WO2023110020A1 - Walzenanordnung zur herstellung von zerstörungsfrei geprägtem barrierepapier zum luft- und wasserdampfdichten verschliessen von verpackungen und entsprechendes verfahren - Google Patents

Walzenanordnung zur herstellung von zerstörungsfrei geprägtem barrierepapier zum luft- und wasserdampfdichten verschliessen von verpackungen und entsprechendes verfahren Download PDF

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WO2023110020A1
WO2023110020A1 PCT/DE2022/100937 DE2022100937W WO2023110020A1 WO 2023110020 A1 WO2023110020 A1 WO 2023110020A1 DE 2022100937 W DE2022100937 W DE 2022100937W WO 2023110020 A1 WO2023110020 A1 WO 2023110020A1
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WO
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embossing
roller
barrier paper
elements
embossed
Prior art date
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PCT/DE2022/100937
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English (en)
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Inventor
Michael Koschke
Ronny Schlegel
Original Assignee
Matthews International GmbH
Matthews International Corporation
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Publication date
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    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/07—Embossing, i.e. producing impressions formed by locally deep-drawing, e.g. using rolls provided with complementary profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31F2201/0707—Embossing by tools working continuously
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    • B31F2201/0741—Roller cooperating with a non-even counter roller
    • B31F2201/0743—Roller cooperating with a non-even counter roller having a matching profile

Definitions

  • Roller arrangement for the production of non-destructively embossed barrier paper for airtight and water vapor-tight sealing of packaging and corresponding method
  • the invention relates to a roller arrangement for the production of non-destructively embossed barrier paper for airtight and water vapor-tight sealing of packaging, in particular for use as inner packaging, for example as an inner liner in cigarette packaging, with: a first embossing roller; and a second embossing roll; wherein a nip is formed between the first embossing roller and the second embossing roller for passing and embossing the barrier paper; wherein at least one of the embossing rollers has a plurality of embossing elements.
  • a cigarette pack typically has the following components.
  • a cardboard packaging designed with the corresponding brand layout serves as a container for holding a number of cigarettes.
  • the cigarettes are immediately wrapped in an inner liner, which is located in the cardboard packaging together with the cigarettes.
  • This inner liner is used in particular for the simultaneous bulk filling of the cardboard packaging with the plurality of cigarettes.
  • the cardboard packaging is covered on the outside with a transparent plastic film, which is used to preserve the taste and freshness of the tobacco products.
  • a transparent plastic film which is used to preserve the taste and freshness of the tobacco products.
  • the cardboard packaging and/or the inner liner can consist of a barrier paper, which shields the cigarettes wrapped in it from external environmental influences.
  • manufacturers are being obliged to print warning notices and shocking images on cigarette and tobacco packaging on an ever larger scale.
  • the focus is on alternative surfaces of the cigarette packaging to which brand-specific lettering and/or symbols can be attached.
  • the embossing methods known from the prior art destroy the fibers and in particular the barrier layer in order to achieve a required element height on the material to be embossed
  • the embossed elements each have an edge running around the embossed element on their upper side with an edge radius of 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m. Provision can preferably be made for the edges to have an edge radius of greater than 10 pm. Provision can particularly preferably be made for the edges to have an edge radius of greater than 100 ⁇ m. By providing an edge radius that is not too small, destruction of the barrier layer of the barrier paper can be effectively prevented.
  • the embossed elements can all have the same height or depth. Furthermore, the embossing elements can have a flat surface within the peripheral edge.
  • the barrier paper can essentially have two layers, a paper layer or a base paper, which consists of paper fibers, and a lacquer layer or a sealing line, which serves to produce the barrier properties.
  • the barrier paper can have a printing coat, as a result of which the barrier paper has particularly good printing properties.
  • the barrier property can be designed to be in the form of an aroma barrier, a fat barrier, a MOSH/MOAH barrier, an oxygen barrier, a UV barrier and/or a water barrier.
  • the barrier paper or in particular the barrier layer can be heat-sealable.
  • the diameter of the embossing rollers can be up to 2 m.
  • the width of the embossing rollers can be up to 6 m.
  • the top of an embossing bump may be provided by a surface generally facing away from the roll surface.
  • each surface of each step of an embossed elevation within the meaning of this application can have a separate edge surrounding the respective surface.
  • the peripheral edge can also have different radii over its course, as long as these are each larger than the minimum radius required for non-destructive embossing.
  • the upper side of a recess can be realized by a circumferential edge lying essentially at the level of the roller surface and surrounding the recess. In case of a
  • each circumferential edge of each step of the recess within the meaning of this application can have a separate edge surrounding the respective recess step.
