DE3611134C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kreppen einer Pa­ pierbahn mittels gegenseitig miteinander in Eingriff stehen­ der Kreppwalzen, bei welchem man in einer ersten Bearbei­ tungsstufe vorerst nur eine einzige vollständige Krepprille und in weiteren Bearbeitungsstufen daran anschließende Krepprillen erzeugt, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, sowie die Verwendung der gemäß diesem Verfahren gekreppten Papierbahn.

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 her­ gestelltes, für Zigarettenfilter bestimmtes Umhüllungspapier eine örtlich sehr stark variierende Porosität aufweist, was zur Erzielung genau festgelegter Filtrierwerte unbrauchbar ist. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Rillierverfah­ rens ist, daß damit wegen der geringen Reißfestigkeit des Papiers nur sehr kleine Rillentiefen von ungefähr 0,3 mm er­ reicht werden können, da die Papierbahn bei ihrer Verformung zwischen den Rillenzähnen der Rillenzylinder in ihrer seit­ lichen Richtung nicht gleiten kann, da der erforderliche Umlenkwinkel a der Rillenzähne zu spitz ist.

Aus der US-PS 24 94 723 sowie der US-PS 30 02 876 ist es auch bekannt, mittels miteinander in Eingriff stehender Ril­ lierelemente Rille um Rille nacheinander aneinander anzufü­ gen, was die gleichen Nachteile wie bei der vorangehend an­ hand der Fig. 1 erläuterten bekannten Vorrichtung zur Fol­ ge hat. Auch hier erfolgt die Verformung zwischen zwei auf­ einanderfolgenden, als Papierklemmteile wirkenden Rillier­ zähnen und die dabei durchgeführte Rillierung führt deshalb automatisch zu unerwünschten örtlichen Überstreckungen des Pa­ piers trotz sehr geringer Rillentiefe. Die maximal erreich­ bare Rillentiefe ist bei diesen vorbekannten Verfahren durch die Elastizitätsgrenze des zu verformenden Papiers äußerst begrenzt, da bei tieferer Rillierung das Papier reißt.

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 bei seiner Verformung immer frei zwischen zwei zusammenwirkende Rillenzahnflanken nachgleiten kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen die an die­ se erste Krepprille anschließenden Krepprillen flankenweise in zwei Stufen, zuerst die jeweils an die vorgängig erzeugte Rillenflanke anschließende erste Rillenflanke der zu erzeu­ genden Krepprille und dann in der nachfolgenden zweiten Stu­ fe die zweite Rillenflanke der zu erzeugenden Krepprille, be­ wirkt.

Eine U- oder V-förmige Rille besteht aus zwei Flanken. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun jeweils nur eine einzige Flanke, d. h. eine halbe Rille, an eine vorange­ hende Flanke angefügt. Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nun darin, daß diese Flanken nur angebogen werden und das seitliche Papierende frei nachgleiten kann, so daß selbst bei großen Rillentiefen keine örtlichen Über­ streckungen bewirkt werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen "Flanke-um-Flanke"-Ver­ fahren ist die erzeugbare Rillentiefe somit ganz im Gegen­ satz zu den vorbekannten "Rille-um-Rille"-Verfahren nicht durch die Elastizitätsgrenze des zu verformenden Papiers be­ grenzt, und kann je nach Auslegung des herzustellenden Ziga­ rettenfilters völlig frei gewählt werden.

