudierter Form, Kosten, Formbarkeit, Schweissbarkeit und Verfügbarkeit in verstärkter Form. Die Endauswahl kann unterschiedlich sein für unterschiedliche Anwendungsfälle. Hochdichtes Polyäthylen und Polyvinylchlorid (PVC) sind geeignet für Hüllen mit großen Durchmessern.

Tabelle 4 enge Hüllen

rohrförmiger Kern 1,27 cm Außen 0 χ 1,14 cm Innen 0 (Verwendung als Fülltrichter)

Hüllengröße 25, Cellulosehüllen 61 m lang

1o 15

Packungsverhältnis	mit Talk verstärktes Polypropylen	Polystyrol	hochdichtes Polyäthylen
verdichtet	149.3	148.ο	174.ο
abgezogen	139.5	142.ο	158.7
nach 1 Woche	137.1	14Ο.4	15Ο.9
Freifalltest 0
abgezogen	1.o7	1 .o9	1.o9
nach 1 Woche	1 .o7	1 .o9	1 .o9

I !
cn i

CO

CO O

ι O J

Beispiel VIII

Eine weitere Prüfungsreihe wurde ausgeführt mit hochverdichteten Hüllen auf Kernen, die denen in Beispiel III beschriebenen gleich sind und deren Ergebnisse
■ in Tabelle II zusammengefasst wurden. Der einzige
, Unterschied besteht darin, daß anstelle einer Endverdichtung von beiden Enden her die Verdichtung nur von ι einer Seite her erfolgte, wie es in Tabelle 2 für
ι 1o die gerafften Hüllenstäbe ohne Kern angegeben ist und ! erst die verdichteten Hüllenstäbe wurden auf den Kern überführt.

Die Ergebnisse von hochverdichteten gerafften Hüllen- : 15 stäben mit Kern aus nicht-faserverstärkten Zellulose- ; hüllen der Größe 25 sind in Tabelle 5 zusammengefasst • und sind mit den in Tabelle II angegebenen Daten für ! Stäbe ohne Kern zu vergleichen. Die mit Kernen
versehenen hochverdichteten Hüllenstäbe weisen nach
2o dem Freifalltest einen Innendurchmesser von 1,25 cm

auf und das mittlere Packungsverhältnis von 15 Proben beträgt 129,2 und die mittlere Packungseffizienz ist o,67. Die hergestellten Stäbe sollten auf einen Fülltrichter mit 1,27 cm Außendurchmesser passen und ein mittleres Packungsverhältnis (15 Proben von 14o,1 und einer mittleren Packungseffizienz von o,64) aufweisen.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Muster von Beispiel III zeigen, daß es nicht möglich war, ohne

Kern geraffte Zellulosehüllen engen Durchmessers auf eine Packungseffizienz von mindestens o,5 zu verdichten durch Verdichtung von einem Ende her, ohne daß eine
nicht akzeptable Verringerung des Innenbohrungsdurchmessers eintritt, während dies bei der erfindungsgemässen Arbeitsweise leicht erreichbar ist. Tatsächlich

- 65 -

wird dabei vorzugsweise eine Packungseffizienz von mindestens o,6 überschritten. Dies war für Stäbe ohne Kern und Verdichten von beiden Enden her nicht möglich.

Tabelle 5

enge Hüllen mit Kern

Verdichtungsteil 0 cm

rohrförmiger Kern, Außen 0 χ Innen 0,cm

Hüllenlänge in m

Stablänge in cm

verdichtet abgezogen nach 1 Woche

Packungsverhältnis

verdichtet abgezogen nach 1 Woche

Stab 0 außen, cm

verdichtet abgezogen nach 1 Woche

Teststab 0, cm

abgezogen nach 1 Woche

Packungseffizienz nach 1 Woche

Test 0 1	, 24 cm	27 26	Wegwerf-Trichter ent sprechend 1,27 cm 0
1,	46	67	1,3o
1,42 χ 1	,3o	1,27 χ 1,14
61		61
43, 47, 47,	2 3 2	38,1 · 43,3 43,5
141. 128. 129.	2 8 2	16o.o 14Ο.3 14Ο.1
nicht meßbar 2.5o 2.49	nicht meßbar 2.39 2.51
1 . • 1 .	1.o9 1.o7
O.	0.64

2 SI I

- 66 -

' Beispiel IX

Eine weitere Prüfreihe wurde ausgeführt mit Zellulose-, 5 hüllen ohne Faserverstärkung der Größe 25 zur Herstellung von hochverdichteten gerafften Hüllenstäben mit und ohne Kern und verschiedenen Pack'ungsverhältnissen. Die Muster wurden geprüft mittels des Freifalltestes (Figur 8) und auf ihren Zusammenhalt (Figur 9). Die 1o Hüllenlängen betrugen jeweils 48,8 m und diese wurden verdichtet zu gerafften Stäben unterschiedlicher Länge, abhängig vom Packungsverhältnis. Der Feuchtigkeitsgehalt der Hüllen beim Raffen betrug etwa 16,5 Gew.% und als Gleitmittel wurde Mineralöl verwendet außen in einer :

2
15 Menge von 7o mg/645 cm und in einer Menge von 14 bis ι

: 2

ι 2o mg/645 cm während des Raffens.

' Als Raffvorrichtung wurde die in US-PS 3 461 484 be- i

schriebene Vorrichtung verwendet und wie in US-PS

. 2o 3 397 o69 beschrieben, wurde ein Drall während des ;

I Raffens auf den Stab aufgegeben. Die Hüllen wurden ;

; endgültig verdichtet in üblicher Weise von einem Ende !

I her auf dem Verdichtungsteil eines gleitenden Dorns,

wie es in Figur 3 wiedergegeben ist. Nach dem Verdich- j

! 25 ten wurde der geraffte Hüllenstab direkt auf den rohr-

I förmigen Kern aufgeschoben. Der Kern bestand aus PoIy-

J vinylchlorid, wies einen Innendurchmesser von 1,29 cm

; und einen Außendurchmesser von 1,42 cm auf. Der Durchmesser des Kompressionsteils des Dorns betrug 1,46 cm,

: 3o für eine Prüfgruppe und für eine andere Prüfgruppe

j wurde ein Dorn mit einem Durchmesser von 1,51 cm im

i Kompresssionsteil verwendet. Der Freifalltest und der

I Zusammenhalt der Muster ohne und mit Kern wurde bestimmt

j zusammen mit dem Packungsverhältnis 7 Tage nach Abziehen

! 35 Die Ergebnisse sind zusammengefasst dargestellt in

Abhängigkeit von den Packungsverhältnissen in den Figuren 8 und 9.

