EP3795744B1

EP3795744B1 - Verfahren für die herstellung eines strukturierten tissuepapiers sowie eine entsprechende vorrichtung

Info

Publication number: EP3795744B1
Application number: EP19199002.7A
Authority: EP
Inventors: Artur Koslowski
Original assignee: Matthews International GmbH
Current assignee: Matthews International GmbH
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2039-09-23
Also published as: ES2911225T3; PT3795744T; EP3795744A1; SI3795744T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung eines strukturierten Tissuepapiers sowie eine entsprechende Vorrichtung. Das Verfahren weist das Bereitstellen pressgetrockneten einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers und das Prägen des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers mit einem eine strukturierte Oberfläche aufweisenden Prägeelement auf. Bei dem Prägen wird eine Feinstruktur in dem Tissuepapier erzeugt, die eine entlang der Oberfläche des Tissuepapiers über eine Mehrzahl Prägetiefen variierende Prägetiefe senkrecht zur Oberfläche des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers aufweist. Es wird weiterhin eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der US 2017/0246827 A1 bekannt. Ähnliche Verfahren und Vorrichtungen beschreiben auch die EP 2 018 959 A2 und die EP 0 796 728 A2 .
Beim Trocknen von Tissuepapier im Durchblasverfahren, dem sogenannten Through Air Drying (TAD)-Verfahren, werden einige der Materialeigenschaften des Tissuepapiers positiv beeinflusst, so dass diese im Vergleich zu im Presstrockungsverfahren mit einem Yankee-Zylinder hergestellten Tissuepapieren vorteilhafte mechanische und haptische Eigenschaften aufweisen. Beim Presstrockungsverfahren wird die Restfeuchte des Tissuepapiers mit einem beheizten, glatten Zylinder ausgetrieben. Dies hat zur Folge, dass die Oberfläche des so hergestellten Tissuepapiers ohne erkennbare Struktur ist.
Demgegenüber wird beim Durchblasverfahren die Restfeuchte des Tissuepapiers mit aufgeheizter Luft ausgetrieben, während das Tissuepapier mit einem Transport- oder Trocknungsnetz um einen Zentralzylinder herumgeführt wird. Durch den Einsatz der aufgeheizten Luft für das Durchblasen des Tissuepapiers ist das Durchblasverfahren deutlich energieaufwendiger als das Presstrocknungsverfahren.
Anders als beim Presstrockungsverfahren werden jedoch beim Durchblasverfahren die Zellstofffasern des Tissuepapiers aufgrund des Durchblasens mit Warmluft aufgerichtet, was zu einer weichen Oberfläche des Tissuepapiers und zu einer Volumensteigerung im Vergleich zu im Presstrocknungsverfahren hergestellten Tissuematerialien führt. Das noch feuchte Tissuepapier wird beim Trocknungsvorgang im Durchblasverfahren auf einem luftdurchlässigen Transportnetz abgelegt und nimmt aufgrund der von der Warmluft erzeugten Druckbeaufschlagung die Struktur des Netzes an. Die dabei erzeugte Strukturierung des Tissuepapiers beeinflusst ebenfalls die Materialeigenschaften des Tissuepapiers positiv, insbesondere weist das Tissuepapier eine vergleichsweise hohe Weichheit auf. Darüber hinaus verbessert sich aufgrund der vergrößerten Oberfläche das Absorptionsvermögen des Tissuepapiers.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für die Bereitstellung von Tissuepapier vorzuschlagen, das die vorteilhaften physikalischen Eigenschaften von im Durchblasverfahren hergestelltem Tissuepapier aufweist, wobei das vorgeschlagene Verfahren jedoch auf das energetisch nachteilige Durchblasverfahren verzichten soll.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der nebengeordnete Anspruch 9 betrifft eine entsprechende Vorrichtung. Beispielhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Demgemäß ist bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, dass bei dem Prägen eine Feinstruktur in dem Tissuepapier erzeugt wird, die eine entlang der Oberfläche des Tissuepapiers über eine Vielzahl Prägetiefen variierende Prägetiefe senkrecht zur Oberfläche des einlagigen Tissuepapiers aufweist. Bei dem Prägen wird zumindest abschnittsweise eine Feinstruktur durch eine Vielzahl im Wesentlichen zwischenraumfrei auf der strukturierten Oberfläche des Prägeelements angeordnete erste Strukturelemente des Prägeelements erzeugt, so dass die Feinstruktur frei von ungeprägten Zwischenräumen ist.
