DE10057731A1 - Assembly discharges liquid coating to fast moving web paper descending over a roller at a defined angle - Google Patents
Assembly discharges liquid coating to fast moving web paper descending over a roller at a defined angleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension, auf einen laufenden Untergrund, umfassend ein Vorhang-Auftragswerk, welches das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang oder Schleier an den Untergrund abgibt, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt.The invention relates to a device for one-sided or two-sided Applying liquid or pasty application medium, in particular aqueous pigment suspension, on a running surface, comprising a curtain application, which the order medium as in the Moving curtain or veil due to gravity delivers the surface, whereby the surface with the direct application Surface of a material web, in particular made of paper or cardboard, and at indirect application, preferably the surface of a transfer element a transfer roller, which is then the application medium to the Surface of the material web transfers.
Bei der Beschichtung von Materialbahnen unter Einsatz eines Vorhang- Auftragswerks (in der Fachwelt auch als "Curtain Coating" bekannt) wird das Auftragsmedium an den Untergrund in Form eines Auftragsmedium- Vorhangs abgegeben, der sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt vom Auftragswerk zum Untergrund bewegt. Dass das Vorhang-Auftragswerk sich dabei in einem vorbestimmten Abstand vom Untergrund befindet, hat unter anderem den Vorteil, dass es beispielsweise bei einem Bahnabriss einem geringeren Beschädigungsrisiko ausgesetzt ist. Vorhang-Auftrags werke unterscheiden sich von anderen "kontaktlosen" Auftragswerken, beispielsweise Freistrahl-Düsenauftragswerken, bei welchen die Bewegung des Auftragsmediums vom Auftragswerk zum Untergrund hauptsächlich vom Ausstoßimpuls aus der Abgabedüse des Auftragswerks herrührt, grundlegend, da die Gestalt des aus der Abgabedüse austretenden Vorhangs lediglich dem Wechselspiel zwischen der Oberflächenspannung des Auftragsmediums und der Schwerkraft ausgesetzt ist. Die Oberflächen spannung versucht dabei, den Vorhang, der bezogen auf sein Volumen bzw. seine Querschnittsfläche eine sehr große Oberfläche bzw. Umfangslänge aufweist, zusammenzuziehen, um so seine Oberfläche zu verringern. Diesem Effekt widersetzt sich lediglich die Schwerkraft, die den Vorhang zu strecken sucht. Es ist daher leicht einzusehen, dass es umso schwieriger ist, einen über die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßig dicken Auftrgasmedium- Vorhang zu erhalten, je größer diese Arbeitsbreite ist.When coating material webs using a curtain Commissioned work (also known as "curtain coating") the application medium to the surface in the form of an application medium Curtain, which is essentially due to gravity from Commissioned work moved to the underground. That the curtain commission is at a predetermined distance from the ground Among other things, it has the advantage that it breaks down, for example is exposed to a lower risk of damage. Curtain contract works differ from other "contactless" commissioned works, for example free jet nozzle applicators, in which the movement of the order medium from the order work to the substrate mainly comes from the ejection impulse from the delivery nozzle of the application unit, fundamental because the shape of the curtain emerging from the dispensing nozzle only the interplay between the surface tension of the Application medium and gravity. The surfaces tension tries to remove the curtain that is related to its volume or its cross-sectional area has a very large surface or circumferential length has to contract so as to reduce its surface area. this Effect only resists gravity, which the curtain too stretch seeks. It is therefore easy to see that it is all the more difficult a uniformly thick application gas medium over the entire working width Obtain curtain, the larger this working width.
