-
Die
Erfindung betrifft einen Papierbogen, insbesondere einen saugfähigen Papierbogen
aus gekreppter Zellstoffwatte, der ein Prägemuster aufweist.
-
Die
Erfindung betrifft speziell einen Papierbogen, der aus mindestens
einer ersten und einer zweiten Lage gekreppter Zellstoffwatte besteht
und zum Aufwischen bei einem hauswirtschaftlichen, häuslichen
oder gewerblichen Gebrauch bestimmt ist, d. h. als Küchentuch,
Lappen usw. verwendet werden kann.
-
Es
ist bekannt, im Bereich der Papiere zum sanitären oder häuslichen Gebrauch, wie des
Toilettenpapiers oder des Küchentuchs,
Papierbogen herzustellen, die aus mehreren Lagen saugfähigen Papiers
bestehen, beispielsweise aus gekreppter Zellstoffwatte mit einem
Flächengewicht
zwischen 12 und 30 g/m2, die mit Vorsprüngen versehen
sind, die durch Prägen
erhalten worden sind.
-
Das
Prägen
bauscht nämlich
den Bogen auf und bewirkt eine Verbesserung der Aufnahme von Flüssigkeiten,
der Griffigkeit und der Weichheit. Es ist versucht worden, die Saugfähigkeit
weiter zu erhöhen,
indem mehrschichtige Bogen geschaffen wurden, wobei mindestens zwei
Schichten, auch Lagen genannt, die jeweils aus mindestens einem
der geprägten
Bogen bestehen, zusammengefügt
wurden.
-
Auf
diese Weise wird ein mehrschichtiger Bogen erhalten, der mechanische
Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit, sowie eine Saugfähigkeit
aufweist, die festgelegt sind.
-
Zwei
Verfahrensweisen des Prägens
und Zusammenfügens
von Lagen werden üblicherweise,
je nach den gewünschten
Eigenschaften des Endprodukts, angewendet.
-
Die
erste ist im Fachgebiet unter der Bezeichnung „nested" oder ineinandergreifend bekannt. Sie
besteht darin, zuerst jede der Lagen separat zu prägen, um
an der Oberfläche
Vorsprünge
zu formen, die im Wesentlichen kegel- oder pyramidenstumpfartig
sind. Anschließend
wird Leim auf den höchsten Bereich
der Vorsprünge
einer der Lagen aufgebracht und die Lagen werden derart angeordnet,
dass die Flächen,
welche die Vorsprünge
aufweisen, einander gegenüberliegen,
wobei die Vorsprünge
der einen zwischen den Vorsprüngen
der anderen sind. Schließlich
werden die Lagen so zusammengefügt, dass
sich die geleimten Vorsprünge
zwischen den Vorsprüngen
der anderen Lage einschieben. Folglich sind die zwei Lagen durch
Klebestellen zwischen den höchsten
Bereichen der Vorsprünge
einer Lage und nicht geprägten
Zonen zwischen den Vorsprüngen der
anderen Lage miteinander verbunden. Es wird eine Struktur erzielt,
deren auf diese Weise geschaffene Hohlräume sich dazu eignen, eine
verbesserte Aufnahme durch den Bogen sicherzustellen. Außerdem fühlen sich
die Außenseiten
wegen der Vertiefungszonen, die von der Rückseite der Vorsprünge gebildet
sind, glatt und weich an. Diese Technik ist durch die Patentschriften
US-A-3 867 225 und US-A-5 830 558 erläutert.
-
Die
zweite Verfahrensweise des Zusammenfügens ist im Fachgebiet unter
der Bezeichnung „Spitzen/Spitzen" bekannt. Sie unterscheidet
sich von der vorhergehenden durch die Relativanordnung der beiden
Lagen. Diese Letzteren werden, nachdem sie separat geprägt worden
sind, so übereinandergebracht,
dass die höchsten
Bereiche der Vorsprünge zumindest
teilweise zusammentreffen. Die Lagen sind über die höchsten Bereiche der Vorsprünge, Spitze
gegen Spitze, miteinander verbunden. Diese Technik ist durch die
Patentschriften US-A-3 414 459 und EP-A-0 564 319 erläutert.
