EP3838579A1 - Prägewalzenanordnung zum herstellen zumindest zweilagiger tissues und verfahren zum herstellen einer prägewalzenanordnung - Google Patents

Prägewalzenanordnung zum herstellen zumindest zweilagiger tissues und verfahren zum herstellen einer prägewalzenanordnung Download PDF

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EP3838579A1
EP3838579A1 EP19217210.4A EP19217210A EP3838579A1 EP 3838579 A1 EP3838579 A1 EP 3838579A1 EP 19217210 A EP19217210 A EP 19217210A EP 3838579 A1 EP3838579 A1 EP 3838579A1
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embossing
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roller arrangement
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Definitions

  • the invention relates to an embossing roller arrangement for producing at least two-ply tissues, such as in particular handkerchiefs and / or serviettes and / or kitchen rolls and / or toilet paper, with a pair of rollers rolling on top of one another, the pair of rollers comprising an embossing roller and an opposing roller, and with at least one on the pair of rollers formed embossing arrangement, wherein the embossing arrangement comprises at least one recess on the counter roller and at least one projection engaging in the recess on the embossing roller.
  • top-to-flat rollers With top-to-flat rollers, a positively engraved embossing roller is pressed against a smooth counter roller with high pressure. The pressure of the flat engraving head against the smooth counter roller creates the layer adhesion.
  • Top-to-top rollers are a sub-form of top-to-flat rollers.
  • two similar positively engraved embossing rollers are used, in which the embossing elements are arranged exactly opposite one another. The required pressure is generated between the smooth heads of the embossing elements against each other.
  • the multi-ply tissue product is passed through the gap between the rollers and, after the embossing, is further processed into the desired end product.
  • the invention is therefore based on the object of providing an embossing roller arrangement or a method for producing such an embossing roller arrangement in which a significantly lower pressure force between the embossing rollers is necessary in order to produce the desired layer adhesion.
  • the independent claim 14 relates to a corresponding method for producing an embossing roller arrangement.
  • Advantageous embodiments of the invention are each the subject of the dependent claims.
  • an embossing roller arrangement for producing at least two-ply tissues, such as in particular handkerchiefs and / or serviettes and / or kitchen rolls and / or toilet paper, is proposed, with a pair of rollers rolling on top of one another, the pair of rollers comprising an embossing roller and an opposing roller, and with at least one on the Roller pairing formed embossing arrangement, wherein the embossing arrangement on the counter roller comprises a recess and on the embossing roller a projection engaging in the recess, the recess having an embossing edge surrounding the recess opening and the projection having at least partially angled side flanks with which the projection when dipping into the Recess at least partially contacted the embossed edge.
  • a plurality of the embossing arrangements are preferably formed in a regular, irregular or patterned shape on the pair of rollers.
  • the active embossing area is reduced, so that the pressure force acting on the embossing roller or the counter roller while maintaining the specific pressure required for the Generation of the layer adhesion of the tissue layers is required, can be reduced.
  • the active embossed area is now reduced from a relatively large area known from the prior art to a very narrow embossed edge.
  • Another advantage of the arrangement according to the invention is that there is no thickening of the embossed Material takes place, as is the case, for example, when embossing with a Union roller.
  • the radius of the embossed edge can in particular be between 0.1 mm and 5 mm.
  • the projection can have a projection height with which the projection extends away from the surface of the embossing roller, wherein the projection tapers at least in sections in the direction of the upper side of the projection.
  • the projection can taper conically.
  • the projection can have a trapezoidal cross section.
  • the projection can taper in a parabolic manner.
  • the width of the upper side of the projection can be narrower and the width of the projection base can be wider than the width of the recess opening.
  • the recess can have a gradient which, at least in the region of the embossed edge, has a gradient angle which is smaller than the flank angle of the side flanks of the projection relative to the vertical.
  • the recess can have a rectangular cross section with vertical side walls, so that the gradient is 0 degrees with respect to the vertical.
  • the side flanks on both sides of the projection can each have an angle of greater than 0 degrees, so that the projection tapers towards the upper side of the projection.
  • the flank angle of the side flanks of the projection is preferably always more than 0 degrees, regardless of the gradient angle of the recess.
  • the recess can even have negative gradient angles, but the projection due to its beveled side flanks with an angle of greater than 0 degrees can still come to rest with its side flanks on the embossed edge.