Die Beschichtung von Materialbahnen mittels eines Vorhang-Auftragswerks, das der Materialbahn das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Auftragsmedium-Vorhang bzw. -Schleier zuführt, ist von der Beschichtung von photographischen Filmen, Tonbändern und dergleichen seit langem bekannt. Allerdings weisen die Materialbahnen auf diesen Anwendungsgebieten eine erheblich geringere Breite auf, als dies bei moderenen Anlagen zur Herstellung von Papier- und Kartonbahnen der Fall ist, bei denen Materialbahnbreiten von mehr als 10 m gefordert werden. Einen über diese Breite gleichmäßig dicken Auftragsmedium-Vorhang bilden und stabil halten zu können, ist eine Aufgabe, bei der es alles andere als naheliegt, sich von den vergleichsweise einfach zu kontrollierenden bekannten schmalen Auftragsmedium-Vorhängen Anregungen für eine funktionstaugliche Lösung zu erwarten. Darüber hinaus bewegen sich die Materialbahnen in modernen Anlagen zur Herstellung von Papier- und Kartonbahnen mit Geschwindigkeiten von bis zu 3000 m/min. was ein Vielfaches der Geschwindigkeit ist, mit der sich die bekannten schmalen Materialbahnen bewegen, und überdies eine weitere hohe Belastung für die Stabilität des Auftragsmedium-Vorhangs darstellt.The coating of material webs using a curtain applicator, that of the material web the application medium as essentially gravitationally moving application medium curtain or curtain feeds is from the coating of photographic films, tapes and the like have long been known. However, the material webs have in these fields of application a considerably smaller width than this in modern plants for the production of paper and cardboard webs The case is where material web widths of more than 10 m are required. Form an application medium curtain that is uniformly thick over this width and being able to keep it stable is a task that is anything but is obvious from the comparatively easy to control known narrow application medium curtains suggestions for a functional solution to be expected. In addition, the move Material webs in modern plants for the production of paper and Cardboard webs with speeds of up to 3000 m / min. what a Is a multiple of the speed at which the known narrow Moving material webs, and also another high burden for the Represents stability of the application medium curtain.
Die DE 199 03 559 A1 stellt eine ganze Reihe von Wirkprinzipien vor, welche es ermöglichen sollen, die von der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht unmittelbar vor einem Vorhang-Auftragswerk zu schwächen. Auf die Möglichkeiten, die Effizienz dieser Wirkprinzipien zu verbessern, geht diese Druckschrift jedoch nicht ein. DE 199 03 559 A1 presents a whole series of active principles, which should make it possible to carry along the material web Air boundary layer immediately in front of a curtain application weaknesses. On the possibilities of the efficiency of these active principles improve, this document is not considered.
Die WO 97/03009 befasst sich mit dem Problem der Trocknung von Materialbahnen nach dem Auftrag von Medien, nämlich Druckfarben, insbesondere im Tief-Rollenoffset- und Flexodruck. Sie schlägt vor, die Gasmoleküle an der Oberfläche der Materialbahn mittels einer Korona- Entladung zu ionisieren und zu einer Elektrode hin zu beschleunigen, um durch den mit diesem "Ionenwind" einhergehenden Gasaustausch an der Materialbahnoberfläche die Trocknungseffizienz zu erhöhen.WO 97/03009 deals with the problem of drying Material webs after the application of media, namely printing inks, especially in deep web offset and flexo printing. She suggests that Gas molecules on the surface of the material web by means of a corona Ionize discharge and accelerate toward an electrode to due to the gas exchange at the Material surface to increase the drying efficiency.
Zum weiteren Stand der Technik sei der Vollständigkeit halber noch auf die DE 198 03 240 A1 und die DE 198 29 449 A1 verwiesen.For the sake of completeness, we refer to the further state of the art DE 198 03 240 A1 and DE 198 29 449 A1 referenced.
Ferner sei auf die prioritätsältere, jedoch nachveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 100 12 345.7 hingewiesen.Furthermore, the older, but later published German Patent application DE 100 12 345.7 pointed out.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das "Curtain Coating" für den Einsatz in Anlagen zur Herstellung oder/und Veredelung von breiten und sich schnell bewegenden Materialbahnen, vorzugsweise aus Papier oder Karton, weiter zu verbessern, insbesondere was die Relativ anordnung von Vorhang-Auftragswerk und Untergrund anbelangt.In contrast, it is an object of the present invention, the "curtain Coating "for use in plants for manufacturing or / and finishing of wide and fast moving material webs, preferably from Paper or cardboard to further improve, especially what the relative arrangement of curtain application and background.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension, auf einen laufenden Untergrund, umfassend ein Vorhang-Auftragswerk, welches das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang oder Schleier an den Untergrund abgibt, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertrags elements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftrags medium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt, und wobei die zulaufseitige Halbebene einer an der Auftreffposition des Auftragsmedium- Vorhangs auf den Untergrund an den Untergrund angelegten Tangentialebene mit dem Auftragsmedium-Vorhang einen Winkel α von höchstens etwa 30°, vorzugsweise höchstens etwa 20°, einschließt.This object is achieved by a device for one-sided or double-sided application of liquid or pasty Application medium, in particular aqueous pigment suspension, on a running underground, including a curtain commission, which the Application medium as moving essentially due to gravity Releases curtain or veil to the surface, the surface at direct application of the surface of a material web, especially paper or cardboard, and with indirect application the surface of a transfer elements, preferably a transfer roller, which is the order medium then transfers to the surface of the material web, and the inlet-side half-plane of one at the impact position of the application medium Curtain on the underground to the underground tangential plane with the application medium curtain an angle α of at most about 30 °, preferably at most about 20 °.