Das Prägeelement kann beispielsweise eine strukturierte Oberfläche aufweisen, die der Struktur eines Trocknungsnetzes einer TAD-Anlage nachempfunden ist. Da das Tissuepapier in aller Regel bei der Weiterverarbeitung zu zum Beispiel Toilettenpapier, Küchenrolle, Servietten, Taschentüchern oder ähnlichen Produkten in der Verarbeitungsmaschine geprägt wird, um ihm ein individuelles Aussehen zu verleihen und/oder um technische Effekte zu erreichen, kann es vorteilhaft vorgesehen sein, das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung der Tissuepapiereigenschaften in eben einer solchen Verarbeitungsmaschine, beispielsweise in einem Prägewerk der Verarbeitungsmaschine, durchzuführen. Es ist aber auch denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines die genannte Feinstruktur aufweisendes Zwischen- oder Vorläuferprodukts zu benutzen, das in einem weiteren Verarbeitungsschritt beispielsweise zu einem der oben genannten Endprodukte weiterverarbeitet wird.
Das Prägeelement kann demgemäß als eine Prägewalze ausgebildet oder Bestandteil einer Prägewalze sein. Prägewalzen werden beispielsweise in den genannten Verarbeitungsmaschinen für die Herstellung von Verleimungspunkten verwendet. Das Prägen der Feinstruktur kann mit demselben Prägeelement, beziehungsweise mit derselben Prägewalze erfolgen, mit welcher auch die genannten Verleimungspunkte bereitgestellt werden. Die Prägung von Verleimungspunkten und die Prägung der Feinstruktur kann jedoch auch in separaten Verfahrensschritten und demgemäß mit Hilfe separater Prägeelemente beziehungsweise Prägewalzen realisiert werden.
Durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Prägeelements, insbesondere einer derartigen Prägewalze, können zumindest größtenteils die vorteilhaften Materialeigenschaften von Tissuepapier, welches im Durchblasverfahren getrocknet wurde, im Wesentlichen energieneutral im Weiterverarbeitungsprozess des Tissuematerials eingebracht werden, und dies unter Verwendung von im Presstrocknungsverfahren energetisch günstiger hergestellten Tissuepapiers.
Die beim Prägen eingebrachte Feinstruktur ist auf keine bestimmten Geometrien beschränkt, sie kann jedoch vorteilhafterweise zur Erzielung der Materialeigenschaften mittels TAD getrockneten Tissuepapiers eine Struktur aufweisen, die einer Struktur des Trocknungsnetzes einer TAD-Anlage nachempfunden ist, oder einer solchen zumindest ähnelt. Die erfindungsgemäße Lehre ist jedoch nicht auf derartige Strukturen beschränkt und es sollen neben den im Durchblastrocknungsverfahren eingesetzten Strukturen auch darüber hinausgehende Strukturen Berücksichtigung finden.
Je nach Ausführungsform ist es denkbar, die Prägewalze an ihrer gesamten Oberfläche mit erhabenen ersten Strukturelementen für das Prägen der Feinstruktur zu versehen, um zum Beispiel ein Vorprodukt herzustellen, das in einem weiteren Verarbeitungsschritt zu Toilettenpapier oder einem anderen Tissueprodukt verarbeitet wird. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist jedoch zur Verringerung zusätzlicher Verfahrensschritte vorgesehen, in die die erhabenen ersten Strukturelementen aufweisende feinstrukturierte Oberfläche des Prägeelements zusätzliche erhabene Strukturelemente einzubringen, die dazu eingerichtet sind, die feingeprägte Tissuepapierlage mit einer weiteren feingeprägten oder auch ungeprägten Tissuelage nur an den Stellen der zusätzlichen Strukturelemente zu verleimen und so ein mehrlagiges Produkt herzustellen.