Figur 8 zeigt, daß der Teststabdurchmesser bei beiden Stabreihen ohne Kern (1,46 und 1,51 cm 0 des Kompressionsdorns) kontinuierlich abfällt mit steigendem Packungsverhältnis im Packungsverhältnisbereich 95 bis 12o. Weil der minimale noch akzeptable Innenbohrungsdurchmesser für Hüllen der Größe 25 (Durchmesser im aufgeblasenen Zustand 2,11 cm) 1,25 cm beträgt (horizontale gestrichelte Linie) beträgt das Maximum des brauchbaren Packungsverhältnisses beim 1,46 cm Dorn etwa 99. Es ist festzuhalten, daß bei Verwendung des größeren Dorns ('1,51 cm) der kleinste noch brauchbare Bohrungsdurchmesser erreicht werden kann bei einem etwas höheren Packungsverhältnis (etwa 1o3) aber dabei erhöht sich die Zahl der Beschädigungen in Form von Löchern. Raffdorndurchmesser über 1,46 cm für Hüllen der Größe 25 verwendet, erhöhen in starkem Maße das Klemmen auf dem Dorn und führen zu wiederholten Produktionsunterbrechungen und erhöhten Abfallmengen. Dem Fachmann ist, wie bereits angegeben,bekannt, daß das Optimum einer störungsfreien Raffbarkeit bei bestimmter

25 Hüllengröße dann erreicht wird, wenn man die engsten

Dorne verwendet, mit denen der gewünschte Innenbohrungsdurchmesser noch erreicht wird.

Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ergebnissen bei gerafften Hüllenstäben ohne Kern und der Begrenzung der Packungsverhältnisse durch die erforderliche Größe der Innenbohrung auf etwa 99 z"eigt Figur 8 für Hüllen der Größen 25 mit Kernen einen konstanten Innendurchmesser mit ansteigendem Packungsverhältnis bis zu

V--" ■ Γ':·.: - '^:·:' 32130 1 ■ ί -"es -

einem Packungsverhältnis von etwa 124 bei Verwendung ! des gleichen Dorns mit 1,46 cm Durchmesser. Bei weiter

ι steigenden Packungsverhältnissen beginnt eine Verj 5 ringerung des Innendurchmessers infolge der außerordentlich starken Hüllenausdehnungskräfte des gerafften und verdichteten Stabes. Ein Packungsverhältnis von 124 stellt praktisch die obere Grenze für diese Hüllen mit einem Durchmesser in einem aufgeblasenem Zustand von 2,11 cm dar. Das Packungsverhältnis ist jedoch größer als 1oo und der Innendurchmesser nach j dem Freifalltest beträgt mindestens 1,25 cm. Völlig ! überraschend wurde gefunden, daß in den Fällen, in denen das Packungsverhältnis von gerafften Zellulosehüllenstäben (ohne Faserverstärkung) ohne Kern im Bereich der Packungsverhältnisse liegt, die mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Kernen erreicht wird, sich der Zusammenhalt der Stäbe ohne Kern mit steigendem Packungsverhältnis stark verringert. Dies steht im Gegensatz zu den Erwartungen, weil es bekannt ist, daß bei den praktisch verwendeten niedrigen Packungsverhältnxssen der Zusammenhalt der gleichen Stäbe ohne Kerne stark ansteigt mit steigendem Packungsverhältnis. Dieses völlig überraschend gefundene Ergebnis, daß der Zusammenhalt abfällt mit steigendem Packungsverhältnis bei gerafften Zellulosehüllenstäben ohne Kern ist in Figur 9 für Hüllen der Größe 25 wiedergegeben. Für den Raffdorndurchmesser von 1,46 cm fällt der Zusammenhalt nahezu konstant ab vom höchsten Wert 5 bei einem Packungsverhältnis von 1oo auf wenigstens 1,5 bei einem Packungsverhältnis von 125. Das letzte Packungsverhältnis liegt nur geringfügig über dem als Minimum in der Praxis akzeptablen Zusammenhalt von 1,2 und liegt wesentlich unter-

32 1 GO 1

halb des bevorzugten Wertes von 2,5 für den Zusammenhalt. Im Gegensatz dazu weisen die mit Kernen versehenen hochverdichteten Hüllenstäbe gemäß der Erfindung keine Grenze für den Zusammenhalt auf, weil die verdichteten Hüllen getragen werden durch den Kern und der Kontakt mit der Kernaußenseite beim Zusammenhalt wirksam wird, (functional contact).

Es ist nicht vollständig erklärbar und es wird deshalb angenommen, daß der zuvor beschriebene Zusammenhang zwischen dem Zusammenhalt und dem Packungsverhältnis bei gerafften Zellulosehüllestäben ohne Kern abhängt vom Grad der Verdichtung der Falten. Eine mögliche Erklärung ist, daß im Bereich kleiner Packungsverhältnisse die Verdichtung der Falten eine Wirkung erzeugt, die der ineinander steckender Konen entspricht, wobei die steigenden Berührungsflächen zwischen benachbarten Konen zum Tragen kommen und dadurch der Zusammehalt

' 2o ansteigt. Wenn jedoch die Verdichtung zur Erzeugung noch höherer Packungsverhältnisse erhöht wird, kann die Verdichtung die ineinander steckenden Konen sprengen und sich dadurch der Zusammenhalt des Stabes

; verringern. Diese möglicherweise richtige Erklärung deckt sich auch mit den experimentellen Beobachtungen, daß bei Erhöhung des Packungsverhältnisses von

^: gerafften Zellulosehüllestäben ohne Kern der Zusammenhalt des Stabes zunächst ansteigt auf einen Maximal-

\ wert und dann bei weiterer Erhöhung stark abfällt.

' 3o Diese Erklärung steht auch in Übereinstimmung mit den experimentellen Befunden, daß bei Hüllen mit großen Durchmessern ein höherer Zusammenhalt bei höheren

■ Packungsverhältnissen als bei engen Hüllen erreicht wird (sh. Figur 11). Dies kann auf den größeren Ober-

- 7ο -

flächen benachbarter sich berührender Konen bei den großvolumigen Hüllen beruhen.

Die Daten für 48,8 m lange Hüllen der Größe 25, die in den Figuren 8 und 9 wiedergegeben sind zeigen, daß die erfindungsgemäßen Hüllenstäbe mit Kernen eine Packungseffizienz aufweisen, die nicht kleiner als o,5 ist und daß Packungsverhältnis und Packungseffizienz größer -sind als die Packungsverhältnisse und Packungseffizienz, die für gleiche Hüllenlängen unter gleichen Raff- und Verdichtungsbedingungen ohne Kern erhalten würden. Insbesondere die Ergebnisse nach 7-tägiger Lagerung der Proben zeigen (a), das höchste Packungsverhältnis eines Stabes mit Kern, das im Minimum 1,25 cm Teststabdurchmesser erfüllt, (b) daß Hüllenstäbe ohne Kern die unterden gleichen Bedingungen wie die Proben (a) und (c) gerafft und verdichtet wurden, ebenso den minimalen Test-

2o stabdurchmesser erfüllen.

