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Säcke, Beutel od. dgl. aus gekrepptem Papier
Die Erfindung betrifft
Säcke, Beutel u. dgl. aus Papier für Füllgüter beliebiger Art.
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Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Papiersäcke gegenüber den
Beanspruchungen durch das Füllgut beim Einbringen desselben, ebenso bei gefüllten
Säcken, sowie gegenüber Beschädigungen durch äußere Einflüsse, bildete man Säcke
aus mehreren nicht miteinander verklebten bzw. kaschierten Papierlagen aus. Man
erkannte, daß beispielsweise ein aus drei I,agen bestehender Sack aus dünnerem Kraftpapier
in jeder Beziehung widerstandsfähiger ist, als ein solcher aus einer einheitlichen
Kraftpapierlage, welche, bezogen auf das Flächengewicht, so schwer ist, wie die
drei Einzellagen zusammen genommen.
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Heute sind drei- bis sechslagige Papiersäcke allgemein üblich. In
Ländern, in denen an Kraftpapier gespart werden muß, bevorzugt man drei- bis vierlagige
Papiersäcke. Um noch etwas mehr einzusparen, wurden in Notzeiten zweilagige Kraftpapiersäcke
aus schwerem Papier verwendet, die aber bei stärkeren Transportbeanspruchungen nicht
befriedigten.
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Vorschläge gingen darüber hinaus auch dahin, zwei oder mehr einfache
Papiersacklagen aus normal gekrepptem, d. h. über 18 ° 0 gekrepptem Papier durch
geeignete Bindemittel, z. B. Bitumen u. dgl., miteinander zu verkleben bzw. zu kaschieren,
da man erkannt hatte, daß kaschierte Kreppapierlagen Dehnungen einen größeren Widerstand
entgegensetzen, als nicht miteinander verbundene Kreppapierlagen.
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Dies rührt daher, daß die Bindemittelschicht bei einem Stoß einerseits
Spannungskräften und andererseits Verdichtungskräften in Querrichtung der Papierlagen
ausgesetzt ist, wobei beide Beanspruchungen der Bindemittelschicht der Ausdehnung
der Kreppun-
gen einen Widerstand entgegensetzen. Um diese Widerstandskraft
zu erhöhen, ordnete man die Kreppungen oder sonstige Faltungen der beiden miteinander
zu verbindenden Papierlagen auch in sich kreuzenden Schrägrichtungen zueinander
an.
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Bei all diesen bekannten Kreppapiersäcken wendete man für die Einzellagen
Kreppungsgrade an, die sich bei der Herstellung der Säcke insofern nachteilig bemerkbar
machten, als diejenigen Kräfte, die bei der Formung des Papiers zu Säcken in den
für die Herstellung üblichen Maschinen auftraten, eine mehr oder weniger weitgehende
Dehnung der gekreppten Papierbahn und damit eine Störung der Fabrikation zur Folge
hatten. Durch das Zusammenkaschieren dreier stark gekreppten Papierlagen sollten
die unerwünschten starken Dehnungen in der Sackherstellungsmaschine vermindert werden.
Bis zu einem gewissen Grad konnte dies gelingen, jedoch kommt bei der Zusammenkaschierung
noch ein anderer Übelstand hinzu, nämlich die unzulängliche Haftung der miteinander
zu verbindenden stark gekreppten Papierlagen. Stark gekrepptes Papier ergibt trotz
einer Nachpressung eine zu ungleichmäßige Oberfläche, wobei im wesentlichen nur
an den mehr hervortretenden Scheitelpunkten der Kreppfalten eine Verklebung der
beiden Papierbahnen möglich ist. Zu allem war auch bei diesen bekannten Kreppapiersäcken
der Papieraufwand gegenüber den glatten Säcken noch größer. Gemäß der vorliegenden
Erfindung konnte nun in überraschender Weise festgestellt werden, daß bei gleichbleibender
Widerstandsfähigkeit gegenüber Transportbeanspruchungen eine Papierersparnis bis
zu 50 O/o gegenüber den bisher üblichen Papiersäcken möglich ist, wenn statt drei
bis sechs Einzellagen aus normalem, glattem oder aus in üblicher Weise stark gekrepptem
Papier ein bis drei Lagen, bestehend aus Leichtkreppapier, verwendet werden, das
folgende Bedingungen erfüllt: 1. Geringer Kreppungsgtad des Ausgangskreppapiers
von 5 bis I80/,, vornehmlich 5 bis 12 O/o, möglichst auf der Papiermaschine hergestellt
bzw. sonstwie stark verpreßt; 2. Verstärkung der Bruchlast durch Zusammenkaschieren
beispielsweise mittels Bitumen mit einer weiteren Leichtkreppbahn zu einer Papierlage;
3. Erhöhung des Quadratmetergewichts des zu kaschierenden Rohpapiers auf 60 bis
100 g.
