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Die Erfindung betrifft einen mehrlagigen Papiersack für Schüttgut wie Zement, Gips, Granulat, Tierfutter oder Ähnliches.
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Derartige Papiersäcke sind im Handel weit verbreitet und weisen dabei insbesondere die üblichen Größen bei Füllmengen für Gips oder Zement von 5 kg, 10 kg oder 25 kg auf. Typischerweise weisen solche Säcke eine oder mehrere Papierlagen auf, die aus Papier, einem Papierverbund und/oder beschichtetem Papier gebildet sind. Zusätzlich können Materiallagen aus anderen Materialien, z. B. Kunststofffolie, vorgesehen sein.
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Zum Befüllen solcher Säcke kann ein Ventilschlauch vorgesehen sein, der in einen Ventilboden eingearbeitet ist und der zum Befüllen des Sacks auf den Füllstutzen einer Abfüllanlage aufgesteckt wird. Das z. B. pulverförmige oder feinkörnige Schüttgut wird dann durch einen Luftstrom in den Sack befördert. Von wesentlicher Bedeutung für ein schnelles und wirtschaftliches Befüllen ist ein schnelles Entweichen der Luft während des Füllvorgangs. Andererseits soll der Sack nach dem Befüllen möglichst dicht sein, um das Füllgut vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Feuchtigkeit zu schützen. Um einen höheren Produktschutz bzw. eine längere Produktstabilität des im Sack befindlichen Füllgutes zu erreichen, kann eine Sperrschicht - z. B. in Gestalt einer Kunststofffolie - in dem das Füllgut umgebenden ein- oder mehrlagigen Papier vorgesehen sein.
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Es hat sich herausgestellt, dass mit den vorbekannten Säcken bei empfindlichen Füllgütern entweder ein hinreichender Produktschutz nicht gewährleistet werden kann oder diese in ihrem Aufbau sehr komplex sind. Beispiele für solch empfindliche Füllguter sind schnell bindende Produkte im Bereich der Baustoffe, wie Gips oder Zement, aber auch Lebensmittel, bei denen ein Aromaverlust verhindert werden muss.
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Aus der
WO 2015/104038 A1 ist ein Papiersack bekannt, der zwar einen hinreichenden Produktschutz bietet, in seinem Aufbau jedoch komplex ist und somit eine kostenintensive und aufwändigere Herstellung erfordert.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Verbesserung eines bekannten Papiersacks. Insbesondere sollen mittels des verbesserten Aufbaus des Papiersacks eine besonders wirtschaftliche Herstellung sowie eine gute Entlüftung beim Befüllen erreicht werden und dies bei gleichbleibendem oder verbessertem Produktschutz des Füllgutes.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen mehrlagigen Papiersack Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Demnach ist der erfindungsgemäße mehrlagige Sack aus einer mehrlagigen Papierbahn hergestellt. Die mehrlagige Papierbahn umfasst eine erste Lage mit einem luftdurchlässigen Bereich, der gegenüber einem anderen Bereich der ersten Lage eine höhere Luftdurchlässigkeit aufweist, und eine zweite Lage mit einem luftdurchlässigen Bereich, der gegenüber einem anderen Bereich der zweiten Lage eine höhere Luftdurchlässigkeit aufweist, wobei die erste Lage und die zweite Lage übereinander angeordnet sind, und der luftdurchlässige Bereich der ersten Lage vollständig versetzt zu dem luftdurchlässigen Bereich der zweiten Lage angeordnet ist.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der prinzipielle Aufbau und/oder die Bestandteile der ersten Lage identisch zu der der zweiten Lage sind.
