VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON MINDESTENS ZWEILAGIGEN PRODUKTEN AUS TISSUE- UND/ODER TISSUEÄHNLICHEM MATERIAL

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von mindestens zweilagigen Produkten aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material mittels einer Prägeeinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Produkte.

[0002] Tissue- und/oder tissueähnliches Material findet vielfältig Verwendung. Aus derartigen Materialien werden beispielsweise Toilettenpapiere, Taschentücher, Küchenrollen, Servietten, Papiertischdecken, Saugeinlagen, Papierhandtücher, Wischtücher, Putztücher oder dergleichen mehr hergestellt.

[0003] Im Sinne der Erfindung wird unter Tissue ein Erzeugnis verstanden, welches der DIN 6730 entspricht. Demnach ist Tissue ein Erzeugnis, welches ganz oder überwiegend aus Zellstoffasern besteht, mit einer feinen und weichen Kreppung und geschlossener Formation in der Papiermaschine mit einem Trokkengehalt von mehr als 90% gekreppt wird, aus einer oder mehreren Lagen besteht, besonders saugfähig ist, eine flächenbezogene Masse der Einzellage von < 25 g/m² vor der Kreppung und eine Kreppnaßdehnung größer 5% aufweist.

[0004] Im Sinne der Erfindung wird unter tissueähnlichem Material ein Material verstanden, welches im Unterschied zu Tissuematerial durch Veränderungen im Trockenvorgang hergestellt wird. Gemäß DIN 6730 ist tissueähnliches Material ein Erzeugnis überwiegend aus Zellstoffasern mit großer und weiter Kreppung und offener Formation, welches in der Papiermaschine trockengekreppt wird und aus einer oder mehreren Lagen besteht, wobei die flächenbezogene Masse einer Lage vor der Kreppung kleiner 25 g/m² und die Naßkreppung einer Lage nach Kreppung größer 25% ist. Das Material kann auch aus Altpapier hergestellt sein.

[0005] Aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material hergestellte Produkte müssen unterschiedlichen Anforderungen genügen. Neben Eigenschaften wie Festigkeit, Volumen, Griffigkeit und Saugfähigkeit ist bei mehrlagigen Produkten insbesondere die Haftung der Lagen untereinander, insbesondere die Verhinderung einer Lagenverschiebung, eine wesentliche Eigenschaft. Darüber hinaus werden von den Verbrauchern zunehmend Produkte verlangt, welche gute optische Eigenschaften aufweisen, insbesondere ein Schmuckdesign.

[0006] Zur Erreichung einer ausreichenden Verschiebungsverhinderung bei mehrlagigen Tissueprodukten sind im Stand der Technik verschiedene Prägeverfahren bekannt. Bei der sogenannten Stahl-/Gummi-Prägung bzw. Stahl-/Papier-Prägung wird eine mit Prägepunkten versehene Stahlwalze (Matrize oder Prägewalze) gegen eine elastische glatte Walze, entweder aus Gummi, oder eine mit Papier beschichtete Stahlwalze, gedrückt. Hiermit werden Flächenprägungen mit wenigen Prägepunkten (etwa 6 bis 20 Prägepunkte/cm²) oder vielen Prägepunkten (etwa 25 bis 65 Prägepunkte/cm²) - genannt Mikroprägungen - erzeugt, insbesondere vollflächige Mikroprägungen. Die Prägewalze ist hierbei getrieben, wohingegen die elastische Gegenwalze durch die Berührung mit der Prägewalze friktionsgetrieben mitläuft. Durch die Einwirkung der Prägepunkte auf das Tissuematerial entstehen sowohl elastische als auch plastische Verformungen. Durch die plastischen Verformungen verschränken sich die miteinander geprägten mindestens zwei Materiallagen zumindest teilweise miteinander. Hierdurch wird in erster Linie eine verhinderung der Verschiebung der mindestens zwei Lagen des hergestellten Produktes untereinander erreicht. Eine funktionierende Lagenhaftung wird hierdurch nicht erzielt.

[0007] Um eine ausreichende Lagenhaftung zu erreichen, werden deshalb mit einem zusätzlichen Rändelwerk die vorher mittels des obigen Verfahrens geprägten Tissuelagen gerändelt. Hierbei wird über einzeln gelagerte Rändelscheiben, welche gegen eine angetriebene Glattwalze arbeiten, eine zusätzliche Prägestruktur auf das vorgeprägte Tissuematerial in Form von in Laufrichtung angeordneten ununterbrochenen Mustern (beispielsweise Linien oder Punkten) erzeugt. Die Rändelscheiben laufen dabei friktionsgetrieben mit. Hierbei wirken auf das bereits vorgeprägte Tissueprodukt Preßdrücke in Höhe von bis zu etwa 500 N/mm². Nachteilig an der Verwendung eines zusätzlichen Rändelwerkes ist jedoch, daß hiermit ausschließlich durchgehende und ununterbrochene Muster über bereits vorgeprägte Muster erzielt werden können und zudem im Bereich der aufgebrachten Rändelungsstruktur die Weichheit des Tissueproduktes vermindert wird. Weiterhin nachteilig ist an der Verwendung eines Rändelwerkes, daß ausschließlich ununterbrochene Prägespuren in Laufrichtung der Tissuebahnen realisiert werden können. Eine Schmuckprägung kann hierdurch nicht aufgebracht werden.