  • the peripheral edge can also have different radii over its course, as long as these are each larger than the minimum radius required for non-destructive embossing. Provision can furthermore be made for the edge surrounding an embossed elevation at the level of the roller surface or the edge surrounding a recess at the level of the base of the recess to have a radius of i pm to 1000 pm. It can be provided, for example, that the inner packaging is an inner liner for a packet of cigarettes.
  • the at least one embossing roller having the plurality of embossing elements is designed as a male part and the embossing elements extend away from the roller surface as embossing elevations. It is also conceivable that the at least one embossing roller having the plurality of embossing elements is designed as a die and the embossing elements extend into the roller surface as recesses.
  • the embossing elements can all have the same height or depth.
  • the embossed elements can have a step profile, in which each step has a peripheral edge with an edge radius of greater than 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the embossed elements can have any free form, as long as a specific embossing height is not exceeded and none of the edge radii is smaller than 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m. This can apply to embossing elevations and, analogously, to recesses.
  • the counter-roller of the embossing roller having the plurality of embossing elevations is designed as a die, wherein the counter-roller has a plurality of recesses introduced into the roller surface, which are arranged complementary to the embossing elevations extending away from the roller surface.
  • the recesses can in particular be designed to be complementary to the embossed elevations, so that the embossed elevations can engage in the respective recesses with a precise shape.
  • the counter-roller of the embossing roller having the plurality of recesses can be designed as a patrix, the counter-roller having a plurality of embossing elevations extending away from the roller surface, which are arranged complementary to the recesses extending into the roller surface.
  • the embossed elevations can in particular be designed to be complementary to the recesses, so that the embossed elevations can engage in the respective recesses with a precise shape.
  • the embossing elements may have a flat top.
  • the embossed elements can also have a structured surface whose highest elevation or deepest recess is up to 200 ⁇ m. In particular, the embossing elements can have flanks extending perpendicularly away from the roller surface.
  • these can also have side walls extending perpendicularly into the roll surface.
  • the side walls of the recesses and/or the flanks of the embossed elevations can also be angled so that the flanks of the embossed elevations have an angle of greater than 90° with respect to the roller surface and the side walls of the recesses have an angle of less than 90° with respect to the roller surface. It can also be provided that the embossed elements at a
  • first and/or the second embossing roller can have an average peak-to-valley height Rz of 1 to 50 ⁇ m.
  • the embossing elements each have a length of more than 0.1 mm in an axial direction of the embossing roller. In addition, it can be provided that the embossing elements each have a width of greater than 0.1 mm in a circumferential direction of the embossing roller. It can preferably be provided that the embossing elements each have a length of more than 0.2 mm in an axial direction of the embossing roller. In addition, it can preferably be provided that the embossing elements each have a width of greater than 0.2 mm in a circumferential direction of the embossing roller. Particularly preferably, it can be provided that the embossing elements each have a length of more than 0.3 mm in an axial direction of the embossing roller.
  • the embossing elements each have a width of greater than 0.3 mm in a circumferential direction of the embossing roller.
  • the embossed elements can be circular, rectangular, oval, etc., or they can also have more complex shapes such as letters or symbols or trademarks.
  • the invention also relates to a method for producing non-destructively embossed barrier paper for the airtight and water vapor-tight sealing of packaging, in particular for use as inner packaging, with a roller arrangement according to one of claims 1 to 10, having the steps:
  • the barrier paper has a fiber thickness of up to 100 ⁇ m. Furthermore, it can be provided that the barrier paper has a fiber length of up to 3 mm.
  • the paper thickness of the barrier paper can be between 20 ⁇ m and 500 ⁇ m. Provision can also be made for the barrier paper to have a weight of between 10 GSM and 800 GSM.
  • the embossing pattern has an embossing height of up to 50 ⁇ m.
  • Providing a maximum embossing height, in addition to providing a minimum radius at the embossing edges and realizing a minimum size of the embossing elements, can represent an effective measure to avoid damaging the barrier function of the barrier paper.
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of the roller arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a detailed view of a recess in an embossing roller designed as a die
  • FIG. 3 shows a detailed view of an embossing elevation in an embossing roller designed as a male part
  • Figure 4 is a side view of an embossed barrier paper.
  • the plan view shown in FIG. 1 of an embodiment of the roller arrangement 1 according to the invention has a first embossing roller 3, shown at the top of the picture, and a second embossing roller 4, shown at the bottom of the picture.
  • the first embossing roller 3 has a plurality of embossing elements in the form of embossing elevations 7 .
  • the embossed elevations each having circumferential edges 6 with a minimum radius RK of 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m on their upper side.
  • the second embossing roller 4 has a plurality of embossing elements in the form of recesses 9 in the illustrated embodiment. These also have different shapes and sizes, which, however, are complementary to the embossed elevations 7 of the first
  • Embossing roller 3 are formed.