Zur Erzielung einer möglichst großen Produktivität ist es zweckmäßig, wenn man von einer längs der Mittellinie der zu kreppenden Papierbahn erzeugten ersten Krepprille ausgeht, und in den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen gleichzeitig auf beiden Seiten dieser ersten Krepprille an­ schließend die weiteren Krepprillen (siehe Anspruch 2) flan­ kenweise 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 es ferner eine Vor­ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer Mehrzahl von miteinander in Eingriff stehenden Kreppwalzen, wobei die erste Kreppwalze mit einem einzigen Rillierelement versehen ist und welche dadurch gekennzeich­ net ist, daß sämtliche Kreppwalzen der Reihe nach aufein­ anderfolgend kontinuierlich miteinander in Eingriff stehen, und die n-te Kreppwalze mindestens auf einer Seite des er­ sten Rillierelementes n-1 weitere Rillierflanken aufweist.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die n-te Kreppwalze mit n un­ mittelbar nebeneinander angeordneten Rillierelementen verse­ hen ist, und die letzteren symmetrisch zur Mittellinie 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 Flankenpressun­ gen, die zu Scherwirkungen führen würden, vermieden 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 längs des Kreppwalzenumfanges gleichmäßig voneinander distanzierten, segmentartig angeordneten Teilabschnitten bestehen, deren Länge und Anzahl zur sicheren Führung der zu kreppenden Pa­ pierbahn so gewählt ist, daß die Rillierelement-Teilab­ schnitte der mit zwei benachbarten Kreppwalzen zusammenwir­ kenden Kreppwalzen alternierend einmal mit den Rillierele­ ment-Teilabschnitten der einen zugeordneten Kreppwalze und mindestens unmittelbar daran anschließend mit den Rillier­ element-Teilabschnitten der anderen zugeordneten Kreppwalze zusammenwirken. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Rillier­ element-Teilabschnitte in Umfangsrichtung gesehen gegen ihre Enden zu eine abnehmende Rillierhöhe aufweisen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist überdies eine Ver­ wendung der nach erfindungsgemäßen Verfahren gekreppten Pa­ pierbahn als Umhüllungspapier bei der Herstellung von venti­ lierten Zigarettenfiltern.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert. Es zeigt

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

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

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt längs der Papierbahn 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 Kreppung einer Pa­ pierbahn;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine mit der in Fig. 5 dargestell­ ten Vorrichtung gekreppte Papierbahn;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen mit der Papierbahn gemäß Fig. 6 als Umhüllungspapier hergestellten sechstei­ ligen 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 bekannte Verfahren ist mit einer Vielzahl von getrennt aufeinanderfolgenden, je zwei zusammenwirkende Kreppwalzen aufweisenden Kreppeinheiten durchführbar, was jedoch eine relativ komplizierte und aufwendige Kreppvorrichtung erfor­ dert.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer beispiels­ weisen erfindungsgemäßen Kreppvorrichtung benötigt bei gleichvielen Kreppwalzeneingriffen wie die vorangehend er­ wähnte 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 Rillenelementen 21 auf.

Die Art und Weise, wie die Rillen in der Papierbahn 20 ge­ bildet werden, ist insbesondere aus den Fig. 3 und 4 deutlich ersicht­ lich.

Wie man sieht, wird dabei in einer ersten Bearbeitungsstufe a*, 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 Überstrec­ kung des Papierbahnmaterials bewirkt wird.

In den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen b* bis f* werden dann an diese erste Krepprille a anschlie­ ßende Krepprillen b bis f nur flankenweise, das heißt nur eine Rillenflanke b′, b′′; c′, c′′ 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 ursprüngliche Ausgangsbreite vor dem Eintritt in die Krepp­ vorrichtung erhalten.

Die bereits geformten Rillen dienen bei diesem Kreppverfah­ ren jeweils als Führungs- und Stabilitätshilfe des Papierban­ des in den darauffolgenden Kreppwalzeneingriffen. Dies ist sehr wichtig, weil dadurch jegliches zusätzliches Papierbahn­ führungselement hinfällig wird, und die Gefahr, daß die jeweils gebildeten Rillen sich beim Verlassen des Krepp­ walzeneingriffes infolge der Elastizität des Papiers wieder öffnen, gar nicht erst aufkommen kann.

Es hat sich ferner gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die ein­ zelnen Kreppwalzen 2 bis 19 mit axialem Spiel, vorzugsweise ± halbem Rillenabstand, drehbar anzuordnen, so daß sie sich selbsttätig gegenüber der zusammenwirkenden Kreppwalze zentrieren können, und unsymmetrische Flankenpressung zwi­ schen zusammenwirkenden Rillierelementen 21, die zu Scher­ wirkung 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 der 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 Bezugszeichen versehen.

Der einzige Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Vor­ richtung ist, daß die Rillierelemente 21 sich nicht über den gesamten Umfang der einzelnen Kreppwalzen 1 bis 19 er­ strecken, sondern wie aus Fig. 5 deutlich ersichtlich, gleichmäßig voneinander distanziert segmentartig.

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

Zur Erzielung einer sicheren Bandführung ist es erforder­ lich, daß der Winkel β (siehe Fig. 5), die Anzahl der Ril­ lierelemente 21′ und deren Länge so gewählt ist, daß die Ril­ lierelementsegmente 21′ der oberen Kreppwalzen alternierend aber ohne Unterbrechung immer mit den Rillenelementsegmenten 21′ von einer der beiden zugeordneten unteren Kreppwalzen in Eingriff stehen, wodurch sicher verhindert wird, daß das Papierband 20 sich seitlich und/oder in seiner Längsrichtung verschieben kann.