Wenn Vorstehend davon die Rede war, dass die Tangentialebene den Winkel α "mit dem Auftragsmedium-Vorhang einschließt", so kommt es hierbei auf den Verlauf des Vorhangs unmittelbar vor dem Auftreffen auf den Untergrund an. Insbesondere wird dieser Winkel also nicht einfach mit einer durch die Abgabedüse verlaufenden vertikalen Geraden gebildet. Vielmehr werden Effekte berücksichtigt, welche den Auftragsmedium- Vorhang aus der Vertikalen auslenken können, beispielsweise elektro statische Kräfte, der Mitnahmeeffekt durch den Untergrund und dergleichen.If above it was said that the tangent plane the Angle α "includes with the application medium curtain", so it comes in doing so on the course of the curtain immediately before hitting the underground. In particular, this angle is not easy a vertical straight line formed through the dispensing nozzle. Rather, effects are taken into account that affect the order medium Can deflect the curtain from the vertical, for example electro static forces, the entrainment effect through the underground and the like.
Zur Einstellung der gewünschten Relativanordnung von Auftragswerk und Untergrund kann es vorteilhaft sein, hierfür eine spezielle Stellvorrichtung für das Auftragswerk vorzusehen. Ist der Untergrund von einer Übertrags walze gebildet, oder ist die Materialbahn im Bereich des Vorhang-Auftrags werks um eine Gegenwalze herumgeführt, so kann die Winkeländerung durch eine einfache translatorische Verstellung des Auftragswerks mit einer horizontalen Bewegungskomponente erzielt werden. Darüber hinaus kann durch eine translatorische Verstellung des Auftragswerks mit einer vertikalen Bewegungskomponente die Fallhöhe des Auftragsmedium- Vorhangs eingestellt werden.To set the desired relative arrangement of the order work and It may be advantageous to use a special actuator for this purpose to be provided for the commissioned work. Is the underground from a carry over Roll formed, or is the material web in the area of the curtain order factory around a counter roll, the angle change through a simple translational adjustment of the application work with a horizontal motion component can be achieved. Furthermore, can through a translational adjustment of the commissioned work with a vertical motion component the drop height of the application medium Curtain can be set.
Die Materialbahn kann im Bereich des Auftreffens des Auftragsmedium- Vorhangs auf dem Untergund von einem Gegenelement, beispielsweise einer Gegenwalze oder einem endlos umlaufenden Stützband, gestützt sein. Es ist jedoch ebenso möglich, dass das Auftragsmedium in einem freien Bahnzug auf die Materialbahn aufgebracht wird, d. h. in einem Abschnitt der Laufstrecke der Materialbahn, in welchem diese nicht durch ein derartiges Gegenelement gestützt ist. In diesem Fall wird die vorstehend angespro chene, mit dem Auftragsmedium-Vorhang den Winkel α einschließende Tangentialebene von der Oberfläche der Materialbahn selbst gebildet. The material web can be in the area of impact of the application medium. Curtain on the background of a counter element, for example a counter roller or an endlessly rotating support belt. However, it is also possible that the application medium in a free Web tension is applied to the material web, d. H. in a section of the Running path of the material web, in which this is not due to such Counter element is supported. In this case the above is addressed chene, including the angle α with the application medium curtain Tangential plane formed by the surface of the material web itself.