-
Wenn
man die praktischen Ausführungsformen
dieser Strukturen betrachtet, ob vom Typ „nested" oder Spitzen/Spitzen, so sind die Vorsprünge, die
beim Prägen
erhalten werden, meist so verwirklicht, dass sie gemäß einem
Muster verteilt sind, in dem sie im Allgemeinen in einer oder mehreren
Richtungen gleichmäßig angeordnet
sind. Ein solches Muster ermöglicht,
einen hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften homogenen Bogen
zu erhalten.
-
Um
jedoch die Zufriedenheit des Benutzers zu verbessern, ist es wichtig,
die Geschmeidigkeit des Bogens zu erhöhen.
-
Die
Geschmeidigkeit des Bogens kann als sein Vermögen, sich gleichmäßig zu verformen, wenn
er von einem Benutzer in die Hand genommen wird, wobei dessen Finger
in der Verlängerung
der Handfläche
gestreckt sind und der Benutzer dann seine Finger zur Handfläche bewegt,
definiert werden.
-
Ein
Papierbogen, der sehr geschmeidig ist, wird sich dann so verformen
und biegen oder wölben, dass
er im Wesentlichen parallel zu der Form bleibt, die durch die Handfläche der
Hand des Anwenders bestimmt ist.
-
Ein
Papierbogen, der eine geringe Geschmeidigkeit aufweist, wird gemäß einer
oder mehrerer Linien gefalzt werden, wobei jeder Abschnitt des Bogens,
der sich zwischen zwei Falzlinien erstreckt, im Wesentlichen plan
bleibt.
-
Es
ist angenehmer, einen Papierbogen zu verwenden, der eine hohe Geschmeidigkeit
aufweist.
-
Im
Allgemeinen bewirkt die Erhöhung
der Geschmeidigkeit des Bogens insbesondere eine Verschlechterung
seiner mechanischen Eigenschaften.
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Gestaltung des geprägten Papierbogens
vorzuschlagen, die ermöglicht,
die Geschmeidigkeit des Bogens zu erhöhen, ohne seine mechanischen
Eigenschaften zu verschlechtern.
-
Um
diese Aufgabe zu lösen,
schafft die Erfindung einen geprägten
Bogen, der aus mindestens einer ersten und einer zweiten Lage gekreppter
Zellstoffwatte mit einem Flächengewicht
zwischen 12 und 30 g/m2 des Typs besteht,
bei dem mindestens eine erste Lage ein erstes Prägemuster aufweist, das aus
einer ersten Menge erster Vorsprünge
von kegelstumpfartiger Grundform gebildet ist, die von der Innenseite
der ersten Lage vorstehen, die insbesondere erste Linienanordnungen
bilden und deren höchste
Bereiche mit der Innenseite der zweiten, gegenüberliegenden Lage verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese beiden Lagen jeweils ein
zweites Prägemuster
aufweisen, das aus einer zweiten Menge zweier Vorsprünge gebildet
ist, die von der Innenseite der entsprechenden Lage vorstehen, und dadurch,
dass höchste
Bereiche zweiter Vorsprünge einer
Lage sich gegenüber
und in der Nähe
von höchsten
Bereichen zweiter Vorsprünge
der anderen Lage erstrecken.
-
Gemäß weiteren
Merkmalen der Erfindung
- – sind höchste Bereiche zweiter Vorsprünge einer Lage
mit höchsten
Bereichen gegenüberliegender
zweiter Vorsprünge
der anderen Lage in Kontakt;
- – sind
die in Kontakt befindlichen höchsten
Bereiche der zweiten Vorsprünge
nicht verbunden;
- – sind
die Höhen
der zweiten Vorsprünge
der zwei Lagen im Wesentlichen gleich;
- – umfasst
jede der beiden Lagen eine erste Menge erster Vorsprünge von
kegelstumpfartiger Grundform, die von der Innenseite der Lage vorstehen
und erste Linienanordnungen bilden;
- – bilden
die in Linien angeordneten Vorsprünge der ersten Menge Figuren
vom Typ geschlossene Schleife;
- – umfasst
jede der beiden Lagen eine erste Menge erster Vorsprünge, und
den ersten Vorsprüngen
zuzuordnende Mengen der einen und der anderen Lage sind zwischen
die Vorsprüngen
zuzuordnenden Mengen der anderen der beiden Lagen eingefügt;
- – weisen
zweite Vorsprünge
punktförmige
höchste
Bereiche auf;
- – weisen
zweite Vorsprünge
lineare höchste
Bereiche auf.