Dies wird durch folgende Daten belegt:

Probe Teststab- Packungsver- Packungsdurchmesser hältnis effizienz 25

(a)	mit	Kern	1	,27	124	ο,	66
(b)	ohne	Kern	1	,17	116	ο,	54
(c)	ohne	Kern	1	,27	98	ο,	44

3ο Die Tabelle zeigt, daß der Teststabdurchmesser, Packungs-: verhältnis und Packungseffizienz der Probe (a) in jedem ^: Falle höher ist als die der Proben (b). Die Probe (b) ist nicht brauchbar, weil das Stabwachstum nach innen unter Verringerung des Durchmessers der Innenbohrung so :

groß ist, daß die Mindestanforderung von 1,25 cm nicht j

mehr erfüllt ist. Muster (c) zeigt für einen Stab ohne Kern, daß das beste erreichbare Ergebnis, bei dem die Funktionsfähigkeit des Stabes noch gegeben ist, niedrigere Packungsverhältnisse und eine geringere Packungseffizienz ergibt. Im Vergleich zu Probe (a) ist diese im Packungsverhältnis um 26 % besser und in der Packungseffizienz um 5o % besser als das

1o Muster (c).

Beispiel X

Eine weitere Prüfreihe entsprechend der in Beispiel IX beschriebenen für Hüllen der Größe 25 wurde ausgeführt mit drei unterschiedlichen Größen von nichtfaserverstärkten Zellulosehüllen. Diese Hüllen hatten die Größe 17 (aufgeblasener Durchmesser 1,55 cm und Wandstärke o,o25 mm) Größe 21 (1,85 cm Durchmesser in aufgeblasenem Zustand und Wandstärke o,o25 mm) und Größe 27 (2,26 cm Durchmesser in aufgeblasenem Zustand und Wandstärke o,o25 mm) . Im Unterschied zu Beispiel IX, bei dem jeweils gleiche Hüllenlängen verwendet und unterschiedliche Stablängen erzeugt wurden in Abhängigkeit von Packungsverhältnis, wurde

25 bei dieser Prüfreihe die Hüllenlänge variiert und

die Stäbe wurden für jede Hüllengröße auf die gleiche Stablänge verdichtet. Die Messungen erfolgten 7 Tage nach Abziehen. Bei den Hüllen der Größe 17 betrug die Stablänge am Ende etwa 4o,6 cm während bei den Größen 21 und 27 die Endlänge des Stabes etwa 51,1 cm betrug.

Ein weiterer Unterschied zwischen den Prüfreihen der Beispiele 9 und 1o besteht darin, daß aus den Hüllen

der Größe 17, 21 und 27 keine erfindungsgemäßen Stäbe i

mit Kernen hergestellt wurden. Es wurden jedoch bei !

einer anderen gleichen Prüfung verdichtete Hüllenstäbe .

ι 5 mit Kernen hergestellt für Hüllen der Größe 21. Dabei j j wurden folgende Ergebnisse erreicht: Packungsverhältj nis 119,8, Packungseffizienzen Q,66, Durchmesser der

^; Innenbohrung des Kerns 1,o7 cm. Dieser erfindungsge- ΐ

! mäße Hüllenstab mit Kern war geeignet zur Verwendung j

' 1o auf einem Fülltrichter mit einem Außendurchmesser von I

I

ί 1,o3 cm. Die Figuren 1o und 11 zeigen, daß die ge- j

rafften Hüllenstäbe für Hüllengröße 21 ohne Kern die- j

sen Anforderungen nicht entsprechen und das ge- I

wünschte Ergebnis nicht erreichbar ist mit den be- · ■

kannten gerafften Hüllen ohne Kern. |

Mit Ausnahme der zuvor angegebenen Unterschiede wurden j

die stark verdichteten Hüllenstäbe ohne Kern für die ^! Hüllengrößen 17, 21 und 27 in der gleichen Weise hergestellt, wie die Stäbe der Hüllengröße 25 ohne Kern.

Nach dem Abziehen und Lagern ohne Längsbegrenzung wur- j

den die erhaltenen Stäbe dem Freifalltest unterzogen j

und der Zusammenhalt gemessen. Die Daten sind zusammen- j gefasst in den Figuren 1o (Freifalltest) und Figuren 11
(Zusammenhalt). Die Kurven zeigen die Werte in Abhängigkeit vom Packungsverhältnis.

Figur 1o zeigt, daß wie bei Hüllen der Größe 25 in j

Figur 8, der Stabdurchmesser beim Freifalltest bei allen :

drei Größen stark abfällt mit ansteigendem Packungs- ι

verhältnis, wobei der Abfalll im wesentlichen gleich- j

mäßig ist. Bei Hüllengröße 17 beträgt der minimale noch j brauchbare Stabdurchmesser o,91 cm (sh. gestrichelte

waagerechte Linie), so daß unter diesem Gesichtspunkt das maximal erreichbare Packungsverhältnis der bekannten j Hüllenstäbe ohne Kern etwa 8o beträgt. In gleicher Weise ist für Hüllen der Größe 21 der minimale noch brauchbare Stabdurchmesser 1,o4 cm und das korrespondierende maximal erreichbare Packungsverhältnis etwa 98. Schließ-tlieh ist für Hüllen der Größe 2 7 der minimal noch brauchbare Teststabdurchmesser oder Durchmesser der Innenbohrung des gerafften Stabes 1,35 cm, so daß das maximal erreichbare Packungsverhältnis etwa 13o ist.

Die in Figur 11 wiedergegebenen Kurven zeigen die Abhängigkeit des Zusammenhalts des Stabes vom Packungsverhältnis. Wie bereits zuvor beschrieben, ist auch hier der unerwartete Abfall des Zusammenhalts mit steigendem Packungsverhältnis im oberen Bereich des Packungsverhältnisses bei jeder Hüllengröße vorhanden. Für die Hüllengröße 17 ist der Zusammehalt über dem gesamten Bereich der geprüften Packungsverhältnisse 6o bis 125 niedrig, bei Beachtung des minimal brauchbaren Wertes von 1,2 (horizontale gestrichelte Linie).

Für die Hüllengröße 17 und einen gerafften Stab ohne Kern liegt das maximal erreichbare Packungsverhältnis aus der Sicht des erforderlichen Zusammenhalts ebenso bei etwa 8o. Für Hüllengröße 21 ist der Zusammenhalt über den gesamten Prüfbereich der Packungsverhältnisse 7o bis 12o ebenfalls niedrig, bezogen auf den Mindestzusammenhaltswert von 1,2. Das maximal erreichbare Packungsverhältnis aus der Sicht des Zusammenhaltwertes ist etwa 1o2.

- 74 Bei der Hüllengröße 27 ohne Kern ist die zuvor beschriebe-

ne Abhängigkeit des Zusammenhalts mit steigendem | Packungsverhältnis gegeben. Das heißt für Packungs-Verhältnisse bis zu etwa 12o steigt der Zusammenhalt mit steigendem Packungsverhältnis an. Bei Packungsverhältnissen oberhalb etwa 122 fällt der Zusammenhalt mit nahezu konstanter und großer Geschwindigkeit stark ab.
1o

Aus den Figuren 1o und 11 ergibt sich, daß die Forderungen, große offene Innenbohrung und Stabzusammenhalt,die Anwendung hoher Packungsverhältnisse bei den bekannten gerafften Hüllenstäben aus Zellulosehüllen der Größe 17, 21 und 27 stark begrenzt. In jedem Falle wird durch j die erfindungsgemäße Arbeitsweise ein wesentlich höheres ! Packungsverhältnis bei brauchbaren Innenbohrungsdurchmessern und höherem Zusammenhalt erreicht, wobei gleichzeitig auch noch tendenziell geringere Beschädigungen 2o der Hülle in Form von Löchern auftreten.