  • the embossed elements shown each have a width Bp in the circumferential direction Y of at least 0.1 mm and a length Lp in the axial direction X of at least 0.1 mm.
  • the recesses 9 also each have circumferential edges 6 with a minimum radius RK of 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m at the level of the roller surface 8 .
  • Both embossing rollers 3, 4 have a surface roughness Rz of 1 to 50 ⁇ m.
  • the two rollers 3, 4 are arranged relative to one another in the axial direction X in such a way that they form a nip 5 between them.
  • both embossing rollers 3, 4 are arranged parallel to one another and aligned to one another such that the embossing elevations 7 can engage in the corresponding complementary recesses 9 when a barrier paper 2 is passed through the roller gap 5 with an adjustable roller infeed. Both embossing rollers 3, 4 are driven in opposite directions of rotation Y.
  • FIG. 2 illustrates a detailed view of a recess 9 in an embossing roller 4 designed as a die, as shown in FIG.
  • the recess 9 shown has an embossing depth Tp of up to 200 ⁇ m in the radial direction Z of the embossing roller 4 and a length Lp of at least 0.1 mm in the axial direction X, with the side walls of the recess being perpendicular to the roller surface 8 .
  • the edge 6 running around the recess 9 on the level of the roller surface 8 with the minimum radius RK of 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m provides a relatively smooth transition between the side walls of the recess 9 and the roller surface 8 .
  • the edge at the base of the recess has a sharper radius.
  • Figure 3 shows a detailed view of an embossing elevation 7 of the embossing roller 3 designed as a male part from Figure 1.
  • the embossing elevation 7 shown has an embossing height Hp of up to 200 pm in the radial direction Z of the embossing roller 3 and a length Lp of at least 0.1 mm in the axial direction X on, the flanks of the embossed elevation 7 being aligned perpendicularly to the roller surface 8, as in the case of the recess 9 in FIG.
  • the embossing elevation 7 has a flat top.
  • edge 6 running around the embossed elevation 7 on its upper side 7 with the minimum radius RK of 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m also provides a relatively gentle transition between the flanks of the embossed elevation 7 and the upper side of the embossed elevation 7 .
  • edge running around the embossed elevation 7 on the level of the roller surface 8 has a sharper radius on the underside of the embossed elevation 7 .
  • FIG. 4 shows a side view of a barrier paper 2 embossed by means of the method according to the invention.
  • This has a paper layer n and a barrier layer 12 lying above it.
  • the paper layer 11 has a plurality of paper fibers 13 which have a fiber length LF of up to 3 mm and a fiber thickness DF of up to 100 ⁇ m.
  • the combined thickness or the paper thickness Sp of the barrier paper 2 from the paper layer 11 and the barrier layer 12 is between 20 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the barrier paper 2 On the upper side of the barrier paper 2, ie on the side of the barrier layer 12, the barrier paper 2 has an embossed pattern 10 which, as illustrated, is formed from a plurality of individual elements spaced apart from one another in the axial direction X.
  • the height H PM of the embossing pattern is up to 50 ⁇ m.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Zigarettenverpackungen, insbesondere für den Einsatz als Innerliner, mit: einer ersten Prägewalze; und einer zweiten Prägewalze; wobei zwischen der ersten Prägewalze und der zweiten Prägewalze ein Walzenspalt zum Hindurchführen und Prägen des Barrierepapiers ausgebildet ist; wobei zumindest eine der Prägewalzen eine Mehrzahl Prägeelemente aufweist, wobei die Prägeelemente an ihrer Oberseite eine die Prägeelemente umlaufende Kante mit einem Kantenradius von 1 μm bis 1000 μm aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Zigarettenverpackungen, insbesondere für den Einsatz als Innerliner.

Description

Walzenanordnung zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Verpackungen und entsprechendes Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Verpackungen, insbesondere für den Einsatz als innere Verpackung, zum Beispiel als Innerliner bei Zigarettenverpackungen, mit: einer ersten Prägewalze; und einer zweiten Prägewalze; wobei zwischen der ersten Prägewalze und der zweiten Prägewalze ein Walzenspalt zum Hindurchführen und Prägen des Barrierepapiers ausgebildet ist; wobei zumindest eine der Prägewalzen eine Mehrzahl Prägeelemente aufweist.