[0008] Ein besonders, insbesondere von Toilettenpapier jedem bekanntes Problem ist dasjenige der sogenannten verrutschten Perforation. Hierbei handelt es sich, geht man beispielsweise von einer mehrlagigen Toilettenpapierrolle aus, um das unbeabsichtigte Umschlagen einer vereinzelten, nicht ausreichend lagenverhafteten Tissuelage um die Toilettenpapierrolle. Hierbei liegt die Perforationslinie zwischen den einzelnen Toilettenpapierblättern nicht mehr übereinander. Dies tritt besonders häufig am Anfang einer Toilettenpapierrolle auf, wenn das erste Blatt, welches mit der darunter liegenden Lage aus Toilettenpapierblättern verleimt ist, gelöst wird. Das Problem der verrutschten Perforation tritt bei allen nicht Lagenhaftung erzeugenden bekannten Prägeverfahren auf.

[0009] Ein weiteres im Stand der Technik bekanntes Prägeverfahren ist die sogenannte Union-Prägung. Bei der Union-Prägung werden wenigstens zwei Lagen des Ausgangsmateriales zwischen mindestens zwei gegeneinander laufende Walzen geführt, wobei diese Walzen auf der Oberfläche radial angeordnete Vorsprünge aufweisen, deren Querschnitt pyramidenstumpfförmig ist. Hierbei greifen die Vorsprünge der einen Walze in die durch die Vorsprünge der anderen Walze gebildeten Vertiefungen ein. Zwischen diesen beiden Walzen wird nun das Ausgangsmaterial hindurchgezogen, wobei es durch die Vorsprünge der beiden Walzen vollflächig oder teilflächig geprägt wird. Da durch die Abrollbewegung der beiden Walzen keine Berührungen der hervorstehenden Prägepunkte und der diesen gegenüberliegenden Mulden entstehen dürfen, wird bei der Union-Prägung das Ausgangsmaterial miteinander verquetscht. Durch diese Verquetschung verschränken sich die mindestens zwei Ausgangslagen miteinander, jedoch ist auch hierbei die erzielbare Lagenhaftung nicht ausreichend, um eine verrutschte Perforation zu verhindern. Darüber hinaus muß der Walzenspalt der beiden Walzen äußerst exakt eingestellt werden, da sich ansonsten die beiden gegeneinander laufenden Walzen beschädigen würden. Üblicherweise werden auch mittels Union-Prägung hergestellte Tissueprodukte nachträglich mit Hilfe eines Rändelwerkes gerändelt.

[0010] Weiterhin werden mehrlagige Tissueprodukte mit Hilfe des sogenannten Punkt-/Glatt-Prägeverfahrens hergestellt. Hierbei sind eine mit Prägeelementen versehene Stahlwalze und eine glatte Stahlwalze (sogenannte Glattwalze) derart zueinander angeordnet, daß zwischen diesen ein definierter Abstand erhalten wird. Dieser Abstand wird über aufwendige Spalteinstellungen erzielt. Die Ausgangsmaterialbahnen werden bei Durchführung durch den Spalt zwischen der Glattwalze und der Prägewalze so stark miteinander verdichtet, daß eine Fixierung der Lagen untereinander erfolgt. Der hierfür erforderliche Druck muß über die Walzenkonstruktion selbst eingebracht werden. Die hierbei aufgewendeten Preßdrücke liegen in einem Bereich von etwa 230 N/mm². Durch diesen hohen Druck ist dieses Verfahren auf schmale Materialbahnbreiten, beispielsweise Taschentuchlinien, begrenzt. Notwendig hierbei ist eine mit dem Prägewalzen-/Gegenwalzen-System gekoppelte Unterstützung. So können beispielsweise mit diesem Verfahren Formatprägungen in Form von Längs- oder Querlinien aufgebracht werden, wie diese beispielsweise von Taschentüchern bekannt sind. Ein Nichtvorhandensein einer Abstützung der Prägewalze gegenüber der Glattwalze würde ein "Durchschlagen" oder "Abheben" der Prägewalze zur Folge haben. Dieses führt im ersten Fall zu Beschädigungen der Prägewalze ("Abplattung der Prägepunkte") durch Berührung der Prägepunkte auf der Glattwalze. Im zweiten Fall ist eine Lagenhaftung nicht mehr gegeben (keine ausreichende Pressung der Tissuelagen). Schon die Kompensation der zwischen der Aufbringung der Längs- und Querlinien (insbesondere bei Taschentüchern) erfolgenden Lastwechsel zwischen der Präge- und der Glattwalze lassen sich nur schwer in den Griff bekommen.