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Die Erfindung beruht in der Vereinigung dieser drei Merkmale, wobei
für diese Mittelvereinigung folgendes zu beachten und als wesentlich hervorzuheben
ist.
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Nach dem Merkmal I soll Leichtkreppapier gemäß der Patentschrift
757 oo6 verwendet werden, da nur dieses eine vorteilhafte Anwendung der weiteren
Merkmale gestattet, d. h. ohne wie normales glattes Sackpapier zu steif, oder wie
normales stark gekrepptes Papier zu dehnbar zu werden, bzw. keinen Vorteil in Richtung
einer großen Rohstoffeinsparung zu bringen. Als besonders vorteilhaft erweist es
sich, wenn die leichte Kreppung zwischen 5 bis I8p/,, vornehmlich 5 bis- I2 °/oJ
auf der Papiermaschine selbst erfolgt, da dann neben dem durch das Treppen an sich
schon die Festigkeit des Fasergefüges etwas mindernden Eingriff eine weitere Festigkeitsminderung
vermieden wird, die eintritt, wenn das Papier nach Fertigstellung auf der Papiermaschine
wieder angefeuchtet und durch eine besondere Kreppeinrichtung geführt wird. Außerdem
ist auf der Papiermaschine eine ausreichende Verpressung und Verdichtung des leichtgekreppten
Papiers gewährleistet.
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Nach dem Merkmal 2 soll eine Festigkeitserhöhung durch Kaschierung
mit einer weiteren Leichtkrepp papierbahn mittels Bitumen, Kautschuk, Kunststoffe,
Wachse oder Mischungen dieser Stoffe erzielt werden.
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Diese Festigkeitserhöhung ergibt sich im Gegensatz zu den bekannten
Kaschierungen von Normalkrepp, wobei nur eine Erhöhung der Wasserdampfdichte beabsichtigt
war, dadurch, daß der mit den äußerst kleinen Kreppfalten durchsetzte und stark
verpreßte, d. h. sehr weitgehend verdichtete und an der Oberfläche ziemlich glatte
Leichtkrepp durch das Kaschiermittel, z. B. Bitumen, auf der gesamten Oberfläche
mit der darauf kaschierten zweiten Leichtkreppbahn verklebt und zusätzlich eine
das gesamte Fasergefüge besser erfassende Imprägnierung erfährt, wodurch der Faserverband
verfestigt und somit vor allem die Bruchlast erhöht wird. Darüber hinaus wirkt noch
die Bitumenschicht selbst zwischen den beiden Papierlagen festigkeitssteigernd.
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Die graphische Darstellung veranschaulicht in einer beispielsweisen
Ausführungsform das für Sackpapier wesentliche Arbeitsvermögen von glattem Papier,
Leichtkreppapier und Normalkreppapier. Auf der Senkrechten vom Nullpunkt nach oben
ist die Bruchlast in Kilogramm, bezogen auf normale Streifenbreite, aufgetragen
und auf der Ordinate die Dehnung in Prozent.
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Für glattes Papier gilt Kurve I, für normales Krepppapier, z. B.
von 25 01o Dehnung, die Kurve II und für Leichtkrepp die Kurve III. Zur Ermöglichung
einer besseren Übersicht ist unter der Ordinate die Dehnungskurve für Bitumen eingezeichnet,
wobei die selbstverständlich positive Werte darstellende Bruchlast vom Nullpunkt
aus senkrecht nach unten aufgetragen ist.
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Bei glattem mit Bitumen kaschiertem Papier steigt die Kurve I steil
an und bei 3 0/o Dehnung in Höhe der Linie B I reißt bei über 4 kg Bruchlast das
Papier.
