DE4326281C1 - Garniturband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Garniturband nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein endloses, gewebtes Garnitur- oder Formatband ist für das Formen von Zigaretten und Filtern in entsprechenden Herstellungsmaschinen aus der DE-PS 37 42 183 bekannt. Ein solches Formatband dient zum Transportieren und Formen der Zigarette bzw. des Filters in den Zigaretten- bzw. Filterherstellungsmaschinen. Die Bänder müssen hohe Reißfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Dehnung und die aus den bekannten Gewebeeigenschaften resultierende homogene Längs- und Querflexibilität aufweisen. Besonders die Querflexi­ bilität ist zum Formen einer runden, faltenfreien Zigarette erforderlich.

Ein typisches Beispiel eines solchen Garniturbandes hat eine endlose Länge von 3100 mm, eine Breite von 21 mm und eine Dicke von 0,5 mm. Es wird vorzugsweise aus gezwirntem Leinengarn oder aus gesponnenen und gezwirnten Synthetikfasern z. B. aus Kevlar hergestellt. Mischungen dieser beiden Materialien werden ebenfalls verwendet. Die Reißfestigkeit beträgt je nach eingesetzter Materialkomposition 1000 bis 2500 N/cm. Es weist zwischen 35-45 Kettfäden der Feinheit Tex 28 × 3 pro cm auf. Die Schußzahl pro cm beträgt zwischen 6,5 und 8. Der Reibungskoeffizient eines solchen Bandes zu einem handelsüblichen Zigarettenpapier beträgt ca. µ 0,32.

Die Gewebestruktur darf sich beim Formen der Zigarette, wobei abhängig von der Zigarettenfüllung ein erheblicher Druck auf das Band entsteht, nicht auf dem Zigarettenpapier abbilden. Um deswegen eine möglichst glatte Bandoberfläche zu erreichen, wird das endlose Garniturband unter Spannung und Druck geglättet. Diese geglättete Oberfläche hat jedoch den Nachteil, daß der Reibungskoeffizient zwischen Zigaretten- bzw. Filterumhüllungspapier abhängig von der Papiersorte lediglich ca. µ 0,25 bis µ 0,4 beträgt. Bei einem Formatband mit einem zu niederen Reibungskoeffizient zwischen Band und Zigarettenpapier kommt es häufig zu Schlupf und damit zu Fertigungsproblemen wie z. B. Strangbrüchen, Längenunterschieden bei den Zigaretten bzw. Filtern, Durchmesserschwankungen und Versatz des Markenstempels und Versatz der Endenverstärkung. Bei Maschinen bis zu einer Stranggeschwindigkeit von ca. 400 m/min konnten derartige Probleme durch simple Hilfsmittel, wie z. B. Aufrauhen der Bandoberfläche mit Schmirgelpapier oder Aufreiben von Kreide verbessert bzw. behoben werden.

Durch die Veränderung der Beschaffenheit des Zigaretten- bzw. Filterpapiers, bedingt durch die Reduzierung der Nikotin- und Kondensatwerte, ist vorwiegend der Einsatz von porösen bzw. hochporösen Papieren erforderlich, wobei wie in Fig. 1 gezeigt, der Reibwert zwischen Papier und Formatband mit der Erhöhung der Papier­ porösität abnimmt. Hinzu kommt die gleichzeitige Erhöhung der Maschinengeschwindigkeit auf bis zu über 800 m/min. Deshalb können die oben beschriebenen Probleme nicht mehr durch einfache Maßnahmen beseitigt werden.

Besonders in der Hochlaufphase beim Anfahren einer Maschine kommt es bei gewebten und kalanderten Bändern ohne Oberflächenbehandlung zu erheblichen Problemen, vor allen Dingen durch die zwangsläufig stattfindende Relativbewegung zwischen Zigarettenpapier und Formatband, was zu einer Verschiebung des Markenstempels führt. Diese Zigaretten können nach den hohen Qualitätsanforderungen der Zigarettenindustrie nicht verkauft werden. Nach einer gewissen Laufzeit kommt es vor allem durch Staubablagerungen auf der Bandoberfläche zu einer Reduzierung des Reibwertes zwischen Formatband und Papier, was zu Störungen, hervorgerufen durch Schlupf zwischen Zigarette und Garniturband, führt. Ein Austauschen des Bandes vor Erreichen seiner physikalischen Standzeitgrenzen wird erforderlich.

