SE455367B - Kernrorslos toalettpappersrulle samt forfarande for dess framstellning - Google Patents

Description

'455 567 2 sjunker hålet ihop och försvinner nästan helt under trycket på rullen när den långa rullkroppen av toalettpapper skärs till mindre rullar.

Det blir därför svårt att föra in en axel eller stång i hålet för att uppbära rullen i en hållare. Frânvaron av ett centrumhál påverkar också utseendet av en sådan rulle så att detta avviker från det all- mänt accepterade utseendet hos en toalettpappersrulle och minskar därigenom dess kommersiella värde.

Föreliggande uppfinning avser nu att åstadkomma en kärnrörs- lös toalettpappersrulle med ett centrumhål för upptagande av en rull- hållarstång till en hâllaranordning samt ett förfarande för framställ- ningen av en sådan rulle.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes en kärnrörslös toalettpappersrulle vars innersta lindningsvarv av papper bildar ett huvudsakligen förstyvat, icke sammantryckbart hàl med polygonal tvärsektionsform, avsett för löstagbart inrymmande av en rullhål- lare, vilken är anordnad att roterbart uppbära rullen, varvid allt papper på rullen,inklusive de innersta lindningsvarven, som bildar hålet, lätt kan avlindas för avsedd användning, och det för upp- finningen utmärkande är därvid att centrumhålet är bildat medelst runt omkretsen växelvis anordnade och radiellt utåt riktade hop- tryckningar och inåtvälvda partier, vilka har sammantryckts radi- ellt inåt i en förutbestämd, slutlig utsträckning. Centrumhålet hos toalettpappersrullen hindras att sjunka ihop genom de radiellt riktade intryckningarna och inåtvälvda partierna.

Toalettpappersrullen enligt föreliggande uppfinning fram- ställes genom att en upplíndningsaxel med polygonal tvärsektions- form, bildad av växelvis anordnade sidor och hörn, insättes i en upplindningsmaskin, varefter en fri ände av ett pappersark förs i ingrepp med upplindningsaxeln och denna bringas att rotera för upplindning av papperet pá och runt sidorna och hörnen på upplind- ningsaxeln för att därigenom forma en kärnrörslös pappersrulle, vars papper inklusive rullens innersta lindningsvarv kan avlindas för avsedd användning, samt att upplindningsaxeln utdrages ur pappersrullen, varvid de delar av denna, som ursprungligen var i kontakt med sidorna pà axeln, sjunker ihop radiellt inåt i förut- bestämd slutlig utsträckning under inverkan av centrifugalkraft, så att radiellt inâtvälvda partier bildas, medan de delar av pap- peret, som ursprungligen var i kontakt med hörnen på upplindnings- axeln, samtidigt bildar radiellt utåtriktade hoptryckningar, var- 455 367 igenom àstadkommes ett huvudsakligen förstyvat, icke sammantryck- bart centralt hål av de innersta lindníngsvarven i och för löstag- bart inrymmande av en rullhâllare.

Om toalettpapperet upplindas kraftigt sträckt under tryck pâ upplindningsaxeln som har hörn eller kuggar på sin mantelyta och upp- lindningsaxeln utdras efter fullbordandet av upplindningen kommer i toalettpappersrullen de raka partierna mellan de hörn eller vinklar som bildas av hörnen eller kuggarna på upplindningsaxeln att välva sig inåt genom centripetaltryck i rullen som uppkommer genom den sträckta upplindningen av papperet på upplindningsaxeln. Intilliggan- de välvda partier pressas mot varandra för upprätthållande av ett hypocykloid- eller asteriskformat centrumhâl som icke sjunker ihop.

Det sålunda formade centrumhålet tillåter att rullen kan hållas stadigare på hållarstången än som varit möjligt med cirkulära centrum- hål utformade under lös upplindning.

Eftersom inget pappersrör används såsom kärna till toalett- pappersrullen kan kostnaderna för rullen minskas och det är möjligt att undvika olika nackdelar som förorsakades av den kärna vilken var kvar sedan toalettpapperet förbrukats.

Eftersom den upplindningsaxel, på vilken toalettpapperet upp- lindas för erhållande av en rulle enligt föreliggande uppfinning har månghörnig profil uppträder under upplindningsaxelns rotation med en pressvals anliggande mot densamma vibrationer och buller vid in- ledningen av upplindningen. För att eliminera detta kan hörnen eller kuggarna på upplindningsaxeln vara anordnade skruvlinjeformiga i axiell riktning så att man därigenom möjliggör att toalettpapperet kan upplindas mjukt och slätt på axeln.