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Die ausnutzbare Dehnung des Bitumens im Bitumenpapier beträgt etwa
12 0/0. Das gesamte Arbeitsvermögen, umgrenzt durch die Linien 5 1 = B 1 + b und
die bis zu diesen Linien reichenden Kurven vom Nullpunkt an ist im Hinblick auf
das Arbeitsvermögen des Bitumen schlecht ausgenutzt und die Dehnung des Papiers
plus Bitumen für die auftretenden Sackbeanspruchungen zu klein.
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Bei normalem mit Bitumen kaschiertem Krepppapier von etwa zj °/o
Dehnung und einer Bruchhist von etwa 2 kg (Kurve III) ist die bis B II reichende
Gesamtdehnung nicht voll ausgenutzt, weil das Bitumen zu früh reißt.
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Das höchste Arbeitsvermögen bei hoher Bruchlast 5 III = B III + B
erreicht man bei Anpassung des Papierkreppgrades und somit der Papierdehnung an
die Bitumendehnung. Bei etwa In 01, Dehnung beträgt die Bruchlast etwa 2,9 kg und
die Bitumenfestigkeit ist voll ausgenutzt (Kurve II).
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In Zusammenfassung ergibt sich, daß die z. B. durch Verwendung von
Bitumen zur Kaschierung und Tränkung des Papiers zu erzielenden absoluten Festigkeitserhöhungen
vermöge der höheren Dehnungsfähigkeit des Bitumens eine entsprechend höhere Dehnung
des Papiers voraussetzen, die bei glattem Papier nicht vorhanden ist. Bei normalem
Krepppapier kann die durch weitere Festigkeitsminderung erkaufte höhere Dehnungsfähigkeit
des Papiers nicht ausgenutzt werden, weil infolge der groben und unregelmäßigen
Kreppung örtlich verschieden große Dehnungen und damit unterschiedliche Spannungsverteilungen
eintreten, denen die Bitumenschicht im ganzen nicht gewachsen ist. Überdies ist
eine Verarbeitung auf normalen Sackherstellungsmaschinen nicht möglich.
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Zum Merkmal 3 ist zu bemerken, daß die optimale Reißlänge von Papier,
vor allem Kraftpapier, bei an sich gleicher Papierbeschaffenheit, von der Papierstärke
abhängig ist. Sie steigt bis zu einem bei etwa So g, qm liegenden Maximalwert an,
um dann wieder abzusinken, da bei dickeren Papieren die über das Optimum eingearbeiteten
Fasermassen nicht völlig mit der übrigen Papierschicht verfilzen, sondern sich nur
auflagern. Bei glattem mit einer weiteren glatten Bahn zu kaschierenden Rohpapier
läßt sich das Optimum nicht ausnutzen, da kaschierte Glattpapierlagen über einem
Quadratmetergewicht von etwa 50 g für die Einzellage zu steif werden, um auf normalen
Sackherstellungsmaschinen verarbeitet zu werden und den Transportbeanspruchungen
des Sackes gewachsen zu sein. Bei Verwendung von leichtgekrepptem Rohpapier ist
ein Quadratmetergewicht von 60 bis So g oder in besonderen Fällen sogar bis gog
durchaus möglich, so daß hier das Festigkeitsoptimum im Rohpapier ausgenutzt werden
kann.
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Bei Erfüllung der drei Merkmale können im Rahmen der Erfindung die
einzelnen Papierbahnen noch zusätzlich oder in ihrer Gesamtheit entweder in der
Masse oder nachträglich mit Imprägnierungen verschiedenster Art versehen sein, um
z. B. die Wasserfestigkeit zu erhöhen oder sonstige zusätzliche Wirkungen hervorzurufen.
Die erfindungsgemäß unter Beachtung der drei vorstehend näher beschriebenen Merkmale
hergestellten Papiersäcke, Beutel od. dgl. ermöglichen gegenüber Glattpapiersäcken
Papiereinsparungen von etwa 35 bis 50 °1O, während gegenüber unkaschierten Leichtkreppapiersäcken
die Papiereinsparungen etwa 15 bis 20 01o betragen.
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Im nachstehenden Beispiel soll diese Papiereinsparung erläutert werden:
Um einen Sack genügender Widerstandsfähigkeit zu erhalten, verwendet man z. B. fünf
Lagen Glattpapier zu je 72 g/m² = 360 g.