Beispielsweise weist eine Zigarettenverpackung für gewöhnlich folgende Bestandteile auf. Eine mit dem entsprechenden Markenlayout gestaltete Kartonverpackung dient als Behälter für die Aufnahme eine Mehrzahl Zigaretten. Die Zigaretten sind unmittelbar eingehüllt in einen Innerliner, welcher sich gemeinsam mit den Zigaretten in der Kartonverpackung befindet. Dieser Innerliner dient insbesondere zur gleichzeitigen pulkartigen Befüllung der Kartonverpackung mit der Mehrzahl Zigaretten. Die Kartonverpackung ist an ihrer Außenseite umhüllt von einer durchsichtigen Kunststofffolie, welche zum Konservieren des Geschmacks und der Frische der Tabakwaren dient. Im Zuge eines steigenden Umweltbewusstseins beziehungsweise einer gesteigerten Nachfrage nach kunststofffreien Produktverpackungen besteht auch im Bereich von Tabakwaren ein Bedarf nach Zigarettenverpackungen, bei welchen ein möglichst geringer Kunststoffanteil erzielt wird. Eine Lösung besteht darin, die Funktion der Kunststofffolie auf die Kartonverpackung oder den Innerliner zu übertragen und infolgedessen die Kunststofffolie vollständig einzusparen. Für diesen Zweck kann die Kartonverpackung und/oder der Innerliner aus einem Barrierepapier bestehen, welcher die darin eingehüllten Zigaretten gegen äußere Umwelteinflüsse abschirmt. Gleichzeitig werden Hersteller im Zuge einer immer strikter werdenden Gesetzeslage dazu verpflichtet, Zigaretten- und Tabakverpackungen immer großflächiger mit Warnhinweisen und Schockbildern zu bedrucken. Dadurch rücken alternative Flächen der Zigarettenverpackung in den Fokus, an welchen markenspezifische Schriftzüge und/oder Symbole angebracht werden können. Die aus dem Stand der Technik bekannten Prägeverfahren zerstören jedoch die Fasern und insbesondere die Barriereschicht, um eine benötigte Elementhöhe auf dem zu prägenden Material zu
ERSATZBLATT (REGEL 26) erreichen. Es besteht daher der Bedarf nach einem Prägeverfahren zum Prägen von Barrierepapier, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung für Tabakverpackungen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Walzenanordnung bereitzustellen, mittels welcher das Einbringen von Prägungen in ein Barrierepapier ermöglicht wird, ohne dass dabei die Barrierefunktion des Barrierepapiers zerstört wird.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Demgemäß ist vorgesehen, dass die die Prägeelemente an ihrer Oberseite jeweils eine das Prägeelement umlaufende Kante mit einem Kantenradius von i pm bis 1000 pm aufweisen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Kanten einen Kantenradius von größer als io pm aufweisen. Insbesondere bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Kanten einen Kantenradius von größer als 100 pm aufweisen. Durch Vorsehen eines nicht zu geringen Kantenradius kann ein Zerstören der Barriereschicht des Barrierepapiers effektiv verhindert werden. Dabei können die Prägeelemente alle dieselbe Höhe oder Tiefe aufweisen. Ferner können die Prägeelemente innerhalb der umlaufenden Kante eine ebene Oberfläche aufweisen. Das Barrierepapier kann im Wesentlichen zwei Schichten aufweisen, eine Papierschicht bzw. ein Basispapier, welches aus Papierfasern besteht, und eine Lackschicht bzw. ein Siegelstrich, welcher zum Herstellen der Barriereeigenschaften dient. Darüber hinaus kann das Barrierepapier einen Druckstrich aufweisen, durch welchen das Barrierepapier besonders gute Bedruckeigenschaften aufweist. Die Barriereeigenschaft kann darauf ausgerichtet sein, als Aromabarriere, als Fettbarriere, als MOSH/MOAH-Barriere, als Sauerstoffbarriere, als UV-Barriere und/oder als Wasserbarriere ausgebildet zu sein. Ferner kann das Barrierepapier oder insbesondere die Barriereschicht heißsiegelbar sein. Der Durchmesser der Prägewalzen kann bis zu 2 m betragen. Die Breite der Prägewalzen kann bis zu 6 m betragen. Die Oberseite einer Prägeerhebung kann durch eine im Wesentlichen von der Walzenoberfläche wegweisenden Oberfläche bereitgestellt sein. Im Falle einer stufenförmigen Prägeerhebung kann jede Oberfläche jeder Stufe einer Prägeerhebung im Sinne dieser Anmeldung eine separate, die jeweilige Oberfläche umlaufende Kante aufweisen. Die umlaufende Kante kann über ihren Verlauf ferner unterschiedliche Radien aufweisen, solange diese jeweils größer als der für eine zerstörungsfreie Prägung notwendige Mindestradius sind. Die Oberseite einer Ausnehmung kann durch eine im Wesentlichen auf Höhe der Walzenoberfläche liegenden die Ausnehmung umlaufende Umlaufkante realisiert sein. Im Falle einer
ERSATZBLATT (REGEL 26) stufenförmigen Ausnehmung kann jede Umlaufkante jeder Stufe der Ausnehmung im Sinne dieser Anmeldung eine separate, die jeweilige Ausnehmungsstufe umlaufende Kante aufweisen. Die umlaufende Kante kann über ihren Verlauf ferner unterschiedliche Radien aufweisen, solange diese jeweils größer als der für eine zerstörungsfreie Prägung notwendige Mindestradius sind. Es kann ferner vorgesehen sein, dass zudem die eine Prägeerhebung auf Höhe der Walzenoberfläche umlaufende Kante bzw. die eine Ausnehmung auf Höhe des Ausnehmungsgrunds umlaufende Kante einen Radius von i pm bis looo pm aufweisen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die innere Verpackung ein Innerliner für eine Zigarettenschachtel ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine die Mehrzahl Prägeelemente aufweisende Prägewalze als Patrize ausgebildet ist und sich die Prägeelemente als Prägeerhebungen von der Walzenoberfläche wegerstrecken. Es ist ferner denkbar, dass die zumindest eine die Mehrzahl Prägeelemente aufweisende Prägewalze als Matrize ausgebildet ist und sich die Prägeelemente als Ausnehmungen in die Walzenoberfläche hineinerstrecken.