Deutlicher ausgedrückt, ein erfindungsgemäß geraffter Hüllenstab mit Kern der Hüllengröße 17 mit einem Durchmesser in aufgeblasenem Zustand von 1,55 cm, der eine Innenbohrung von mindestens o,91 cm aufweist, hat vorzugsweise ein Packungsverhältnis größer als 8o. Ebene wird bei mit Kernen versehenen gerafften Stäben der Hüllengröße 21 gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Hüllendurchmesser in aufgeblasenem Zustand von j 3o 1,85 cm und einem Innenbohrungsdurchmesser von mindestens 1,o4 cm, vorzugsweise ein Packungsverhältnis von grosser 98 erreicht. Für geraffte Hüllenstäbe mit Hüllengröße 27, mit einem Durchmesser von 2,26 cm in aufgeblasenem Zustand und einem Innenbohrungsdurchmesser

3215011

des Stabes von mindestens 1,35 cm ist das Packungsverhältnis vorzugsweise größer als 13o.

Beispiel XI

Die vorteilhaften Packungsverhältnisse und Packungseffizienzen, die erfindungsgemäß bei mittelgroßen faserverstärkten Hüllen erreicht werden, wurden in, weiteren Prüfreihen mit Proben ohne und mit Kern aufgezeigt. Hüllen der Größen 43, 47 und 6o haben flachliegend eine Breite zwischen 5,84 und 8,38 cm und wurden verwendet zur Herstellung geraffter und verdichteter Hüllenstäbe mit und ohne Kern für einen Stopftrichter mit einem Außendurchmesser von 2,725 + o,o13 cm Hüllen der Größen 7o, 8o und 1oo haben flach liegend eine Breite von etwa 9,53 cm bis 13,97 cm und wurden ebenfalls verwendet zur Herstellung von gerafften und verdichteten Hüllenstäben mit und ohne Kern, jedoch für Trichterdurchmesser von 3,952 + o,o13 cm Außendurchmesser. Die Wandstärke der Proben war 0,008 cm. Der Feuchtigkeitsgehalt der gerafften Hüllen betrug etwa 2o % und als Gleitmittel wurde Mineralöl verwendet

2 auf der Innenoberfläche etwa 44 mg/645 cm und außen

bis zu etwa 3o mg/645 cm Außenoberfläche. Die Durchmesser der aufgeblasenen faserverstärkten Hüllen waren wie folgend:

Größe Durchmesser in aufgeblasenem

43 47 6o 7o 8o 1oo

Zustand in cm

3,76 4,o3 5,24 6,o3 7,o9 8,85

Bei diesen Prüfungen wurden unterschiedliche Hüllenlängen, verdichtet, um im wesentlichen die gleiche Stablänge für alle Packungsverhältnisse der gleichen Hüllengröße zu |

erreichen. Die Stablänge betrug bei Größe 43, 26,7 cm, i

bei Größe 47 25,4 cm, bei Größe 6o 22,9 cm, bei Größe j

7o 3o,5 cm, bei Größe 8o 3o,5 cm und bei Größe 1oo i

ebenfalls 3o,5 cm. _;

Alle Proben wurden hergestellt auf einer Raffvorrichtung : mitgleitendem Dorn wie in US-PS 3 461 484 beschrieben. : Es wurden jeweils mehrere Muster unter gleichen Be- ^: dingungen hergestellt. Die Proben ohne Kern wurden ge-

rafft und verdichtet'von einem Ende des Dorns auf ein ϊ maximales Packungsverhältnis ohne Hüllen beschädigung j und zu niedrigeren Packungsverhältnxssen. Das maximale j Packungsverhältnis ohne Beschädigung wurde bestimmt j durch Ermittlung der Löcher nach Füllen der Hülle mit ί Wasser und Abdrücken. Sobald Löcher gefunden wurden, i wurden neue Muster hergestellt mit geringfügig niedrige- j ren Packungsverhältnissen und die Muster wurden in glei- j eher Weise auf Löcher geprüft. Die Schrittfolge wurde i

i wiederholt bis zu einem Packungsverhältnis, bei dem keine

Hüllenschäden eintreten und dieses stellt das maximale ;

Packungsverhältnis ohne Hüllenbeschädigung dar. i

i Nach Verdichten auf den Dorn wurden die Hüllengrößen ]

43, 47 und 6o der Muster ohne Kern von der Raffvorrich- j I tung für die weitere Handhabung auf dünne Plastikrohre :

mit einem Durchmesser von 2,79 cm überführt und nach j etwa 1 h von den Rohren abgenommen und in Netze einge- i hüllt. Die letzteren wurden an beiden Enden mittels j

Klippverschlüssen verschlossen und stellen in dieser j

Form handelsübliche Einheiten dar. Diese Anordnung gibt

32 1 GO 1

eine geringfügige Begrenzung des Längenwachstums. Die Muster ohne Kern der Hüllen der Größe 7o, 8o und 1oo ■ wurden von der Raffvorrichtung direkt in Verpackungs-

5 hüllen aus Polyvinylchloridfolie überführt, die nur

eine sehr geringfügige Endbegrenzung ergeben. Auch diese Form ist die handelsübliche Packungseinheit. Für die Muster mit Kernen wurde Hart-PVC verwendet. Der Außendurchmesser der Kerne betrug 3,12 cm bei einer Wandt stärke von 1,27 mm für die Hüllen der Größe 43, 47 und Für die Hüllen der Größe 7o, 8o und 1oo wurden Kerne mit einem Außendurchmesser von 4,35 cm und einer Wandstärke von 1,27 mm verwendet.

15 Nach dem Raffen wurden die mit Kernen zu versehenden

Muster in Längsrichtung von dem Dorn auf Kerne aufgeschoben, die koaxial auf dem Raffdornteil mit geringerem Durchmesser angeordnet waren, wie es in Figur 3 wiedergegeben ist. Der geraffte Stab wurde dann auf dem Kern zum gewünschten Packungsverhältnis verdichtet, durch Zusammenpressen von einem Ende her und anschließend abgezogen. Die Muster mit Kernen wurden auf die gleichen Packungsverhältnisse verdichtet,, wie die Muster ohne Kern.

Nach dem Abziehen wurden die gerafften Hüllenstäbe auf den Kernen mit Befestigungsscheiben 35 und Flanschen 39, wie in Figur 6 wiedergegeben, an beiden Enden fixiert, um die abgezogene Länge während der 7-tägigen Lagerperiode aufrecht zu erhalten. Dieser Grad an Längeneinspannung wurde bei den Proben ohne Kern nicht vorgenommen, weil diese sich unter den angegebenen Bedingungen entweder verbiegen würden, oder sich nach innen so ausdehnen würden, daß sie nicht mehr auf den gewünschten Stopf-

trichter passen würden. Das Einhüllen in Netze oder Packungsfolien bei den Stäben ohne Kern hindert das Längenwachstum nicht wesentlich.

