DE3610557A1

DE3610557A1 - Huelsen zum aufwickeln von bahnfoermigen materialien, speziell von basispapieren fuer photographische schichten

Info

Publication number: DE3610557A1
Application number: DE19863610557
Authority: DE
Inventors: Wieland Dr Dipl Phys Sack; Hans-Georg Woellmer
Original assignee: Felex Schoeller Jr and GmbH and Co KG
Current assignee: Felix Schoeller Jr Papierfabrik & Co Kg 450 GmbH
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1987-10-01
Anticipated expiration: 2006-03-28
Also published as: DE3610557C2

Description

Hülsen werden im allgemeinen aus Papier oder Karton gefertigt, es sind aber auch Kunststoff-, Metall- und Holzhülsen bekannt.

An Hülsen zum Aufwickeln von bahnförmigen Materialien und speziell von Basispapieren für photographische Schichten werden eine Vielzahl von Anforderungen gestellt. So darf sich die Hülse zum Beispiel durch das Gewicht der Papierrollen nicht durchbiegen und sie muß auch im Querschnitt konstant bleiben, d. h. der Hülsenquerschnitt darf sich während des Auf- oder Abrollvorganges nicht verformen. Sie muß außerdem eine definierte Feuchtigkeit aufweisen. In speziellen Fällen wird in die Hülse eine Feuchtesperre aus Metall eingearbeitet, um einen Feuchtigkeitsaustausch zwischen Hülse und aufgewickeltem Gut zu vermeiden.
Sie sollte darüber hinaus abriebfest sein und eine gewisse Spaltfestigkeit besitzen, d. h. bei der Verwendung der Hülsen zum Aufrollen bahnförmigen Materials, das mittels eines Klebebandes an der Hülse fixiert wird, darf beim Entfernen des Klebebandes die Hülsenoberfläche nicht beschädigt werden, sodaß eine Wiederverwertbarkeit der Hülse gewährleistet ist.

Die Hülsenoberfläche muß eben sein und darf keine Spiralmarkierungen aufweisen. Trotz der geforderten Ebenheit muß die Hülsenoberfläche dennoch klebfähig für die zur Fixierung des bahnförmigen Materials üblicherweise verwendeten Kleber und Klebebänder bleiben.

Innerhalb einer Rolle, bedingt durch die geforderte Wickelhärte, herrscht nahe der Hülse ein starker radialer Druck. Dieser führt zu einem Durchdrücken von Unebenheiten. So hinterlassen z. B. die Spiralwicklung der Hülse, die dellige Hülsenoberfläche und vor allem der Bahnanfang (die Bahnkante) und das zur Fixierung der Bahn verwendete Klebeband deutlich sichtbare, unerwünschte Markierungen. Diese Markierungen sind zwar in einigen Fällen nach 20 bis 40 m abgerollter Materialbahn nicht mehr feststellbar, in Extremfällen werden die Markierungen jedoch noch nach 150 bis 200 m gefunden, sodaß speziell im Fall der Basispapiere für photographische Schichten diese 150 bis 200 m zum nicht verwertbaren Ausschuß, der sich nicht für den Beguß mit photographischen Emulsionen eignet, erklärt werden müssen.

Bislang hat man versucht, dem Problem der Abdrücke und Markierungen durch die Verwendung besonders harter, geschliffener Hülsen zu begegnen. Dadurch treten zwar solche Markierungen, die durch die Unebenheiten der Hülsenoberfläche oder die Spiralwicklung der Hülse bedingt sind, in geringerem Ausmaß auf, die Markierungen aber, die durch den Bahnanfang und das zur Bahnfixierung verwendete Klebeband hervorgerufen werden, lassen sich durch die Verwendung der harten geschliffenen Hülsen nicht vermeiden.
Außerdem werden auch Zugfalten in den anfänglichen Windungen, die speziell bei dünnen bahnförmigen Materialien leicht auftreten, nicht von der Hülse absorbiert, sodaß auch dadurch unerwünschte Markierungen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Hülsen zum Aufwickeln von bahnförmigen Materialien und speziell von Basispapieren für photographische Schichten herzustellen, die mit den beschriebenen Mängeln nicht behaftet sind, d. h. solche Hülsen herzustellen, die keine unerwünschten Markierungen in den bahnförmigen Materialien hinterlassen, um so den bislang üblichen Ausschuß auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.