Die letztgenannte Alternative hat den Vorteil, dass der Auftragsmedium- Vorhang ohne weiteres eine größere Breite aufweisen kann als die Mate rialbahn. Die Materialbahn wird in diesem Fall vollständig, d. h. über ihre gesamte Breite mit Auftragsmedium benetzt. Das die Materialbahn nicht benetzende Auftragsmedium wird vorteilhafterweise aufgefangen und gewünschtenfalls zum erneuten Auftrag zum einem Auftragsmedium-Vorrat zurückgeführt. Auf diese Weise können Probleme umgangen werden, die im Bereich der seitlichen Ränder des Auftragsmedium-Vorhangs aufgrund der Tatsache auftreten, dass die Oberflächenspannung des Auftragsmediums den Vorhang zusammenzuziehen versucht.The latter alternative has the advantage that the order medium Curtain can easily have a greater width than the mate rialbahn. In this case, the material web is complete, i. H. about their wetted entire width with application medium. Not the web of material wetting application medium is advantageously collected and if desired for a new order to an order medium stock recycled. In this way, problems can be avoided that occur in the Area of the side edges of the application medium curtain due to the Fact occur that the surface tension of the application medium tries to draw the curtain.
Grundsätzlich ist es auch bei Stützung der Materialbahn durch ein Gegen element denkbar, mit einem breiteren Auftragsmedium-Vorhang zu arbeiten. In diesem Fall muss allerdings das die Materialbahn nicht benetzende Auftragsmedium wieder von der Oberfläche des Gegenelements abgerakelt werden.Basically, it is also when the material web is supported by a counter element conceivable to work with a wider application medium curtain. In this case, however, that which does not wet the material web must be Application medium scraped off the surface of the counter element again become.
Weist der Auftragsmedium-Vorhang eine kleinere Breite auf als die Mate rialbahn, so verbleibt auf der Materialbahn ein strichfreier Rand. Der Auftragsmedium-Vorhang kann dabei beispielsweise vollständig auf die Materialbahn aufgetragen. Es ist aber auch möglich, die Randbereiche des Auftragsmedium-Vorhangs aufzufangen und abzuführen, bevor der restliche Vorhang auf der Materialbahn auftrifft.If the application medium curtain has a smaller width than the mate radial web, a line-free edge remains on the material web. The Order medium curtain can, for example, completely on the Material web applied. But it is also possible to the edge areas of the Catch and drain the application media curtain before the rest Curtain hits the material web.
Der Durchmesser der von der Materialbahn teilweise umschlungenen Gegen walze kann einen Wert von zwischen etwa 300 mm und etwa 2000 mm aufweisen. Ferner kann die Länge des Vorhangs einen Wert von zwischen etwa 5 mm und etwa 400 mm, vorzugsweise von zwischen etwa 40 mm und etwa 200 mm aufweisen. Auf die Bedeutung der Vorhanglänge für die Erzielung eines qualitativ hochwertigen Auftragsergebnisses wird nachfolgend an Hand der Erläuterung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 noch detailliert eingegangen werden. The diameter of the counter roll partially wrapped by the material web can have a value of between approximately 300 mm and approximately 2000 mm. Furthermore, the length of the curtain can have a value of between approximately 5 mm and approximately 400 mm, preferably between approximately 40 mm and approximately 200 mm. The importance of the curtain length for achieving a high-quality order result will be discussed in more detail below with reference to the explanation of the embodiment according to FIG. 1.
Schließlich wird das Auftragsmedium erfindungsgemäß fertigdosiert auf den Untergrund aufgebracht. D. h. es wird im Unterschied zu dem vom Konzern der Anmelderin unter der Bezeichnung "Jetflow F" vertriebenen Freistrahl- Düsenauftragswerk nicht mit mehrfachen Überschuss an Auftragsmedium gearbeitet. Das vom Vorhang-Auftragswerk auf den Untergrund aufge brachte Auftragsmedium verbleibt dort vollständig. Beispielsweise von Leckagen oder Verschmutzungen von Walzen oder dergleichen herrührende Verluste an Auftragsmedium können selbstverständlich nicht vollständig ausgeschlossen werden, sind hier aber auch nicht vom Begriff des "mehrfachen Überschusses" umfasst und machen überdies üblicherweise nur einen Bruchteil der auf den Untergrund aufgebrachten Menge von Auftragsmedium aus. Dies gilt im Übrigen auch für an der Materialbahn vorbeifallende Teile des Auftragmedium-Vorhangs, wenn zur Vermeidung von Randeffekten mit einem Auftragsmedium-Vorhang gearbeitet wird, dessen Breite diejenige der Materialbahn übersteigt.Finally, according to the invention, the application medium is completely metered onto the Applied surface. I.e. it becomes different from that of the group the free jet marketed by the applicant under the name "Jetflow F" Nozzle applicator with multiple excess application medium worked. That from the curtain application on the ground brought order medium remains there completely. For example from Leakage or contamination from rollers or the like Loss of order medium can of course not be complete are excluded from the concept of "Multiple surplus" usually includes and makes only a fraction of the amount of Order medium. This also applies to the material web parts of the application medium curtain falling by, if to avoid edge effects are worked with an application medium curtain, the width of which exceeds that of the material web.