Die Länge der Stäbe wurde bei allen Mustern jeweils gemessen vor dem Abziehen und erneut nach 7-tägiger Lagerung. Die Ergebnisse sind in Figur 12 für die Hüllengrößen 43, 47 und 6o aus faserverstärkten Hüllen und in Figur 13 für die Hüllengrößen 7o, 8o und 1oo aus ' faserigen Hüllen wiedergegeben, wobei die Packungsverhältnisse aufgetragen sind gegen die Breite der flachliegenden Hüllen.

In beiden Figuren 12 und 13 ist die niedrigste Kurve die der gerafften und verdichteten Stäbe ohne Kern nach 7-tägiger Lagerung. Die mittlere Kurve stellt die gerafften verdichteten Stäbe mit Kernen nach 7-tägiger Lagerung dar und die höchste Kurve (gestrichelte Linie) stellt die gerafften und verdichteten Stäbe unmittelbar ! nach der Verdichtung dar. Die letztere wurde aufgenomj men, denn sie gibt etwas wieder, was erfindungsgemäß ι erreichbar ist, jedoch nicht mit den bekannten gerafften Stäben ohne Kern erreicht werden kann. Durch das Einspannen der mit Kernen versehenen Hüllen an den gegenüberliegenden Enden nach dem Verdichten jedoch vor dem Abziehen, beispielsweise durch Endanschläge, kann das anfängliche und höchste Packungsverhältnis erhalten werden, ohne daß andere wesentliche Stabeigenschaften verloren gehen. Dies ist beispielsweise eine geringe Verringerung des Durchmessers der Innenbohrung, weil der verdichtete Stab durch den Kern dem radialen Wachstum nach innen widersteht. Wenn jedoch bei gerafften Hüllen auf Kernen unmittelbar nach dem Abziehen das j Längenwachstum begrenzende Teile verwendet werden, wird j

32 1 GO 1

zwar das anfängliche höchste Packungsverhältnis erhalten,! aber gleichzeitig tritt eine zusätzliche Verengung der Innenbohrung auf, die größer ist, als wenn keine Längenbegrenzung vorgenommen wird. Weil in Praxis die engst möglichen Raffdorne zum Erzielen optimaler Resultate verwendet werden, (der Grund wurde bereits genannt) bewirkt die zusätzliche radiale Ausdehnung nach innen aller Wahrscheinlichkeit nach einen solchen Innenbohrungsdurchmesser der zu klein ist für den vorgesehenen Stopftrichter.

Deutlicher zeigt Figur 12, daß bei Vergleich der Packungs Verhältnisse nach sieben Tagen die Werte für die Hüllengrößen 43 bis 6o (faserverstärkte Hüllen) die Proben ohne und mit Kern (zwei unteren Kurven) mindestens für Größe 43 verbessert sind, weil hier der Unterschied etwa 78 minus 6o beträgt oder anders ausgedrückt, das Packungsverhältnis mindestens um 3o % verbessert ist, wenn Kerne verwendet werden. Die größte Verbesserung tritt bei Hüllengröße 6o ein, hier beträgt die Differenz der Packungsverhältnisse 129 minus 79, d.h. durch den Kern wird ein um 63 % verbessertes Packungsverhältnis erreicht. Die maximale Verbesserung durch die Erfindung und des Vergleichs der Muster ohne Kern nach sieben Tagen Lagerung (unterste Kurve) mit den höchsten Anfangspackungsverhältnissen (oberste gestrichelte Linie) ist noch wesentlich größer. Beispielsweise beträgt bei Hüllengröße 43 der Unterschied 97 minus 6o, oder das Packungsverhältnis beim erfindungsgemäßen Arbeiten ist um 62 % höher und bei Hüllengröße 6o ist die Differenz 146 minus 79, das entspricht einer Verbesserung von 85 %.

3215011

- 8ο -

Zum Vergleich sind die Packungseffizienzen und die
Packungsverhältnisse von Mustern ohne und mit Kern

der Hüllengrößen 43, 47 und 6o wie zuvor im Beispiel j beschrieben nochmals zusammengestellt: ■

Packungseffizienz und Packungsverhältnis

Hüllen- ohne Kern mit Kern mit Kern '.

größe (7 Tage) (7 Tage) (anfänglich)

43 o.54 (6o) o.74 (78) O.78 (82) ■

47 o.54 (66) o.76 (95) o.81 (1o2) 6o o.45 (79) o.75 (13ο) Ο.85 (147)

Figur 13 zeigt zum Vergleich die Ergebnisse der Packungsverhältnisse nach sieben Tagen für faserverstärkte
Hüllen der Größen 7o bis 1oo und Hüllenstäben ohne und : mit Kern. Die erfindungsgemäße Verbesserung des j Packungsverhältnisses fällt geringer aus als bei den ! Hüllen der Größe 43 bis 6o ist jedoch trotzdem erheb- j lieh. Die Mindestverbesserung bei Hüllengröße 8o, die ! Differenz beträgt 166 minus 154, liegt bei etwa 8 %.
Die maximale Verbesserung bei Vergleich der Packungs- j Verhältnisse nach sieben Tage mit und ohne Kern für !

j das anfängliche höchste Packungsverhältnis bei Hüllen- j größe 8o,(die Differenz ist 18o minus 154) beträgt > etwa 17 %. ^;

Zum Vergleich werden die Packungseffizienzen und Packungs-;

Verhältnisse für geraffte Hüllenstäbe aus faserverstärkj
j ten Hüllen der Größen 7o, 8o und 1oo wie zuvor im Beispiel 11 beschrieben, für Stäbe mit und ohne Kern nochmals tabellarisch zusammengefasst:

3 2 1 G O 1

Packungseffizienz und Packungsverhältnis

Hüllen- ohne Kern größe (7 Tage)

mit Kern (7 Tage)

mit Kern (anfänglich)

7o 8o

loo

o.66 (129) o.63 (154)

o.77 (141) o.82 (15o) o.71 (166) o.77 (18o)

o.5o (167) o.59 (187) o.7o (22o)

Obwohl der Zusammenhalt auch für faserverstärkte Zellulosehüllen wichtig und bedeutend ist, resultieren daraus nicht die ernsthaften Probleme, wie bei nicht verstärkten engen Zellulosehüllen. Dies beruht darauf, daß die Hüllen durch die Faserverstärkung in sich fester sind und auch auf den Unterschieden der jeweils verwendeten Füll- und Stopfanlagen.

Die engen Zellulosehüllen werden üblicherweise gefüllt mit hoher Geschwindigkeit auf vollständig automatisierten Anlagen, bei denen der nächste Stab automatisch in die Füllstellung gebracht wird, wenn der erste Stab gefüllt ist. Geringer Zusammenhalt kann einen gebrochenen Stab zur Folge haben. Dies bedingt.wiederum Hüllenbruch oder Reißen beim Einführen oder Drehen des automatischen Fülltrichters. Tritt dies auf, wird eine nicht akzeptierbare Menge von Nahrungsmittelemulsion in die Umgebung ausgestoßen, ehe die Anlage abgeschaltet werden kann. Es sind wesentliche Stillstandzeiten erforderlich zum Reinigen der Anlage und Entfernen der gerissenen Hülle.