Aus dem Stand der Technik sind Prägeeinheiten zur Herstellung von Verleimungspunkten bekannt, so dass die erfindungsgemäße Lehre lediglich durch Austauschen des Prägeelements, insbesondere einer Prägewalze erreicht werden kann, welches neben ersten Strukturelementen für die Prägung der Feinstruktur zweite Strukturelemente für die Bereitstellung der Verleimungspunkte aufweist. Die zweiten Strukturelemente für die Bereitstellung der Verleimungspunkte können sich insbesondere dadurch von den ersten Strukturelementen zur Bereitstellung der Feinstruktur unterscheiden, dass sie eine größere Höhe und damit eine größere Prägetiefe senkrecht zur Oberfläche des Prägeelements sowie eine größere Oberfläche senkrecht zur Höhe aufweisen.
Während das im Durchblasverfahren erzeugte Tissuepapier verfahrensbedingt sowohl an der dem Trocknungsnetz zugewandten Seite als auch an der gegenüberliegenden Seite eine Strukturierung erhalten kann, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das einlagige oder mehrlagige Tissuepapier bei dem Prägen auf einer unstrukturierten und vorzugsweise auf einer glatten Unterlage aufliegt, beispielsweise auf einer Gegenwalze, etwa einer Stahlwalze, mit glatter Mantelfläche, so dass das Tissuepapier an der von dem Prägeelement abgewandten Seite keine Feinstrukturierung erhält. Besonders bevorzugt wird als Gegenwalze eine Walze mit flexiblem Mantel verwendet, etwa eine Walze mit einem Gummimantel.
Das Prägen der Feinstruktur kann zumindest abschnittsweise das Prägen eines kontinuierlichen Reliefs mit nach unten spitz zulaufenden Feinstrukturelementen aufweisen, das vorzugsweise frei von horizontalen Feinstrukturelementen ist.
Bei dem Prägen kann eine Feinstruktur erzeugt werden, die zumindest abschnittsweise eine Vielzahl unterschiedlicher Prägetiefen aufweist, vorzugsweise mindestens 5 unterschiedliche Prägetiefen, besonders bevorzugt mindestens 10 unterschiedliche Prägetiefen und ganz besonders bevorzugt mindestens 100 unterschiedliche Prägetiefen. Besonders bevorzugt weist die Feinstruktur eine noch viel größere Anzahl unterschiedlicher Prägetiefen auf, etwa mehr als 200 oder mehr als 1000 unterschiedliche Prägetiefen. Die Feinstruktur kann beispielsweise eine chaotische Struktur aufweisen, die zumindest in Teilbereichen keine Regelmäßigkeit oder Periodizität aufweist.
Die Prägeelemente können in einem Querschnitt senkrecht zu ihrer Höhe eine unregelmäßige Struktur aufweisen, beispielsweise keine runde oder ovale Geometrie mit konstantem Radius bzw. zwei konstanten Radien und auch keine regelmäßige Mehreckgeometrie mit konstanten Seitenlängen.
Bei dem Prägen kann eine Feinstruktur erzeugt werden, die zumindest abschnittsweise eine Tiefenstruktur aufweist, bei der sämtliche Paare von zwei benachbarten Feinstrukturelementen der Feinstruktur eine unterschiedliche Prägetiefe ausweisen.
Das Bereitstellen des pressgetrockneten Tissuepapiers kann das Presstrocknen eines feuchten Tissuepapiers aufweisen. Dabei können das Bereitstellen und das Prägen als aufeinanderfolgende Verfahrensschritte in derselben Verarbeitungsmaschine für Tissuepapier ausgeführt werden. Das Presstrocknen und das Prägen können auch in demselben Verfahrensschritt, vorzugsweise gleichzeitig und unter Anwendung desselben Prägeelements, insbesondere derselben Prägewalze, erfolgen.
Das Prägen einer Feinstruktur kann beispielsweise das Prägen einer Netzstruktur, einer Gitterstruktur, einer Gewebestruktur, oder eines Negativs davon aufweisen. Abweichend von den zuvor genannten regelmäßigen Strukturen kann die Feinstruktur jedoch auch eine unregelmäßige, chaotische Struktur aufweisen. Die Feinstruktur kann über die gesamte Fläche des Tissuepapiers in identischer Ausführung geprägt werden.
Wie bereits oben erwähnt wurde, kann das Prägen zusätzlich zu dem Prägen der Feinstruktur das Prägen von Verleimungspunkten eines mehrlagigen Tissuepapiers mit demselben Prägeelement aufweisen. Dabei können die Verleimungspunkte mit einer Prägetiefe senkrecht zur Oberfläche des mehrlagigen Tissuepapiers geprägt werden, die mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 30 % und besonders bevorzugt mindestens 40 % größer als eine maximale Prägetiefe der Feinstruktur ist.