Die Prägeelemente können alle dieselbe Höhe oder Tiefe aufweisen. Die Prägeelemente können alternativ ein Stufenprofil aufweisen, bei welchem jede Stufe eine umlaufende Kante mit einem Kantenradius von größer als 1 pm bis 1000 pm aufweist. Die Prägeelemente können ferner jedwede Freiform aufweisen, solange eine bestimmte Prägehöhe nicht überschritten und keiner der Kantenradien kleiner als i pm bis 1000 pm ist. Das kann für Prägeerhebungen sowie analog dazu für Ausnehmungen gelten.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Gegenwalze der die Mehrzahl Prägeelemente aufweisenden Prägewalze eine glatte Walzenoberfläche ohne Prägeelemente aufweist, wobei die Walzenoberfläche der Gegenwalze aus Stahl oder aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi oder Kunststoff, ausgebildet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Gegenwalze der die Mehrzahl Prägeerhebungen aufweisenden Prägewalze als Matrize ausgebildet ist, wobei die Gegenwalze eine Mehrzahl in die Walzenoberfläche eingebrachte Ausnehmungen aufweist, welche komplementär zu den sich von der Walzenoberfläche wegerstreckenden Prägeerhebungen angeordnet sind. Die Ausnehmungen können insbesondere komplementär zu den Prägeerhebungen ausgebildet sein, so dass die Prägeerhebungen formgenau in die jeweiligen Ausnehmungen eingreifen können.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Ferner kann die Gegenwalze der die Mehrzahl Ausnehmungen aufweisenden Prägewalze als Patrize ausgebildet sein, wobei die Gegenwalze eine Mehrzahl sich von der Walzenoberfläche wegerstreckende Prägeerhebungen aufweist, welche komplementär zu den sich in die Walzenoberfläche hineinerstreckenden Ausnehmungen angeordnet sind. Die Prägeerhebungen können dabei insbesondere komplementär zu den Ausnehmungen ausgebildet sein, so dass die Prägeerhebungen formgenau in die jeweiligen Ausnehmungen eingreifen können.