Im Gegensatz dazu ist die Maschinengeschwindigkeit beim Füllen von Hüllen größeren Durchmessers üblicherweise geringer und der nächste Hüllenstab wird von Hand durch

Q 9 1

das Bedienungspersonal angebracht. Das Risiko des Hüllenbruchs ist geringer wegen der Faserverstärkung der Hüllen und außerdem kann die Anlage abgeschaltet werden, ehe eine große Menge an Nahrungsmittel ausgetreten ist, so daß die Ausfallzeiten kürzer sind.

Beispiel XII

Bis zum Zeitpunkt der Erfindung wurde von der Union Carbide Corporation eine Füll- und Stopfvorrichtung unter der Bezeichnung Shirmatic Typ 4o5 zum Füllen von ganzen ausgebeinten Schinken in faserverstärkte Hüllen mit großem Durchmesser angeboten. Es war erfor- ; derlich die geraffte Hülle über eine Aufweitscheibe am entrafften Ende des Stabes ohne Kern zu führen und diese Scheibe innen anzuordnen. Der Maschinenanschluss und die erforderliche Größe des Fülltrichters waren begrenzt durch die maximal erreichbare Größe der Innen- ; bohrung des gerafften Hüllenstabes. Um einen maximalen ',

i Durchmesser des Fülltrichters zu erreichen, wurde des- :

sen Wandstärke auf die minimal mögliche Dicke reduziert und die raffbaren Hüllenlängen verringerten sich dadurch zwangsläufig von 61 m auf 45,7 m. Die Raffbedingungen wurden optimalisiert auf den größtmöglichsten erreichbaren Innenbohrungsdurchmesser· Ebenso waren die Wandstärken der Spannscheiben und der freie Raum um den Fülltrichter notwendigerweise verringert auf die gerade \ noch akzeptablen Werte. ■

Aus diesen Bemühungen ergab sich unter den bekannten Raffbedingungen die Möglichkeit der Verwendung eines ; Fülltrichters mit einem Innendurchmesser von 8,57 cm. Die angebotene Stopfvorrichtung des Typs 4o5 ist der in ; der belgischen Patentschrift 888 526 beschriebene. Es :

ο 9 Z

0 11

- 83 -

wurden zwar eine Reihe derartiger Maschinen zur Fleischverpackung aufgestellt, aber in den meisten Fällen war das Ergebnis unbefriedigend. Es wurde eine extreme Verlängerung der Schinkenstücke beim Durchtritt durch den Fülltrichter beobachtet mit anschließendem Durchmischen (jumbling) nach dem Einfüllen in die Hülle, wodurch das Oberflächenfett in das Innere des Schinkens gelangt und reine Muskelfaserstücke entstehen. Die Funktionsfähigkeit des Systems wurde von den Fleisdhabpackern schlechter beurteilt als das Stopfen von Hand, so daß die Anlage zeitweilig nicht mehr angeboten werden konnte.

Bei den anschließenden Entwicklungsarbeiten in den Laboratorien der Anmelderin unter Verwendung größerer Fülltrichter und ungeraffter Hüllenlänge wurde festgestellt, daß sich die Beanstandungen bezüglich der Funktion der Vorrichtung beseitigen lassen, wenn größere Durchmesser des Fülltrichters verwendet werden. Die damit hergestellten Schinkenerzeugnisse sind in der Qualität mit Hand gefüllte Produkten vergleichbar. Zu dieser Zeit begannen die Entwicklungsarbeiten für die vorliegende Erfindung. Durch die erfindungsgemäßen gerafften hochverdichteten Hüllenstäbe mit Kernen war es möglich, den Fülltrichterdurchmesser auf 9,53 cm zu vergrößern. Teilweise wurde dies erreicht durch Verzicht auf die Spannungmuttern in der Anlage. An ihre Stelle trat eine kippbare Rückhaltevorrichtung.

Durch diese konstruktive Veränderung der Fülleinrichtung konnte der Fülltrichterdurchmesser für faserverstärkte Hüllen der Größe 1o von 8,57 cm auf 9,53 cm (Innendurchmesser) vergrößert werden. Dies ist ein Zuwachs von o,95 cm oder 11 %. Dieser Durchmesserzuwachs bedeutet jedoch einen effektiv größeren Zuwachs der Quer-

213 01

schnittes des Fülltrichters um 23,5 %. Von dieser Vergrößerung um 23,5 % beim Querschnitt des Fülltrichters entfallen 7,5 % auf die Beseitigung der bekannten Spannung-mutter und 16 % auf die Verwendung der erfindungsgemäßen hochverdichteten gerafften Hüllenstäbe mit Kern. Durch Modifizierung des Fülltrichters und Verwendung von Hüllenstäben mit Kern war es möglich das Packungsverhältnis von faserigen Hüllen der Größe 1o von 78 auf 13o zu erhöhen. Das ist ein Zuwachs um 67 %. Ebenso war es möglich, die Packungseffizienz von o,39 auf o,76 zu steigern, so daß die Länge der Hülle von 45,7 auf 76,2 m vergrößert werden konnte. Das neue veränderte Füllsystern wird nun angeboten unter der Bezeichnung Shirmatic Modell 4o5H.

Beispiel I der Beschreibung zeigt die Verwendung einer faserigen Hülle mit Kern an einer Vorrichtung des Typs 4o5H.

Dieses Beispiel zeigt ebenso eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei der Stab mit Kern einen Innenbohrungsdurchmesser aufweist, der mindestens so groß ist, als die Größe der Innenbohrung, den die Hülle aufweisen würde, unter gleichen Raff- und Verdichtungsbedingungen ohne Kern und gleichem Packungsverhältnis. Die modernisierte Vorrichtung verlangt für faserige Hüllen der Größe 1o Innenbohrungsdurchmesser der Hüllenstäbe mit Kern von 9,53 cm, während bei Stäben ohne Kern bisher maximal 9,21 cm erreicht wurden bei Verdichtung auf ein Packungsverhältnis von 78. Der in diesem Falle verwendete Kern besteht aus hochdichtem Polyäthylen und weist eine Wandstärke von 1,58 mm auf.

Nach Durchführung der Verbesserungen wurde die Fülleinrichtung Shirmatic Typ 4o5H erneut den Fleischverpackern angeboten und wurde von diesen als brauchbar

. copy

2 2 1 G O 1

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akzeptiert. Es handelt sich um eine erhebliche Verbesserung beim Verpacken und Füllen von Schinken. Bereits zehn Monate nach Einführung des veränderten Modells waren 2o Anlagen in Gebrauch und weitere Anlagen sind in Montage. Der durchschlagende Erfolg der neuen Vorrichtung beruht größtenteils auf der vorliegenden Erfindung.