Das Prägen der Feinstruktur kann das Prägen von Feinstrukturelementen in das Tissuepapier aufweisen, die in einem zweidimensionalen Raster mit konstantem Rastermaß angeordnet sind. Die dabei erzeugten Feinstrukturelemente können in einer Netzstruktur, einer Gitterstruktur, oder in einer Gewebestruktur angeordnet sein.
Die Feinstrukturelemente können in einem zweidimensionalen Raster mit einem Rastermaß von weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm und besonders bevorzugt weniger als 2 mm erzeugt werden.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass diese eine Zuführung für pressgetrocknetes einlagiges oder mehrlagigen Tissuepapier und eine Prägeeinheit zum Prägen des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers mit einem eine strukturierte Oberfläche aufweisenden Prägeelement aufweist. Dabei kann die strukturierte Oberfläche eine Vielzahl erhabener erster Strukturelemente aufweisen, von denen jedes der Vielzahl erhabener erster Strukturelemente eine maximale Höhe aufweist, die abweichend von der maximalen Höhe jedes anderen der Vielzahl erhabener erster Strukturelemente ist. Die Vielzahl erhabener erster Strukturelemente ist zumindest abschnittsweise im Wesentlichen zwischenraumfrei auf der strukturierten Oberfläche des Prägeelements angeordnet sind. Die Vielzahl erhabener erster Strukturelemente kann mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 10 und besonders bevorzugt mindestens 20 erhabene erste Strukturelemente aufweisen, von denen kein Paar zweier erster Strukturelemente dieselbe maximale Höhe aufweist.
Die erhabenen ersten Strukturelemente können eine Netzstruktur, eine Gitterstruktur, eine Gewebestruktur, oder ein Negativ davon bilden.
Die ersten Strukturelemente können in einem zweidimensionalen Raster mit konstantem Rastermaß angeordnet sein und eine Netzstruktur, eine Gitterstruktur, oder eine Gewebestruktur bilden.
Das Rastermaß kann weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm und besonders bevorzugt weniger als 2 mm betragen.
Die strukturierte Oberfläche des Prägeelements, beispielsweise eine Prägewalze, kann eine weitere Vielzahl erhabener zweiter Strukturelemente aufweisen, die eine Höhe besitzen, die mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 30 % und besonders bevorzugt mindestens 40 % größer als die maximalen Höhen der Vielzahl erhabener erster Strukturelemente ist. Die zweiten Strukturelemente können zumindest teilweise und vorzugsweise sämtlich eine Oberfläche senkrecht zu ihrer Höhe aufweisen, die mindestens viermal, vorzugsweise mindestens achtmal und besonders bevorzugt mindestens zwölfmal größer als eine Oberfläche der ersten Strukturelemente senkrecht zu ihrer Höhe für die Prägung der Feinstruktur ist.
Die beiden Strukturelementtypen weisen vorzugsweise einen Höhenunterscheid auf. Während die zweiten Strukturelemente eine konstante Höhe aufweisen können, kann die Höhe der ersten Strukturelemente um bis zu mehrere 100 % variieren. Auch die Geometrie der ersten Strukturelemente kann abweichend von der Geometrie der zweiten Strukturelemente im Querschnitt unregelmäßig sein. Während die zweiten Strukturelemente im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sein können, können die ersten Strukturelemente im Querschnitt eine unregelmäßige Struktur aufweisen. Auch die Horizontalquerschnitte können entsprechend regelmäßig, z.B. kreisförmig oder oval, bei den zweiten Strukturelementen und unregelmäßig bei den ersten Strukturelementen sein. Weiterhin kann die Horizontalquerschnittsfläche der ersten Strukturelemente variieren, während die zweiten Strukturelemente vorzugsweise sämtlich dieselbe Horizontalquerschnittsfläche aufweisen können und vorzugsweise sogar insgesamt identisch ausgebildet sind.
Zwischen benachbarten ersten Strukturelementen kann im Wesentlichen kein Freiraum gebildet sein, so dass die ersten Strukturelemente unmittelbar aneinandergrenzen bzw. ineinander übergehen. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass keine zwei benachbarten ersten Strukturelemente dieselbe Höhe aufweisen. Beispielsweise kann die Höhe der ersten Strukturelemente um mehrere 100% variieren.