Es kann vorgesehen sein, dass die Prägehöhe und/oder Prägetiefe der Prägeelemente bis zu 200 pm beträgt. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die die Prägehöhe und/ oder Prägetiefe der Prägeelemente bis zu 150 pm beträgt. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die die Prägehöhe und/oder Prägetiefe der Prägeelemente bis zu 100 pm beträgt. Die Prägeelemente können eine flache Oberseite aufweisen. Die Prägeelemente können ferner eine strukturierte Oberfläche aufweisen, deren höchste Erhebung oder tiefste Ausnehmung bis zu 200 pm beträgt. Die Prägeelemente können insbesondere sich senkrecht von der Walzenoberfläche wegerstreckende Flanken aufweisen. Im Falle von Ausnehmungen können diese ferner sich senkrecht in die Walzenoberfläche hineinerstreckende Seitenwände aufweisen. Die Seitenwände der Ausnehmungen und/oder die Flanken der Prägeerhebungen können ferner angewinkelt sein, so dass die Flanken der Prägeerhebungen einen Winkel von größer als 90° gegenüber der Walzenoberfläche und die Seitenwände der Ausnehmungen einen Winkel von kleiner als 90° gegenüber der Walzenoberfläche aufweisen. Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Prägeelemente an einer
Darüber hinaus können die erste und/oder die zweite Prägewalze eine gemittelte Rautiefe Rz von 1 bis 50 pm aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Prägeelemente in einer Axialrichtung der Prägewalze jeweils eine Länge von größer als 0,1 mm aufweisen. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Prägeelemente in einer Umfangsrichtung der Prägewalze jeweils eine Breite von größer als 0,1 mm aufweisen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Prägeelemente in einer Axialrichtung der Prägewalze jeweils eine Länge von größer als 0,2 mm aufweisen. Außerdem kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Prägeelemente in einer Umfangsrichtung der Prägewalze jeweils eine Breite von größer als 0,2 mm aufweisen. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Prägeelemente in einer Axialrichtung der Prägewalze jeweils eine Länge von größer als 0,3 mm aufweisen.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Außerdem kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Prägeelemente in einer Umfangsrichtung der Prägewalze jeweils eine Breite von größer als 0,3 mm aufweisen. Die Prägeelemente können dabei kreisförmig, rechteckig, oval etc. ausgebildet sein oder auch komplexere Formen wie Buchstaben oder Symbole oder Markenzeichen realisieren. Durch das Bereitstellen von Prägeelementen mit einer Mindestgröße kann die auf das zu prägende Material aufgebrachte Flächenpressung eingestellt und auf einen materialabhängigen Maximalwert vorkonfiguriert werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Verpackungen, insbesondere für den Einsatz als innere Verpackung, mit einer Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte:
Hindurchführen von einer Barrierepapierbahn durch den Walzenspalt der Walzenanordnung;
Erzeugen eines Prägemusters im Barrierepapier im Zuge des Hindurchführens der Barrierpapierbahn durch den Walzenspalt.
Bei dem Verfahren kann vorgesehen sein, dass das Barrierepapier eine Faserdicke von bis zu 100 pm aufweist. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Barrierepapier eine Faserlänge von bis zu 3 mm aufweist.
Die Papierstärke des Barrierepapiers kann zwischen 20 pm und 500 pm betragen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Barrierepapier ein Gewicht zwischen 10 GSM und 800 GSM aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Prägemuster eine Prägehöhe von bis zu 50 pm aufweist. Das Vorsehen einer maximalen Prägehöhe kann neben dem Bereitstellen eines Mindestradius an den Prägekanten und dem Realisieren einer Mindestgröße der Prägeelemente eine wirksame Maßnahme darstellen, um eine Beschädigung der Barrierefunktion des Barrierepapiers zu vermeiden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Walzenzustellung derart eingestellt wird, dass diese genau der Papierdicke des verwendeten Barrierepapiers entspricht, so dass im Bereich der Prägewalzen, welcher keine Prägeelemente aufweist, keine Kompression der Papierbahn erfolgt und das
ERSATZBLATT (REGEL 26) Barrierepapier nur in den Bereichen der Prägeelemente eine Umformung bzw. Beanspruchung erfährt. Es kann vorgesehen sein, dass ein Barrierepapier mit einer dickeren Barriere- oder Lackschicht verwendet wird, für den Fall, dass das gewünschte Prägemuster eine besonders große Prägehöhe aufweisen soll. Demnach kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Barriereschicht und dementsprechend die Walzenzustellung auf die gewünschte Prägehöhe des Prägemusters eingestellt werden kann.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass das Barrierepapier so durch den Walzenspalt geführt wird, dass die Barriereschicht den Prägeerhebungen abgewandt und der als Glattwalze oder als Matrize ausgebildeten Gegenwalze zugewandt ist.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. i eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walzenanordnung;
Fig. 2 eine Detailansicht einer Ausnehmung in einer als Matrize ausgebildeten Prägewalze;
Fig. 3 eine Detailansicht einer Prägeerhebung in einer als Patrize ausgebildeten Prägewalze;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines geprägten Barrierepapiers.
