DE3611134A1 - Verfahren zum kreppen einer papierbahn, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens, gemaess dem verfahren hergestellte papierbahn sowie verwendung derletzteren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kreppen einer Pa­ pierbahn mittels gegenseitig miteinander in Eingriff stehen­ der Kreppwalzen, eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens, eine gemäss diesem Verfahren gekreppte Papierbahn, sowie eine Verwendung der letzteren.

Es ist bereits bekannt, eine Papierbahn über ihre gesamte Bandbreite, z.B. zwischen zwei komplett gerillten Zylindern, in einem einzigen Arbeitsgang zu prägen, wie dies aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich ist. Dabei tritt jedoch unweiger­ lich eine stellenweise Überstreckung der derart behandelten Papierbahn auf. Dies ist sehr unerwünscht, da ein derart hergestelltes, für Zigarettenfilter bestimmtes Umhüllungspa­ pier eine örtlich sehr stark variierende Porosität aufweist, was zur Erzielung genau festgelegter Filtrierwerte unbrauch­ bar ist. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Rillierver­ fahrens ist, dass damit wegen der geringen Reissfestigkeit des Papiers nur sehr kleine Rillentiefen von ungefähr 0,3mm erreicht werden können, da die Papierbahn bei ihrer Verfor­ mung zwischen den Rillenzähnen der Rillenzylinder in ihrer seitlichen Richtung nicht gleiten kann, da der erforderliche Umlenkwinkel α der Rillenzähne zu spitz ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens, bei dessen Anwendung bei der Rillierung einer Papierbahn selbst bei der Herstellung von grossen Ril­ lentiefen keine Überstreckung des Materials auftritt, indem das Material immer frei zwischen zwei zusammenwirkende Ril­ lenzahnflanken nachgleiten kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man in einer ersten Bearbeitungsstufe vorerst nur eine einzige vollstän­ dige Krepprille erzeugt, und in weiteren aufeinanderfolgen­ den Bearbeitungsstufen an diese erste Krepprille anschlies­ sende Krepprillen flankenweise, eine Rillenflanke nach der anderen und jeweils an die vorgängig erzeugte Rillendflanke anschliessend, bewirkt.

Zur Erzielung einer möglichst grossen Produktivität ist es zweckmässig, wenn man von einer längs der Mittellinie der zu kreppenden Papierbahn erzeugten ersten Krepprille aus geht, und in den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen gleichzeitig auf beiden Seiten dieser ersten Krepprille an­ schliessend die weiteren Krepprillen flankenweise anfügt.

Bei der Herstellung von Umhüllungspapier für Zigarettenfil­ ter mit nicht über die gesamte Filterlänge sich erstrecken­ den Ventilationskanälen ist es vorteilhaft, wenn man die Krepprillen in längs der Papierbahn voneinander distanzier­ ten Bereichen vorsieht.

Ferner ist es zweckmässig, wenn man die Papierbahn vor dem Kreppen befeuchtet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vor­ richtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, gegenseitig miteinander in Ein­ griff stehenden Kreppwalzen aufweist, wobei die erste Krepp­ walze mit einem einzigen Rillierelement versehen ist und dass die nachfolgenden Kreppwalzen derart ausgebildet sind, dass deren Rillierelemente jeweils die zu kreppende Papier­ bahn zusätzlich an mindestens eine der beiden in seitlicher Richtung der Kreppwalzen nach aussen gerichteten Rillierele­ mentflanken der vorangehenden Kreppwalze anpressen.

Dabei ist es zweckmässig, wenn die n-te Kreppwalze mit n unmittelbar nebeneinander angeordneten Rillierlementen ver­ sehen ist, und die letzteren symmetrisch zur Längsachse der zu kreppenden Papierbahn angeordnet sind.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kreppwalzen längs ihrer Drehachse um eine Soll-Lage herum mit Spiel, vorzugsweise +/- halbem Rillenabstand, verschiebbar gelagert sind. Da­ durch erfolgt eine automatische Zentrierung der zusammenwir­ kenden Kreppwalzen, wodurch unsymmetrische Rillenzahn-Flan­ kenpressungen, die zu Scherwirkungen führen würden, vermie­ den werden.

Zur Erhöhung der Elastizität des zu verformenden Materials sowie zur Verbesserung der Haltbarkeit der Prägung der Pa­ pierbahn ist es zweckmässig, wenn vor dem Eintritt in die Kreppwalzenanordnung eine Befeuchtungseinheit zur Befeuch­ tung der zu kreppenden Papierbahn vorgesehen ist.