Um den Übergang 23 (siehe Fig. 6 und 9) von einer Zone maxi­ maler Kreppung 24 in eine ungekreppte Zone 25 so kontinuier­ lich wie möglich zu bewirken, nimmt die Krepphöhe der einzel­ nen Rillierelementsegmente 21′ gegen deren beide Endbereiche kontinuierlich ab. Dadurch kann bei der Kreppung der Papier­ bahn 20 eine Überbeanspruchung des Papiers an den Übergangs­ stellen 23 verhindert und gleichzeitig ein Ausgleich der we­ gen der unterschiedlichen Krepptiefe 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 gekreppten Papierbandes 20 als Um­ hüllungspapier bei der Herstellung von ventilierten Ziga­ rettenfilterelementen 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 Kreppungen 23 und 24 und dem das Filterelement 26 umgebenden und mit dem Tabakteil 29 verbindenden Mund­ stückpapier 30 werden die erwünschten Ventilationskanäle gebildet.

Claims (11)

1. Verfahren zum Kreppen einer Papierbahn mittels gegen­ seitig miteinander in Eingriff stehender Kreppwalzen, bei welchem man in einer ersten Bearbeitungsstufe (a*) vorerst nur eine einzige vollständige Krepprille (a) und in weiteren Bearbeitungsstufen daran anschließende Krepprillen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man in den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen (b* bis f*) die an diese erste Krepprille (a) anschlie­ ßenden Krepprillen (b, c, d, . . .) flankenweise in zwei Stu­ fen (b* c*), zuerst (b*) die jeweils an die vorgängig erzeugte Rillenflanke (a′) anschließende erste Rillen­ flanke (b′) der zu erzeugenden Krepprille (b) und dann in der nachfolgenden zweiten Stufe (c*) die zweite Ril­ lenflanke (b′′) der zu erzeugenden Krepprille (b), be­ wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von einer längs der Mittellinie (m) der zu kreppen­ den Papierbahn erzeugten ersten Krepplinie (a) ausgeht, und in den weiteren aufeinanderfolgenden Bearbeitungs­ stufen gleichzeitig auf beiden Seiten dieser ersten Krepprille (a) anschließend die weiteren Krepprillen (b, b; c, c; . . .) durch Anformung von jeweils je nur einer Rillenflanke (b′, b′′) pro Bearbeitungsstufe auf beiden Seiten der ersten Krepprille (a) flankenweise erzeugt.

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 (Fig. 6).

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, mit einer Mehrzahl von miteinander in Ein­ griff stehenden Kreppwalzen, wobei die erste Kreppwalze (1) mit einem einzigen Rillierelement (21) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kreppwalzen (1 bis 19) der Reihe nach aufeinanderfolgend kontinuierlich miteinander in Eingriff stehen, und die n-te Kreppwalze mindestens auf einer Seite des ersten Rillierelementes (21) n-1 weitere Rillierflanken aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die n-te Kreppwalze mit n unmittelbar nebeneinan­ der angeordneten Rillierelementen (21) versehen ist, und die letzteren symmetrisch zur Mittellinie (m) 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 Dreh­ achse 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 Befeuchtung 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 längs des Kreppwal­ zenumfanges gleichmäßig voneinander distanzierten, seg­ mentartig angeordneten Teilabschnitten (21′) bestehen, deren Länge und Anzahl zur sicheren Führung der zu krep­ penden Papierbahn (20) so gewählt ist, daß die Rillier­ element-Teilabschnitte (21′) der mit zwei benachbarten Kreppwalzen (1, 3; 3, 5; etc.) zusammenwirkenden Krepp­ walzen (2, 4′ etc.) alternierend einmal mit den Rillier­ element-Teilabschnitten (21′) der einen zugeordneten Kreppwalze (3 resp. 5) und mindestens unmittelbar daran anschließend mit den Rillierelement-Teilabschnitten (21′) der anderen zugeordneten Kreppwalze (1 resp. 3) zusammenwirken (Fig. 5).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillierelement-Teilabschnitte (21′) in Umfangs­ richtung gesehen gegen ihre Enden zu eine abnehmende Ril­ lierhöhe aufweisen.

11. Verwendung der gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 hergestellten gekreppten Papierbahn als Umhül­ lungspapier bei der Herstellung von ventilierten Ziga­ rettenfiltern.