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Nach einer Fortbildung der Erfindung ist bei der mehrlagigen Papierbahn der luftdurchlässige Bereich der ersten Lage in der Bahnebene beabstandet zu dem luftdurchlässigen Bereich der zweiten Lage angeordnet. Der luftdurchlässige Bereiche der ersten Lage und der luftdurchlässige Bereich der zweiten Lage grenzen also nicht direkt aneinander an, sondern weisen einen gewissen Abstand zueinander auf. Dieser Abstand kann über die Längsrichtung der Papierbahn hinweg gleich sein aber auch variieren.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass sowohl die erste Lage als auch die zweite Lage der mehrlagigen Papierbahn keine weiteren Bereiche außer den mindestens einen luftdurchlässigen Bereich und den mindestens einen mit verringerter oder gar keiner Luftdurchlässigkeit aufweisenden anderen Bereich aufweist. In anderen Worten kann also die erste Lage und/oder auch die zweite Lage nur aus den beiden in ihrer Luftdurchlässigkeit verschiedenen Bereichen aufgebaut sein.
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Ein vollständiges Versetzen des luftdurchlässigen Bereichs der ersten Lage gegenüber dem luftdurchlässigen Bereich der zweiten Lage in der mehrlagigen Papierbahn führt dazu, dass bei einer übereinander geschichteten Anordnung der ersten Lage und der zweiten Lage die luftdurchlässigen Bereiche der jeweiligen Lage keine Überlappungsbereiche miteinander haben. Der luftdurchlässige Bereich der ersten Lage liegt also über einem weniger oder nicht luftdurchlässigen Bereich der zweiten Lage und der luftdurchlässige Bereich der zweiten Lage liegt also unter einem weniger oder nicht luftdurchlässigen Bereich der ersten Lage. Durch das Anordnen der luftdurchlässigen Bereiche nebeneinander, so dass es keine Überlappungsbereiche der luftdurchlässigen Bereiche der beiden Lagen gibt, ergibt sich eine mehrlagige Papierbahn, aus der der erfindungsgemäße besonders vorteilhafte Papiersack in einfacher Weise hergestellt werden kann, der insbesondere gut entlüftet, weil große Entlüftungsflächen möglich sind, und gleichzeitig durch die versetzt angeordneten luftdurchlässigen Lüftungsbereiche ein guter Produktschutz gewährleistet ist.
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Ein Entlüftungsluftstrom kann von der einen Seite der Papierbahn zur anderen strömen, da dieser Luftstrom über den ersten luftdurchlässigen Bereich der einen Lage, eine Strömung in der Papierbahnebene zwischen den beiden Lagen sowie ein daran anschließendes Durchtreten des luftdurchlässigen Bereichs der anderen Lage strömen kann.
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Die Erfindung umfasst auch den Fall, dass die erste Lage und die zweite Lage nicht die gleiche Breite aufweisen und/oder nicht bündig zueinander ausgerichtet sind. Vorzugsweise ist aber vorgesehen, dass die Breite der ersten Lage der Breite der zweiten Lage entspricht und/oder diese bündig ausgerichtet sind.
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Nach einer weiteren Modifikation der Erfindung verläuft der luftdurchlässige Bereich der ersten Lage und/oder der zweiten Lage durchgehend entlang einer Längsrichtung der Lage der Papierbahn.
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Dies ist für die Herstellung der mehrlagigen Papierbahn von Vorteil, da die erste Lage und/oder die zweite Lage dann jeweils von einer Rolle abwickelbar ist und die Bereiche geringerer Luftdurchlässigkeit während eines beim Abwickeln der Lage erfolgenden Bearbeitungsschritts - z. B. durch Perforation - geschaffen werden können.
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Nach einer weiteren Fortbildung weist die erste Lage und/oder die zweite Lage mehrere voneinander getrennte luftdurchlässige Bereiche auf, wobei sich die mehreren luftdurchlässigen Bereiche einer Lage vorzugsweise parallel zueinander in Längsrichtung der Papierbahn erstrecken, so dass sich eine streifenförmige Unterteilung der Papierbahn ergibt.