Die ersten Strukturelemente können ein unregelmäßiges Muster erhabener Strukturelemente bilden, was der Schaffung der vorteilhaften haptischen und mechanischen Eigenschaften der Feinstruktur weiter zuträglich ist. Beispielsweise kann die Ausbildung der ersten Strukturelemente chaotisch oder im Wesentlichen chaotisch, zumindest jedoch mit einer erheblichen Unregelmäßigkeit ausgeprägt sein.
Die strukturierte Oberfläche kann eine Gewebestruktur mit einer Vielzahl sich unter einem Winkel zueinander erstreckender fadenförmiger Strukturen aufweisen, die miteinander verwoben sind, wobei an Kreuzungspunkten jeweils zweier sich unter dem Winkel, beispielsweise unter einem 90°-Winkel, zueinander erstreckender fadenförmiger Strukturen eines der erhabenen ersten Strukturelemente ausgebildet ist. Die fadenförmigen Strukturen können der strukturierten Oberfläche die Struktur miteinander verwobener Kett- und Schussfäden verleihen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1: eine Veranschaulichung des Durchblasverfahrens gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2: eine Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
Figur 3: eine Ausführungsform eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tissuepapiers;
Figur 4: eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Figur 5: einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prägeelements.

Die Figur 1 zeigt eine TAD-Anlage gemäß dem Stand der Technik. Die noch nasse Tissuebahn 1 wird auf ein Trockennetz 11 aufgelegt und um einen Zentralzylinder 13 herum durch einen Trockner 12 geleitet. In dem Trockner 12 wird in Radialrichtung des Zentralzylinders 13 warme Luft durch die noch feuchte Tissuebahn 1 sowie das Trockennetz 11 hindurch bis in den Zentralzylinder 13 eingeblasen, von wo die feuchtigkeitsbeaufschlagte Warmluft abgeleitet wird. Nach dem Hindurchleiten des Tissuepapiers 1 durch den Trockner 12 wird das gegebenenfalls noch restfeuchte Tissuepapier 1 von dem Trockennetz 11 abgehoben und für die Weiterverarbeitung etwa einer Prägestation zugeführt oder für die Zwischenlagerung aufgewickelt.
Das Trockennetz 11 Netzstruktur auf. Aufgrund der Druckbeaufschlagung in Radialrichtung des Zentralzylinders 13 nimmt das Tissuepapier die Struktur des Trocknungsnetzes 11 beim Trocknen an, wodurch das Tissuepapier vorteilhafte mechanische und haptische Eigenschaften erhält, insbesondere eine Volumenvergrößerung erfährt sowie mit einer hohen Weichheit versehen wird.
Die Figur 2.1 zeigt eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prägeelements 3, Die strukturierte Oberfläche 2 des Prägeelements 3 weist eine Gewebestruktur auf, die aus einer Vielzahl erster Strukturelemente 8 gebildet ist, mit integrierten zweiten Strukturelementen 9 zur Ausbildung von Verleimungspunkten. Die Figur 2.2 zeigt eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prägeelements 3 mit einer anderen Ausformung der ersten Strukturelemente 8 zur Ausbildung der Feinstruktur und ohne zweite Strukturelementen 9 zur Ausbildung von Verleimungspunkten. Teile der Strukturelemente 8 bilden fadenförmige Strukturelemente 10.
Die Figur 3 zeigt ein Tissueprodukt, welches aus mehreren miteinander verbundenen Einzellagen Tissuepapier 1 besteht. Die Einzellagen Tissuepapier 1 sind über Verleimungspunkte 4 miteinander verbunden, während das Tissuepapier 1, notwendigerweise jedoch nur das an der Außenseite des Tissueprodukts angeordnete und in Figur 3 in der Draufsicht gezeigte Tissuepapier 1 eine Feinstruktur 100 aufweist, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Es kann somit insbesondere vorgesehen sein, dass die unterhalb der sichtbaren oberen Lage Tissuepapier 1 angeordneten Lagen Tissuepapier 1 unstrukturierte pressgetrocknete Tissuepapiere 1 sind.