[0011] Weiterhin sind im Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt, bei welchen zusätzlich zu einem Prägeverfahren, mit welchem eine über eine Fläche verteilte Prägung aufgebracht wird, eine partielle oder vollflächige Verleimung vorgenommen wird. Hierzu ist eine der Prägevorrichtung nachgeschaltete Leimvorrichtung in einer Verarbeitungslinie vonnöten, wodurch deren Anschaffungskosten steigen. Die Leimeinrichtung bringt Leim mittels einer Leimübertragungswalze auf die Tissuelage auf. Ein Teil des Leimes wird von der Tissuelage aufgenommen, der andere Teil wird in einen Trog zurückgefördert. Durch hohe Staubanteile der Tissuebahn wird der Leim stark verschmutzt. Dadurch unterliegt die Leimeinheit einem sehr hohen Reinigungsaufwand. Schließlich wird durch das Aufbringen von Leim, auch wenn dieser nur partiell und nicht vollflächig auf die Tissuebahnen aufgebracht wird, das Tissueprodukt "brettig", d.h. es büßt deutlich an Weichheit ein. Weiterhin ist nachteilig, daß die Verwendung von Leim auf maximal bis zu 3-lagige Tissueprodukten beschränkt ist, denn der aufgebrachte Leim muß die Einzellagen zur Verbindung durchdringen.

[0012] Sogenannte Schmuckprägungen, d.h. Prägungsausbildungen, mittels welcher Objektmuster, beispielsweise Blumen o.ä. auf Tissueprodukte aufgebracht werden können, werden beispielsweise durch zusätzliche Präge-/Beleimungseinheiten erzeugt. Hierbei werden auf der Prägewalze im Bereich der gewünschten Schmuckprägung beispielsweise einige wenige Prägepunkte ausgelassen, und zwar in Form des gewünschten Designmusters. Allerdings wird durch die Prägung allein keine ausreichende Lagenhaftung vermittelt, diese nimmt vielmehr im Vergleich zu vollflächig mikrogeprägten Produkten ab, so daß eine Beleimung mit den vorgenannten Nachteilen und/oder eine Rändelung mittels eines nachgeschalteten Rändelwerkes unumgänglich ist. Durch die nachgeschaltete Rändelung wird jedoch der gute optische Eindruck der Produkte wieder zerstört, insbesondere wenn die Rändelung über die gebildeten Designmuster verläuft.

[0013] EP-A-1 048 452 offenbart ein zweilagiges Produkt aus Tissuematerial, hergestellt mittels einer Prägevorrichtung, welche auf einer Prägewalze auswechselbare Prägeelemente aufweist.

[0014] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die im Stand der Technik bekannten Nachteile nicht aufweist.

[0015] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Herstellung von mindestens zweilagigen Produkten aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material gelöst, umfassend eine Prägeeinheit mit mindestens zwei Walzen, wobei die eine Walze eine Glattwalze und die andere Walze eine Prägewalze ist, wobei die Prägewalze eine Welle und mindestens eine auf der Welle angeordnete Lagereinheit umfaßt, wobei die Prägewalze mit Druck über mindestens eine auf der Welle angeordnete Lagereinheit beaufschlagt ist, und wobei die Lagereinheit zwischen zwei Segmenten angeordnet ist. Der Druck wird über eine Druckvorrichtung auf die Lagereinheit gebracht. Zwischen zwei Segmenten hindurch kann somit die Druckvorrichtung über einen Ansatz unmittelbar auf die Lagereinheit einwirken. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhafterweise möglich, ein mehrlagiges Produkt herzustellen, welches eine ausgezeichnete Lagenhaftung aufweist. Zudem kann eine Lagenhaftung über übliche Maschinenbreiten von beispielsweise 2800 mm oder mehr erzeugt werden.

[0016] Bei nicht vorgeprägtem Tissue kann die für die Lagenverbindung benötigte Rändeleinheit oder Beleimungseinheit entfallen, und es können Schmuckprägungen aufgebracht werden. Bei bereits gemäß dem eingangs genannten Verfahren geprägten Tissuelagen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung das Rändelwerk oder die aufwendige Beleimungseinheit ersetzen. Die Prägung der Ausgangsmaterialbahnen kann dabei mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbst vollflächig oder nur partiell erfolgen. Besonders bevorzugt ist dabei die Aufbringung einer Schmuckprägung mittels der Prägeelemente. Auch eine Beleimung mittels einer Beleimvorrichtung ist nicht mehr vonnöten.