För att helt förhindra att den invändiga mantelytan i centrum- hålet hos toalettpappersrullen att deformeras kan vatten eller en lös- ning innehållande ett bindemedel påföras på toalettpapperet vid in- ledningen av upplindningen på upplindningsaxeln, varigenom centrum- hålet kan fixeras helt.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, pâ vilken fig 1 är en sidovy av en känd kärnrörslös toalettpappersrulle, fig 2 är en sidovy av ett exempel på en skäran- ordning för en toalettpappersrulle, fig 3 är en planvy av samma anord- ning, fig 4 är en sidovy av en föredragen utföringsform av en toalett- pappersrulle enligt föreliggande uppfinning, fig 5 är en schematisk vy som visar en utföringsform av en rulle enligt uppfinningen under 455 367 upplindning, fig 6 visar upplindningen av toalettpapper pâ en upp- lindningsaxel enligt fig 5 till bildande av en rulle, fig 7 är en si- dovy av en toalettpappersrulle enligt en annan utföringsform av före- liggande uppfinning, fig 8 är ett förtydligande diagram över en upp- lindningsaxel som används vid tillverkningen av rullen enligt fig 7, fig 9 är en schematisk vy av en upplindningsaxel och tillverkningen av en rulle i enlighet med en ytterligare utföringsform av uppfinning- en, fig 10 är en schematisk vy av en upplindningsaxel och tillverk- ningen av en rulle vid ännu en utföringsform av föreliggande uppfin- ning, fig 11 är en schematisk vy av en upplindningsaxel och framställ- ningen av rullen vid ytterligare en utföringsform av uppfinningen, fig 12 visar schematiskt ett ytdrivsystem vid vilket föreliggande uppfinning tillämpas, fig 13 visar schematiskt ett ytterligare ytdriv- system, fig 14(A) och 14(B) är en frontvy respektive en sidovy som visar en utföringsform av upplindningsaxeln enligt föreliggande upp- finning, fig 1S(A) och 15(B) är en frontvy respektive en sidovy som visar en annan utföringsform av upplindningsaxeln enligt föreliggande uppfinning, fig 16(A) och 16(B) visar schematiskt början och slutet av upplindningen i det fall en fuktanordning användes i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning, fig 17 visar schematiskt en rulle som erhålles genom fuktning av toalettpapperet vid inledning- en av upplindningen, fig 18 visar schematiskt en annan utföringsform som utnyttjar en befuktningsanordning, fig 19 är en planvy av en rem- sa av toalettpapper och visar ett mönster för befuktningen med hjälp av befuktningsanordningen enligt fig 18; och fig 20 visar schematiskt ännu en utföringsform vid användning av befuktningsanordningen.

Föreliggande uppfinning hänför sig till en kärnrörslös toa- lettpappersrulle med ett stabilt centrumhål, in i vilket en hållar- stång är införbar för att uppbära rullen i hållaren och ett förfaran- de för tillverkning av en sâdan rulle.

Fig 1 visar en sidovy av en känd, kärnrörslös toalettpappers- rulle. Ett ark toalettpapper lindas till en bestämd längd på en cir- kulär lindningsaxel med liten diameter. Sedan toalettpapperet upplin- dats helt på axeln utdras denna så att man erhåller en rullkropp 1 med ett centrumhål 1'. Rullkroppen 1 uppsättes på en skärmaskin där den skärs till rullar medelst svängbara skärklingor 3 belägna på en roterbar axel 2 med jämna mellanrum, såsom visas i fig 2 och 3. Cent- rumhålet 1' som bildats vid utdragningen av upplindningsaxeln faller ihop och försvinner nästan helt på grund av trycket från skärklingor- na 3 på rullkroppen 1. Den roterbara axeln Zlär svängbart uppburen 455 367 vid sina bägge fria ändar medelst armar 4 och är driven av en kedje- tränsmission 5, som sträcker sig från en ledtapp 4' och till ena änden av den roterbara axeln 2. Armen 4 är svängbart ledad kring led- tappen 4' med hjälp av en tryckluftcylinder 6. Rullkroppen 1 placeras på ställ 7, som är inriktade i linje med varandra med jämna mellan- rum ovanför skärmaskinens bädd så att de är belägna mellan de respek- tive skärklingorna 3.

Ett exempel på toalettpappersrullen 1 enligt föreliggande uppfinning visas i fig 4. Rullkroppen 1 har ett centrumhål 9 med approximativt asterisk- eller hypocykloidform och en storlek som är tillräcklig för införande av hâllarstången till en rullhållare eller liknande. Det principiella sättet för framställning av en sådan pappers- rulle 1 kommer att beskrivas i det följande under hänvisning till fig 5. Ett ark toalettpapper P upplindas runt en icke-cirkulär upp- lindningsaxel 8, monterad på toalettpapperstillverkningsapparaten, under rotation av upplindningsaxeln 8 samtidigt med en pressvals 10, som pressas i riktning mot axeln 8 för att bilda en rulle av toalett- papper med erforderligt antal varv såsom visas i fig 6. Därefter ut- dras upplindningsaxeln 8 ur toalettpappersrullkroppen, vilken sedan kapas till korta rullar 1 medelst en skäranordning visad i fig 4.

Den upplindningskraft som utövas på toalettpapperet medan detta upp- lindas på axeln 8 är konstant från början och till slutet av pappers- upplindningen på samma sätt som fallet är vid det kända lindningsför- farandet för en toalettpappersrulle med kärnrör. Givetvis kan belast- ningen minskas successivt eller stegvis med ökande diameter på rullen.

När den regelbundet sexkantiga upplindningsaxeln 8 utdras ur toalett- pappersrullen sedan upplindningen fullbordats drar det kvarblivande centrumhàlet genast ihop sig och stabiliseras genom den spännkraft som papperet i rullen har erhållit genom upplindningen under belast- ning. Denna spännkraft strävar nämligen att bukta in partier av rullen i riktning mot centrum (centripetalkraft) på sådant sätt att insidan av centrumhålet - med undantag för vinklarna 9b, som bildas av hörnen på utsidan av upplindningsaxeln 8 - dvs det rätlinjiga partiet 9a som motsvarar sidorna 8a av axeln 8 välvs något inåt till bågform. Till följd av detta upprätthålles ett hål 9 tvångsvis. I en sådan toalett- pappersrulle med cirkulär tvärsektion är den radiella sträckan R1 från spetsen av varje vinkel 8b på upplindningsaxeln och till rullens yttre omkrets mindre än den radiella sträckan R2 från vardera sido- ytan 8a på upplindningsaxeln och till rullens yttre omkrets. Eftersom 455 567 pappersskikten har samma antal vid R1 och R2 får papperet högre tät- het vid R än vid R . Det inre omkretspartiet av toalettpappersrullen som uppliådas på upšlindningsaxeln får sålunda intryckningar vid varje hörn Bb av upplindningsaxeln 8 till bildande av vinklarna 9b.