Es ist zu erkennen, dass die einzelnen Strukturelemente der Feinstruktur 100 einen wesentlich geringeren Abstand zueinander und eine wesentlich geringere Fläche im Vergleich zu den Verleimungspunkten 4 aufweisen. Des Weiteren erstrecken sich die Verleimungspunkte 4 durch das mehrlagige Produkt hindurch, um die Einzellagen Tissuepapier 1 in den Verleimungspunkten zu verbinden, während die Feinstruktur 100 lediglich in der an der Außenseite des mehrlagigen Tissueprodukts angeordneten Einzellage Tissuepapier 1 eingebracht ist und sich nicht in darunterliegende Lagen hinein erstreckt. In einer weiteren Ausführungsform kann auch die Rückseitenlage des mehrlagigen Tissueprodukts mit einer Feinstruktur versehen sein.
Sowohl die Feinstruktur 100 als auch die Verleimungspunkte 4 können jedoch bei einer Ausführungsform der Erfindung in demselben Verfahrensschritt, insbesondere mit Hilfe desselben Prägeelements, beispielsweise mithilfe des Prägeelements 3 gemäß Figur 2.1 ausgebildet werden. Dazu weist das Prägeelement 3, wie es in Figur 2.1 gezeigt ist, neben den ersten Strukturelementen 8, welche die Feinstruktur 100 prägen, zweite Strukturelemente 9 auf, welche eine wesentlich größere Höhe im Vergleich zu den ersten Strukturelementen 8 aufweisen, so dass sie sich gegenüber den ersten Strukturelementen 8 für die Feinstruktur 100 durch mehrere Tissuepapierlagen 1 hindurch zur Ausbildung von Verleimungspunkten 4 erstrecken können. Während die Feinstruktur 100 über die gesamte Fläche des Tissueprodukts gleichartig ausgebildet ist, sind die Verleimungspunkte 4, wie dies grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist, zur Ausbildung von Designelementen gruppiert und definiert zueinander angeordnet.
In der Figur 4 ist eine weitere Vorrichtung 5 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Vorrichtung kann grundsätzlich den Aufbau einer aus dem Stand der Technik bekannten Verarbeitungsmaschine zur Herstellung von beispielsweise Toilettenpapier oder Küchenrolle aufweisen und sich beispielsweise nur dadurch von den bekannten Vorrichtungen unterscheiden, dass die Prägeeinheit 7 ein Prägeelement mit einer strukturierten Oberfläche aufweist, wobei die strukturierte Oberfläche eine Vielzahl erhabener erster Strukturelemente 8 aufweist, um die erfindungsgemäße Feinstruktur in einem Prägeschritt einzubringen. Der Prägeschritt kann derselbe Prägeschritt sein, wie er grundsätzlich bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen für die Prägung von Verleimungspunkten bereitgestellt ist, so dass die aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen leicht umzurüsten sind, beispielsweise indem eine für das Einbringen von Verleimungspunkten standardmäßig vorgesehene Prägewalze durch eine solche Prägewalze ersetzt wird, die neben den Strukturelementen zur Einbringung der Verleimungspunkte weitere Strukturelemente für die Prägung der Feinstruktur aufweist.
Die Vorrichtung 5 weist eine Zuführung 6 für pressgetrocknetes einlagiges oder mehrlagiges Tissuepapier 1 und eine Prägeeinheit 7 zum Prägen des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers 1 mit einem eine strukturierte Oberfläche aufweisenden Prägeelement auf. Die strukturierte Oberfläche weist eine Vielzahl erhabener Strukturelemente 8 auf. Die Vorrichtung 5 weist weiterhin eine Rändeleinheit 15a und einen Wickelkopf 15b sowie einen Speicherturm 16 auf, so dass mit der Vorrichtung 5 im Vergleich zu TAD-Anlagen auf effiziente Weise im Presstrocknungsverfahren bereitgestelltes einlagiges oder mehrlagiges Tissuepapier 1 mit mechanischen und haptischen Eigenschaften bereitgestellt werden kann, wie sie bei Anlagen aus dem Stand der Technik lediglich mit Hilfe des Durchblasverfahrens hergestellt werden konnten. Die Rändeleinheit 15a dient optional der leimfreien Lagenverbindung zur Ausbildung eines mehrlagigen Tissuepapiers 1. Der Wickelkopf 15b dient dem Aufwickeln von beispielsweise Toilettenpapier- oder Küchenrollen. In dem Speicherturm 16 werden gewickelte Papierstämme von beispielsweise zwei Meter Länge gespeichert und von dort aus einer Säge zugeführt, die die Stämme zu Einzelrollen vereinzelt. Die Säge ist nicht abgebildet.