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Für eine ausreichende Luftdurchlässigkeit kann vorgesehen sein, dass es mehrere luftdurchlässige Bereiche in einer jeweiligen der ersten und der zweiten Lage gibt. So kann bspw. vorgesehen sein, dass die mehreren in einer Lage parallel zur Papierbahn verlaufenden luftdurchlässigen Bereiche den gleichen Abstand zueinander haben wie die mehreren in der anderen Lage parallel zur Papierbahn verlaufenden luftdurchlässigen Bereiche. Dieser zackenartige oder auch labyrinthartige Strömungsverlauf durch die zwei verschiedenen Lagen hindurch ist für einen aus der Papierbahn gefertigten Sack von Vorteil. Auch kann die Anzahl der luftdurchlässigen Bereiche der einen Lage gleich zu der Anzahl der luftdurchlässigen Bereiche der anderen Lage sein. Vom Grundgedanken der Erfindung ist aber auch erfasst, dass die Anzahl der luftdurchlässigen Bereiche der beiden Lagen unterschiedlich ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Lagen der mehrlagigen Papierbahn zueinander fest angeordnet, bspw. indem sie verklebt oder direkt miteinander verklebt sind. Vorzugsweise erstreckt sich dabei eine Klebeschicht oder -linie parallel zur Längsrichtung der Papierbahn.
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Die Erfindung kann ferner dadurch fortgebildet werden, dass der luftdurchlässige Bereich der ersten Lage und/oder der zweiten Lage durch eine Perforation, eine Beschichtungsaussparung und/oder ein hochporöses Material gebildet ist.
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Insbesondere das Perforieren einer Lage kann in einfacher Art und Weise auch während eines kontinuierlichen Abwickelns einer Lage von einer Rolle durchgeführt werden, indem mit einer in bestimmten Breitenbereichen mit Nadeln versehene Walze über die abgezogene Lage gerollt wird. Das Einbringen einer Perforation ist eine besonders einfache und gut handhabbare Möglichkeit, um die Luftdurchlässigkeit eines bestimmten Bereichs einer Lage zu verbessern.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass die mehrlagige Papierbahn eine Außenlage und einer Innenlage aufweist, zwischen denen die erste Lage und die zweite Lage angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Außenlage und die Innenlage aus Papier sind.
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Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist die erste Lage direkt auf der zweiten Lage angeordnet ist. Es befinden sich also keine anderen Lagen zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage.
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Nach einer vorteilhaften Modifikation der Erfindung ist die erste Lage und/oder die zweite Lage aus einem Papier oder einem beschichteten Papier, vorzugsweise aus einem mit einem gasdichten Material beschichteten Papier, bevorzugterweise aus einem mit Polyethylen beschichteten Papier.
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Der luftdurchlässige Bereich kann dann bspw. im Falle einer Lage, die aus einem beschichteten Papier ist, durch Einbringen einer Perforation in den gewünschten Gebieten erfolgen. Denkbar ist aber auch, dass eine beschichtungsfreie Zone den luftdurchlässigen Bereich bildet. Dies kann erfolgen indem eine Beschichtung in den gewünschten Bereichen gar nicht erst auf die Lage aufgebracht wird oder, falls diese dort schon vorhanden ist, wieder abgezogen wird.
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Vorteilhafterweise ist der erfindungsgemäße Sack hergestellt aus einem aus der mehrlagigen Papierbahn geformten mehrlagigen Schlauch. Dabei kann der Schlauch durch ein Verbinden, insbesondere durch ein Verkleben, zweier parallel zu den Längskanten der Papierbahn verlaufenden Verbindungsbereiche gebildet sein. Dies ist derart umgesetzt, dass in Umfangsrichtung des Schlauchs weiterhin der luftdurchlässige Bereich der ersten Lage vollständig versetzt zu dem luftdurchlässigen Bereich der zweiten Lage angeordnet ist.