Till och med då upplindningsaxeln 8 utdras ur rullen bibehåller dessa vinklar 9b sina lägen och varje sidodel 9a, som bildas av en sida 8a på upplindningsaxeln och har lägre lindningstäthet, välvs inåt av centripetalkraften på rullen. Följaktligen får centrumhâlet 9 i rull- en 1 tvärsektionsformen av en asterisk eller hypocykloid.

Om en upplindningsaxel av stål med likformig sexkantsektion som uppgår till 20 mm mellan motstående hörn och 17 mm mellan motstå- ende sidor exempelvis utnyttjades för framställning av en rulle 1, blev längden mellan de hopdragna partierna 9b av centrumhålet 9 i rullen 1 omkring 15 mm, vilket var ca 25% mindre än den diagonala längden av 20 mm hos upplindningsaxelns tvärsektion, medan längden mellan topparna av det välvda inre omkretspartiet 9a var omkring 8-9 mm, vilket var 50% mindre än 17 mm mellan motstâende sidor hos upp- lindningsaxeln¿ _ vid skärning av rullkroppen av toalettpapper till små rullar medelst en skäranordning sjönk hålet 9 icke ihop av kraften från skär- eggen när denna passerade genom partierna med hög täthet vid de hop- dragna ställena 9b. Deformationen var av så liten omfattning att en rund axel med upp till omkring 10 mm diameter lätt kunde införas genom hålet för att tillåta rullen att lagras roterbart i en hållare.

Det skall påpekas att om den cirkulära hållarstången i sin ena eller bägge ändar är utformad med något avtagande diameter för underlättande av införingen kan en stång av till och med omkring 14 mm diameter in- föras genom hålet 9 under svag utvidgning av detta.

Fig 7 är en sidovy som visar en ytterligare utföringsform av toalettpappersrullen enligt uppfinningen. I detta fall är såsom vi- sas i fig 8 åtta runda cirkelbågformiga spår med 2 mm djup och 5,5 mm bredd-utformade i den yttre Omkretsen av en rund stålstång med en diameter av 20 mm. Spåren ligger med lika inbördes mellanrum av om- kring 2 mm för att åstadkomma att upplindningsaxeln 12 får en tvärsek- tionsform som liknar ett kugghjul, på vilket toalettpapperet upplin- das. Efter upplindningen utdras upplindningsaxeln och den erhållna rullkroppen kapas till korta rullar medelst skäranordningen. Lindnings- kraften kan bibehållas konstant från början till slutet på vanligt sätt eller också successivt eller stegvis minskas varefter diametern ökar såsom beskrivits i samband med föregående utföringsform. 455 367 I detta fall är även den radiella sträckan R1 från spetsen 12b mellan spåren 12a till den yttre omkretsen av toalettpappersrullen något mindre än den radiella sträckan R2 från ytan av spåret 12a till den yttre omkretsen och tätheten hos papperet blir i motsvarande ut- sträckning större. Den inre omkretsdelen av toalettpappersrullen press- as mot toppspetsarna eller topparna 12b på den yttre omkretsen av upplindningsaxeln och lindas kring dessa och partierna 13b i kontakt med dessa spetsar 12b blir radiellt intryckta till en kuggprofil mot- svarande den hos axeln 12. När upplindningsaxeln 12 dras ut krymper följaktligen det kvarstående hålet 13 men centripetaltrycket som för- orsakar krympningen verkar huvudsakligen på delarna 13a, som var i kontakt med spåren på upplindningsaxeln och dessa delar blir välvda inåt. Efter avlägsnande av upplindningsaxeln är diagonalavståndet mellan delarna 13b, som är inpressade till en radiell kuggprofil, om- kring 16 mm, vilket är ca 20% mindre än diametern 20 mm hos upplind- ningsaxeln, medan däremot avståndet mellan topparna på välvningarna hos delarna 13a är omkring 12 mm, vilket är 40% mindre. Även om rull- kroppen kapas till korta rullar med hjälp av skäranordningen sjunker hålet 13 icke ihop under inverkan av kraften från skäreggen vid par- tierna 13b med högre täthet. Eftersom deformationen blir liten kan sålunda en rund axel med upp till omkring 12 mm diameter lätt införas därigenom och monteras roterbar i rullhållaren.

Vid utföringsformen enligt fig 7iär delen 13b som är inpress- ad till en kuggprofil, belägen mellan de inåtvälvda partierna 13a och på avstånd från de intilliggande partierna 13a medan vid utförings- formen i fig 4 de inàtvälvda partierna 9a sammanpressar den del av det sammandragna partiet 9b som tidigare var i beröring med hörnet på upplindningsaxeln och med intilliggande delar i inbördes kontakt med varandra. Centrumhålet som bildas av de välvda partierna såsom visas i fig 4 är mindre deformerat än det i fig 7.