Zur Herstellung von Zigarettenfilterumhüllungspapier für Zi­ garettenfilter mit nicht über ihre gesamte Länge sich er­ streckenden Rillen ist es ferner vorteilhaft, wenn die ein­ zelnen Rillierelemente der Kreppwalzen jeweils aus gleichmäs­ sig voneinander distanzierten, segmentartig angeordneten Teilabschnitten bestehen, und deren Länge und Anzahl zur si­ cheren Führung der zu kreppenden Papierbahn so gewählt ist, dass die Rillierelement-Teilabschnitte der mit zwei benach­ barten Kreppwalzen zusammenwirkenden Kreppwalzen alternie­ rend einmal mit den Rillierelement-Teilabschnitten der einen zugeordneten Kreppwalze und mindestens unmittelbar daran an­ schliessend mit den Rillierelement-Teilabschnitten der ande­ ren zugeordneten Kreppwalze zusammenwirken. Dabei ist es zweckmässig, wenn die Rillierelement-Teilabschnitte gegen ihre Enden zu eine abnehmende Rillierhöhe aufweisen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ausserdem eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte, gekrepp­ te Papierbahn.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist überdies eine Ver­ wendung der erfindungsgemässen gekreppten Papierbahn als Um­ hüllungspapier bei der Herstellung von ventilierten Zigaret­ tenfiltern.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Arbeitsbereich einer her­ kömmlichen Krepp- oder Rilliervorrichtung;

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht auf eine erste bei­ spielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kreppvorrichtung;

Fig. 3 in vergrössertem Massstab einen Schnitt längs der Pa­ pierbahn in Fig. 2;

Fig. 4 in perspektivischer Ansicht die verschiedenen, auf­ einanderfolgenden Bearbeitungsstufen der Papierbahn in der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 5 in vergrössertem Massstab schematisch und analog zu Fig. 2 eine Seitenansicht auf eine zweite beispiels­ weise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Krepp­ vorrichtung zur diskontinuierlichen Prägung einer Pa­ pierbahn;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine mit der in Fig. 5 darge­ stellten Vorrichtung geprägte Papierbahn;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen mit der Papierbahn gemäss Fig. 6 als Umhüllungspapier hergestellten sechsteili­ gen Filterstab;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8 durch ein einzelnes Filterelement; und

Fig. 10 die Anordnung eines Filterelementes gemäss Fig. 9 am Tabakteil einer Filterzigarette.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist ohne weiteres mit einer Vielzahl von getrennt aufeinanderfolgenden, je zwei zusammen­ wirkende Kreppwalzen aufweisenden Kreppeinheiten durchführ­ bar, was jedoch eine relativ komplizierte und aufwendige Kreppvorrichtung erfordert.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer beispiels­ weisen Kreppvorrichtung benötigt bei gleichvielen Kreppwal­ zeneingriffen wie die vorangehend erwähnte Vorrichtung nur die Hälfte der Kreppwalzenanzahl, da jede der Kreppwalzen 1 bis 19, ausser der ersten Kreppwalze 1 und der letzten Krepp­ walze 19, gleichzeitig mit zwei benachbarten Kreppwalzen in Eingriff steht.

Fig. 3 stellt in vergrössertem Massstab einen Schnitt längs der Papierbahn 20 in Fig. 2 dar. Dabei weisen die in Fig. 2 oberen Kreppwalzen 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 und 18 eine ungerade, und die zugeordneten unteren Kreppwalzen 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 und 19 eine gerade Anzahl von Rillierzähnen 21 auf.

Die Art und Weise, wie die Rillen in der Papierbahn 20 ge­ bildet werden, ist insbesondere aus Fig. 4 deutlich ersicht­ lich.

Wie man sieht, wird dabei in einer ersten Bearbeitungsstufe, zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Kreppwalzen 1 und 2, nur eine einzige vollständige Krepprille a erzeugt, wobei die Papierbahn 20 noch ungehindert in ihrer seitlichen Richtung nachgezogen werden kann, so dass keine Überstrek­ kung des Papierbahnmaterials bewirkt wird.