Ein weiteres, noch größeres Problem zeigt sich bei der Entwicklung von Doppelstrangzigarettenmaschinen. Hier müssen zwei Zigaretten­ stränge absolut parallel und mit gleicher Geschwindigkeit transportiert, geformt und geschnitten werden. Eine nur geringfügige Relativverschiebung der beiden Zigarettenstränge führt zu erheblichen Problemen im Tabakaufbau der Zigarette und dadurch zu Qualitätsverlusten, vor allem wenn die Qualität der beiden Stränge nicht identisch ist, oder zum Versatz des Markenstempels. Da bei solchen Doppelstrangmaschinen das Papier absolut parallel und mit gleicher Spannung abgezogen werden muß, führt schon ein geringfügiger Schlupf zwischen Zigarettenpapier und Formatband zu Papierspannungsunterschieden am Formateinlauf. Diese Spannungs­ unterschiede ziehen sich in den Formatbereich hinein und führen dort zu unruhigem Papierlauf. Dies hat zur Folge, daß die Beleimung ungleichmäßig wird und dadurch Probleme bei der Strangbildung bzw. -formung auftreten. Strangplatzer, Papierfalten und Durchmesser­ schwankungen sind die Folge.

Andererseits ist für die mit dem Format in Verbindung stehende Seite des Bandes ein niederer Reibwert erwünscht, um den Verschleiß von Band und Garniturteilen (Format) gering zu halten.

Ferner ist aus US-PS 3234040 ein Garniturband für Maschinen zur Zigarettenherstellung bekannt, bei dem die Tragseite mit einer Beschichtung versehen ist. Diese Beschichtung dient jedoch nicht der Erhöhung des Reibungskoeffizienten und wird vollflächig aufgebracht, was die gewünschte Querflexibilität beeinträchtigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Tragseite eines Garniturbandes hinsichtlich des Reibwertes zu verändern, ohne die Querhomogenität des Bandes zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Eine nur partiell auf der Tragseite des Garniturbandes aufgebrachte Beschichtung erhöht dabei den Reibwert, läßt aber Querverformungen zu und stört grundsätzlich auch nicht die Längshomogenität des Bandes. Die Beschichtung kann dort gezielt aufgebracht werden, wo sie benötigt wird und nicht stört, und erhöht damit unter anderem den Reibwert zwischen Formatband und Zigaretten- bzw. Filterpapier.

Grundsätzlich muß bei der Anordnung des Beschichtungsmusters darauf geachtet werden, daß die beim Querverformen des Zigarettenstranges zwangsläufig auftretende Querrelativbewegung zwischen Formatband und Papier nicht verhindert wird, da es sonst zu einer erheblichen Längsfaltenbildung des Zigarettenpapiers kommt. Aus diesem Grund ist z. B. eine Vollbeschichtung des Formatbandes ebenso ungeeignet wie eine Vollbeschichtung über z. B. 10 mm Breite auf der Bandmitte, da sich das Band nicht homogen um den Zigarettenstrang formen kann.

Die Papierseite eines Garniturbandes wird so verändert, daß das Zigaretten- bzw. Filterpapier unter Ausschaltung des Relativschlupfes zwischen den beiden Transportkomponenten quasi formschlüssig transportiert wird, und dadurch eine höhere Zigarettenqualität und ein höherer Wirkungsgrad bei verminderter Ausschußquote erreicht wird. Bei Doppelstrangmaschinen lassen sich beide Papierbahnen mit gleicher Geschwindigkeit und Spannung transportieren. Das Garniturband ist auch bei der Herstellung von Zigarettenfiltern einsetzbar, da hier trotz anderer Herstellungsbedingungen die gleichen Probleme durch Schlupf zwischen Formatband und Filterumhüllungspapier auftreten. Dies ist besonders wichtig, weil heute vielfach extrem hochporöse Papiere mit sehr glatten Oberflächen eingesetzt werden.

Wird das Garniturband nach Anspruch 2 endlos hergestellt, lassen sich auch hier Inhomogenitäten vermeiden, die ebenfalls beim Einsatz zu Störungen führen.

Wird bei der partiellen Beschichtung, z. B. nach den Ansprüchen 5-7, der Bereich des Markenstempels ausgespart, wird vermieden, daß sich die noch nicht abgetrocknete Farbe des Markenstempels auf der Beschichtung ablagert und vom Band auf das Zigarettenpapier zurück­ transferiert wird, was eine nicht zu akzeptierende Verschmutzung der Zigarette zur Folge hat.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Garniturbandes sind in den Unteransprüchen 3, 4 und 8-14 dargelegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Diagramm, in dem das Verhältnis des Reibungs­ koeffizienten zwischen Formatband und Zigaretten- bzw. Filterumhüllungspapier zur entsprechenden Luftdurchlässigkeit bzw. Porösität des eingesetzten Papiers aufgetragen ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines endlos gewebten Formatbandes mit einer auf der Papierseite aufge­ tragenen Beschichtung,

Fig. 3-13 Ausschnitte aus einem Garniturband mit verschiedenen Beschichtungen.