Fig 9-11 visar modifierade utföringsformer av upplindnings- axeln 12 med en tillnärmelsevis kvadratisk tvärsektionsform, vars sidor är inåtkrökta. Fig 10 visar en upplindningsaxel 12 med en tvär- sektionsform som påminner om en femhörning och fig 11 visar en upp- lindningsaxel med en tvärsektionsform liknande en sexhörnihg.

Genom att tillverka en toalettpappersrulle utan användning av ett pappersrör såsom kärna är det möjligt att förhindra att cen- trumhålet förlorar sin form under inverkan av yttre krafter som på- läggs rullen eller egna centrifugalkraften och det blir möjligt att erhålla en toalettpappersrulle med samma kvalitet som en vanlig rulle 455 367 vilken har ett centrumhål med en genomsnittlig diameter av 5-10 mm.

Sättet att tillverka en sådan toalettpappersrulle såsom vi- sas i fig 5 kallas allmänt "centrumdrivsystemet". Förutom detta sätt finns de s k ytdrivsystemen. Ett av ytdrivsystemen utgörs av en upp- lindningsaxel 8, anordnad mellan ett par valsar 14 såsom visas i fig 12. Ett annat sådant system utnyttjar en upplindningsaxel 8 anordnad mellan ändlösa band 15 som löper inbördes orienterade i formen av bokstaven V eller X såsom visas i fig 13. I vilketdera fallet vilar en pressvals 10 på upplindningsaxeln för att toalettpapperet P skall upplindas kring upplindníngsaxeln med en förutbestämd åtdragnings- kraft. Det tryck som påläggs av pressvalsen 13 kan helt enkelt utgö- ras av valsens egen vikt eller av dess egen vikt plus någon tilläggs- víkt över kraften från en kolv. Pressvalsen står i direkt beröring med upplíndningsaxeln uppifrån vid början. Sedan toalettpapperet har upplindats runt axeln kommer pressvalsen i beröring med axeln via det upplindade toalettpapperet och höjs successivt med ökande upplind- ningsvolym av toalettpapperet.

I detta fall har upplindningsaxeln en månghörnig tvärsektions- form liknande ett kugghjul. Om hörnen, som svarar mot kuggarna på kugghjulet, är parallella med upplindningsaxeln kommer pressvalsen att studsa över upplindningsaxeln på grund av dess orunda form ända tills toalettpapperet har upplindats i större mängd kring upplind- ningsaxeln så att en nästan cylindrisk omkretskontur erhållits. Vid ytdrivsystemen är det icke endast pressvalsen utan också upplindnings- axeln själv som studsar över valsarna 14 eller banden 15. Till följd härav finns det risk för att den önskade upplindningsspänningen hos toalettpapperet icke kan erhållas eller att upplindningsaxeln förflytt- as frân centrum varigenom det centrumhål, som bildas vid utdragningen av upplindningsaxeln, kommer att bli excentriskt beläget. Dessutom kan det inträffa att toalettpapperet slits sönder i breddriktningen under upplindningen, vilket medför spill.

För att övervinna dessa problem föreslår föreliggande uppfin- ning ett arrangemang i vilket hörnen hos en månghörnig upplindnings- axel är skruvlinjeformigt gående i axíell riktning för att minska de studsande rörelserna hos pressvalsen eller upplindningsaxeln. Denna utföringsform skall nu beskrivas närmare.

Fig 14(A) och 14(B) visar ett exempel på en upplindningsaxel med en mânghörnig tvärsektion i enlighet med föreliggande uppfinning.

Pâ en upplindningssektion 16 skall den erforderliga längden toalett- papper upplindas och den axiella längden av denna sektion är dimen- 455 367 sionerad något längre än bredden av det toalettpapper som skall upp- lindas, vilken normalt är omkring 2 m. En cylindrisk tapp 17 skjuter ut från vardera änden av upplindningssektionen 16. Vid ett centrum- drivsystem är den ena av tapparna 17 eller bägge löstagbart monterade i lager i upplindningsmaskinen för att överföra en roterande driv- kraft till dessa. Vid ett ytdrivsystem är spindeln 17 lagrad i upp- lindningsmaskinen på sådant sätt att axeln kan röra sig uppåt från valsen 14 eller bandet 15 under upplindningen men den ena eller bägge ändarna av denna kan vara löstagbar från upplindningsmaskinen.

Tvärsektionsprofilen hos upplindningssektionen 16 som ut- nyttjas i detta fall är en likformig sexhörning och läget av varje hörn 18 är förskjutet 900 mellan ena änden 16a och den andra änden 16b av upplindningssektionen. Detta innebär att varje hörn 18 har skruvlinjeformig utsträckning med en stigning av en fjärdedel av längden. Denna skruvlinjestigning är dock icke begränsad till en fjärdedel av hela längden av upplindningssektionen utan det är lämp- ligt att bestämma stigningen på grundval av 3600/n, där n är antalet hörn, så att pressvalsen ständigt kan vila på en del av ett av hörnen och att upplindningsaxeln vid en upplindningsmaskin med ett ytdriv- system alltid kan komma i beröring med valsen 14 eller bandet 15 vid en del av ett av hörnen. Om upplindningssektionen utgör en regelbun- den sexhörning blir stigningen exempelvis 600, nämligen 1/6. Det är givetvis möjligt att göra stigningen mindre än 600. Vid en regelbun- den åttahörning kommer exempelvis 450 eller en stigning av 1/8 att räcka därför att studssträckan blir väsentligt mindre i jämförelse med tidigare känd teknik, där hörnet är parallellt med längdaxeln.