In den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungstufen b* bis f* werden dann an diese erste Krepprille a anschlies­ sende Krepprillen b bis f nur flankenweise, das heisst nur eine Rillenflanke nach der anderen, und zwar jeweils an die vorgängig erzeugte Rillenflanke anschliessend, bewirkt, bis die Papierbahn 20 nach der letzten Bearbeitungsstufe f* un­ ter entsprechender Verminderung ihrer Breite über ihre gesam­ te Breite gekreppt ist, ohne dass das Papierbahnmaterial in irgend einer der nachfolgenden Bearbeitungsstufen b* bis f* überstreckt wurde. Würde man die gesamte Kreppung der Papier­ bahn 20 nach der Bearbeitungsstufe f* wieder ausglätten, dann würde die Papierbahn 20 demzufolge wieder ihre ursprüng­ liche Ausgangsbreite vor dem Eintritt in die Kreppvorrich­ tung erhalten.

Die bereits geformten Rillen dienen bei diesem Kreppverfah­ ren jeweils als Führungs- und Stabilitätshilfe des Papier­ bandes in den darauffolgenden Kreppwalzeneingriffen. Dies ist sehr wichtig, weil dadurch jegliches zusätzliches Papier­ bahnführungselement hinfällig wird, und die Gefahr, dass die jeweils gebildeten Rillen sich beim Verlassen des Kreppwal­ zeneingriffes infolge der Elastizität des Papiers wieder öff­ nen, gar nicht erst aufkommen kann.

Es hat sich ferner gezeigt, dass es zweckmässig ist, die einzelnen Kreppwalzen 2 bis 19 mit axialem Spiel, vorzugswei­ se +/- halbem Rillenabstand, drehbar anzuordnen, so dass sie sich selbsttätig gegenüber der zusammenwirkenden Kreppwalze zentrieren können, und unsymmetrische Flankenpressungen zwi­ schen zusammenwirkenden Rillenzähnen 21, die zu Scherwirkung führen würden, vermieden werden.

Durch die Befeuchtung der zu verformenden Papierbahn 20 vor der Kreppwalzenanordnung 1 bis 19 mittels einer Befeuchtungs­ einheit 22 wird ein Ausbrechen der Papierfasern an den Biege­ stellen und damit die Gefahr erhöhter Gasdurchlässigkeit an diesen Stellen, verhindert.

Durch das Trocknen der fertig gekreppten Papierbahn 20 am Austritt der Kreppwalzenanordnung 1 bis 19, zum Beispiel mit Hilfe einer beheizten Kreppwalze 19 wird die Haltbarkeit der Rillierung merklich verbessert. Dies erweist sich bei den nachfolgenden, für die Herstellung von Zigarettenfiltern er­ forderlichen Operationen als sehr wichtig.

Selbstverständlich könnte man auch die erste Krepprille a in zwei Arbeitsgängen flankenweise erzeugen, was jedoch gegen­ über dem vorangehend beschriebenen Kreppverfahren nur einen Mehraufwand ohne einen sinnvollen Nutzen zur Folge hätte.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung sind zu der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung analoge Teile mit den glei­ chen Überweisungszeichen versehen.

Der einzige Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Vor­ richtung ist, dass die Rillenzähne 21 sich nicht über den gesamten Umfang der einzelnen Kreppwalzen 1 bis 19 erstrek­ ken, sondern wie aus Fig. 5 deutlich ersichtlich, gleichmäs­ sig voneinander distanziert segmentartig.

Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, ein, wie aus Fig. 6 ersichtlich, diskontinuierlich geprägtes Papierband 20 herzustellen.

Zur Erzielung einer sicheren Bandführung ist es erforder­ lich, dass der Winkel β (siehe Fig. 5), die Anzahl der Ril­ lierzahnsegmente 21′ und deren Länge so gewählt ist, dass die Rillierzahnsegmente 21′ der oberen Kreppwalzen alter­ nierend aber ohne Unterbruch immer mit den Rillenzahnsegmen­ ten 21′ von einer der beiden zugeordneten unteren Kreppwal­ zen in Eingriff stehen, wodurch sicher verhindert wird, dass das Papierband 20 sich seitlich und/oder in seiner Längsrich­ tung verschieben kann.

Um den Übergang 23 (siehe Fig. 6 und 9) von einer Zone maxi­ maler Prägung 24 in eine ungeprägte Zone 25 so kontinuier­ lich wie möglich zu bewirken, nimmt die Prägehöhe der einzel­ nen Rillierzahnsegmente 21′ gegen deren beide Endbereiche kontinuierlich ab. Dadurch kann bei der Prägung der Papier­ bahn 20 eine Überbeanspruchung des Papiers an den Übergangs­ stellen 23 verhindert und gleichzeitig ein Ausgleich der we­ gen der unterschiedlichen Prägetiefe sich ergebenden Durch­ messerdifferenz am fertigen Filterstab bewirkt werden.