  • the flank angle is greater than the slope angle by more than 5 degrees, preferably 10 degrees and particularly preferably 15 degrees.
  • the top side of the projection can be spaced apart from the base of the recess when it is immersed in the recess. This is achieved if the projection is designed in such a way that the side flanks of the projection come to rest against the embossed edge before the upper side of the projection touches the base of the recess. This is thus influenced by the width and the height of the projection and the flank angle of the side flanks, and on the other hand by the depth of the recess and the width of the recess opening.
  • the upper side of the projection can have a plateau.
  • the upper side of the projection can be pointed or rounded.
  • the projection can be axially symmetrical with respect to the vertical direction.
  • the projection can be designed as a body of revolution about its vertical central axis.
  • the recess can advantageously be axially symmetrical with respect to the vertical direction.
  • the recess can also be designed to be rotationally symmetrical about its vertical central axis.
  • both the recess and the projection are designed to be rotationally symmetrical.
  • the embossed edge can enclose the recess opening in a round, oval or polygonal shape.
  • the recess can also be designed in the form of a groove.
  • the round shape, alternatively also the oval shape, is particularly preferable, since with these shapes the adjustment accuracy of the rollers to one another must be the lowest.
  • the projection can also have a round, oval or polygonal outer circumference corresponding to the embossed edge.
  • a press is reached along the entire circumference of the embossed edge.
  • the side flanks of the projection can thus contact the embossed edge surrounding the recess opening over the entire circumference of the opening.
  • the height of the projection can be less than or equal to the depth of the recess.
  • an embossing roller arrangement comprising embossing at least one embossing arrangement formed on the pair of rollers by means of a direct laser process.
  • the method can further comprise the separate structuring of the embossing roller and counter roller by means of a laser unit using separate control data adapted to the different angles of flank angle and slope angle.
  • An embossing arrangement according to the invention can only be achieved by directly structuring both rollers by means of a suitable laser unit using control data adapted for the flank angle specification.
  • the engraving is achieved by direct evaporation of the roller material.
  • FIG. 1a shows a union roll arrangement
  • Figure 1b a top-to-flat roller arrangement
  • Figure 1c a top-to-top roller arrangement.
  • the Union roller arrangement has two engraved rollers, of which the embossing roller 2 is engraved positively and the counter roller 3 is engraved negatively, the embossing roller 2 being used as an engraving tool for the engraving of the counter roller 3.
  • the projection 6 of the embossing roller 2 corresponds to the recess 5 in the opposing roller and can be introduced into the opposing roller 3 in a form-fitting manner when the embossing roller 2 dips into the latter.
  • the adhesion of multi-layered tissues is generated via the pressure that results in the annular gap between the protrusion and the recess.
  • the top-to-flat roller arrangement Figure 1b has a positively engraved embossing roller 2 with projection 6 and a flat counter-roller 3, the embossing roller 2 being pressed against the smooth counter-roller 3 with high pressure. The pressing of the flat engraving head against the smooth counter roller 3 creates the layer adhesion.
  • the top-to-top roller arrangement in Figure 1c is a sub-form of the top-to-flat roller arrangement.
  • two similar positively engraved embossing rollers 2 are used, in which the identically formed projections 6 are arranged exactly opposite to each other. The required pressure is generated between the smooth engraving heads of the projections 6 against each other.
  • cross-sectional view of a projection 6 on an embossing roller 2 shows a trapezoidal projection 6 with angled side flanks 9 and a plateau 10 or a flat engraving head as the projection top.
  • the projection has a height Hv, a width Bvs at the base of the projection 6 and a wide Bvo at the top of the projection.
  • the side flanks 9 each have an angle ⁇ with respect to the embossing roller radius.
  • the illustrated cross-sectional view of a recess 5 on a counter roller 3 shows a trapezoidal recess 5 with an angled slope 11 and a flat recess base.
  • the recess 5 On its upper side or at the level of the counter-roll surface, the recess 5 has a recess opening 7 which has an opening width B A ⁇ .
  • the recess opening 7 is delimited by an embossed edge 8.
  • the recess opening 7 is preferably circular, so that the embossed edge 8 surrounds the recess in a correspondingly circular manner.
  • the recess 5 has a recess depth T A and a width B AG of the recess base.
  • the gradient 11 of the inner wall of the funnel-shaped recess 5 has an angle ⁇ with respect to the counter-roll radius.
  • FIG Figure 4 An embossing roller arrangement 1 according to the invention is shown in FIG Figure 4 shown.