Detsamma gäller också vid den upplindningsaxel som visas i fig 15(A) och 15(B), där upplindningssektionen har kuggformig tvär- sektionsprofil. Vid denna utföringsform är 12 kuggar (eller spår) 19 utformade jämnt fördelade runt omkretsen i skruvlinjeform med en stig- O = 1/12 i stigning. ning av 1/6, vilket är två gånger 36o°/12 = 30 Allra bäst används en stigning som uppgår till två eller tre gånger 3É0°/n såsom beskrivits ovan eftersom i detta fall pressval- sen alltid är i beröring med ett flertal hörn för att åstadkomma en upplindning som är likvärdig med den hos en upplindningsaxel med cylindrisk mantelyta så att pressvalsen icke kommer att studsa (eller vid ett ytdrivsystem upplindningsaxeln icke studsar).

Såsom beskrivits ovan kan enligt föreliggande uppfinning de ovannämnda nackdelarna elimineras genom minimering av de studsande 455 367 10 rörelserna hos pressvalsen eller själva upplindningsaxeln från början av upplindningen eller åstadkomma upplindningen av toalettpapperet _ utan att förorsaka några studsande rörelser alls. Den inre omkretsen av det upplindade toalettpapperet bibringas dessutom intryckningar av skruvlinjeformiga hörn eller kuggar så att då upplindningsaxeln avlägsnas kommer de partier som ligger mellan de av hörnen eller kuggarna intryckta delarna att välvas inåt för upprätthållande av en inre omkretsprofil hos denna inre yta.

Vid avlägsnandet av upplindningsaxeln är det nödvändigt att dra densamma utåt under samtidigt vridning längs de skruvlinjer som bildas av hörnen eller kuggarna. För detta ändamål bestämmes stig- ningen hos skruvlinjen under hänsynstagande till antalet vridnings- varv som krävs vid avlägsnandet och med hänsyn till lättheten att genomföra detta avlägsnande kommer stigningen att bli så stor som bestäms av hänsyn till vridningen av upplindningsaxeln, exempelvis två eller tre gånger, lämpligen inom ett varv, dvs inom en stigning.

Toalettpappersrullar kan tillverkas med ett förfarande som innefattar upplindning av ett brett ark som det är och en efter upp- lindningen följande kapning av den erhållna långa rullkroppen till mindre rullar med förutbestämd längd eller med ett annat förfarande som innefattar att man upplindar det breda arket på ett antal upplind- ningsaxlar under samtidig uppskärning av arket till en förutbestämd alsterbredd (se exempelvis japanska patentpublikationen nr 42-6007).

Föreliggande uppfinning kan tillämpas på bägge dessa sistnämnda för- faranden.

Såsom nämnts ovan upplindas toalettpapperet enligt föreliggan- de uppfinning kring en upplindningsaxel med mânghörnig eller kugg- hjulsformig tvärsektion och efter upplindningen avlägsnas upplindnings- axeln så att man erhåller en toalettpappersrullkropp med ett centrum- hål med hypocykloidprofil. För att tvångsvis förhindra centrumhålet i rullen från att förlora sin form påförs vid inledningen av upplind- ningen vatten eller en vattenlösning innehållande låg halt av ett bindemedel såsom en pasta vilken hårdnar när den torkar, natriumcellu- losaglykolat (allmänt kallat CMC) och andra tillsatsmedel för att fukta toalettpapperet. Då vattnet (eller det i lösningen ingående vattnet) sugs upp av närliggande upplindade skikt av papperet under upplindningen framträder tydliga hörn i likhet med hörnen på upplind- ningsaxeln på den inre omkretsen av toalettpappersrullen. Detta kom- mer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till utföringsformer visade på ritningarna. 455 367 11 Fig 16(A) och 16(B) visar en utföringsform försedd med en mekanism för att fukta centrum av ett skikt av upplindat papper på grundval av ett upplindningssystem som visas i fig 12 såsom ett ut- _ föringsexempel.

En upplindningsaxel 8 vilar pâ och mellan drivvalsar 14 och bringas att rotera medelst friktion med hjälp av drivvalsarna i ett tillstånd under fixering uppifrån medelst en pressvals 10 för upp- lindning av ett ark av toalettpapper P kring densamma med lämplig sträckning under utnyttjande av tyngden hos pressvalsen, en extra vikt och presskraft fràn en kolv, om så behövs. Under upplindningens gång ökar ytterdiametern hos den upplindade rullen av toalettpapper och upplindningsaxeln 8 rör sig uppåt bort från drivvalsarna 14 och under upplyftning av pressvalsen 10. Sedan toalettpapperet har upp- lindats till erforderlig längd stannas upplíndningsaxeln, pressval- sen flyttas till ett viloläge och hela upplindningsaxeln avlägsnas från upplindningsmaskinen eller också frigörs ena änden av upplind- ningsaxeln från maskinen så att den kan dras ut ur rullen av upplin- dat papper, varefter rullen skärs till mindre rullar med förutbestämd längd.

Rakt under utrymmet mellan de bägge drivvalsarna 14 är anord- nat ett uppâtriktat munstycke 21 för att spruta vatten eller den för- utnämnda vattenlösningen mot toalettpapperet P vid påbörjandet av upp- lindningen. Genom denna besprutning ökas vattenhalten i de besprutade partierna med 5-7% till omkring 25-35% gentemot det tidigare torra tillståndet.