[0017] Bevorzugt erfolgt die für den hohen Druck notwendige Druckbeaufschlagung mittels mindestens einer mindestens einen Druckzylinder umfassenden Druckvorrichtung. Hierbei kann jedem Segment eine Druckvorrichtung zugeordnet sein, bevorzugt sind jedoch einer Druckvorrichtung zwei Segmente zugeordnet. Die Druckzylinder können einzeln angesteuert bzw. mit Druck beaufschlagt werden, es ist jedoch auch möglich, daß mehrere Druckzylinder gemeinsam ansteuerbar sind. Die Druckvorrichtungen sind vorteilhafterweise voneinander unabhängig bewegbar. Bei einer Tissüebahnbreite von etwa 2800 mm sind insgesamt beispielsweise 27 Druckzylinder und dementsprechend 28 Segmente auf einer Welle angeordnet. Die Welle bildet dabei zusammen mit der Lagervorrichtung und den Segmenten die Prägewalze. Durch die gezielte Druckbeaufschlagung der einzelnen Segmente über eine Lagereihheit wird eine relative Durchbiegung der Walzen gegeneinander vermieden, die biegeweiche Prägewalze paßt sich also der biegeweichen Glattwalze an. Hierdurch kommt es vorteilhafterweise nicht zu Beschädigungen der Walzen untereinander. Es wird vielmehr durch die Druckbeaufschlagung eine gleichmäßige und definierte Unterstützung über die Segmente für die gesamte Prägewalze mit den auf diesen angeordneten Prägeelementen erzielt. Die Druckzylinder der Druckvorrichtung können mit einem Druck in einem Bereich von etwa 3 bis 10 bar, besonders bevorzugt 4 bis 6 bar, beaufschlagt sein.

[0018] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Druckvorrichtung einen Anschlag zur Einstellung des Spaltes zwischen den Walzen auf. Hierbei kann bevorzugt der Anschlag mittels eines Keiles verstellbar sein. Hierdurch ist es möglich, die Prägewalze vor Benutzung über die einzelnen Druckvorrichtungen gezielt vorzuspannen.

[0019] Vorzugsweise umfaßt die Lagereinheit ein Kugellager. Jedoch kann auch jede andere Art von Lagern vorgesehen sein. Wesentlich hierbei ist, daß es sich um Lager handelt, welche radiale Lasten aufnehmen und auch axiale Führungseigenschaften besitzen. Darüber hinaus sollten die Lager noch eine Führung aufweisen. Durch die Beaufschlagung der Prägewalze über die auf die Lagervorrichtung wirkenden Druckzylinder wird einerseits eine äußerst exakte Spalteinstellung auch während des Betriebes der Verarbeitungsmaschine ermöglicht, andererseits werden durch die Lagereinheit auch möglicherweise entstehende Schwingungen der Prägewalze aufgenommen und abgeleitet. Zwischen Druckzylinder und Lagereinheit kann noch ein Zwischenlager vorgesehen sein.

[0020] Vorteilhafterweise ist die Prägewalze mit einer Schnellwechselvorrichtung versehen. Hierdurch ist es ermöglicht, unterschiedliche kundeneigene Schmuckprägungen (insbesondere auch Logos) auf relativ einfache Weise mit einer einzigen Verarbeitungslinie zu ermöglichen. Vorteilhafterweise ist die Prägewalze bei Vorsehung einer Schnellwechselvorrichtung auf separat gelagerten Zapfen befestigt.

[0021] Die Glattwalze und die Prägewalze können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die gleichen Durchmesser aufweisen. Dies ist jedoch nicht notwendig, sondern es können auch unterschiedliche Durchmesser verwendet werden. Vorzugsweise weisen die Glattwalze und die Prägewalze eine gleiche Umlaufgeschwindigkeit auf. Darüber hinaus sind die Glattwalze und die Prägewalze vorteilhafterweise angetrieben.

[0022] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vorteilhafterweise im Unterschied zu Rändelwerken isolierte, vereinzelte und nicht nur durchgehende, ununterbrochene Schmuckprägungen angebracht werden.

[0023] Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zweilagigen Produkten aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei

• in einem ersten Schritt mindestens zwei Materialbahnen in einen Spalt zwischen einer Glattwalze und einer Prägewalze eingeführt werden, wobei die Prägewalze mit Druck beaufschlagt wird;
• in einem zweiten Schritt die Materialbahnen durch auf der Prägewalze angeordnete Segmente, welche Prägeelemente aufweisen, miteinander verbunden werden; und
• in einem dritten Schritt das erhaltene Produkt aus der Vorrichtung entnommen wird.

[0024] Vorteilhafterweise werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Produkte hergestellt, welche hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Lagenhaftung aufweisen. Darüber hinaus ist es möglich, Produkte herzustellen, welche einzig eine Schmuckprägung aufweisen. Vorteilhafterweise wird die Verbindung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der einzelnen Materialbahnen mit einem Preßdruck von mindestens 700 N/mm² vorgenommen. Bevorzugt liegt der anzuwendende Preßdruck bei mindestens 900 N/mm², weiter bevorzugt bei mindestens 1.100 N/mm². Derartige Preßdrücke können nur dadurch auf die Materialbahn aufgegeben werden, daß die Prägewalze eine gezielte Druckbeaufschlagung der einzelnen Segmente über ein Lager aufweist.

[0025] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein mindestens zweilagiges Produkt; aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material hergestellt werden. Vorzugsweise weist das mindestens zweilagige Produkt außer einer Schmuckprägung keine weitere Prägung, insbesondere keine Mikroprägung, auf. Es ist darüber hinaus vorteilhafterweise nicht gerändelt und/oder verleimt. Das mindestens zweilagige Material weist dadurch hervorragende optische und auch haptische Eigenschaften auf, zudem sind die mindestens zwei Lagen untereinander hervorragend verhaftet.