Das Garniturband 10 in Fig. 2 besitzt eine Tragseite 10a. Es wird für Transportzwecke insbesondere zum Formen von Zigaretten und Filtern in entsprechenden Herstellungsmaschinen eingesetzt. Die Tragseite 10a ist mit einer den Reibungskoeffizient erhöhenden Beschichtung versehen, die in Querrichtung nicht vollflächig aufgebracht ist. Dadurch wird zwar der Reibungskoeffizient erhöht, jedoch nicht die Querhomogenität beeinträchtigt.

Die Beschichtung besteht vorzugsweise aus einer temperaturbeständi­ gen, vulkanisierbaren Kunststofflösung. Als Beispiel wird hier das breite Spektrum der Polybutadiendispersion erwähnt. Als weitere Möglichkeiten kommen Mischungen aus Butadien und Acrylaten in Frage sowie Copolymere auf Basis von Polyvinylacetat. Polysterole sowie das weite Spektrum der Acrylate und Polyurethane können verwendet werden. Letztere sind jedoch thermoplastisch und daher nur bedingt einzusetzen. Durch zusätzliches Aufschäumen der Dispersion kann die Beschichtung noch strukturiert werden.

Je nach Auftragsverfahren können neben den wasserlöslichen Disper­ sionen auch in Lösungsmitteln gelöste Kunststoffe eingesetzt werden. Das Spektrum der einsetzbaren Kunststoffe wird jedoch durch die entsprechenden Vorschriften der Zigarettenindustrie eingeschränkt. Als weitere Materialkomponente können Ein- oder Mehrkomponenten- Reaktionssysteme auf Silikonbasis eingesetzt werden.

Je nach Materialbeschaffenheit und Beschichtungsmuster wird die Applikation über Tauchwalze, Transferdruckwalze oder Düsen- bzw. Sprühsysteme vorgenommen. Das Auftragsmuster kann auch durch computergesteuerte Koordinationssteuersysteme hergestellt werden.

Der Auftrag der Beschichtung erfordert besonders hohe Präzision, da durch die hohe Flexibilität der Bänder eine genaue Führung sehr schwierig ist und nur durch erheblichen maschinentechnischen Aufwand erreicht werden kann. Weiter muß bei der Applikation der verschiedenen Beschichtungsarten auch auf einen homogenen Übergang von Beschichtungsanfang und Beschichtungsende geachtet werden. Vorzugsweise werden hierfür elektronische Überwachungs-, Kontroll- und Steuereinrichtungen eingesetzt.

Das Ergebnis dieser Beschichtung wird insbesondere aus dem Diagramm in Fig. 1 ersichtlich. Darin ist auf der Abszisse der Reibungs­ koeffizient aufgetragen und auf der Koordinate die Porösität von Zigaretten bzw. Filterumhüllungspapier. Anhand der zwei Kurven wird deutlich, daß der Reibungskoeffizient eines unbeschichteten Garniturbandes erheblich niedriger liegt als der Reibungskoeffizient eines erfindungsgemäß behandelten Garniturbandes. Es zeigt sich deutlich, daß der Reibwert zwischen Formatband und Zigaretten- bzw. Filterpapier bei einem beschichteten Band in allen Porösitätsstufen um den Faktor zwei und mehr über dem eines unbeschichteten Garniturbandes 10 liegt.

In den weiteren Figuren sind verschiedene Beschichtungsvarianten dargestellt. Grundsätzlich ist dabei wenigstens ein Drittel der Oberfläche der Tragseite 10a unbeschichtet. Um die Homogenität nicht zu stören, ist das Garniturband endlos gewebt, wobei vorzugsweise die Kette 11 aus einem spiralförmig gewundenen Faden gebildet ist. Die Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene linienförmige Beschichtungen 12, die parallel zu den Bandkanten 10b aufgetragen sind. In Fig. 3 sind drei ca. 2 mm breite Linien 13 als Beschichtungsstreifen aufgebracht, die ca. je 5 mm von der Bandkante und in der Bandmitte liegen. Fig. 4 zeigt eine Beschichtung 12 mit zwei ca. 4 mm breiten Linien 13′, je ca. 5 mm von der Bandkante entfernt, wobei die Bandmitte unbeschichtet bleibt, um zum Beispiel in diesem Bereich die noch frische Farbe des Markenstempels nicht zu verwischen. Fig. 5 zeigt das Beschichtungsbild einer Vielzahl, parallel zur Bandkante angeordneter Streifen, wobei der einzelne Beschichtungsstreifen nicht breiter als 1 mm ist.