Die zuvor beschriebene Erfindung stellt einen erheblichen technischen Fortschritt dar. Die gerafften Hüllen in Stabform weisen ein längeres Hüllenstück auf und erlauben so eine längere Produktionszeit ohne Unterbrechung. Höhere Packungseffizi'enz in Verbindung mit dem verbesserten hohen Packungsverhältnis und großem Durchmesser der Innenbohrung ermöglichen die Aufrechterhaltung und Verbesserung der Stopfbedingungen und ergeben längere Produktionszeiten ohne Unterbrechung. Durch die Erfindung werden die Probleme des mangelhaften Zusammenhalts von gerafften Hüllenstäben vollständig beseitigt. Diese waren für die Hersteller und Verwender von engen Hüllen bisher ein echtes Problem. Die gesteuerte Befeuchtung, nicht das Quellen der erfindungsgemäßen Hüllenstäbe, ist besonders vorteilhaft, weil sich die charakteristischen hohen Packungsverhältnisse nicht mit Hüllen erreichen lassen, die vor dem Stopfen beim Verwender befeuchtet und gequollen werden. Dies beruht darauf, daß die dichten Falten den Eintritt des Wassers in die Hüllenwand und eine ausreichende Durchfeuchtung innerhalb vertretbarer Zeiten nicht zuläßt.

Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß ein Vergleich der Durchmesser der Innenbohrung von Hüllenstäben mit und ohne Kern frühestens eine Woche nach Herstellung erfolgen sollte.

J Z

; υ j I ι

Bezuaszeichenliste

11)	Raffvorrichtung mit gleitendem Dorn
j 13)	Raffdorn
15)	Raffkopf
17)	Nahrungsmittelhülle
19)	Zuführrollen
21)	Zuführbänder
23)	Raffrollen, Raffräder
25)	Rückhaltebänder
ι 27)	Rückhaiteklammer
29)	Bügel
31)	Rohrförmiger Kern.
33)	Verdichterteil
35)	Sperrscheibe, Ring
37)	Rückhalteteil
39)	Flansch
41)	Befestigungsteil
43)	Schlichtelement

Claims (45)

PATENTANWALT DR HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER 5 Köln 41-, Räderscheidtstr. 1 Köln, den 26. April 1982 Nr. 18 UNION CARBIDE CORPORATION, Old Ridqebury Road, Danbury, State of Connecticut, 06817, USA Zusammenhängende, geraffte Nahrungsmittelhülle Patentansprüche 10

1. Zusammenhängende, geraffte Nahrungsmittelhülle, dadurch gekennzeichnet, daß sie kombiniert einen festen rohrförmigen Kern (31) mit einem befeuchteten Nahrungsmittelhüllenstück (17) aus Cellulose, das einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 13 Gew.%, bezogen auf Hüllengesamtgewicht aufweist,

und auf dem Kern (31) gerafft und stark verdichtet ist zu einem hohen Packungsverhältnis und zu einer Packungseffizienz, die größer sind als Packungsverhältnis und Packungseffizienz der gleichen Hüllenlänge, die unter gleichen Raff- und Verdichtungsbedingungen ohne den Kern (31) durch die starken nach innen wirkenden Ausdehnungskräfte erhalten würden.

2. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungseffizienz nicht kleiner als 0,5 ist.

3213011

3. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ; zeichnet, daß die Packungseffizienz nicht kleiner als' 0,6 ist. ;

4. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,. daß der Feuchtigkeitsgehalt
der Hülle etwa 13 bis etwa 35 Gew.%, bezogen auf j

Hüllengesamtgewicht beträgt.

5. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- j durch gekennzeichnet, daß die Hülle (17) verstärkende! Fasern enthält und der Feuchtigkeitsgehalt der Hülle j etwa 16 bis etwa 35 Gew.%, bezogen auf Hüllengesamt- j gewicht beträgt. I

6. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- j durch gekennzeichnet, daß der Kern (31) einen Außenumfang aufweist, der größer ist als der Umfang der
Innenbohrung, den eine geraffte Hülle aufweisen würde> die unter gleichen Raff- und Verdichtungsbedingungen ,^:

ohne Kern (31) gerafft und verdichtet wurde und daß j der Kern (31) ausreichend fest ist, um Verformung j und Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch j nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte beim
Raffen und Verdichten zu widerstehen.

7. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des rohrförmigen Kerns (31) etwa 0,1 bis etwa 0,15 cm be-

30 trägt.

8. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle (17) etwa 3,8 bis etwa 9,9 cm, der

Außendurchmesser des rohrförmigen Kerns (31) etwa
2,54 bis etwa 5,08 cm und das Packungsverhältnis,

d.h. das Verhältnis von ungeraffter zu geraffter Läng* der Hülle (17) von etwa 50 bis etwa 360 betragen.

9. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle (17) kleiner als 3,6 cm ist und der Feuchtigkeitsgehalt der Hülle (17) etwa 14 bis etwa 18 Gew.%, bezogen auf Hüllengesamtgewicht beträg-t.

10. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (17) eine enge nicht verstärkte Cellulosehülle ist, deren Durchmesser in aufgeblasenem Zustand kleiner als 40 mm ist.

11. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Packungsverhältnis mindestens 100 beträgt.

12. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle etwa 10,2 bis 13,4 cm, der Außendurchmesser des rohrförmigen Kerns (31) etwa 7,6 bis 12,7 cm und das Packungsverhältnis ungeraffter zu geraffter Hüllenlänge von etwa 100 bis etwa 190 betragen.

13. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des rohrförmigen Kerns etwa 9,1 bis etwa 10,9 cm beträgt.

14. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des rohrförmigen Kerns (31) etwa 0,127 bis etwa 0,19 cm beträgt.

213C11

15. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des rohrförmigen Kerns (32) mindestens 0,05 cm beträgt.

16. Nahrungsmittelhülle nach den" Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Kern (31} aus Polyäthylen hoher Dichte besteht.

17. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Kern (31)

aus Polyvinylchlorid besteht.

18. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Packungsverhältnis nicht kleiner

15 als 70 ist.

19. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungseffizienz nicht kleiner als etwa 0,60 ist.

20. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle (17) etwa 6,6 bis etwa 9,9 cm, der Außendurchmesser des rohrförmigen Kerns (31) etwa 5,1 bis 7,6 cm und das Packungsverhältnis ungeraffter zu geraffter Hüllenlänge von etwa 100 bis etwa 200 betragen.

21. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des rohrförmigen Kerns

(31) 0',102 bis 0,191 cm beträgt.

22. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, dadurch gekenn- i

zeichnet, daß die Hülle eine enge nicht verstärkte j

Cellulosehülle ist, deren Durchmesser im aufgeblase- j

nen Zustand etwa 1,27 cm bis etwa 3,81 cm beträgt, !

321SQ17

der Durchmesser der Innenbohrung des Kerns (31) mindestens 40 % des Durchmessers der aufgeblasenen Hülle (17), die Dicke des Kerns (31) etwa 0,0254 cm bis etwa 0,127 cm und die Packungseffiziens mindestens 0,60 betragen.

23. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Packungsverhältnis mindestens 100, vorzugsweise mindestens 120 beträgt.

24. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Innenbohrung des Kerns mindestens 50 % des Durchmessers der aufgeblasenen Hülle (17) beträgt.

25. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (31) nach dem Freifalltest eine wenigstens .ebenso große Innenbohrung hat, wie sie die gleiche Hülle nach dem Raffen und Verdichten unter gleichen Bedingungen ohne den Kern haben würde.

26. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle (17) etwa 1,55 cm, das Packungsverhältnis größer als 80 sind und der Stabdurchmesser beim Freifalltest mindestens 0,91 cm beträgt.

27. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser.der aufgeblasenen Hülle (17) etwa 1,85 cm, das Packungsverhältnis größer als 98 sind und der Stabdurchmesser beim Freifalltest mindestens 1,04 cm beträgt.

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28. Nahrungsniittelhülle nach Anspruch 22, dadurch gekenn-, zeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle ; 2,11 cm, das Packungsverhältnis größer als 100 sind ! und der Stabdurchmesser beim Freifalltest mindestens

1 ,24 cm beträgt. ' ',

29. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aufgeblasenen Hülle 2,26 cm, das Packungsverhältnis größer als 130 sind

und der Stabdurchmesser beim Freifalltest mindestens
1,35 cm beträgt.

30. Nahrungsmittelhülle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen einer ^l senkrecht zur Längsachse des rohrförmigen Kerns (31) . verlaufenden Ebene und einer Ebene durch die geraff- ! ten Falten der Hülle (17) nicht größer als 60° ist.

31. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 30, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der Winkel der Ebene durch die '

gerafften Falten und der Ebene senkrecht zur Längs- J

achse des rohrförmigen Kens (31) etwa 0 bis etwa 15° j

ist. ^!

32. Nahrungsmittelhülle nach Anspruch 30, dadurch gekenn-; zeichnet, daß der Winkel der Ebene durch die geraff- : ten Falten zur Ebene senkrecht zur Längsachse des ; rohrförmigen Kerns etwa 15 bis etwa 60° ist. j

33. Verfahren zum Herstellen einer gerafften stark verdichteten Nahrungsmittelhülle mit einem Kern, gekennzeichnet durch

a) Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes eines Cellulosehüllenstückes auf mindestens 13 Gew.% bezogen

35 auf Hüllengesamtgewicht,

321301

b) Aufschieben des Hülleninneren der Cellulosehülle über das erste Ende eines Dorns dessen anderes Ende auf einem Teilstück einen geringeren Durchmesser als das erste Ende des Dorns aufweist,

5 c) Raffen der Cellulosehülle·auf dem Dorn,

d) Anordnen eines hohlen Kerns koaxial und angrenzend an das Endstück des Dornteils mit verringertem Durchmesser, wobei der Kern ausreichend fest ist um Verformung und Verringerung der Größe seiner

10 Innenbohrung durch nach innen gerichtete Hüllenausdehnungskräfte infolge des Verdichtens zu widerstehen,

e) Weiterschieben der gerafften Hülle auf dem Dorn bis auf die Außenseite des koaxial auf dem Dorn

15 angeordneten Kerns,

f) Verdichten der gerafften Hülle auf ein hohes Packungsverhältnis und zu einer hoher Packungseffizienz unter Erzeugen von nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräften.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein Packungsverhältnis von mindestens und eine Packungseffizienz von nicht kleiner als 0,50 verdichtet.

35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein Packungsverhältnis von mindestens und eine Packungseffizienz von nicht kleiner als 0,60 verdichtet.

36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man eine enge, nicht mit Fasern verstärkte Cellulosehülle auf ein Packungsverhältnis von mindestens 100 verdichtet unter Verwendung eines Kerns dessen Innenbohrung einen Durchmesser von mindestens 50 %

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2 ;GC

des Durchmessers der aufgeblasenen Hülle aufweist.

j

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, ; daß man auf ein Packungsverhältnis von mindestens

'5 120 verdichtet unter Verwendung eines Kerns dessen Innenbohrung einen Durchmesser von mindestens 40 % des Durchmessers der aufgeblasenen Hülle aufweist.

!

38. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man die Cellulosehülle beim Schritt c) auf dem Dorn rafft und verdichtet, anschließend die geraffte

! und verdichtete Hülle vom anderen Ende des Dorns auf

die Außenseite des angebrachten hohlen Kerns weiterschiebt unter Erzeugen eines hohen Packungsverhältnisses, hoher Packungseffizienz und Verringerung des Innendurchmessers des gerafften Hüllenstabes infolge der nach innen wirkenden Hüllenausdehnungskräfte.

39. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man die Cellulosehülle beim Schritt c) auf dem

ι Dorn rafft und teilweise verdichtet und anschließend

die geraffte und teilweise verdichtete Hülle vom anderen Ende des Dorns auf die Außenseite des angebrachten hohlen Kerns weiterschiebt und die Hülle auf dem Kern weiter verdichtet auf ein hohes Packungs--Verhältnis und zu einer hohen Packungseffizienz.

40. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kern auf einem zweiten Dorn anordnet.

30

41. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man die geraffte Hülle auf dem Dorn zunächst in eine zweite Stellung auf den Dorn schiebt, ehe sie vom anderen Ende des Dorns auf den Kern weiter

35 geschoben wird.

42. Verfahren zum Herstellen einer gerafften und stark verdichteten Nahrungsmittelhülle auf einem Kern, gekennzeichnet durch

a) Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes eines Cellu-5 losehüllenstückes auf mindestens 13 Gew.% bezogen

auf Hüllengesamtgewicht,

b) Anordnen eines hohlen Kerns der ausreichend fest ist, um Verformung und Verringerung der Größe seiner Innenbohrung durch nach innen gerichtete

Hüllenausdehnungskräfte infolge des Verdichtens

der Hülle zu widerstehen,

c) Anordnen eines Dorns und Aufschieben des Kerns auf den Dorn,

d) Aufschieben des Hülleninneren der Cellulosehülle 15 über die Außenseite des.Kerns,

e) Raffen der Cellulosehülle auf dem Kern und dem Dorn,

f) Verdichten der gerafften Hülle auf dem Kern auf ein hohes Packungsverhältnis und zu einer hohen Packungseffizienz unter Erzeugen von nach innen gerichteten Hüllenausdehnungskräften und

g) Abnehmen der gerafften stark verdichteten Hülle vom Dorn durch Weiterschieben in Längsrichtung.

25

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kern auf einen zweiten Dorn aufschiebt und ihn koaxial und angrenzend an das andere Ende des ersten Dorns anordnet.

44. Verfahren nach den Ansprüchen 42 und 43, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hülle auf dem ersten Dorn rafft und teilweise verdichtet und die bereits teilweise verdichtete Hülle auf den auf dem zweiten Dorn angeordneten Kern weiterschiebt.

2 ι SC 11

45. Verfahren nach den Ansprüchen 3 3 und 44, dadurch gekennzeichnet, daß man den Feuchtigkeitsgehalt der
Cellulosehülle auf etwa 13 bis etwa 35 Gew.% bezogen auf Hüllengesamtgewicht einstellt.