[0026] Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1:

eine Schnittansicht einer Prägeeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2:

eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Prägewalze; und

Fig. 3:

eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Segmentes mit Prägeelement.

[0027] Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Prägeeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von mindestens zweilagigen Produkten aus Tissue- und/oder tissueähnlichen Materialien. Die Prägeeinheit 1 umfaßt eine Glattwalze 2 sowie eine Prägewalze 3. Die Glattwalze 2 und die Prägewalze 3 sind dabei gegenläufig angetrieben in Richtung auf die Pfeile 17 und 18. Die Glattwalze 2 weist einen etwas größeren Durchmesser als die Prägewalze 3 auf.

[0028] Die Prägewalze 3 weist weiterhin eine Welle 4 auf, auf welcher eine Lagereinheit 7 angeordnet ist. Weiterhin weist die Prägewalze 3 Prägeelemente 5 auf. In die Prägewalze 3 greift ein Ansatz 22 einer Druckvorrichtung 8 ein. Dieser Ansatz 22 ist auf einer Schwinge 21 angeordnet, welche auf einer Seite einen Anschlag 10 und einen Druckzylinder 9 aufweist.

[0029] Der Druckzylinder 9 übt dabei in Richtung eines Pfeiles 30 Druck über die Schwinge 21 und den Ansatz 22 auf die Prägewalze 3 aus. Hierbei ist die Prägewalze 3 über die Druckvorrichtung 8 mit Hilfe des Anschlages 10 derart im Verhältnis zu der Glattwalze 2 vorgespannt, daß ein definierter Spalt 11 zwischen der Glattwalze 2 und der Prägewalze 3 festgelegt ist. Der Anschlag 10 beispielsweise kann über eine hier nicht gezeigte Keileinstellung realisierbar sein, wobei ein Keil mit Hilfe einer Rändelschraube beweglich ist und auf das dem Anschlag 10 zugeordneten Ende der Schwinge 21 wirkt. Die Schwinge 21 ist dabei an dem dem Anschlag 10 entgegengesetzten Ende beweglich gehalten. Der Anschlag 10 kann jedoch auch unmittelbar über eine Schraube ohne Zuhilfenahme eines Keiles auf das eine Ende der Schwinge 21 der Druckvorrichtung 8 wirken. Der Druckzylinder 9 ist über eine nicht gezeigte Zuleitung mit einem Druck von 5 bar beaufschlagt.

[0030] Zur Herstellung von beispielsweise zweilagigen Tissueprodukten werden Materialbahnen 14 und 15 aus ungeprägtem, einlagigem Material in Richtung der Pfeile 19 und 20 auf die Prägeeinheit 1 zubewegt. Sie werden durch den Spalt 11 zwischen der Glattwalze 2 und der Prägewalze 3 geführt, wobei die beiden Ausgangsmaterialbahnen 14 und 15 durch die auf der Prägewalze 3 angeordneten Prägeelemente 5 mit einer Schmuckprägung versehen und dadurch verbunden werden. Das nunmehr verbundene zweilagige Tissueprodukt 16 wird aus der Prägeeinheit 1 entnommen.

[0031] Die Glattwalze 2 und die Prägewalze 3 werden über eine feste Getriebeübersetzung, welche durch ein Zahnradpaar (Rapporträder) verwirklicht ist, angetrieben. Hierbei erfolgt der Antrieb derart, daß die Glattwalze 2 und die Prägewalze 3 dieselbe Umlaufgeschwindigkeit aufweisen.

[0032] In Fig. 2 ist der Aufbau der Prägewalze 3 verdeutlicht. Die Prägewalze 3 besteht dabei aus einer Vielzahl von Segmenten 6, welche auf der Welle 4 über die gesamte Materialbahnbreite der Prägeeinheit angeordnet sind. So sind beispielsweise bei einer Materialbahnbreite von 2.800 mm insgesamt 28 Segmente 6 auf der Welle 4 angeordnet. Diese Segmente 6 tragen die Prägeelemente 5, die versetzt zueinander auf den Segmenten 6 angeordnet sind. Beispielsweise sind die Prägeelemente 5 derart auf den Segmenten 6 angeordnet, daß auf ein Toilettenpapierblatt bezogen insgesamt 5 Schmuckdesignelemente aufgebracht sind. Dies ist für eine dauernde Lagenhaftung ausreichend. Es können jedoch auch mehr Schmuckprägungen pro Blatt vorgesehen sein.