Det är tillräckligt att bespruta det eller de första varven av toalettpapperet under upplíndningen eller att bespruta ett eller ett par varv efter några inledande upplindningsvarv. Besprutningen kan regleras på lämpligt sätt och efter önskemål genom omställning av munstycket 21, genom användning av en timer eller i beroende av tillslagningen av en startströmställare för upplindningen. Med andra ord sprutas_vatten eller en vattenlösning genom munstycket under nâgra sekunder omedelbart efter eller flera sekunder efter tillslag- ningen av strömställaren.

Normalt tar det omkring 15-20 sek att linda upp omkring 65 m toalettpapper, under vilken tid en del av det vatten som påsprutats vid inledningen av upplindningen absorberas av de intilliggande skik- ten av torrt papper för att lätt fukta det inre omkretsområdet 20' av det upplindade papperet 20 (vid avslutandet av upplindningen är 455 367 12 vattenhalten 15-20%) och det inre omkretsomràdet 20' sträcks kring den yttre omkretsen av upplindningsaxeln genom efterföljande upplind- ning av toalettpapper utanpå det inre omkretsomràdet. En kant just längs hörnet 8b framträder sålunda tydligt i det parti som är i berö- ring med hörnet Bb på upplindningsaxeln.

När upplindningsaxeln avlägsnas sedan upplindningen avslutats kvarstår följaktligen ett hörn 20b som det är vid det inre omkrets- området av skiktet av upplindat papper för att bilda en toalettpappers- rulle såsom visas i fig 17, i vilken ett pari 20a intill och mellan hörnen 20b är inåtkrökt på samma sätt som vid den tidigare, inledande utföringsformen. Det skall påpekas att fig 17 visar tvärsektionspro- filen hos upplindningsaxeln med streckade linjer för att åskådliggöra ändringen i det inre omkretsomràdet mellan tidpunkten innan upplind- ningsaxeln avlägsnas och tidpunkten efter det att så har skett. Även om toalettpapperet icke fuktas vid inledningen av upp- lindningen såsom vid den förstnämnda utföringsformen ändras konturen av den inre omkretsen icke mycket efter det att upplindningsaxeln har avlägsnats. Eftersom det inre omkretsomràdet av toalettpappersrullen i detta fall emellertid förblir torrt bibehåller fibrerna, som utgör toalettpapperet, sin elasticitet varför hörnet blir mindre distinkt än om en fuktning genomföres. Om det inre omkretsomràdet fuktas lätt i enlighet med föreliggande uppfinning förlorar däremot fibrerna sin elasticitet och intar den form man kan förvänta sig, varigenom ett tydligt hörn uppträder. Sedan upplindningsaxeln avlägsnats bringas luft att strömma genom det uppkomna hålet i pappersrullen medan hör- net fortfarande är tydligt synligt.

Vid kapningen av toalettpappersrullkroppen till mindre rullar med hjälp av en skäranordning i ett efterföljande steg bibehåller så- lunda hörnen i den inre omkretsen sin profil på det beskrivna sättet och därför kan de hålla för den tryckkraft som uppkommer genom skär- klingans inträngning i pappersrullen varigenom man slipper erhålla alster i.vilka det inre omkretspartiet eller centrumhålet har sjunkit ihop. Den inre omkretsen kommer icke heller att sjunka ihop ens under stötar som uppkommer när alstren förpackas i wellpapplådar staplade på varandra i ändamål att förhindra lådorna från att falla isär.

Vattenhalten hos det inre omkretsomràdet uppgår till omkring 15-20% vid avslutandet av upplindningen såsom beskrivits ovan och är omkring 10-12% när rullkroppen kapas till mindre rullar ca 10-15 min efter det att upplindningsaxeln har avlägsnats genast efter avslutandet av upplindningen.

I? 455 367 13 Om man istället för vatten sprutar en vattenlösning med låg koncentration såsom hjälpmedel hårdgöres det inre omkretsområdet när det torkar och av denna anledning är en sådan lösning mer effektiv.

Fig 18 visar ett arrangemang vid vilket en befuktningsanord-i ning är tillfogad till den enligt ytdrivsystemet arbetande toalett- pappersupplindningsmaskinen som visas vid utföringsformen enligt fig 13. Vid detta arrangemang är två uppsättningar smala ändlösa band 15 anordnade korsvis till X-form och en upplindningsaxel är an- ordnad längs botten av den ränna 22 som bildas mellan banden, vilken upplindningsaxel hålls fixerad medelst pressvalsen 10 och upplindninge- axeln är roterbart driven åt ena hållet medelst de tvâ banden för upplindning av toalettpapper på denna axel. Framför den övre änden av det ena bandet som bildar rännan 22 är anordnad en beläggnings- vals 23 för påförande av vatten eller liknande i form av längsgående band på toalettpapperet som rör sig nedåt i rännan under upprätthåll- ande av distanseringen i breddriktningen och en vätsketillförselanord- ning är inrättad att pâföra vatten eller liknande på ytan på belägg- ningsvalsen med hjälp.w en vätskepâföringsvals 24, som till hälftmuär nedsänkt i ett trâg, fyllt med vatten eller liknande. Anordningen lyfts sedan med hjälp av en cylinder 25 under en förutbestämd kort tidsperiod vid inledningen av upplindningen, vatten eller liknande påförs på toalettpapperet medelst beläggningsvalsen 23 till bildande av vattenband 26 (fig 19) och efter utgången av en förutbestämd tids- period sänks cylindern för att frigöra anordningen från toalettpappe- ret. 7 Den mängd vatten som utnyttjas för åstadkommande av vatten- banden eller -remsorna, bredden av dessa band och det inbördes av- ståndet mellan dessa bestäms på sådant sätt att hela partiet är fuk- tat i breddriktningen ungefär då banden har rört sig ned i botten av rännan och just skall till att upplindas runt upplindningsaxeln och försiktighet skall iakttas så att toalettpapperet icke kapas i tvär- riktningen före upplindningen av banden kring upplindningsaxeln. Ünder upplindningsförloppet sprider sig det vatten eller den lösning som pâförts vid inledningen av upplindningen till det intilliggande, upplindade papperet för att svagt fukta det inre om- kretspartiet och därför framträder ett tydligt hörn just längs hörnet på den yttre Omkretsen av upplindningsaxeln vid den inre omkretsen och till och med efter det att upplindningsaxeln avlägsnats bibehåll- er detta hörn sin form varigenom den inre omkretsen hindras från att falla ihop. 455 567 14 Under det att upplindningsdelen av upplindningsaxeln vid denna utföringsform har en kugghjulsliknande tvärsektionsform med kuggar 8' skall det påpekas att en månghörnig tvärsektionsform också kan ut- nyttjas på samma sätt som vid de tidigare nämnda utföringsformerna.