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Zur Erzielung eines bezüglich der Widerstandsfähigkeit gleichwertigen
Sackes müßte man bei einem unkaschierten Leichtkreppsack einsetzen: drei Lagen 5
bis 18 0/o gekrepptes Papier zu je 80 g/m2 = 240 g.
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Es zeigt sich eine Einsparung von 35 %.
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Ein gleichwertiger Sack gemäß der Erfindung mit erhöhter Widerstandskraft
kann sich etwa wie folgt zusammensetzen: Eine Lage aus zwei Bahnen 5 bis 18 % gekrepptes
Papier mit je 60 g/m² mit etwa 60 g Bindemittel kaschiert = = I20 g Papier eine
Lage 5 bis I8 °/0 gekrepptes Papier von 60 g/m² = = 60 g -= I80 g Papier.
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Es ergibt sich somit eine Einsparung von 50 °1O gegenüber unkaschierten
Säcken.
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Die Verbesserung der Festigkeitsverhältnisse in bezug auf Dehnung
und Bruchlast durch das erfindungsgemäß verwendete kaschierte Leichtkreppapier zeigt
folgende Tabelle:
| Papier- Bitumen Bruchlast Dehnung |
| Papiersorte gewicht längs quer längs quer |
| g/m2 g;m2 kg kg °s @ eie |
| Leichtkrepp, Rolle 1 .......................... 50 - 2,6 2,2
5,2 5,6 |
| Leichtkrepp, Rolle 2 .......................... 51 - 3,0 2,1
5,4 5,6 |
| im Mittel |
| Leichtkrepp, Rolle I und 2 .................. IOI - 5,6 4,3
5,3 |
| Mit Bitumen kaschierter Leichtkrepp ............ 158 57 7,6
6,2 6,9 7,2 |
| Leichtkrepp, zwei unkaschierte Lagen ........... 2X64,8 - 10,1
5,8 6,9 9,4 |
| Leichtkrepp, zwei kaschierte Lagen............. 172,8 51,6
10,9 7,2 8,5 10,4 |
| Leichtkrepp, zwei unkaschierte Lagen .......... 2X76,1 - 11,3
8,7 8,4 8,4 |
| Leichtkrepp, zwei kaschierte Lagen............. 189,8 50,1
12,2 10,5 9,1 9,5 |
Maßgebend für einen Papiersack sind die beim praktischen Gebrauch sich ergebenden
Beanspruchungen, da ja die gefüllten Säcke beim Transport und Lagern durch Werfen,
Stauchungen od. dgl. erheblichen Belastungen ausgesetzt sind, denen sie ohne Beschädigungen
standhalten müssen. Durch Prüfungen der gefüllten Säcke mit geeigneten Prüfgeräten
stellt man die Dauerhaftigkeit der Papiersäcke fest, und zwar verwendet man z. B.
eine Wurftrommel, den Falltisch und das Schulterabwurfgerät.
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Eine Wurftrommel ist durch ein im Querschnitt vielseitiges Prisma
umgrenzt, in das der zu prüfende Sack eingelegt wird, worauf man die Trommel dreht
und die Zahl der Würfe mißt, die der Sack bei dieser Drehung aushält. Auf den Falltisch
läßt man den Sack in Querlage aus einer Höhe von 2 bis 3 m auf ein gespanntes Tuch
fallen, während man auf dem Schulterabwurfgerät in etwa I,80 m Höhe den Sack nach
vorn abgekippt herunterstürzen läßt.
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Es ergeben sich beispielsweise bei einem gestaffelten Papiersack
aus fünf Lagen glattem Papier gegenüber einem zweilagigen Leichtkreppsack gemäß
der Erfin-
dung (eine Lage 60 g/m2 Leichtkrepp über 60 glm2 Bitumen
mit etwa 6o g/m2 Leichtkrepp kaschiert mit einer zweiten Lage Leichtkrepp von 6o
g/m2) folgende Werte:
| Wurf- Falltisch | Schulter- |
| trommel abwurf |
| 5fach 72 = 360 g/m2 |
| Glattpapier ....... > 4I I3 > 5 |
| 2fach Leichtkrepp |
| = I80 g/m2 Papier |
| gemäß Erfindung > 50 14 > 5 |
Bei etwa 50%iger Papiereinsparung ergibt sich sogar eine Qualitätsverbesserung der
erfindungsgemäß hergestellten Säcke.