[0033] Zwischen einzelnen Segmenten 6 sind Lagereinheiten 7, angeordnet, in welche der Ansatz 22 der Druckvorrichtung 8 eingreift. Die Lagereinheit 7 besteht dabei aus einer Buchse 24, welche fest mit der Welle 4 verbunden ist. Auf diese Buchse 24 ist ein Gehäuse 25 angeordnet, welches ein Kugellager 12 aufnimmt. Durch das Gehäuse 25 ist eine Führung des Lagers 12 sichergestellt. Darüber hinaus ist das Lager 12 derart im Verhältnis zur Längsachse der Welle 4 angeordnet, daß es axial wirkende Kräfte aufnehmen kann, welche über die Druckvorrichtung 8 auf das Lager 12 aufgegeben werden.

[0034] Die einzelnen Segmente 6 der Prägewalze 3 sind über Stifte 23 miteinander verbunden. Diese sind in zueinander fluchtenden Ausnehmungen zweier benachbarter Segmente 6 aufgenommen. Die Segmente 6 und die Gehäuse-/Buchseneinheit 24, 25 sind auf der Welle 4 radial geführt. Die axiale Fixierung der Segmente 6 wird durch außen an der Buchse 24 angeordnete Stifte 23 durch Verspannen aller Segmente 6 mit der Gehäuse-/Buchseneinheit 24, 25 mittels wenigstens einer außen und seitlich auf der Welle angeordneten Mutter 31 erzielt. Die Mutter 31 wirkt über ein Verbindungselement 32, welches auf mindestens einer Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme von Siften 23 aufweist, die fluchtend zu der Ausnehmung des ersten Segments 6.1 angeordnet ist, auf die entsprechenden Segmente 6. Die radiale Fixierung der Segmente 6 wird durch die seitlich an der Buchse 24 angeordneten Stifte 23 realisiert, die in Ausnehmungen der Segmente 6 eingreifen. Durch diese Bauart können die Segmente 6 relativ zu den benachbarten Segmenten verdreht eingerastet werden, womit eine gleichmäßige Lastverteilung im Betrieb zu erzielen ist. Außerdem wird idealerweise nur ein Typ Segment je Walze benötigt.

[0035] Die Prägewalze 3 weist eine Schnellwechselvorrichtung 13 auf. Diese besteht aus einem Kuppelelement 26, welche über Sechskantschrauben 28 und 29 an separat gelagerten Zapfen der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt ist. Die Mitnahme der Prägewalze 3 wird über eine fest auf der Welle 4 angeordnete Paßfeder (nicht gezeigt), welche im Kupplungselement 26 aufgenommen ist, und eine leichte Fixierung über eine Gewindeschraube 27 ermöglicht. Durch die Vorsehung einer Schnellwechselvorrichtung 13 ist es möglich, die Prägewalze 3 einfach und schnell aus einer Verarbeitungsmaschine zu entnehmen und diese durch eine Prägewalze zu ersetzen, welche andere Prägemuster auf den Prägeelementen 5 aufweist. Hierdurch ist es möglich, mit einer einzigen Verarbeitungsmaschine unterschiedlichste Schmuckprägungen aufzubringen.

[0036] Die einzelnen Prägeelemente 5 sind über die Segmente 6 der Prägewalze 3 versetzt angeordnet und weisen einen kreisrunden Aufbau auf. Jedoch kann auch jede andere Form Verwendung finden, beispielsweise können die Prägeelemente 5 auch quadratisch oder rechteckig oder pyramidal ausgebildet sein. Durch die Versetzung der Prägeelemente 5 auf den Segmenten 6 zueinander wird vorteilhafterweise eine gleichmäßige Lastenverteilung über die gesamte Breite der Prägewalze 3 erreicht.

[0037] Fig. 3 zeigt ein einzelnes Prägeelement 5, welches auf einem Segment 6 der Prägewalze 3 angeordnet ist. Das kreisrund ausgebildete Prägeelement 5 weist eine Plattform 31 auf, auf welcher einzelne Prägepunkte 32 erhaben derart angeordnet sind, daß diese als Schmuckdesignelement 33 den Buchstaben "M" darstellen. Jedoch sind auch jedwede andere Buchstaben, Schriftzüge oder bildhafte Darstellungen wie Blumen oder dergleichen möglich. Der Tiefenabstand der Prägepunkte 32 zu der Plattform 31 richtet sich nach dem Designelement 33 selbst und nach dem zu verprägenden Material. Der Tiefenabstand der Plattform 31 zu dem Segmentgrund 34 ist so gewählt, daß ein Verquetschen der Tissuebahn verhindert ist.