Bei so kleinen Winkeln, wie sie erfindungsgemäß von dem Auftragsmedium- Vorhang und dem Untergrund eingeschlossen werden, besteht die Gefahr, dass in den engen Zwickel zwischen Untergrund und Auftragsmedium- Vorhang Luft eingeschleppt wird, die in Form von Blasen zwischen Unter grund und Auftragsschicht die vollständige oder zumindest doch die gleichmäßige Bedeckung des Untergrunds mit Auftragsmedium gefährdet. Im Extremfall kann es sogar zu einem "Abprallen" des Auftragmedium- Vorhangs vom Untergrund kommen. Dieser Gefahr kann erfindungsgemäß dadurch begegnet werden, dass dem Zwickel zwischen dem Auftrags medium-Vorhang und dem Untergrund eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in diesem Zwickel zugeordnet ist.At angles as small as those according to the invention from the application medium Curtain and the underground are enclosed, there is a risk that in the tight gusset between the substrate and the application medium Air curtain is introduced in the form of bubbles between sub reason and job layer the complete or at least the Even coverage of the substrate with application medium is at risk. In extreme cases, the application medium can even "bounce off" Curtain coming from the underground. This danger can occur according to the invention be countered by the gusset between the job medium curtain and the underground a device for generating a Negative pressure is assigned in this gusset.
Diese Unterdruck-Erzeugungsvorrichtung kann beispielsweise einen Saugkasten umfassen. Der erzeugte Unterdruck kann den Auftragsmedium- Vorhang zum Untergrund hinziehen, was eine bessere Benetzung des Untergrunds bewirkt. Beim direkten Auftrag kann der Unterdruck darüber hinaus die "Verankerung" des Auftragsmediums in der den Untergrund bildenden Materialbahn begünstigen. Zur Erhöhung seiner Effizienz kann dem Saugkasten zulaufseitig oder/und auslaufseitig ein Schaberelement zugeordnet sein, das mit einer Schaberkante auf dem Untergrund aufliegt. Hinsichtlich konstruktiver Details des angesprochenen Saugkastens sei auf die nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen DE 100 12 256.6 und DE 100 12 347.3 aus dem Konzern der Anmelderin verwiesen, auf die hiermit Bezug genommen wird.This vacuum generating device can, for example, be one Hold the suction box. The negative pressure generated can Pull the curtain towards the surface, which means better wetting of the Causes underground. When applying directly, the vacuum can be above it also the "anchoring" of the application medium in the underground favor material web. Can increase its efficiency a scraper element on the inlet side and / or outlet side be assigned, which rests on the surface with a scraper edge. Regarding constructive details of the mentioned suction box be on the post-published German patent applications DE 100 12 256.6 and DE 100 12 347.3 from the applicant 's group, to which reference is hereby made.