  • the embossing arrangement 4 is shown at the moment of the rolling of the embossing roller 2 on the opposing roller 3, in which the projection 6 of the embossing roller is immersed in the recess 5 of the opposing roller 2 and the side flanks 9 of the projection 6 of the embossing roller 2 on the embossing edge 8 of the opposing roller 3 so that a local pressure is generated there.
  • a circular recess opening 7 a corresponding circular embossing of the multilayer tissue material is created there.
  • the width Bvo of the upper side of the projection 6 is smaller than the width B A ⁇ of the recess opening 7 and that the width Bvs of the base of the projection 6 is wider than the recess opening 7. Furthermore, in each case in the gap below the Embossed edge 8 an angle difference ⁇ minus ⁇ between the angle ⁇ of the side flanks 9 and the angle ⁇ of the slope 11 of the recess 5. In the embodiment shown, both the side flanks 9 and the slope 11 of the recess funnel are flat, so that the angle difference ⁇ minus ⁇ to to the bottom of the recess 5 exists.
  • the projection 6 has a flattened projection upper side or a plateau 10 in order to prevent contact between this upper side and the base of the recess 5 or to ensure a pressure between the side flanks 9 and the embossed edge 8.
  • the embossing depth over the width of the projection 6 as well as varying the flank angle ⁇ .
  • the result is how deep the projection 6 protrudes into the recess 5 or at which point on the side flanks 9 the embossed edge 8 comes to rest.
  • the distance between the surfaces of the embossing roller two and the counter roller three is influenced. For example, in the case of several tissue layers, a larger distance can be selected and, in the case of a smaller number of layers, a smaller distance can be produced by varying the parameters mentioned above.

Abstract

Prägewalzenanordnung zum Herstellen zumindest zweilagiger Tissues, wie insbesondere Taschentücher und/oder Servietten und/oder Küchenrollen und/oder Toilettenpapier, mit einer aufeinander abrollenden Walzenpaarung, wobei die Walzenpaarung eine Prägewalze und eine Gegenwalze umfasst, und mit zumindest einer auf der Walzenpaarung ausgebildeten Prägeanordnung, wobei die Prägeanordnung auf der Gegenwalze eine Ausnehmung und auf der Prägewalze einen in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung umfasst, wobei die Ausnehmung eine die Ausnehmungsöffnung umgebende Prägekante aufweist und der Vorsprung zumindest abschnittsweise angewinkelte Seitenflanken aufweist, mit welchen der Vorsprung beim Eintauchen in die Ausnehmung zumindest abschnittsweise die Prägekante kontaktiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prägewalzenanordnung zum Herstellen zumindest zweilagiger Tissues, wie insbesondere Taschentüchern und/oder Servietten und/oder Küchenrollen und/oder Toilettenpapier, mit einer aufeinander abrollenden Walzenpaarung, wobei die Walzenpaarung eine Prägewalze und eine Gegenwalze umfasst, und mit zumindest einer auf der Walzenpaarung ausgebildeten Prägeanordnung, wobei die Prägeanordnung auf der Gegenwalze mindestens eine Ausnehmung und auf der Prägewalze mindestens einen in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung umfasst.
  • Für die Verhaftung von mehreren Lagen bei der Tissueproduktion ohne Verwendung von Leim sind aus dem Stand der Technik verschiedene Prägearten bekannt, welche sich insbesondere im Hinblick auf die verwendeten Gravuren unterscheiden. Bekannt sind beispielsweise Unionwalzen, Top-to-Flat- oder auch Top-to-top-Walzen. Bei Unionwalzen werden zwei gravierte Walzen hergestellt, von denen eine positiv graviert und die andere negativ graviert ist, wobei bei der Gravur der jeweiligen Gegenwalze die Erstwalze als Gravurwerkzeug eingesetzt wird. Dadurch entsprechen die Prägefiguren der Positivwalze den Ausformungen in der Negativwalze und sind formschlüssig in diese einbringbar. Die Lagenhaftung der Tissues wird dabei über die Pressung erzeugt, die sich im Ringspalt beim Eintauchen der Prägewalze in die Negativwalze zwischen den Prägefiguren und den Ausformungen ergibt.
  • Bei Top-to-Flat-Walzen wird eine positiv gravierte Prägewalze mit hohem Druck gegen eine glatte Gegenwalze gepresst. Die Pressung des flachen Gravurkopfes gegen die glatte Gegenwalze erzeugt die Lagenhaftung.