Die Figur 5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prägeelements 3 im Querschnitt. Das Prägeelement 3 kann beispielsweise zur Herstellung eines Tissueprodukts mit einer Feinstruktur 100 verwendet werden, wie sie in Figur 3 gezeigt ist. Das Prägeelement 3 weist erste Strukturelemente 8 mit einer Höhe aus T1 und zweite Strukturelemente 9 mit einer Höhe T2 auf. Während die zweiten Strukturelemente 9, wie dies grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist, für die Herstellung von Verleimungspunkten 4 verwendet werden können, sind die ersten Strukturelemente 8 für die Ausbildung der Feinstruktur 100 vorgesehen. Die beiden Strukturelementtypen 8, 9 weisen einen Höhenunterscheid ΔT auf. Während die zweiten Strukturelemente 9 eine konstante Höhe T2 aufweisen, variiert die Höhe T1 der ersten Strukturelemente 8 um bis zu mehrere 100 %. Auch die Geometrie der ersten Strukturelemente 8 ist abweichend von der Geometrie der zweiten Strukturelemente 9 im Querschnitt unregelmäßig, während die zweiten Strukturelemente 9 im Querschnitt trapezförmig sind, weisen die ersten Strukturelemente 8 im Querschnitt eine unregelmäßige Struktur auf. Auch die (nicht gezeigten) Horizontalquerschnitte können entsprechend regelmäßig, z.B. kreisförmig oder oval, bei den zweiten Strukturelemente 9 und unregelmäßig bei den ersten Strukturelementen 8 sein. Weiterhin kann die Horizontalquerschnittsfläche der ersten Strukturelemente 8 variieren, während die zweiten Strukturelemente 9 vorzugsweise sämtlich dieselbe Horizontalquerschnittsfläche aufweisen können und vorzugsweise sogar insgesamt identisch ausgebildet sind.
Es ist ebenso zu erkennen, dass zwischen benachbarten ersten Strukturelementen 8 im Wesentlichen kein Freiraum gebildet ist und diese unmittelbar aneinandergrenzen. Darüber hinaus weisen keine zwei benachbarten ersten Strukturelemente 8 dieselbe Höhe auf. Beispielsweise kann die Höhe der ersten Strukturelemente 8 um mehrere 100% variieren.
Mithin bilden die ersten Strukturelemente 8 ein unregelmäßiges Muster erhabener Strukturelemente 8, welche gerade die Schaffung der vorteilhaften haptischen und mechanischen Eigenschaften der Feinstruktur 100 dienen. Insbesondere kann die Ausbildung der ersten Strukturelemente 8 chaotisch oder im Wesentlichen chaotisch, zumindest jedoch mit einer erheblichen Unregelmäßigkeit ausgeprägt sein.

Bezugszeichenliste

1: Tissuepapier
2: strukturierte Oberfläche
3: Prägeelement
4: Verleimungspunkt
5: Vorrichtung
6: Zuführung
7: Prägeeinheit
8: erstes Strukturelement
9: zweites Strukturelement
10: fadenförmige Struktur
11: Trockennetz
12: Trockner
13: Zentralzylinder
14: Warmluft
15a: Rändeleinheit
15b: Wickelkopf
16: Speicherturm
100: Feinstruktur
T1: Höhe erstes Strukturelement
T2: Höhe zweites Strukturelement

Claims

Verfahren für die Herstellung eines strukturierten Tissuepapiers (1), das das Bereitstellen pressgetrockneten einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers (1) und das Prägen des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers (1) mit einem eine strukturierte Oberfläche (2) aufweisenden Prägeelement (3) aufweist, wobei eine Feinstruktur (100) in dem Tissuepapier (1) erzeugt wird, die eine entlang der Oberfläche des Tissuepapiers über eine Vielzahl Prägetiefen variierende Prägetiefe senkrecht zur Oberfläche (2) des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prägen zumindest abschnittsweise eine Feinstruktur (100) durch eine Vielzahl zwischenraumfrei auf der strukturierten Oberfläche (2) des Prägeelements (3) angeordneter erster Strukturelemente (8) des Prägeelements (3) erzeugt wird, so dass die Feinstruktur (100) frei von ungeprägten Zwischenräumen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Prägen der Feinstruktur (100) zumindest abschnittsweise das Prägen eines kontinuierlichen Reliefs mit nach unten spitz zulaufenden Feinstrukturelementen aufweist, das vorzugsweise frei von horizontalen Feinstrukturelementen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem bei dem Prägen der Feinstruktur (100) eine Feinstruktur (100) erzeugt wird, die zumindest abschnittsweise eine Vielzahl unterschiedlicher Prägetiefen aufweist, vorzugsweise mindestens 5 unterschiedliche Prägetiefen, besonders bevorzugt mindestens 10 unterschiedliche Prägetiefen und ganz besonders bevorzugt mindestens 100 unterschiedliche Prägetiefen.