Entscheidend an den erfindungsgemäß verwendeten Hülsen ist, daß entgegen allen bisher vorgenommenen Versuchen, die Markierungen durch eine besonders harte Hülsenoberfläche zu reduzieren, eine elastisch oder plastisch verformbare Oberfläche geschaffen wurde, die in der Lage ist, speziell den Bahnanfang sowie das zur Bahnfixierung verwendete Klebeband in ihrer Dicke zu absorbieren, sodaß dadurch keine unerwünschten Markierungen entstehen können. Überraschenderweise halten die elastisch oder plastisch verformbaren Oberflächen den bei der Aufwicklung bahnförmiger Materialien in Hülsennähe entstehenden Zugspannungen stand.

Zur Beschichtung der herkömmlichen Hülsen sind mehrere Materialien denkbar.
Prinzipiell müssen an diese Materialien folgende Anforderungen gestellt werden: sie müssen zäh und elastisch bzw. plastisch verformbar sein und eine gleichmäßig strukturierte Oberfläche besitzen. Darüberhinaus sollten sie reiß- und abriebfest sein, sodaß bei dem Transport und der Verarbeitung der beschichteten Hülsen Beschädigungen in der Oberfläche, die dann wieder zu unerwünschten Markierungen in den bahnförmigen Materialien führen könnten, vermieden werden.

Für die Verwendung zur Aufwicklung von Basispapieren für photographische Schichten dürfen die beschichteten Hülsen darüber hinaus nur in geringem Umfang statisch aufladbar sein, damit eine unerwünschte Verschmutzung des Photopapieres durch von der Hülse angezogene Staubpartikel vermieden wird. Die Beschichtung der Hülse muß außerdem photochemisch verträglich sein, damit es nach dem Beguß des auf der Hülse aufgerollten Basispapieres für photographische Schichten nicht zu unerwünschten Nebeneffekten in der photographischen Emulsion kommt.

Zur Beschichtung der Hülsen werden erfindungsgemäß folgende Materialien verwendet: Weichplastik in Form eines Schlauches oder eines Bandes; Schaumstoff in Form eines Schlauches oder eines Bandes; formgeschäumtes Styropor; Polyethylen, Polyurethan oder Weich-PVC; Verbundsysteme aus einem Kunststoff, z. B. Polyethylen, Polyurethan oder Weich-PVC, und einem Metall, z. B. Aluminium, oder gewebeverstärkten Folien; Kautschukschlauch.

Die genannten Schlauch-, Band- oder Folienmaterialien werden durch Kleber auf der Hülse fixiert. Als Kleber eignen sich Zweikomponenten-, Haft- und Schmelzkleber. Die Materialien können außerdem durch Aufschrumpfen oder Aufvulkanisieren mit der Hülse verbunden werden. Es ist auch möglich, die Kunststoffe in flüssiger oder zähflüssiger, relativ kurzkettiger Form, auf die Hülse aufzutragen und sie anschließend durch UV- oder energiereiche Strahlung zu vernetzen.

Unter diesen vielen zur Beschichtung geeigneten Materialien eignen sich zur Herstellung von beschichteten Hülsen für Basispapiere für photographische Schichten besonders Polyurethane, Polyethylene und Weich-PVC, deren Copolymerisate, sowie Verbundsysteme dieser Kunststoffe mit Aluminium oder gewebeverstärkten Folien. Die Polyurethane und Polyethylene können durch Extrusion oder Aufschäumen auf die Hülsenoberfläche aufgebracht werden. Sie können aber auch in Form einer extrudierten Folie auf die Hülsenoberfläche aufgeklebt werden. Als Kleber eignen sich vor allem Haftkleber und zwar speziell Schmelzkleber.