Die in Figur i dargestellte Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walzenanordnung 1 weist eine erste Prägewalze 3, oben im Bild dargestellt, und eine zweite Prägewalze 4, unten im Bild dargestellt, auf. Die erste Prägewalze 3 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl Prägeelemente in Form von Prägeerhebungen 7 auf. Diese weisen unterschiedliche Formen und Größen auf, wobei die Prägeerhebungen an ihrer Oberseite jeweils Umlaufkanten 6 mit einem Mindestradius RK von 1 pm bis 1000 pm aufweisen. In entsprechender Weise weist die zweite Prägewalze 4 in der dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl Prägeelemente in Form von Ausnehmungen 9 auf. Diese weisen ebenfalls unterschiedliche Formen und Größen auf, die allerdings komplementär zu den Prägeerhebungen 7 der ersten
ERSATZBLATT (REGEL 26) Prägewalze 3 ausgebildet sind. Die dargestellten Prägeelemente weisen jeweils eine Breite Bp in Umlaufrichtung Y von zumindest 0,1 mm und eine Länge Lp in Axialrichtung X von zumindest 0,1 mm auf. Die Ausnehmungen 9 weisen auf der Ebene der Walzenoberfläche 8 ebenfalls jeweils Umlaufkanten 6 mit einem Mindestradius RK von 1 |iun bis 1000 |iun auf. Beide Prägewalzen 3, 4 weisen eine Oberflächenrauheit Rz von 1 bis 50 |iun auf. Beide Walzen 3, 4 sind in Axialrichtung X so zueinander angeordnet, dass diese einen Walzenspalt 5 zwischen sich ausbilden. Dies bedeutet, dass beide Prägewalzen, 3. 4 parallel zueinander angeordnet sind und so zueinander ausgerichtet, dass unter einer einstellbaren Walzenzustellung die Prägeerhebungen 7 beim Hindurchführen eines Barrierepapiers 2 durch den Walzenspalt 5 in die entsprechenden komplementären Ausnehmungen 9 eingreifen können. Dabei werden beide Prägewalzen 3, 4 in entgegengesetzten Umlaufrichtungen Y angetrieben.
Figur 2 veranschaulicht eine Detailansicht einer Ausnehmung 9 in einer als Matrize ausgebildeten Prägewalze 4, wie in Figur 1 dargestellt. Die gezeigte Ausnehmung 9 weist in Radialrichtung Z der Prägewalze 4 eine Prägetiefe Tp von bis zu 200 pm und eine Länge Lp von zumindest 0,1 mm in Axialrichtung X auf, wobei die Seitenwände der Ausnehmung senkrecht zur Walzenoberfläche 8 stehen. Es ist erkennbar, dass die die Ausnehmung 9 auf der Ebene der Walzenoberfläche 8 umlaufende Kante 6 mit dem Mindestradius RK von 1 pm bis 1000 pm einen relativ sanften Übergang zwischen den Seitenwänden der Ausnehmung 9 und der Walzenoberfläche 8 bereitstellt. Demgegenüber weist die Kante am Grund der Ausnehmung einen schärferen Radius auf.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht einer Prägeerhebung 7 der als Patrize ausgebildeten Prägewalze 3 aus Figur 1. Die gezeigte Prägeerhebung 7 weist in Radialrichtung Z der Prägewalze 3 eine Prägehöhe Hp von bis zu 200 pm und eine Länge Lp von zumindest 0,1 mm in Axialrichtung X auf, wobei die Flanken der Prägeerhebung 7 wie bei der Ausnehmung 9 in Figur 2 senkrecht zur Walzenoberfläche 8 ausgerichtet sind. Die Prägeerhebung 7 weist eine flache Oberseite auf. Es ist erkennbar, dass auch die die Prägeerhebung 7 an deren Oberseite 7 umlaufende Kante 6 mit dem Mindestradius RK von 1 pm bis 1000 pm einen relativ sanften Übergang zwischen den Flanken der Prägeerhebung 7 und der Oberseite der Prägeerhebung 7 bereitstellt. Demgegenüber weist die die Prägeerhebung 7 auf der Ebene der Walzenoberfläche 8 umlaufende Kante an der Unterseite der Prägeerhebung 7 einen schärferen Radius auf.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Figur 4 zeigt eine Seitenansicht eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens geprägten Barrierepapiers 2. Dieses weist eine Papierschicht n sowie eine darüber liegende Barriereschicht 12 auf. Die Papierschicht 11 weist eine Mehrzahl Papierfasern 13 auf, welche eine Faserlänge LF von bis zu 3 mm und eine Faserdicke DF von bis zu 100 pm aufweisen. Die kombinierte Dicke beziehungsweise die Papierstärke Sp des Barrierepapiers 2 aus Papierschicht 11 und Barriereschicht 12 beträgt zwischen 20 pm und 500 pm. An der Oberseite des Barrierepapiers 2, das heißt auf der Seite der Barriereschicht 12 weist das Barrierepapier 2 ein Prägemuster 10 auf, das wie dargestellt aus einer Mehrzahl in Axialrichtung X voneinander beabstandeter Einzelelemente gebildet ist. Die Höhe HPM des Prägemusters beträgt bis zu 50 pm.