Den i fig 20 visade utföringsformen använder en befuktnings- anordning som innefattar beläggningsvalsen 23, vätsketillförselvalsen 24 etc från utföringsformen enligt fig 18 istället för munstycket 21 vid anordningen enligt fig 16. Beläggningsvalsen 23 är så belägen att den kan komma i beröring med en av drivvalsarna 14 och cylindern 25 bringas att rotera under en lämplig tidsperiod för att föra belägg- ningsvalsen 23 till beröring med drivvalsen 14 och därmed tillföra en lämplig mängd vatten till toalettpapperet P via valsen 14. Samma effekter som de vid utföringsformerna som visats i fig 16 och 18 kan uppnås.

Vid de utföringsformer som utnyttjar dessa befuktningsanord- ningar kan antalet hörn hos månghörningen på upplindningsaxeln och antalet kuggar på den kuggliknande tvärsektionsprofilen väljas på lämpligt sätt beroende av ytterdiametern av upplindningsaxeln. För att åstadkomma en invändig omkretsprofil vars invändiga medeldiameter är större än 25 mm skall exempelvis antalet hörn eller antalet kuggar vara större än 10, lämpligen 12-16.

Om toalettpapperet är svagt fuktat när det upplindas kommer såsom beskrivits ovan de hörn som bildas av hörnen på den yttre om- kretsen av upplindningsaxelnatt bli tydligt markerade i centrumhâlet i rullen för att upprätthålla formen hos dennas inre omkretsområde och därför kan även ett större centrumhål, som har en relativt stor invändig medeldiameter, större än omkring 25 mm, åstadkommas.

Såsom framgår av det ovanstående kan förfarandet för fram- ställning av en toalettpappersrulle i enlighet med föreliggande upp- finning avsiktligt åstadkomma ett hål genom avlägsnande av upplind- ningsaxeln efter upplindningen och därmed kan axeln för uppbärande av rullen på en hållare lätt föras genom detta hål. Vidare motsvarar den på detta sätt framställda toalettpappersrullen den allmänt accep- terade formen på en sådan rulle med ett hål i mitten. Vidare är formen av hålet icke en ren cirkel utan kan variera till sin form i stor utsträckning beroende på tvärsektionsprofilen hos upplindningsaxeln.

Sålunda kan hålet i sig själv även tjäna som en slags prydnad.

Eftersom man icke använder något pappersrör kan därutöver alstren framställas till en kostnad som är minskad med priset för v; 455 367 15 röret. När toalettpapperet förbrukats återstår ingenting så att det finns ingen risk för uppkomst av sådana besvär som igensättning av toaletten genom ett pappersrör. Om en upplindningsaxel med mindre diameter utnyttjas kan ett längre ark toalettpapper och nästan dubbelt så långt som vid en vanlig rulle med kärnrör upplindas inom samma ytterdiameter.

Vidare kan tidigare kända toalettpapperstillverkningsmaskiner utnyttjas för utövande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning utan modifiering och endast genom utbyte av upplindningsaxeln.

Det är känt från japanska patentpublikationen nr 42-6007 att ett brett ark toalettpapper kan upplindas under uppskärning av detta papper till förutbestämd alsterbredd med hjälp av en skärvals. I detta fall finns inget behov av att kapa en lång pappersrullkropp till mind- re rullar såsom fallet är då man tillverkar en axiellt långsträckt toalettpappersrullkropp. Papperet upplindas direkt på upplindnings- axeln, som har cirkulär tvärsektionsform, under uppskärning av pappe- ret till förutbestämda bredder, varefter varje mindre rulle avlägsnas från upplindningsaxeln och får ett kvarstående cirkulärt hål i mitten.