Unabhängig von der Art und Weise der Aufbringung der Kunststoffe ist die richtige Kombination von Materialdicke, Elastizität des verwendeten Materials und Hülsenumfang entscheidend für den erfindungsgemäßen Effekt.

Unabhängig von der Elastizität des verwendeten Materials und dem Hülsenumfang muß die Beschichtungsdicke jedoch wenigstens 0,1 mm betragen, denn bei einer Beschichtung, die dünner als 0,1 mm ist, findet keine Absorption der Unebenheiten, des Klebebandes und des Bahnanfanges statt und die unerwünschten Markierungen werden nicht vermieden. Generell gilt, daß die Beschichtung umso dünner gestaltet werden kann, je elastischer das Material ist. Andererseits kann bei geringen Hülsendurchmessern die Beschichtung dicker als bei größeren Hülsendurchmessern sein, denn eine zu dicke Beschichtung bei größeren Hülsendurchmessern führt am Anfang der Aufwicklung zu Quetschfalten in der Beschichtungsschicht, die ihrerseits wieder zu unerwünschten Markierungen im bahnförmigen Material führen.

Ein Optimum in der Beschichtungsdicke liegt zwischen 0,1 und 2 mm, bevorzugt zwischen 0,4 und 1,0 mm. Bei geeigneter Materialauswahl kann die Dicke jedoch auch größer als 2 mm sein, während der Wert von 0,1 mm nicht unterschritten werden kann.

Die Elastizitätsmodule der zur Anwendung gelangenden Kunststoffe liegen für Polyethylen zwischen 10 und 100 N/mm², für Polyurethan zwischen 1 und 10 N/mm² und für Polyvinylchlorid-Schaum zwischen 5 und 50 N/mm². Die Verformbarkeit der Kunststoffe sollte wenigstens 50% betragen.

Der erfindungsgemäße Effekt ist nicht auf bestimmte Hülsendurchmesser oder Hülsenlängen beschränkt. Es können vielmehr alle für die Aufrollung bahnförmiger Materialien üblicherweise verwendeten Hülsen in der beschriebenen Weise beschichtet werden.

Der erfindungsgemäße Effekt wird durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht.

Beispiel 1

Eine Standardhülse mit einem Durchmesser von 4″ wird mit folgenden verformbaren Materialien beschichtet:
1a: Polyethylen, Elastizitätsmodul 16,9 N/mm²
1b: Polyurethan, Elastizitätsmodul 4,2 N/mm²
1c: Polyvinylchlorid, Elastizitätsmodul 9,5 N/mm²

Die Beschichtungsdicke bertägt 1 mm. Die Materialien werden als Folien unter Verwendung von Haftklebern auf die Hülse aufgebracht. Es wurden 1500 m eines Basispapiers für photographische Schichten mit einem Flächengewicht von 180 g/m² aufgerollt. Nach zehn Tagen Lagerung wurde die Papierbahn umgerollt und auf Markierungen untersucht.

Beispiel 2

Eine Standardhülse mit einem Durchmesser von 250 mm wird mit den unter 1a bis 1c beschriebenen Materialien in einer Dicke von 1 mm beschichtet (Proben 2a-2c). Auf die beschichteten Hülsen wurden 1500 m eines 70 g/m² schweren Basispapiers für photographische Schichten aufgerollt, die nach zehn Tagen Lagerung umgerollt und auf Markierungen untersucht wurden.

Beispiel 3

Eine Standardhülse mit einem Durchmesser von 4″ wird mit vernetztem Polyethylenschaum mit einem Elastizitätsmodul von 16,9 N/mm² in folgenden Dicken beschichtet:
3a : 0,05 mm
3b : 0,1 mm
3c : 0,5 mm
3d : 1,0 mm
3e : 2,0 mm

Auf die beschichteten Hülsen wurden 1500 mm eines Basispapieres für photographische Schichten mit einem Flächengewicht von 120 g/m² aufgerollt, nach zehn Tagen Lagerung umgerollt und auf Markierungen untersucht.