-
Die
Erfindung schafft außerdem
ein Formwalzenpaar zum Prägen
eines nach einem der vorhergehenden Ansprüche geprägten Bogens, wobei mindestens
eine der Walzen eine erste Menge erster Zähnchen von kegelstumpfartiger
Grundform umfasst, die erste Linienanordnungen bilden, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Formwalzen jeweils eine zweite Menge hervorstehender
zweiter Zähnchen
mit punktförmigen
und/oder linearen höchsten Bereichen
umfassen, wobei jedes zweite Zähnchen einer
Walze im Wesentlichen einem zweiten Zähnchen der anderen Walze entspricht
und wobei die Summe der Höhen
der zweiten Zähnchen,
die einander entsprechen, im Wesentlichen gleich der Höhe der ersten
Zähnchen
ist.
-
Schließlich schafft
die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines geprägten Bogens
mit Hilfe eines Walzenpaares nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass die beiden Lagen derart geprägt werden,
dass das erste und das zweite Prägemuster
geformt werden, anschließend die
beiden Lagen so zusammengefügt
werden, dass die höchsten
Bereiche der ersten Vorsprünge
mit der Innenseite der gegenüberliegenden
Lage verbunden sind und dass sich die höchsten Bereiche der zweiten Vorsprünge einer
Lage gegenüber
und in der Nähe von
höchsten
Bereichen zweiter Vorsprünge
der anderen Lage erstrecken.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden
ausführlichen
Beschreibung deutlich, für
deren Verständnis
sich auf die beigefügte
Zeichnung bezogen wird, worin
-
1 eine
Draufsicht eines Ausführungsbeispiels
für einen
gemäß den Lehren
der Erfindung geprägten
Papierbogen und insbesondere einen Küchentuch-Papierbogen veranschaulicht;
-
2 eine
schematische Ansicht eines Bogens geprägten Papiers, der in Übereinstimmung
mit den Lehren der Erfindung verwirklicht ist, im Schnitt und in
der Perspektive ist;
-
3 eine
schematische Querschnittansicht eines Bogens geprägten Papiers
ist, der in Übereinstimmung
mit den Lehren der Erfindung verwirklicht ist und leicht gewölbt ist;
-
4 und 5 schematische
Querschnittansichten eines gemäß Ausführungsvarianten
der Erfindung verwirklichten Bogens geprägten Papiers sind;
-
6 eine
schematische Perspektivansicht ist, welche die konvexe Walzenfläche einer
Walze zum Prägen
einer Lage eines Bogens nach 1 veranschaulicht,
-
7 eine
Ansicht des Details D7 von 6 in einem
großen
Maßstab
ist.
-
In 1 und 2 ist
ein Ausführungsbeispiel
für einen
Bogen 10 geprägten
Papiers, insbesondere eines Papierbogens, der aus einer ersten, oberen
Lage 12 und einer zweiten, unteren Lage 14 saugfähigen Papiers
aus gekreppter Zellstoffwatte besteht und für irgendein Hygiene- oder Haushaltsprodukt
bestimmt ist, dargestellt.
-
Die
Zellstoffwatte mit einem Flächengewicht zwischen
12 und 30 g/m2 ist von dem Typ, der durch herkömmliches
Nasspressen erhalten wird, „CWP" genannt, oder von
dem Typ, der durch Trocknen mittels durchströmender Luft erhalten wird, „TAD" genannt.
-
Insbesondere
ist der in 1 und 2 dargestellte
Papierbogen 10 beispielsweise dazu bestimmt, in eine Küchenrolle
eingearbeitet zu werden.