  • Top-to-Top-Walzen sind eine Unterform der Top-to-Flat-Walzen. Hierbei kommen zwei gleichartige positiv gravierte Prägewalzen zum Einsatz, bei welchen die Prägeelemente genau gegengleich angeordnet sind. Die erforderliche Pressung wird dabei zwischen den glatten Köpfen der Prägeelemente gegeneinander erzeugt.
  • In allen beschriebenen Prägekonstellationen wird das mehrlagige Tissueprodukt durch den sich zwischen den Walzen ergebenen Spalt geführt und nach der Prägung zum gewünschten Endprodukt weiterverarbeitet.
  • Allen Verfahren ist jedoch gemein, dass die wirksame Prägefläche relativ groß ist und somit ein dementsprechend hoher Druck aufgebaut werden muss, um die gewünschte Lagenhaftung zu erzeugen. Dieser prägegeometrisch bedingt notwendig hohe Druck birgt jedoch das Risiko einer Beschädigung der Walzen und reduziert deren Lebensdauer. Damit einhergehend erhöht sich die Empfindlichkeit für Beschädigungen der Walzen durch Vibrationen.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Prägewalzenanordnung beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Prägewalzenanordnung bereitzustellen, bei welcher eine deutlich geringere Andruckkraft zwischen den Prägewalzen notwendig ist, um die gewünschte Lagenhaftung zu erzeugen.
  • Diese Aufgabe wird durch die vorgeschlagene Prägewalzenanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Der nebengeordnete Anspruch 14 betrifft ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer Prägewalzenanordnung. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Demgemäß wird eine Prägewalzenanordnung zum Herstellen zumindest zweilagiger Tissues, wie insbesondere Taschentücher und/oder Servietten und/oder Küchenrollen und/oder Toilettenpapier, vorgeschlagen, mit einer aufeinander abrollenden Walzenpaarung, wobei die Walzenpaarung eine Prägewalze und eine Gegenwalze umfasst, und mit zumindest einer auf der Walzenpaarung ausgebildeten Prägeanordnung, wobei die Prägeanordnung auf der Gegenwalze eine Ausnehmung und auf der Prägewalze einen in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung umfasst, wobei die Ausnehmung eine die Ausnehmungsöffnung umgebende Prägekante aufweist und der Vorsprung zumindest abschnittsweise angewinkelte Seitenflanken aufweist, mit welchen der Vorsprung beim Eintauchen in die Ausnehmung zumindest abschnittsweise die Prägekante kontaktiert. Vorzugsweise ist eine Vielzahl der Prägeanordnungen in regelmäßiger, unregelmäßiger oder gemusterter Form auf der Walzenpaarung ausgebildet.
  • Durch den Kontakt der Seitenflanken des Vorsprungs mit lediglich der Prägekante der Ausnehmung und nicht wie zuvor mit einem Großteil der Innenfläche der Ausnehmung wird die aktive Prägefläche reduziert, sodass auch die auf die Prägewalze beziehungsweise die Gegenwalze wirkende Andruckkraft unter Beibehaltung der spezifischen Pressung, die für die Erzeugung der Lagenhaftung der Tissuelagen erforderlich ist, reduziert werden kann. Die aktive Prägefläche wird von einer wie aus dem Stand der Technik bekannten relativ großen Fläche nun auf einen sehr schmalen Prägerand reduziert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass keine Verdickung des geprägten Materiales erfolgt, wie dies zum Beispiel beim Prägen mit Unionwalze der Fall ist. Bei einigen Anwendungen, wie zum Beispiel bei Servietten, die viertelgefalzt sind, ergibt sich durch die Verdickung des geprägten Randes, vor allen bei hohen Stapelhöhen, ein schräger Stapel, was bei der Verpackung und bei der Lagerung nachteilig ist. Demgegenüber haben mit der erfindungsgemäßen Prägeanordnung geprägte Servietten nach dem Prägen eine perfekte Planlage.
  • Der Radius der Prägekante kann insbesondere zwischen 0,1 mm und 5 mm betragen.
  • Der Vorsprung kann eine Vorsprungshöhe aufweisen, mit der sich der Vorsprung von der Oberfläche der Prägewalze wegerstreckt, wobei sich der Vorsprung in Richtung der Vorsprungsoberseite zumindest abschnittsweise verjüngt. Beispielsweise kann sich der Vorsprung kegelförmig verjüngen. Insbesondere kann der Vorsprung einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Alternativ kann sich der Vorsprung parabelförmig verjüngen.