Die Beschichtung kann jedoch auch gemäß Fig. 6 in Diagonallinien aufgebracht werden, wobei ein Bereich von mindestens je 2 mm, von den Bandkanten 10b aus gesehen, unbeschichtet bleibt. In Fig. 7 besteht die Beschichtung aus zwei Längsstreifen 14, je etwa 3 mm von der Bandkante entfernt angeordnet, die in der Mitte durch dünne Querstreifen 15 verbunden sind. Trotzdem ergibt sich im Mittel keine Störung der Querhomogenität.

Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, durchgängige Linien anzuordnen. Genauso besteht die Möglichkeit, Punkte, Quadrate einzeln oder überlappend gemäß den Fig. 8 und 9 anzuordnen. Die Punkte in Fig. 8 haben dabei einen Durchmesser zwischen 1 mm und 3 mm und sowohl bei den Punkten 16 als auch bei den Quadraten 17 bleibt ein Randbereich von ungefähr 2 mm unbeschichtet.

Die Beschichtungen der Fig. 10 bis 12 können beispielsweise auch für besondere Transportaufgaben nach einem vorgegebenen Muster in einem Druckverfahren aufgebracht werden. In Fig. 10 ist dabei eine Beschichtung mit einer Pfeilform dargestellt, wobei die Beschich­ tungsbreite des einzelnen Pfeiles 18 zwischen 1 mm und 3 mm beträgt. Gemäß Fig. 11 können jedoch auch Längsstreifen 14 mit einem Pfeil­ muster 19 kombiniert werden. Fig. 12 zeigt eine Beschichtung mit wechselweise oszillierenden Linien, wobei ein Bereich von ca. 3 mm von der Bandkante 10b entfernt unbeschichtet bleibt. Die Beschichtung kann jedoch auch aus einer Vielzahl von kleinsten punktförmigen Partikeln 19 bestehen, die z. B. durch ein Sprühver­ fahren entstehen, wie in Fig. 13 dargestellt.

Wesentlich ist, daß durch die Beschichtung nur so viel an Reib­ koeffizienterhöhung erreicht wird, daß der normale Ausgleich bei der Querverformung nicht gestört wird, jedoch trotzdem ein formschlüssiger Transport des Papieres gewährleistet ist. Insofern wird so wenig wie möglich Beschichtung aufgetragen, jedoch so viel wie nötig, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Vorzugsweise besitzt dabei das ausgewählte Material einen relativ großen Reibwert an der Oberfläche, so daß die Fläche der Beschichtung gering gehalten werden kann.

Claims (14)

1. Garniturband (10) zum Formen von Zigaretten und Filtern in entsprechenden Herstellungsmaschinen, mit einer mit den zu transportierenden Artikeln in Berührung stehenden, einen Reibungskoeffizienten aufweisenden Tragseite (10a), dadurch gekennzeichnet, daß die Tragseite (10a) mit einer den Reibungskoeffizient erhöhenden Beschichtung (12) versehen ist, wobei die Beschichtung in Querrichtung nicht vollflächig aufge­ bracht ist.

2. Garniturband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garniturband (10) ein endlos gewebtes Band ist, bei dem vorzugs­ weise die Kette (11) aus einem spiralförmig gewundenen Faden gebildet ist.

3. Garniturband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung den Reibungskoeffizienten des Garniturbandes wenigstens um den Faktor zwei erhöht.

4. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Drittel der Oberfläche der Tragseite (10a) unbeschichtet ist.

5. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Garniturband (10) mit einer Kunststoffdispersion beschichtet ist und die Beschichtung (12) linienförmig parallel zu den Bandkanten (10b) aufgetragen wird.

6. Garniturband nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Linien (13′) angeordnet sind, wobei die Bandmitte (10c) unbeschichtet bleibt.

7. Garniturband nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Garniturband (10) mindestens drei Linien (13) aufweist, die nicht breiter als 2 mm sind.

8. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung (12) linienförmig diagonal versetzt zu den Bandkanten aufgetragen wird.

9. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung punktförmig über das Band verteilt aufgetragen wird, wobei der Durchmesser der Beschichtungspunkte zwischen 1 und 4 mm betragen kann.

10. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung aus einer Vielzahl von kleinsten, punktförmigen Partikeln (19) besteht, die vorzugsweise durch ein Sprühverfahren entstehen.

11. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung parallel zu den Bandkanten auf­ getragene Längsstreifen (14) mit quer zum Band stehenden Quer­ streifen (15) aufweist.

12. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung eine Pfeilform aufweist, wobei die Beschichtungsbreite des einzelnen Pfeiles (18) zwischen 1 und 3 mm beträgt.

13. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung zwei parallel zur Bandkante aufgetragene Längsstreifen (14) aufweist, die in der Bandmitte noch durch ein Pfeilmuster (19) ergänzt werden.

14. Garniturband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung wenigstens eine quer zum Band oszillierende Linie (20) aufweist, die zwischen 1 und 3 mm breit ist.