[0038] Mit der Prägeeinheit 1 wurde ein zweilagiges Tissueprodukt hergestellt. Als Ausgangsmaterial wurde dabei ungeprägtes Tissuematerial mit einer Grammatur in einem Bereich von etwa 18,5 bis 22 g/m² und einer Dicke von etwa 150 µm verwendet. Dieses wurde mit einer Schmuckprägung in Form des in Fig. 3 gezeigten Buchstabens "M" versehen. Hierbei wurde auf die Druckzylinder ein Druck von jeweils 5 bar aufgegeben. Die Materialbahnbreite betrug etwa 2.800 mm. Der Preßdruck betrug etwa 1.150 N/mm², der Liniendruck etwa 85 N/mm. Allgemein beträgt der Liniendruck mindestens 45 N/mm und liegt bevorzugt in einem Bereich von 60 N/mm bis 110 N/mm, weiter bevorzugt 80 N/mm bis 100 N/mm. Es wurde ein zweilagiges Tissueprodukt erhalten, welches ohne jede weitere Rändelung oder Beleimung gut miteinander verhaftete Lagen aufwies. Im Bereich der Schmuckprägung war weder ein Wulst zu erkennen, welcher insbesondere bei Rändelungen auftritt, noch war ein Dickenaufbau im Tissueprodukt ersichtlich. Hielt man das derart hergestellte Tissueprodukt gegen eine Lichtquelle, so konnte man deutlich erkennen, daß im Bereich der Schmuckprägung das Tissueprodukt deutlich durchsichtiger erschien als im ungeprägten Bereich. Außerdem wurde ein vorher flächengeprägtes Tissueprodukt (Mikroprägung) mittels der Prägeeinheit 1 hergestellt. Durch die nachgeschaltete Schmuckprägung wurden die Einzellagen (in diesem Fall vier) miteinander fixiert. Das Aussehen der Schmuckprägung glich derjenigen im erstgenannten Fall.

[0039] Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es erstmals möglich, eine ausreichende und hohe Lagenhaftung zwischen Lagen mehrlagiger Tissueprodukte zu erreichen. Zudem kann diese Lagenhaftung ausschließlich über Schmuckprägungen realisiert werden. Insbesondere ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weder eine Rändelung noch eine Beleimung der Produkte zur Erzielung einer Lagenhaftung notwendig. Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstmals möglich, über Materialbahnbreiten von 2.800 mm oder mehr Schmuckprägungen aufzubringen. Durch die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Druckvorrichtung ist es möglich, eine immerwährende gleichbleibende Unterstützung der einzelnen Segmente zu gewährleisten. Die Prägewalze ist einfach und schnell auswechselbar, so daß je nach Anforderung des Kunden unterschiedliche Schmuckprägungen ohne großen Montageaufwand durch einfachen Wechsel der Prägewalzen realisiert werden können.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von mindestens zweilagigen Produkten aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material umfassend eine Prägeeinheit (1) mit mindestens zwei Walzen (2, 3), wobei die eine Walze eine Glattwalze (2) und die andere Walze eine Prägewalze (3) ist, wobei die Prägewalze (3) eine Welle (4) und mindestens eine auf der Welle (4) angeordnete Lagereinheit (7) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (3) mindestens zwei auf dieser angeordnete und Prägeelemente (5) aufweisende Segmente (6) umfaßt, und daß die Prägewalze (3) mit Druck über die auf der Welle (4) angeordnete Lagereinheit (7) beaufschlagt ist, wobei die Lagereinheit (7) zwischen zwei Segmenten (6) angeordnet ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Prägeelemente (5) eine Schmuckprägung aufgebracht ist.

3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung mittels mindestens einer mindestens einen Druckzylinder (9) umfassenden Druckvorrichtung (8) erfolgt.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung (8) einen Anschlag (10) zur Einstellung eines Spaltes (11) zwischen den Walzen (2, 3) aufweist.

5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (7) ein Kugellager (12) umfaßt.

6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (3) mit einer Schnellwechselvorrichtung (13) versehen ist.

7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glattwalze (2) und die Prägewalze (3) eine gleiche Umlaufgeschwindigkeit aufweisen.

8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glattwalze (2) und die Prägewalze (3) angetrieben sind.

9. Prägewalze umfassend eine Welle (4) und mindestens eine auf der welle (4) angeordnete Lagereinheit (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze mindestens zwei auf dieser angeordnete und Prägeelemente (5) aufweisende Segmente (6) umfaßt, und daß die Prägewalze (3) mit Druck über die auf der Welle (4) angeordnete Lagereinheit (7) beaufschlagt ist, wobei die Lagereinheit (7) zwischen zwei Segmenten (6) angeordnet ist.

10. Verfahren zur Herstellung von mindestens zweilagigen Produkten aus Tissue- und/oder tissueähnlichem Material mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche. 1 bis 9, wobei

- in einem ersten Schritt mindestens zwei Materialbahnen (14, 15) in einen Spalt (11) zwischen einer Glattwalze (2) und einer Prägewalze (3) eingeführt werden, wobei die Prägewalze (3) mit Druck beaufschlagt wird;

- in einem zweiten Schritt die Materialbahnen (14, 15) durch auf der Prägewalze (3) angeordnete Segmente (6), welche Prägeelemente (5) aufweisen, miteinander verbunden werden; und

- in einem dritten Schritt das Produkt (16) aus der Vorrichtung entnommen wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der einzelnen Materialbahnen (14, 15) mit einem Preßdruck von mindestens 700 N/m² vorgenommen wird.