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem bei dem Prägen der Feinstruktur (100) eine Feinstruktur (100) erzeugt wird, die zumindest abschnittsweise eine Tiefenstruktur aufweist, bei der sämtliche Paare von zwei benachbarten Feinstrukturelementen der Feinstruktur (100) eine unterschiedliche Prägetiefe ausweisen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Prägen einer Feinstruktur (100) das Prägen einer Netzstruktur, einer Gitterstruktur, einer Gewebestruktur, oder eines Negativs davon aufweist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Feinstruktur (100) über die gesamte Fläche des Tissuepapiers (1) in identischer Ausführung geprägt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Prägen zusätzlich zu dem Prägen einer Feinstruktur (100) das Prägen von Verleimungspunkten (4) eines mehrlagigen Tissuepapiers (1) mit demselben Prägeelement (3) aufweist, wobei die Verleimungspunkte (4) mit einer Prägetiefe senkrecht zur Oberfläche (2) des mehrlagigen Tissuepapiers (1) geprägt werden, die mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 30 % und besonders bevorzugt mindestens 40 % größer als eine maximale Prägetiefe der Feinstruktur ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Prägen der Feinstruktur (100) das Prägen von Feinstrukturelementen in das Tissuepapier aufweist, die in einem zweidimensionalen Raster mit konstantem Rastermaß angeordnet sind, wobei die dabei erzeugten Feinstrukturelemente in einer Netzstruktur, einer Gitterstruktur, oder einer Gewebestruktur angeordnet sind.
Vorrichtung (5) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Zuführung (6) für pressgetrocknetes einlagiges oder mehrlagiges Tissuepapiers (1) und eine Prägeeinheit (7) zum Prägen des einlagigen oder mehrlagigen Tissuepapiers (1) mit einem eine strukturierte Oberfläche (2) aufweisenden Prägeelement (3) aufweist, wobei die strukturierte Oberfläche (2) eine Vielzahl erhabener erster Strukturelemente (8) aufweist, von denen jedes der Vielzahl erhabener erster Strukturelemente (8) eine maximale Höhe aufweist, die abweichend von der maximalen Höhe jedes anderen der Vielzahl erhabener erster Strukturelemente (8) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl erhabener erster Strukturelemente (8) zumindest abschnittsweise im Wesentlichen zwischenraumfrei auf der strukturierten Oberfläche (2) des Prägeelements (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Vielzahl erhabener erster Strukturelemente (8) mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 10 und besonders bevorzugt mindestens 20 erhabene erste Strukturelemente (8) aufweist, von denen kein Paar zweier erster Strukturelemente (8) dieselbe maximale Höhe aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die erhabenen ersten Strukturelemente (8) chaotisch angeordnet sind oder eine kontinuierliche Reliefstruktur bilden, die frei von horizontalen Strukturelementen ist, oder eine Netzstruktur, eine Gitterstruktur, eine Gewebestruktur, oder ein Negativ davon bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die strukturierte Oberfläche (2) eine weitere Vielzahl erhabener zweiter Strukturelemente (9) aufweist, die eine Höhe aufweisen, die mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 30 % und besonders bevorzugt mindestens 40 % größer als die maximalen Höhen der Vielzahl erhabener erster Strukturelemente (8) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die zweiten Strukturelemente (9) zumindest teilweise und vorzugsweise sämtlich eine Oberfläche senkrecht zu ihrer Höhe aufweisen, die mindestens 4 mal, vorzugsweise mindestens 8 mal und besonders bevorzugt mindestens 12 mal größer als eine Oberfläche der ersten Strukturelemente (8) für die Prägung der Feinstruktur (100) ist.