-
Der
Bogen 10 ist in zwei Richtungen orientiert, längs und
quer, in 2 durch die Pfeile L und T dargestellt,
die der Fortbewegungsrichtung des Bogens 10 bei seiner
Herstellung, auch „Laufrichtung" genannt, bzw. der
senkrechten Richtung, auch „Querrichtung" genannt, entsprechen.
-
Nach
dem Prägen
ist ein erstes Muster 16 sichtbar, das sich visuell von
der ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 des
Bogens 10 abhebt.
-
Das
erste Prägemuster 16 jeder
Lage 12 und 14 bekannter Art besteht aus ersten
Mengen erster Vorsprünge 18 und 20 von
kegelstumpfartiger Grundform, die von der Innenseite 22, 24 der
entsprechenden Lage 12, 14 vorstehen, wobei sie
sich folglich in das Innere des Bogens 10 erstrecken.
-
Die
ersten Vorsprünge 18 und 20 bilden
im Besonderen erste Linienanordnungen gemäß Figuren, insbesondere in
geschlossenen Schleifen, die hier Kreise sind.
-
Hierbei
sind, in Übereinstimmung
mit 1, Mengen, denen die ersten Vorsprünge 18, 20 der
einen und der anderen Lage 12, 14 zuzuordnen sind, konzentrisch
zwischen den Mengen, denen die Vorsprünge 20, 18 der
anderen 14, 12 der beiden Lagen zuzuordnen sind,
eingefügt.
-
Die
ersten Mengen erster Vorsprünge 18 und 20 sind
so in Linien in zwei Hauptrichtungen angeordnet, dass sie ein Gitternetz
definieren. Die beiden Hauptrichtungen sind hier senkrecht zueinander
und um 45° gegen
die Längsrichtung
L und die Querrichtung T des Bogens 10 geneigt.
-
Die
höchsten
Bereiche 32, 34 der ersten Vorsprünge 18, 20 sind
mit der Innenseite 24, 22 der gegenüberliegenden
Lage 14, 12 verbunden (siehe 2).
-
Gemäß einer
bekannten Technik werden die ersten Vorsprünge 18, 20,
welche die Elemente des ersten Musters 16 bilden, durch
Prägen
der ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 des
Bogens 10 mit Hilfe eines Walzenpaares erhalten, wovon
eine Walze 26, in 6 und 7 dargestellt
ist.
-
Auf
der konvexen Walzenaußenseite 28 der zugeordneten
Walze 26 sind erhaben „Vorsprünge" ausgebildet, die zu jenen, die auf
der ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 des
Bogens 10 erzielt werden sollen, homolog sind.
-
Für die Verwirklichung
der Menge erster Vorsprünge 18 an
der ersten Lage 12 des Bogens 10 umfasst die Prägewalze 26 auf
ihrer konvexen Walzenfläche 28 eine
erste homologe Menge hervorstehender Zähnchen 30 von kegelstumpfartiger
Grundform, die gemäß den ersten
Linienanordnungen der ersten Vorsprünge 18 so in konzentrischen Kreisen verteilt
sind, dass der entsprechende Teil des ersten Musters 16 der
ersten Lage 12 verwirklicht wird.
-
Auf ähnliche
Weise wird die Menge erster Vorsprünge 20 an der zweiten
Lage 14 des Bogens 10 mittels einer weiteren,
gleichartigen Prägewalze verwirklicht,
deren hervorstehende kegelstumpfartige Zähnchen in konzentrischen Kreisen
gemäß den ersten
Linienanordnungen der ersten Vorsprünge 20 verteilt sind,
um den entsprechenden Teil des ersten Musters 16 der zweiten
Lage 14 zu verwirklichen.
-
Wenn
die erste Lage 12 und die zweite Lage 14 geprägt sind,
werden sie durch Verleimen der höchsten
Bereiche 32 oder 34 der ersten Vorsprünge 18 oder 20 an
der Innenseite 24 oder 22 der zweiten Lage 14 oder
der ersten Lage 12, die gegenüberliegt, zusammengefügt.