Detta cirkulära hål kommer emellertid att sjunka ihop till en halv- cirkel under inverkan av de stötar och tryck som uppträder när rullar- na förpackas i wellpapplådor för transport och lagring eller genom trycket från rep eller snören som används för att binda ihop staplar av papplådor och förhindra dem att falla isär. I detta fall ändras alltså den yttre formen på produkten. Om det ursprungliga arket av toalettpapper upplindas på en upplindningsaxel med månghörning eller kugghjulsformad tvärsektionsprofil under uppskärning till förutbestäm- da bredder i enlighet med föreliggande uppfinning är det emellertid möjligt att hindra hålet i det inre omkretsområdet och den yttre pro- filen från att deformeras när alstren transporteras och lagras. Det toalettpapper som upplindas på upplindningsaxeln pressas dessutom icke likformigt mot alla delar av den yttre omkretsen av upplindnings~ axeln såsom-fallet är vid användningen av en rund upplindningsaxel och sålunda kan föreliggande upplindningsaxel avlägsnas enklare än en rund sådan.

Enligt föreliggande uppfinning är dessutom hörnen eller kugg- arna som är anordnade på upplindningsaxeln vridna i skruvlinjeform I . så att man minimerar eller helt förhindrar en studsande rörelse hos pressvalsen när papperet upplindas på den icke runda upplindningsaxeln.

Kvaliteten hos toalettpappersrullen blir därför icke försämrad och

Claims (10)

455 367 16 man minskar uppkomsten av vibrationer och buller under upplindningen. Vatten eller en lösning innehållande klister eller liknande Ä påföres på toalettpapperet som skall upplindas vid början av upplind- ningen eller vid någon lämplig tidpunkt därefter, varigenom ett cent- rumhål med polygonala eller kugghjulsformade hörn kan fixeras i ett tillnärmelsevis perfekt tillstånd så att det icke finns någon risk att hålet kan sönderpressas till sin form under normal hantering. P a t e n t k r a v

1. Kärnrörslös toalettpappersrulle vars innersta lindnings- varv av papper bildar ett huvudsakligen förstyvat, icke samman- tryckbart hål (9, 13) med polygonal tvärsektionsform, avsett för löstagbart inrymmande av en rullhâllare, vilken är anordnad att | roterbart uppbära rullen, varvid allt papper på rullen, inklusive de innersta lindningsvarven, som bildar hålet, lätt kan avlindas för avsedd användning, k ä n n e t e c k n a d a v att hålet är bildat medelst runt omkretsen växelvis anordnade och radiellt utåt riktade hoptryckningar (9b; 13b; 20b) och inátvälvda partier (9a; 13a; 20a), vilka har sammantryckts radiellt inåt i en förut- bestämd, slutlig utsträckning.

2. Rulle enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hoptryckningarna (9b; 12b; 13b) i centrumhàlet (9; 13) har spetsig vinkel och att intilliggande inåtvälvda partier (9a; 12a; 13a) är i beröring med varandra.

3. Rulle enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hoptryckningarna (12b; 13b) är avrundade och att intilliggande inåtvälvda partier (12a; 13a) är skilda från varandra medelst dessa avrundade intryckningar.

4. Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle_enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att en upplíndningsaxel (8; 12) med polygonal tvärsektionsform, bildad av växelvis anordnade sidor (Ba: 12a), och hörn (8b; 12b) in- sättes i en upplindningsmaskin, varefter en fri ände av ett pappersark förs i ingrepp med upplindningsaxeln och denna bringas att rotera för 455 367 upplindning av papperet på och runt sidorna och hörnen på upp- lindningsaxeln för att därigenom forma en kärnrörslös pappers- rulle, vars papper inklusive rullens innersta lindningsvarv kan avlindas för avsedd användning, samt aüzupplindningsaxeln (8; 12) utdrages ur pappersrullen, varvid de delar av denna, som ursprung- ligen var i kontakt med sidorna på axeln, sjunker ihop radiellt inåt i förutbestämd slutlig utsträckning under inverkan av centri- fugalkraft, så att radiellt inâtvälvda partier (9a; 13a; 20a) bildas, medan de delar av papperet, som ursprungligen var i kon- takt med hörnen på upplindningsaxeln, samtidigt bildar radiellt utåtriktade hoptryckningar, varigenom åstadkommes ett huvudsak- ligen förstyvat, icke sammantryckbart centralt hål av de innersta lindningsvarven i och för löstagbart inrymmande av en rullhállare.

5. Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t a v att under upplindningen av toalettpapperet används en pressvals för att på rullen av toalettpapper som upplindas pálägga ett kon- stant tryck eller ett tryck som minskar med ökande tjocklek hos pappersrullen.

6. Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t a v att hörnen hos den månghörniga upplindningsaxeln eller kuggar- na på den kugghjulsliknande tvärsektíonsprofilen hos upplindnings- axeln är parallella med axeln.

7. Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t a v att hörnen hos den månghörniga upplindningsaxeln eller kug- garna på den med kugghjulsformig tvärsektionsprofíl utförda axeln är skruvlinjeformiga relativt axeln och att vid fullbordandet av upplindningen av toalettpappersrullen utdras upplindningsaxeln ur rullen under vridning.

8. ,Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t a v att dá toalettpapperet upplindas pà upplindningsaxeln fuktas papperet vid inledningen av upplindningen med vatten eller en vattenlösning innehållande ett bindemedel eller en tillsats.

9. Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t a v att då toalettpapperet upplindas på upplindningsaxeln fuktas toa- 455t367 18 lettpapperet vid inledningen av upplíndningen med vatten eller en vattenlösning innehållande bindemedel eller en tillsats.

10. Förfarande för framställning av en kärnrörslös toalett- pappersrulle enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a t a v att då toalettpapperet upplindas på upplindningsaxeln fuktas pap- peret under inledningen av upplíndningen med vatten eller en vat- tenlösning innehållande ett bindemedel eller en tillsats.