In den Fig. 7, 8, 9 und 10 ist die Verwendung eines gemäss Fig. 6 diskontinuierlich geprägten Papierbandes 20 als Umhül­ lungspapier bei der Herstellung von ventilierten Zigaretten­ filterelementen 26 dargestellt.

Fig. 7 zeigt dabei einen sechsteiligen Filterelementstab 27, der auf übliche Weise bei Herstellung von Zigaretten-Filter­ zigaretten 28 mit deren Tabakteil 29 mit Hilfe eines Mund­ stückpapieres 30 verbunden und unterteilt wird.

Zwischen den Prägungen 23 und 24 und dem das Filterelement 26 umgebenden und mit dem Tabakteil 29 verbindenden Mund­ stückpapier 30 werden die erwünschten Ventilationskanäle ge­ bildet.

Claims (12)

1. Verfahren zum Kreppen einer Papierbahn mittels gegen­ seitig miteinander in Eingriff stehender Kreppwalzen, da­ durch gekennzeichnet, dass man in einer ersten Bearbei­ tungsstufe (a) vorerst nur eine einzige vollständige Krepprille (a) erzeugt, und in weiteren aufeinanderfol­ genden Bearbeitungsstufen (b bis f) an diese erste Krepprille (a) anschliessende Krepprillen (b, c, d,...) flankenweise, eine Rillenflanke (b′) nach der anderen und jeweils an die vorgängig erzeugte Rillenflanke (a′) anschliessend, bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer längs der Mittellinie (m) der zu kreppen­ den Papierbahn erzeugten ersten Krepprille (a) aus geht, und in den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstu­ fen gleichzeitig auf beiden Seiten dieser ersten Krepp­ rille (a) anschliessend die weiteren Krepprillen (b, b) flankenweise anfügt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass man die Krepprillen in längs der Pa­ pierbahn (20) voneinander distanzierten Bereichen vor­ sieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass man die Papierbahn (20) vor dem Krep­ pen befeuchtet.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, gegenseitig miteinander in Ein­ griff stehenden Kreppwalzen (1 bis 19) aufweist, wobei die erste Kreppwalze (1) mit einem einzigen Rillierele­ ment (21) versehen ist, und dass die nachfolgenden Krepp­ walzen (2 bis 19) derart ausgebildet sind, dass deren Rillierelemente (21) jeweils die zu kreppende Papierbahn (20) zusätzlich an mindestens eine der beiden in seitli­ cher Richtung der Kreppwalzen nach aussen gerichteten Rillierelementflanken der vorangehenden Kreppwalze an­ pressen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die n-te Kreppwalze mit n unmittelbar nebeneinander angeordneten Rillierelementen (21) versehen ist, und die letzteren symmetrisch zur Längsachse der zu kreppenden Papierbahn (20) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, dass die Kreppwalzen (1 bis 19) längs ihrer Drehach­ se () um eine Soll-Lage herum mit Spiel, vorzugsweise +/- halbem Rillenabstand, verschiebbar gelagert sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass vor dem Eintritt in die Kreppwalzenan­ ordnung (1 bis 19) eine Befeuchtungseinheit (22) zur Be­ feuchtung der zu kreppenden Papierbahn (20) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rillierelemente der Kreppwalzen (1 bis 19) jeweils aus gleichmassig voneinan­ der distanzierten, segmentartig angeordneten Teilab­ schnitten (21′) bestehen, deren Länge und Anzahl zur sicheren Führung der zu kreppenden Papierbahn (20) so gewählt ist, dass die Rillierelement-Teilabschnitte (21′) der mit zwei benachbarten Kreppwalzen (1, 3; 3, 5; etc.) zusammenwirkenden Kreppwalzen (2, 4, etc.) alter­ nierend einmal mit den Rillierelement-Teilabschnitten (21) der einen zugeordneten Kreppwalze (3 resp. 5) und mindestens unmittelbar daran anschliessend mit den Ril­ lierelement-Teilabschnitten (21′) der anderen zugeordne­ ten Kreppwalze (1 resp. 3) zusammenwirken.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillierelement-Teilabschnitte (gegen ihre Enden zu eine abnehmende Rillierhöhe aufweisen.

11. Gekreppte Papierbahn, hergestellt gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1.

12. Verwendung der gekreppten Papierbahn nach Anspruch 11 als Umhüllungspapier bei der Herstellung von ventilier­ ten Zigarettenfiltern.