Beispiel 4

Eine Standardhülse mit einem Durchmesser von 250 mm wurde mit vernetztem Polyurethan-Schaum mit einem Elastizitätsmodul von 4,2 N/mm² in folgenden Dicken beschichtet:
4a : 0,05 mm
4b : 0,1 mm
4c : 0,5 mm
4d : 1,0 mm
4e : 2,0 mm

Auf die beschichteten Hülsen wurden 1500 m eines Basispapieres für photographische Schichten mit einem Flächengewicht von 120 g/m² aufgerollt, nach zehn Tagen Lagerung umgerollt und auf Markierungen untersucht.

Vergleichsbeispiele

Zum Vergleich wurden zwei Standardhülsen mit dem Durchmesser von 4″ (V1a) und 250 mm (V1b), und eine geschliffene Kunststoffhülse mit dem Durchmesser von 4″ (V2) mit ebenfalls 1500 m eines Basispapieres für photographische Schichten mit einem Flächengewicht von 120 g/m² standardmäßig bewickelt, nach zehn Tagen Lagerung umgerollt und auf Markierungen untersucht.

Versuchsergebnisse

In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltungsform einer Hülse und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine andere Ausgestaltungsform der Hülse.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet in beiden Figuren die eigentliche Hülse, die aus einem geeigneten Werkstoff, beispielsweise Papier, Holz oder auch Metall bestehen kann. In den meisten Fällen besteht die eigentliche Hülse aus Pappe. Die äußere Oberfläche dieser Papphülse kann durch einen hochwertigen Karton umwickelt und geschliffen sein. Diese zusätzliche Oberflächenvergütung ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet.

Sowohl bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 als auch bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 wird nun erfindungsgemäß auf die äußere Oberfläche die erfindungsgemäße Schicht 3 aufgebracht, die, wie in der Beschreibung beschrieben, in Form eines Schlauches oder eines Bandes aus Weichplastik oder Schaumstoff oder dgl. besteht.

Claims

1. Hülsen zum Aufwickeln von bahnförmigen Materialien, speziell von Basispapieren für photographische Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenoberfläche mit einem elastisch oder plastisch verformbaren Material beschichtet ist.

2. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens 0,1 mm dick ist.

3. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 0,1 bis 2 mm, bevorzugt 0,4 bis 1,0 mm, dick ist.

4. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch oder plastisch verformbaren Materialien eine Verformbarkeit von wenigstens 50% aufweisen.

5. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem der folgenden Materialien besteht: Weichplastik in Form eines Schlauches oder Bandes; Schaumstoff in Form eines Schlauches oder eines Bandes; formgeschäumtes Styropor; Polyethylen, Polyurethan oder Polyvinylchlorid; Verbundsysteme aus einem Kunststoff, z. B. Polyethylen, Polyurethan oder Polyvinylchlorid, und einem Metall, z. B. Aluminium, oder gewebeverstärkten Folien; Kautschukschlauch.

6. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Hülsen für die Aufrollung von Basispapieren für photographische Schichten die Beschichtung bevorzugt aus Polyethylenen, Polyurethanen, Polyvinylchloriden, deren Copolymerisaten, sowie Verbundsystemen dieser Kunststoffe mit Aluminium oder gewebeverstärkten Folien besteht.

7. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch oder plastisch verformbaren Materialien in Schlauch- oder Bandform, oder in Form extrudierter Folien durch Kleber, speziell Zweikomponenten-, Haft- oder Schmelzkleber, mit der Hülse verbunden wurden.

8. Hülsen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch oder plastisch verformbaren Materialien durch Extrusion, Aufschäumen, Aufvulkanisieren oder Aufschrumpfen auf die Hülsen aufgebracht wurden.