  • Insbesondere kann die Breite der Vorsprungsoberseite schmaler und die Breite des Vorsprungssockels breiter als die Breite der Ausnehmungsöffnung sein. Diese Ausgestaltung führt dazu, dass der Vorsprung nicht vollständig in die Ausnehmung eintauchen kann und dadurch die Seitenflanken des Vorsprungs an der Prägekante der Ausnehmung ab einer vorbestimmten Eintauchweite in Kontakt treten.
  • Außerdem kann die Ausnehmung ein Gefälle aufweisen, das zumindest im Bereich der Prägekante einen Gefällewinkel aufweist, welcher gegenüber der Vertikalen kleiner ist als der Flankenwinkel der Seitenflanken des Vorsprungs. Beispielsweise kann die Ausnehmung einen rechteckigen Querschnitt mit senkrechten Seitenwänden aufweisen, sodass das Gefälle im Bezug auf zur Vertikalen 0 Grad beträgt. Entsprechenderweise können die Seitenflanken beidseitig des Vorsprungs jeweils einen Winkel von größer als 0 Grad aufweisen, sodass sich der Vorsprung zur Vorsprung Oberseite hin verjüngt. Vorzugsweise beträgt der Flankenwinkel der Seitenflanken des Vorsprungs unabhängig vom Gefällewinkel der Ausnehmung stets mehr als 0 Grad. So kann in einem Extremfall die Ausnehmung sogar negative Gefällewinkel aufweisen, der Vorsprung durch seine angeschrägten Seitenflanken mit einem Winkel von größer als 0 Grad dennoch mit seinen Seitenflanken an der Prägekante zum Anliegen kommen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Flankenwinkel um mehr als 5 Grad, bevorzugt 10 Grad und besonders bevorzugt 15 Grad größer als der Gefällewinkel ist. Durch das Vorsehen einer Winkeldifferenz zwischen dem Gefälle der Ausnehmung und den Seitenflanken des Vorsprungs bzw. einem Anliegen der Seitenflanken an der Prägekante hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, dass gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen deutlich geringere Anforderungen an die Justierung der Walzen zueinander notwendig ist, da sich der Vorsprung in der Ausnehmung selbst zentriert. Durch die Wahl einer besonders großen Winkeldifferenz wird dieser Effekt verstärkt. Durch die Wahl einer geringen Winkeldifferenz erhöht sich die Anlagefläche zwischen den Seitenflanken und der Prägekante, was für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein kann.
  • Darüber hinaus kann die Vorsprungsoberseite des Vorsprungs beim Eintauchen in die Ausnehmung vom Grund der Ausnehmung beabstandet sein. Dies wird erreicht, wenn der Vorsprung derart ausgestaltet ist, dass die Seitenflanken des Vorsprungs zum Anliegen an die Prägekante kommen, bevor die Vorsprungsoberseite den Grund der Ausnehmung berührt. Beeinflusst wird dies also von der Breite und der Höhe des Vorsprungs sowie dem Flankenwinkel der Seitenflanken, und andererseits von der Tiefe der Ausnehmung und der Breite der Ausnehmungsöffnung.
  • Außerdem kann die Vorsprungsoberseite ein Plateau aufweisen. Alternativ kann die Vorsprungsoberseite spitz oder abgerundet sein.
  • Ferner kann der Vorsprung gegenüber der vertikalen Richtung achsensymmetrisch sein. Darüber hinaus kann der Vorsprung um seine vertikale Mittelachse als Rotationskörper ausgebildet sein. Durch das Vorsehen von Seitenflanken mit gleichen Flankenwinkeln kann insbesondere ein Verkippen des Vorsprungs in der Ausnahme vermieden werden, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Prägewalzenanordnung auswirkt.
  • Darüber hinaus kann vorteilhafterweise die Ausnehmung gegenüber der vertikalen Richtung achsensymmetrisch sein. Insbesondere kann auch die Ausnehmung um Ihre vertikale Mittelachse rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Besonders bevorzugt sind sowohl die Ausnehmung als auch der Vorsprung Rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Ferner kann die Prägekante die Ausnehmungsöffnung in einer runden, ovalen oder polygonalen Form umschließen. Alternativ kann die Ausnehmung auch nutförmig ausgebildet sein. Dabei ist die runde Form, alternativ auch die ovale Form besonders zu bevorzugen, da bei diesen Formen die Justiergenauigkeit der Walzen zueinander am geringsten sein muss.