-
In Übereinstimmung
mit den Lehren der Erfindung und um die Geschmeidigkeit des Bogens 10 zu
verbessern, ohne seine mechanischen Eigenschaften und seine Saugfähigkeit
zu verschlechtern, umfassen die beiden Lagen 12, 14 ein
zweites Prägemuster 36,
bestehend aus zweiten Mengen zweiter Vorsprünge 38, 40 von
beispielsweise kegelstumpfartiger Grundform, d. h. mit punktförmigen höchsten Bereichen,
die von der Innenseite 22, 24 der entsprechenden
Lage 12, 14 vorstehen, wobei sie sich folglich
in das Innere des Bogens 10 erstrecken.
-
Die
Achsen A1 und A2 der zweiten Vorsprünge 38 und 40 der
ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 sind im
Wesentlichen fluchtend.
-
Die
zweiten Vorsprünge 38 und 40 sind
auf eine ähnliche
Weise wie die ersten Vorsprünge 18 und 20 verwirklicht,
insbesondere mittels einer zweiten Menge zweiter Zähnchen 46 von
kegelstumpfartiger Form, die sich an der konvexen Oberfläche 28 der
Prägewalze 26 erstrecken.
-
Jedes
zweite Zähnchen
einer Walze entspricht vorzugsweise einem zweiten Zähnchen der anderen
Walze, und die Summe der Höhen
der zweiten einander entsprechenden Zähnchen ist im Wesentlichen
gleich der Höhe
der ersten Zähnchen.
-
Die
zweiten Vorsprünge 38, 40 bilden
insbesondere zweite Linienanordnungen gemäß Figuren, insbesondere in
geschlossenen Schleifen, die zwischen den ersten Mengen erster Vorsprünge 18 und 20 angeordnet
sind.
-
Hier
haben die geschlossenen Schleifen die Grundform eines Vierecks,
dessen Kanten einwärts gekrümmt und
konkav sind, so dass sie im Wesentlichen parallel zu den Kreisen
verlaufen, die durch die ersten Vorsprünge 18 und 20 definiert
sind.
-
Die
zweiten Linienanordnungen können
jedoch in anderen geometrischen oder nicht geometrischen Formen
wie zum Beispiel Rauten oder Blumen vorliegen.
-
Es
ist auch möglich,
dass die zweiten Linienanordnungen der zweiten Vorsprünge 38 und 40 Kreise
umfassen, die konzentrisch zu den Kreisen der ersten Mengen erster
Vorsprünge 18 und 20 angeordnet
sind.
-
Als
nicht gezeigte Variante sind die zweiten Vorsprünge nicht notwendig kegelstumpfartige
Vorsprünge
mit punktartigen höchsten
Bereichen, sondern sie können
auch vom Typ mit linearen höchsten Bereichen
sein, wodurch mehr oder weniger komplizierte lineare Muster definiert
werden.
-
Die
zweiten Vorsprünge
können
auch Kombinationen aus punktförmigen
höchsten
Bereichen und linearen höchsten
Bereichen an ein und derselben Lage, an den beiden Lagen oder an
der einen bzw. der anderen der beiden Lagen sein.
-
Wenn
die zweiten Vorsprünge
kegelstumpfartig sind, sind sie vorzugsweise Mikrovorsprünge im Vergleich
zu den ersten kegelstumpfartigen Vorsprüngen, bei einer Dichte der
Mikrovorsprünge
im Bereich zwischen 30 und 80 Vorsprüngen pro cm2.
-
Der
Durchmesser der höchsten
Bereiche der Zähnchen
zum Einkerben der Mikrovorsprünge
ist beispielsweise in der Größenordnung
von 0,4 mm, während
jener der ersten (Makro-)Vorsprünge
in der Größenordnung
von 1,0 mm ist.
-
Wenn
als Beispiel die entsprechenden Höhen der ersten Zähnchen 30 und
der zweiten Zähnchen 46 betrachtet
werden, die an der Walze 26 erhaben ausgebildet sind und
zum Prägen
einer ersten Lage 12 eines Papierbogens zum Gebrauch als
Küchentuch
bestimmt sind, ist die Höhe
der ersten Zähnchen 30 gleich
1,3 Millimeter, während
die Höhe der
zweiten Zähnchen 46 gleich
0,7 mm ist. Mit einer so definierten Walze und einer zugeordneten
Walze mit einem geeigneten Kautschukbelag wurde eine Zellstoffwattelage
mit 22 g/m2 geprägt, wobei eine mittlere Dicke
H der ersten Lage 12 in der Größenordnung von 0,8 Millimetern
erhalten wurde.