Bei Überschreiten der oberen Grenze von etwa 30° besteht hingegen die Gefahr, dass die auf das Auftragsmedium bei dessen Auftreffen auf dem Untergrund ausgeübte Beschleunigung in Bewegungsrichtung des Unter grunds zu große Werte annimmt. Dies kann zum Reißen des Auftrag medium-Vorhangs führen und somit eine lückenlose Bedeckung des Untergrunds mit Auftragsmedium verhindern.If the upper limit of about 30 ° is exceeded, however, there is Risk that the on the order medium when it hits the Acceleration applied in the direction of movement of the surface assumes values that are too large. This can tear the job medium curtain and thus a complete covering of the Prevent the substrate with the application medium.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:The invention is explained below using an exemplary embodiment based on the enclosed drawing will be explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung des grund legenden Aufbaus und der Funktion der erfindungsgemäßen Vorhang-Auftragsvorrichtung; und Fig. 1 is a schematic side view for explaining the basic structure and the function of the curtain application device according to the invention; and
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform bei welcher das Auftrags medium in einem freien Anzug auf die Materialbahn aufge bracht wird. Fig. 2 shows a modified embodiment in which the order medium is brought up in a free suit on the material web.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein mit 10 bezeich net. Sie umfasst ein Vorhang-Auftragswerk 12 mit einer Verteilkammer 14 und einer Abgabedüse 16, durch welche das Auftragsmedium 18 als Vor hang 20 an einen sich in Richtung des Pfeils L bewegenden Untergrund U abgibt. Dabei ist der Untergrund U im dargestellten Ausführungsbeispiel die Oberfläche 22a einer Materialbahn 22, die im Bereich der Auftreffposition P des Vorhangs 20 auf dem Untergrund U um eine Stützwalze 24 herum geführt ist.In Fig. 1, an inventive device is generally designated 10 net. It comprises a curtain applicator 12 with a distribution chamber 14 and a dispensing nozzle 16 , through which the application medium 18 emits as a curtain 20 to a substrate U moving in the direction of the arrow L. In the illustrated embodiment, the surface U is the surface 22 a of a material web 22 which is guided around a support roller 24 in the area of the impact position P of the curtain 20 on the surface U.
In Fig. 1 ist ferner mit V die Richtung bezeichnet, in der sich der Auftragsmedium-Vorhang 20 zum Untergrund U hin bewegt. Aufgrund der vorstehend bereits angesprochenen und durch die Viskosität des Auftrags mediums 18 ermöglichte Mitnahme des Vorhangs 20 durch den laufenden Untergrund U weicht die Richtung V etwas von der Vertikalen ab. Ferner ist mit TE eine Tangentialebene an die Oberfläche der Walze 24 in der Auf treffposition P bezeichnet. Von der durch die Auftreffposition P in Querrichtung Q verlaufenden Gerade wird dabei zulaufseitig die Halbebene zHE dieser Tangentialebene TE begrenzt.In Fig. 1, V also denotes the direction in which the application medium curtain 20 moves toward the underground U. Due to the already mentioned above and made possible by the viscosity of the application medium 18 entrainment of the curtain 20 through the running surface U, the direction V deviates somewhat from the vertical. Furthermore, TE is a tangential plane to the surface of the roller 24 in the on position P referred. The half plane zHE of this tangential plane TE is delimited from the straight line through the impingement position P in the transverse direction Q.
Das Auftragswerk 12, genauer gesagt dessen Abgabedüse 16, weist von der Auftreffposition P auf dem Untergrund U einen Abstand H auf. Über diese Fallhöhe H fällt das aus der Abgabedüse 16 austretende Auftrags medium 18 im Wesentlichen schwerkraftbedingt zum Untergrund U hin. Da das Auftragsmedium 18 auf dieser Fallstrecke beschleunigt wird, verringert sich die Dicke des Vorhangs 20 von einem der Weite D der Abgabedüse 16 entsprechenden Wert auf einen Wert d unmittelbar vor dem Auftreffen auf dem Untergrund U (Vorstreckung). Aufgrund des Unterschieds zwischen der Geschwindigkeit des fallenden Vorhangs 20 unmittelbar vor dem Auftreffen auf dem Untergrund U und der Geschwindigkeit der Materialbahn 22 wird das Auftragsmedium 18 beim Kontakt mit dem Untergrund U nochmals gestreckt (Kontaktstreckung), so dass die Dicke der auf den Untergrund U aufgebrachten Schicht 26 lediglich noch den Wert s aufweist.The application unit 12 , more precisely its dispensing nozzle 16 , is at a distance H from the impact position P on the substrate U. Above this drop height H, the application medium 18 emerging from the discharge nozzle 16 essentially falls to the underground U due to gravity. Since the application medium 18 is accelerated on this falling path, the thickness of the curtain 20 decreases from a value corresponding to the width D of the dispensing nozzle 16 to a value d immediately before it hits the substrate U (pre-stretching). Due to the difference between the speed of the falling curtain 20 immediately before it hits the substrate U and the speed of the material web 22 , the application medium 18 is stretched again when it comes into contact with the substrate U (contact stretching), so that the thickness of the applied on the substrate U. Layer 26 only has the value s.