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Nach einer Fortbildung umfasst ein jeweiliger Verbindungsbereich einen längs verlaufenden Randbereich der Papierbahn oder ist nahe zu diesem angeordnet. Auch kann vorgesehen sein, dass der Verbindungsbereich an einen Randbereich an einer Längskante der Papierbahn angrenzt.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbereiche der Papierbahn jeweils keine Überlappung mit einem luftdurchlässigen Bereich der ersten Lage und/oder der zweiten Lage aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass auch im Verbindungsbereich der Papierbahn ein Durchtreten von Luft nicht ohne das Ausführen der für die Erfindung typischen labyrinthartigen Strömungsverlaufs durch die beiden Lagen hindurch erfolgen kann.
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Bei einem Befüllen des erfindungsgemäßen Sacks kann Luft aus dem Inneren des Sacks über die versetzt zueinander angeordneten Bereiche entweichen und gleichzeitig ist das Innere des Sacks von äußeren Einflüssen gut geschützt ist. Ein einmal gefüllter Sack verschließt die (zacken- oder) labyrinthartige Strömungspassage, die das Austreten von Luft zulässt. In einem gefüllten Zustand drückt das Füllgut von innen her gegen die mehreren Lagen, so dass sich der zwischen den luftdurchlässigen Bereichen zweier Lagen angeordnete Bereich aufgrund des Drucks von Innen schließt. Die Strömungspassage ist demnach nach einem Befüllen des Sacks geschlossen, da die innere Lage gegen die äußere Lage gedrückt wird. Ein Eindringen von Feuchtigkeit von außen oder das Verlieren von Aromastoffen der Schüttung kann somit vermieden werden.
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Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung weist der Papiersack ferner gegenüberliegende Böden, vorzugsweise Kreuz- oder Blockböden, und Seitenwände zwischen den Böden auf. Dabei sind zumindest die Seitenwände aus einer Papierbahn oder einem Schlauch nach einer der vorstehend diskutierten Varianten gebildet. Vorteilhafterweise sind aber auch die Böden in Kreuz- oder Blockboden faltweise aus der mehrlagigen Papierbahn bzw. dem mehrlagigen Schlauch gebildet.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Beschichtung der ersten Lage und/oder der zweiten Lage einem Sackinneren zugewandt ist.
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Zudem kann nach einer Weiterbildung des Sacks in einen dann als Ventilboden bezeichneten Boden ein Ventilschlauch zum Befüllen des Papiersacks angeordnet sein.
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Beim Befüllen eines Sacks nach einer der vorstehend diskutierten Varianten kann die beim Befüllvorgang eingebrachte Luft den Sack über die luftdurchlässigen Bereiche der beiden Lagen verlassen. Da die luftdurchlässigen Bereiche aber keine Überlappungsbereiche haben, ist in einem befüllten Zustand der Schutz des im Sack befindlichen Schüttguts gewährleistet.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich. Es zeigen:
- 1: einen Papierschlauchabschnitt zur Herstellung eines Papiersacks aus dem Stand der Technik,
- 2: die Herstellung einer mehrlagigen Papierbahn für einen erfindungsgemäßen Sack,
- 3: ein abgeschnittenes Papierbahnstück, bei der die erste Lage halb von der zweiten Lage abgezogen ist,
- 4: einen Schlauch zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Papiersacks aus der mehrlagigen Papierbahn, und
- 5: einen erfindungsgemäßen Papiersack mit einem Aufriss der äußeren Lage an seiner vorderen Seitenwand.
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1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Schlauch 30, der zum Herstellen eines Papiersacks verwendet wird.
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Dabei wird ein einlagiges beschichtetes Papier so zu einem Schlauch 30 geformt, dass ein Überlappungsbereich A entsteht. Der Überlappungsbereich ist dabei am Randbereich des inneren Rands mittels des durchgehenden Klebestreifens 31 luft- und wasserdicht verklebt. Zusätzlich dazu ist ein weiterer unterbrochener Klebestreifen 32 vorgesehen, der im mittleren Abschnitt der Überlappung A verläuft. Am Randbereich des äußeren Rands ist ein weiterer durchgehender Klebestreifen vorgesehen, um diesen Randbereich am innen verlaufenden Abschnitt des einlagigen Papiers zu befestigen.