-
Die
ersten Zähnchen 30 und
die zweiten Zähnchen 46 weisen
eine kegelstumpfartige Form mit einem kreisförmigen, ovalen, eckigen oder
anderen Querschnitt und vorzugsweise eine starke Schräge, zwischen
60 und 70°,
auf.
-
Die
höchsten
Bereiche 42, 44 der zweiten Vorsprünge 38, 40 der
ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 erstrecken
sich gegenüber
und in der Nähe
von entgegengesetzten und im Wesentlichen axial fluchtenden höchsten Bereichen 44, 42 zweiter Vorsprünge 40, 38 der
anderen Lage 14, 12.
-
Ein
solcher geprägter
Bogen 10 weist eine Geschmeidigkeit auf, die höher als
die eines geprägten
Bogens ist, der gemäß dem Stand
der Technik verwirklicht ist, während
er gleichzeitig mechanische Eigenschaften und eine Saugfähigkeit
hat, die nicht verschlechtert sind.
-
Die
Geschmeidigkeit des Bogens 10 ist verbessert, denn bei
einem Wölben
des Bogens 10 können
sich die höchsten
Bereiche 42 und 44 der zweiten Vorsprünge 38 und 40 leicht
gegeneinander bewegen, d. h. sich neigen und sich verschieben, wie
in 3 gezeigt ist.
-
Das
Aufeinanderliegen der höchsten
Bereiche 42 und 44 der zweiten Vorsprünge 38 und 40 verhindert
die Ausbildung einer der Geschmeidigkeit des Bogens abträglichen
Falzlinie und begünstigt das
Wölben
des Bogens 10.
-
Außerdem.
ermöglicht
das Aufeinanderliegen der höchsten
Bereiche 42 und 44 der zweiten Vorsprünge 38 und 40,
die Druckverformung des Bogens 10 zu minimieren, wodurch
es möglich
ist, dass der Bogen 10 aufgebauscht bleibt, d. h. seine
Saugfähigkeit
bewahrt wird.
-
In Übereinstimmung
mit 2 können
die höchsten
Bereiche 42 und 44 der zweiten Vorsprünge 38 und 40 in
Kontakt sein. Sie sind nicht miteinander verbunden.
-
Gemäß einer
Variante, die in 4 gezeigt ist, sind die höchsten Bereiche 42 und 44 der
zweiten Vorsprünge 38 und 40 axial
durch einen kleinen Spielraum J voneinander getrennt.
-
Die
zwei 2 und 4 zeigen zweite Vorsprünge 38 und 40,
die zu einer Mittelebene des Bogens 10 symmetrisch sind,
d. h. dass ihre Höhen
H1, H2 gleich sind, genau wie die Höhen H1', H2'.
-
Gemäß einer
Variante, die in 5 gezeigt ist, können jedoch
die zweiten Vorsprünge 38 und 40 asymmetrisch
sein.
-
Ohne
vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, ist es nicht erforderlich,
dass die höchsten
Bereiche der einander gegenüberliegenden
zweiten Vorsprünge
genau fluchten.
-
Es
ist auch nicht bindend, dass es eine uneingeschränkte Übereinstimmung der zweiten
Vorsprünge
einer Lage mit den zweiten Vorsprüngen der anderen Lage gibt.
-
Was
die Leistungsparameter eines Bogens gemäß der Erfindung betrifft, so
sind sie jenen des entsprechenden Produkts gemäß dem Stand der Technik mit
nur ersten Vorsprüngen
analog, ausgenommen die Geschmeidigkeit des Bogens, die erheblich
verbessert ist.
-
Versuche
haben in der Tat gezeigt, dass die Steifheit des Bogens gemäß der Erfindung,
d. h. das Gegenteil der Geschmeidigkeit, (gemessen nach dem Verfahren
des geometrischen Mittels, „Geometric
Mean Stiffness" genannt)
um mehr als 20% gegenüber
der Steifheit des Bogens gemäß dem Stand der
Technik reduziert ist.