  • Entsprechend dazu kann auch der Vorsprung einen der Prägekante entsprechenden runden, ovalen oder polygonalen Außenumfang aufweisen. Für den Effekt einer besonders hohen Lagenhaftung ist es besonders von Vorteil, wenn entlang des gesamten Umfangs der Prägekante eine Presse erreicht wird.
  • Somit können die Seitenflanken des Vorsprungs die die Ausnehmungsöffnung umgebende Prägekante über den gesamten Öffnungsumfang kontaktieren.
  • Außerdem kann die Vorsprungshöhe kleiner oder gleich der Ausnehmungstiefe sein.
  • Außerdem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Prägewalzenanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, umfassend das Prägen zumindest einer auf der Walzenpaarung ausgebildeten Prägeanordnung mittels eines Direktlaserverfahrens.
  • Das Verfahren kann ferner das separate Strukturieren von Prägewalze und Gegenwalze mittels einer Lasereinheit unter Verwendung separater, an die unterschiedlichen Winkel von Flankenwinkel und Gefällewinkel angepassten Steuerungsdaten umfassen.
  • Mit klassischen Gravurverfahren, wie beispielsweise oben für Unionwalzen beschrieben, ist es nicht möglich, unterschiedliche Flankenwinkel für die Prägefiguren auf der Positivwalze und auf der Negativwalze zu erzeugen. Eine erfindungsgemäße Prägeanordnung ist nur zu erreichen, indem beide Walzen mittels einer geeigneten Lasereinheit unter Verwendung von für die Flankenwinkelvorgabe angepassten Steuerungsdaten direkt strukturiert werden. Die Gravur wird dabei durch direktes Verdampfen des Walzenwerkstoffes erreicht.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
    • Figur 1a
    eine aus dem Stand der Technik bekannte Unionwalzenanordnung;
    Figur 1b
    eine aus dem Stand der Technik bekannte Top-to-Flat-Walzenanordnung;
    Figur 1c
    eine aus dem Stand der Technik bekannte Top-to-Top-Walzenanordnung;
    Figur 2
    eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Prägewalze;
    Figur 3
    eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Gegenwalze;
    Figur 4
    eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Prägewalzenanordnung.
  • In den Figuren 1a bis 1c sind aus dem Stand der Technik bekannte Prägewalzenanordnungen dargestellt. Figur 1a zeigt eine Unionwalzenanordnung, Figur 1b eine Top-to-Flat-Walzenanordnung und Figur 1c eine Top-to-Top-Walzenanordnung. Die Unionwalzenanordnung weist zwei gravierte Walzen auf, von denen die Prägewalze 2 positiv graviert und die Gegenwalze 3 negativ graviert ist, wobei bei der Gravur der Gegenwalze 3 die Prägewalze 2 als Gravurwerkzeug eingesetzt wird. Dadurch entspricht der Vorsprung 6 der Prägewalze 2 der Ausnehmung 5 in der Gegenwalze und ist beim Eintauchen der Prägewalze 2 in die Gegenwalze 3 formschlüssig in diese einbringbar. Die Haftung mehrlagiger Tissues wird dabei über die Pressung erzeugt, die sich im Ringspalt dem Vorsprung und der Ausnehmung ergibt. Die Top-to-Flat-Walzenanordnung aus Figur 1b weist eine positiv gravierte Prägewalze 2 mit Vorsprung 6 sowie eine ebene Gegenwalze 3 auf, wobei die Prägewalze 2 mit hohem Druck gegen die glatte Gegenwalze 3 gepresst wird. Die Pressung des flachen Gravurkopfes gegen die glatte Gegenwalze 3 erzeugt die Lagenhaftung. Die Top-to-Top-Walzenanordnung in Figur 1c ist eine Unterform der Top-to-Flat-Walzenanordnung. Hierbei kommen zwei gleichartige positiv gravierte Prägewalzen 2 zum Einsatz, bei welchen die identisch ausgebildeten Vorsprünge 6 genau gegengleich angeordnet sind. Die erforderliche Pressung wird dabei zwischen den glatten Gravurköpfen der Vorsprünge 6 gegeneinander erzeugt.