Claims

1. A device for manufacturing products, which consist of at least two layers and are made from tissue and/or tissue-like material, comprising one embossing unit (1) with at least two rollers (2, 3), and one roller is a plain roller (2) and the other roller an embossing roller (3), and said embossing roller (3) comprises a shaft (4) and at least one bearing unit (7) arranged on said shaft (4), characterized in that said embossing roller (3) comprises at least two segments (6), which are arranged thereon and comprise embossing elements (5), and in that said embossing roller (3) is subject to pressure by means of said bearing unit (7) arranged on said shaft (4), and said bearing unit (7) is arranged between two segments (6).

2. A device according to Claim 1, characterized in that by means of said embossing elements (5) decorative embossing is applied.

3. A device according to Claim 1 or 2, characterized in that said subjection to pressure is effected by means of at least one pressure device (8), which comprises at least one pressure cylinder (9).

4. A device according to any of the preceding Claims, characterized in that said pressure device (8) comprises a stopper (10) for adjusting a gap (11) between said rollers (2, 3).

5. A device according to any of the preceding Claims, characterized in that said bearing unit (7) comprises a ball bearing (12).

6. A device according to any of the preceding Claims, characterized in that said embossing roller (3) is provided with a quick change device (13).

7. A device according to any of the preceding Claims, characterized in that said plain roller (2) and said embossing roller (3) have the same rotational speed.

8. A device according to any of the preceding Claims, characterized in that said plain roller (2) and said embossing roller (3) are powered.

9. An embossing roller comprising a shaft (4) and at least one bearing unit (7) arranged on said shaft (4), characterized in that said embossing roller comprises at least two segments (6) which are arranged thereon and comprise embossing elements (5), and in that said embossing roller (3) is subject to pressure by means of said bearing unit (7) arranged on said shaft (4), and said bearing unit (7) is arranged between two segments (6).

10. A method for the manufacture of products, which consist of at least two layers and are made from tissue and/or tissue-like material, by means of a device according to any of the Claims 1 through 9, and

- as a first step, at least two webs of material (14, 15) are fed into a gap (11) between a plain roller (2) and an embossing roller (3), and said embossing roller (3) is subjected to pressure;

- as a second step, said webs of material (14, 15) are connected to one another by means of segments (6), which are arranged on said embossing roller (3) and comprise embossing elements (5); and

- as a third step, the product (16) is removed from said device.

11. A method according to Claim 10, characterized in that the connection between said single webs of material (14, 15) is carried out at a pressing power of at least 700 N/mm².

Revendications

1. Dispositif de fabrication de produits en matière papier ménager et/ou de type papier ménager présentant au moins deux couches, comprenant une unité de gaufrage (1) avec au moins deux cylindres (2, 3), l'un des cylindres étant un cylindre lisse (2) et l'autre cylindre étant un cylindre de gaufrage (3), le cylindre de gaufrage (3) incluant un arbre (4) et au moins une unité de palier (7) disposée sur l'arbre (4), caractérisé en ce que le cylindre de gaufrage (3) comprend au moins deux segments (6) disposés sur celui-ci et présentant des éléments de gaufrage (5), et en ce que le cylindre de gaufrage (3) est soumis à une pression par l'intermédiaire de l'unité de palier (7) disposée sur l'arbre (4), l'unité de palier (7) étant disposée entre deux segments (6).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un gaufrage décoratif est appliqué au moyen des éléments de gaufrage (5).

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'application de pression est effectuée au moyen d'au moins un dispositif de pression (8) comprenant au moins un cylindre de pression (9).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de pression (8) comporte une butée (10) pour le réglage d'un interstice (11) entre les cylindres (2, 3).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de palier (7) comprend un roulement à billes (12).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre de gaufrage (3) est pourvu d'un dispositif de remplacementt rapide (13).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre lisse (2) et le cylindre de gaufrage (3) présentent des vitesses périphériques égales.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre lisse (2) et le cylindre de gaufrage (3) sont entraînés.

9. Cylindre de gaufrage comprenant un arbre (4) et au moins une unité de palier (7) disposée sur l'arbre (4), caractérisé en ce que le cylindre de gaufrage inclut au moins deux segments (6) disposés sur celui-ci et présentant des éléments de gaufrage (5), et en ce que le cylindre de gaufrage (3) est soumis à une pression par l'intermédiaire de l'unité de palier (7) disposée sur l'arbre (4), l'unité de palier (7) étant disposée entre deux segments (6).

10. Procédé de fabrication de produits en matière papier ménager et/ou de type papier ménager présentant au moins deux couches avec un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel

- dans une première étape, au moins deux bandes de matière (14, 15) sont introduites dans un interstice (11) entre un cylindre lisse (2) et un cylindre de gaufrage (3), le cylindre de gaufrage (3) étant soumis à une pression,

- dans une deuxième étape, les bandes de matière (14, 15) sont assemblées l'une à l'autre par des segments (6) disposés sur le cylindre de gaufrage (3), qui présentent des éléments de gaufrage (5) ; et

- dans une troisième étape, le produit (16) est extrait du dispositif.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'assemblage des bandes de matière individuelles (14, 15) est effectué avec une pression de pressage d'au moins 700 N/m².

Zeichnung