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.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Bezugszeichenliste
1 Walzenanordnung
2 Barrierepapier
3 erste Prägewalze
4 zweite Prägewalze
5 Walzenspalt
6 Kante
7 Prägeerhebung
8 Walzenoberfläche
9 Ausnehmungen
10 Prägemuster
11 Papierschicht
12 Barriereschicht
13 Papierfasern
X Axialrichtung
Y Umfangsrichtung
Z Radialrichtung
HP Prägehöhe
HPM Höhe Prägemuster
TP Prägetiefe
LP Länge des Prägeelements
BP Breite des Prägeelements
DF Faserdicke
LF Faserlänge
RK Kantenradius
Rz mittlere Rautiefe
Sp Papierstärke
ERSATZBLATT (REGEL 26)

Claims

Ansprüche Walzenanordnung (1) zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier (2) zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Verpackungen, insbesondere für den Einsatz als innere Verpackung, mit: einer ersten Prägewalze (3); und einer zweiten Prägewalze (4); wobei zwischen der ersten Prägewalze (3) und der zweiten Prägewalze (4) ein Walzenspalt (5) zum Hindurchführen und Prägen des Barrierepapiers (2) ausgebildet ist; wobei zumindest eine der Prägewalzen (3, 4) eine Mehrzahl Prägeelemente aufweist, wobei die Prägeelemente an ihrer Oberseite eine das Prägeelement umlaufende Kante (6) mit einem Kantenradius (RK) von 1 pm bis 1000 pm aufweisen. Walzenanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine die Mehrzahl Prägeelemente aufweisende Prägewalze (3, 4) als Patrize ausgebildet ist und sich die Prägeelemente als Prägeerhebungen (7) von der Walzenoberfläche (8) wegerstrecken. Walzenanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine die Mehrzahl Prägeelemente aufweisende Prägewalze (3, 4) als Matrize ausgebildet ist und sich die Prägeelemente als Ausnehmungen (9) in die Walzenoberfläche (8) hineinerstrecken. Walzenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gegenwalze der die Mehrzahl Prägeelemente aufweisenden Prägewalze (3, 4) eine glatte Walzenoberfläche ohne Prägeelemente aufweist, wobei die
ERSATZBLATT (REGEL 26) Walzenoberfläche (8) der Gegenwalze aus Stahl oder aus einem elastischen Material, wie bspw. Gummi, ausgebildet ist. Walzenanordnung (1) nach Anspruch 2, wobei die Gegenwalze der die Mehrzahl Prägeerhebungen aufweisenden Prägewalze (3, 4) als Matrize ausgebildet ist, wobei die Gegenwalze eine Mehrzahl in die Walzenoberfläche (8) eingebrachte Ausnehmungen (9) aufweist, welche komplementär zu den sich von der Walzenoberfläche wegerstreckenden Prägeerhebungen (7) angeordnet sind. Walzenanordnung (1) nach Anspruch 3, wobei die Gegenwalze der die Mehrzahl Ausnehmungen (9) aufweisenden Prägewalze (3, 4) als Patrize ausgebildet ist, wobei die Gegenwalze (3, 4) eine Mehrzahl sich von der Walzenoberfläche wegerstreckende Prägeerhebungen (7) aufweist, welche komplementär zu den sich in die Walzenoberfläche (8) hineinerstreckenden Ausnehmungen (9) angeordnet sind. Walzenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prägehöhe (HP) und/oder Prägetiefe (TP) der Prägeelemente bis zu 200 pm beträgt. Walzenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Prägewalze (3, 4) eine gemittelte Rautiefe (Rz) von 1 bis 50 pm aufweist. Walzenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prägeelemente in einer Axialrichtung (X) der Prägewalze (3, 4) jeweils eine Länge (LP) von größer als 0,1 mm aufweisen. Walzenanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prägeelemente in einer Umfangsrichtung (Y) der Prägewalze (3, 4) jeweils eine Breite (BP) von größer als 0,1 mm aufweisen. Verfahren zur Herstellung von zerstörungsfrei geprägtem Barrierepapier (2) zum lüft- und wasserdampfdichten Verschließen von Zigarettenverpackungen,
ERSATZBLATT (REGEL 26) insbesondere für den Einsatz als Innerliner, mit einer Walzenanordnung (1) nach einem der Ansprüche i bis io, aufweisend die Schritte:
Hindurchführen von einer Barrierepapierbahn durch den Walzenspalt (5) der Walzenanordnung (1);
Erzeugen eines Prägemusters (10) im Barrierepapier (2) im Zuge des Hindurchführens der Barrierpapierbahn durch den Walzenspalt (5). Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Barrierepapier (2) eine Faserdicke (DF) von bis zu 100 pm aufweist. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Barrierepapier eine Faserlänge (LF) von bis zu 3 mm aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Papierstärke (Sp) des Barrierepapiers (2) 20 pm bis 500 pm beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Prägemuster (10) eine Prägehöhe (HPM) von bis zu 50 pm aufweist.
ERSATZBLATT (REGEL 26)
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