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Im inneren Randbereich ist zwischen der Verklebung 31 bis zu der nicht durchgehenden Verklebung 32 im mittleren Abschnitt der Überlappung A ein luftdurchlässiger Bereich (B; gepunktet dargestellter Bereich) vorgesehen, dessen Luftdurchlässigkeit gegenüber einem anderen Bereich der Papierlage vergrößert ist. Darüber hinaus ist im äußeren Randbereich zwischen der Verklebung 33 bis zu der nicht durchgehenden Verklebung 32 im mittleren Abschnitt der Überlappung A ebenfalls ein luftdurchlässiger Bereich (in 1: mit Schrägstrichen versehener Bereich) vorgesehen. Damit kann Luft während eines Füllvorgangs eines aus dem Schlauch gefertigten Sacks über den luftdurchlässigen Bereich B im inneren Randbereich, die nicht durchgehende Verklebung 32 und den luftdurchlässigen Bereich (in 1: mit Schrägstrichen versehen) nach außen entweichen.
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Der in 1 aus dem Stand der Technik vorbekannte Schlauch 30 ist in Bezug auf seine Vielzahl von Klebestellen, die durchgängig und auch unterbrochen sein müssen und die exakte Anordnung der luftdurchlässigen Bereiche im Überlappungsbereich A sehr aufwändig in seiner Herstellung. Zudem ist es wünschenswert, das innere des Schlauchs noch effektiver von äußeren Einflüssen zu schützen, und die Entlüftung zu verbessern durch Vergrößerung der luftdurchlässigen Bereiche, bzw. deren Platzierung außerhalb des Nahtbereichs des Schlauches.
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2 zeigt einen schematischen Herstellvorgang der mehrlagigen Papierbahn für den erfindungsgemäßen Sack.
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Man erkennt die auf einer Rolle 21 aufgerollte erste Lage 2, die in der Figur teilweise abgerollt ist. Ein abgerollter Abschnitt der ersten Lage 2 wird dabei über eine erste Perforationswalze 22 geführt, so dass die ersten Lage 2 der Länge nach in bestimmten Breitenbereichen perforiert wird. Die Perforationsbereiche oder auch luftdurchlässigen Bereiche 4 besitzen eine höhere Luftdurchlässigkeit als die nicht perforierten Bereiche 6 der ersten Lage 2.
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Weiter erkennt man eine auf einer Rolle 23 aufgewickelte zweite Lage 3, die ebenfalls teilweise abgerollt ist. Ähnlich wie der ersten Lage 2 wird auch der abgerollte Teil der zweiten Lage 3 über eine weitere Perforationswalze 24 geführt, so dass auch hier die zweite Lage 3 der Länge nach in bestimmten Breitenbereichen perforiert wird. Die Perforationsbereiche oder auch luftdurchlässigen Bereiche 5 der zweiten Lage 3 besitzen eine höhere Luftdurchlässigkeit als die nicht perforierten Bereiche 7 der zweiten Lage 3.
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Aus dem unteren Abschnitt der Figur geht hervor, dass die zweite Lage 3 über der ersten Lage 2 angeordnet wird. Dabei überlappen sich die luftdurchlässigen Bereiche 4 der ersten Lage 2 nicht mit den luftdurchlässigen Bereichen 5 der zweiten Lage 3. Diese grenzen auch nicht unmittelbar aneinander an, sondern haben in Breitenrichtung der Papierbahn einen gewissen Abstand zueinander. Dieser in Breitenrichtung verlaufende Abstand ist für die Erfindung nicht wesentlich, verbessert diese aber.
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Der untere Abschnitt der Figur (unterhalb der mit der zweiten Lage 3 zusammenwirkenden Perforationswalze 23) zeigt demnach eine erfindungsgemäße mehrlagige Papierschicht 1 für die Bildung eines erfindungsgemäßen Sackes.