  • Die in Figur 2 dargestellt Querschnittsansicht eines Vorsprungs 6 auf einer Prägewalze 2 zeigt einen trapezförmigen Vorsprung 6 mit angewinkelten Seitenflanken 9 und einem Plateau 10 bzw. einem flachen Gravurkopf als Vorsprungsoberseite. Gegenüber der Prägewalzenoberfläche weist der Vorsprung eine Höhe Hv auf, eine Breite Bvs am Sockel des Vorsprungs 6 sowie eine breite Bvo an der Vorsprungsoberseite. Die Seitenflanken 9 weisen jeweils einen Winkel β gegenüber dem Prägewalzenradius auf.
  • Die in Figur 3 dargestellte Querschnittsansicht einer Ausnehmung 5 auf einer Gegenwalze 3 zeigt eine trapezförmige Ausnehmung 5 mit angewinkeltem Gefälle 11 und einem ebenen Ausnehmungsgrund. An ihrer Oberseite bzw. auf Ebene der Gegenwalzenoberfläche weist die Ausnehmung 5 eine Ausnehmungsöffnung 7 auf, welche eine Öffnungsbreite BAÖ aufweist. Die Ausnehmungsöffnung 7 wird begrenzt durch eine Prägekante 8. Vorzugsweise ist die Ausnehmungsöffnung 7 kreisförmig, sodass die Prägekante 8 die Ausnehmung entsprechend kreisförmig umgibt. Gegenüber der Gegenwalzenoberfläche weist die Ausnehmung 5 eine Ausnehmungstiefe TA auf, sowie eine Breite BAG des Ausnehmungsgrund. Das Gefälle 11 der Innenwandung der trichterförmigen Ausnehmung 5 weist einen Winkel α gegenüber dem Gegenwalzenradius auf.
  • Eine erfindungsgemäße Prägewalzenanordnung 1 ist in Figur 4 dargestellt. Die Prägeanordnung 4 ist im Moment des Abrollens der Prägewalze 2 auf der Gegenwalze 3 dargestellt, bei dem der Vorsprung 6 der Prägewalze in die Ausnehmung 5 der Gegenwalze 2 eingetaucht ist und die Seitenflanken 9 des Vorsprung 6 der Prägewalze 2 an der Prägekante 8 der Gegenwalze 3 anliegen, sodass dort eine örtliche Pressung erzeugt wird. Im Falle einer kreisrunden Ausnehmungsöffnung 7 entsteht dort also eine entsprechende kreisrunde Prägung des mehrlagigen Tissue-Materials. Es ist zu erkennen, dass die Breite Bvo der Oberseite des Vorsprungs 6 kleiner ist als die Breite BAÖ der Ausnehmungsöffnung 7 und dass die Breite Bvs des Sockels des Vorsprung 6 breiter ist als die Ausnehmungsöffnung 7. Darüber hinaus ergibt sich jeweils im Spalt unterhalb der Prägekante 8 eine Winkeldifferenz β minus α zwischen dem Winkel β der Seitenflanken 9 und dem Winkel α des Gefälles 11 der Ausnehmung 5. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Seitenflanken 9 als auch das Gefälle 11 des Ausnehmungstrichters eben ausgeführt, sodass die Winkeldifferenz β minus α bis zum Grund der Ausnehmung 5 besteht. Weiterhin weist der Vorsprung 6 eine abgeflachte Vorsprungsoberseite bzw. ein Plateau 10 auf, um einen Kontakt zwischen dieser Oberseite und dem Grund der Ausnehmung 5 zu verhindern bzw. um eine Pressung zwischen den Seitenflanken 9 und der Prägekante 8 sicherzustellen. Es besteht die Möglichkeit, die Prägetiefe über die Breite des Vorsprung 6 sowie ein Variieren des Flankenwinkels β zu beeinflussen. Durch das Einstellen dieser Parameter ergibt sich, wie tief der Vorsprung 6 in die Ausnehmung 5 hineinragt bzw. an welcher Stelle der Seitenflanken 9 die Prägekante 8 zur Anlage kommt. Ferner wird dadurch der Abstand der Oberflächen der Prägewalze zwei und der Gegenwalze drei beeinflusst. Beispielsweise kann bei mehreren Tissue-Lagen ein größerer Abstand gewählt und bei einer geringeren Lagenanzahl ein kleinerer Abstand durch Variation der oben genannten Parameter erzeugt werden.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Figuren sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Prägewalzenanordnung
    2
    Prägewalze
    3
    Gegenwalze
    4
    Prägeanordnung
    5
    Ausnehmung
    6
    Vorsprung
    7
    Ausnehmungsöffnung
    8
    Prägekante
    9
    Seitenflanken
    10
    Plateau
    11
    Gefälle
    HV
    Vorsprungshöhe
    BVO
    Breite der Vorsprungsoberseite
    BVS