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3 zeigt ein abgeschnittenes Stück der mehrlagigen Papierbahn 1, bei der die zweite Lage 3 halb von der ersten Lage 2 abgezogen ist. Dem Fachmann ist klar, dass zu besseren Verarbeitbarkeit die erste Lage 2 und die zweite Lage 3 aneinander befestigt werden können, bspw. durch das Anbringen von Klebepunkten oder Klebelinien. Diese verlaufen vorzugsweise in einem Randbereich der Längskanten der Papierbahn oder auch - als sogenannte Querklebung - quer zur Längsrichtung der Papierbahn nahe den in der Figur quer verlaufenden Schnittkanten, die zum Bilden von Schlauchabschnitten aus der mehrlagigen Papierbahn 1 gesetzt werden.
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Gestrichelt in der Figur dargestellt sind dabei die für das Erstellen eines Kreuzbodensacks erforderlichen Knickkanten. Zudem ist es erforderlich, dass dabei die in der Figur vertikal verlaufenden Randbereiche miteinander verbunden bzw. verklebt werden.
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Auch in der 3 wird ersichtlich, dass die zweite Lage 3 so auf der ersten Lage 2 platziert wird, dass die mehreren luftdurchlässigen Bereiche 5 der zweiten Lage 3 nicht mit einem luftdurchlässigen Bereich 4 der ersten Lage 2 überlappen. Der luftdurchlässige Bereich 4, 5 der einen Lage 2, 3 liegt vollflächig auf einem „luftundurchlässigen“ Bereich 6, 7 der anderen Lage 3, 2 auf.
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4 zeigt einen aus dem Stück der mehrlagigen Papierbahn 1 gefertigten Schlauch 8 in einer schematischen Darstellung.
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Entlang des Umfangs des Schlauchs 8 ist ein direktes von innen geradlinig radial nach außen verlaufendes Ausströmen von Luft nicht möglich. Dies wird dadurch unterbunden, da die luftdurchlässigen Bereiche 5 der inneren (zweiten) Lage 3 von einem undurchlässigen Bereich 6 der äußeren (ersten) Lage 2 abgedeckt sind. Die Strömungsrichtung einer von innen nach außen strömender Luft muss demnach eine zacken- oder labyrinthartige Form annehmen, um von innen das Äußere zu erreichen. Nur so gelingt es, über den luftdurchlässigen Bereich 5 der inneren (zweiten) Lage 3 und den luftdurchlässigen Bereich 4 der äußeren (ersten) Lage nach außen zu gelangen.
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Im Vergleich zum Stand der Technik, wie er in 1 beschrieben ist, ist der Schlauch nach der Erfindung weniger komplex in seinem Aufbau und damit auch kostengünstiger in seiner Herstellung. Zudem wird das Innere durch die nicht direkt aneinander angrenzenden luftdurchlässigen Bereich 4, 5 noch besser von äußeren Einflüssen geschützt.
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Sacks 10, der aus dem Schlauch 8 (vgl. 4) bzw. aus einem Stück der mehrlagigen Papierbahn 1 aufgebaut ist. Die vordere Seitenwand 12 ist dabei teilweise aufgerissen, um die Struktur der Seitenwand 12 erkennen zu können. Wie ersichtlich ist der luftdurchlässige Bereich (4) der äußeren Lage (2) versetzt zu dem luftdurchlässigen Bereich (5) der inneren Lage (3) angeordnet, um die vorstehend beschriebenen Strömungs- und Abdeckungsverhältnisse zu generieren.
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Der Sack 10 besitzt zwei gegenüberliegende Böden (11 und 13) sowie dazwischenliegende Seitenwände (12). Der obere Boden ist als Ventilboden (13) ausgebildet, in dem ein Ventilschlauch (15) zur Befüllung des Sacks eingearbeitet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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