    Breite des Vorsprungssockels
    BAÖ
    Breite der Ausnehmungsöffnung
    BAG
    Breite des Ausnehmungsgrunds
    TA
    Tiefe der Ausnehmung
    α
    Gefällewinkel
    β
    Flankenwinkel

Claims (15)

  1. Prägewalzenanordnung (1) zum Herstellen zumindest zweilagiger Tissues, wie insbesondere Taschentücher und/oder Servietten und/oder Küchenrollen und/oder Toilettenpapier,
    mit einer aufeinander abrollenden Walzenpaarung, wobei die Walzenpaarung eine Prägewalze (2) und eine Gegenwalze (3) umfasst, und
    mit zumindest einer auf der Walzenpaarung ausgebildeten Prägeanordnung (4), wobei die Prägeanordnung (4) auf der Gegenwalze (3) eine Ausnehmung (5) und auf der Prägewalze (2) einen in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung (6) umfasst, wobei die Ausnehmung (5) eine die Ausnehmungsöffnung (7) umgebende Prägekante (8) aufweist und der Vorsprung (6) zumindest abschnittsweise angewinkelte Seitenflanken (9) aufweist, mit welchen der Vorsprung (6) beim Eintauchen in die Ausnehmung (5) zumindest abschnittsweise die Prägekante (8) kontaktiert.
  2. Prägewalzenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (6) eine Vorsprungshöhe (Hv) aufweist, mit der sich der Vorsprung (6) von der Oberfläche der Prägewalze (2) wegerstreckt, wobei sich der Vorsprung (6) in Richtung der Vorsprungsoberseite zumindest abschnittsweise verjüngt.
  3. Prägewalzenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Breite (Bvo) der Vorsprungsoberseite schmaler und die Breite (Bvs) des Vorsprungssockels breiter als die Breite (BAÖ) der Ausnehmungsöffnung (7) ist.
  4. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (5) ein Gefälle (11) aufweist, das zumindest im Bereich der Prägekante (8) einen Gefällewinkel (a) aufweist, welcher gegenüber der Vertikalen kleiner ist als der Flankenwinkel (β) der Seitenflanken (9) des Vorsprungs (6).
  5. Prägewalzenanordnung nach Anspruch 4, wobei der Flankenwinkel (β) um mehr als 5 Grad, bevorzugt 10 Grad und besonders bevorzugt 15 Grad größer als der Gefällewinkel (a) ist.
  6. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorsprungsoberseite des Vorsprungs (6) beim Eintauchen in die Ausnehmung (5) vom Grund der Ausnehmung (5) beabstandet ist.
  7. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorsprungsoberseite ein Plateau (10) aufweist.
  8. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung (6) gegenüber der vertikalen Richtung achsensymmetrisch ist.
  9. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (5) gegenüber der vertikalen Richtung achsensymmetrisch ist.
  10. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Prägekante (8) die Ausnehmungsöffnung (7) in einer runden, ovalen oder polygonalen Form umschließt.
  11. Prägewalzenanordnung nach Anspruch 10, wobei der Vorsprung (6) einen der Prägekante (8) entsprechenden runden, ovalen oder polygonalen Außenumfang aufweist.
  12. Prägewalzenanordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Seitenflanken (9) des Vorsprungs (6) die die Ausnehmungsöffnung (7) umgebende Prägekante über den gesamten Öffnungsumfang kontaktieren.
  13. Prägewalzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorsprungshöhe (Hv) kleiner oder gleich der Ausnehmungstiefe (AT) ist.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Prägewalzenanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend das Prägen zumindest einer auf der Walzenpaarung ausgebildeten Prägeanordnung (4) mittels eines Direktlaserverfahrens.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, umfassend das separate Strukturieren von Prägewalze (2) und Gegenwalze (3) mittels einer Lasereinheit unter Verwendung separater, an die unterschiedlichen Winkel von Flankenwinkel (β) und Gefällewinkel (a) angepassten Steuerungsdaten.
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