Ferner ist das Vorhang-Auftragswerk 12 relativ zur Stützwalze 24 derart angeordnet, dass der Winkel α, den zulaufseitige Tangentialhalbebene zHE mit der Bewegungsrichtung V des Vorhangs 20 einschließt, einen Wert von bis zu etwa 30°, vorzugsweise von zwischen etwa 10° und etwa 20° aufweist. Ferner ist in dem Zwickel Z zwischen dem Auftragsmedium-Vorhang 20 und der Materialbahn 22 ein Saugkasten 25 angeordnet, der in dem Zwickel Z vorhandene Luft absaugt und so in dem Zwickel Z einen Unter druck erzeugt. Infolge dieses Unterdrucks wird zum einen die Tendenz des Lufteintrags zwischen Auftragsschicht 26 und Materialbahn 22 gemindert und zum anderen der Auftragsmedium-Vorhang 20 aktiv zur Materialbahn 22 hingezogen. Beides unterstützt die gewünschte "Verankerung" des Auftragsmediums 18 auf der Materialbahn 22.Furthermore, the curtain applicator 12 is arranged relative to the support roller 24 such that the angle α, which includes the tangential half-plane zHE on the inlet side with the direction of movement V of the curtain 20 , has a value of up to approximately 30 °, preferably between approximately 10 ° and approximately 20 ° has. Furthermore, a suction box 25 is arranged in the gusset Z between the application medium curtain 20 and the material web 22 , which sucks off air present in the gusset Z and thus generates a negative pressure in the gusset Z. As a result of this negative pressure, on the one hand the tendency of the air to enter between the application layer 26 and the material web 22 is reduced, and on the other hand the application medium curtain 20 is actively drawn towards the material web 22 . Both support the desired "anchoring" of the application medium 18 on the material web 22 .
Nachzutragen ist noch, dass der Saugkasten 25 zum einen zum Auftrags werk 12 und zum anderen zur Materialbahn 22 hin mittels geeigneter Dichtungsvorrichtungen abgeschlossen ist, um seine Effektivität zu erhöhen. So ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zwischen dem Saugkasten 25 und dem Auftragswerk 12 eine Dichtungsleiste 25a vorgesehen, und ist zwischen dem Saugkasten 25 und der Materialbahn 22 eine Dichtungs bürste 25b vorgesehen. Anstelle der Dichtungsbürste 25b kann aber auch ein Schaberelement als zulaufseitige Dichtung des Saugkastens 25 vorgesehen sein.It is also to be added that the suction box 25 is completed on the one hand to the order work 12 and on the other hand to the material web 22 by means of suitable sealing devices in order to increase its effectiveness. Such a sealing strip is in the embodiment of Fig. 1, between the suction box 25 and the applicator 12 is provided 25 a, and is disposed between the suction box 25 and the material web 22 is a sealing brush 25 b is provided. Instead of the sealing brush 25 b, a scraper element can also be provided as the inlet-side seal of the suction box 25 .
Je größer der Wert der Höhe H ist, desto größer ist die Geschwindigkeit des Auftragsmediums 18 beim Auftreffen auf der Materialbahn 22 und somit auch dessen Vorstreckung. Aufgrund des relativ kleinen Werts des Winkel α hat das Auftragsmedium 18 beim Auftreffen auf der Materialbahn 22 bereits eine relativ große Geschwindigkeitskomponente in deren Bewe gungsrichtung. Daher braucht das Auftragsmedium 18 im Zuge der Kontakt streckung nicht mehr so stark beschleunigt zu werden, was die Neigung des Auftragsmedium-Vorhangs 20, beim Auftreffen auf der Materialbahn 22 zu reißen, zumindest reduziert, wenn nicht gar vollkommen zunichte macht.The greater the value of the height H, the greater the speed of the application medium 18 when it hits the material web 22 and thus also its pre-stretching. Α due to the relatively small value of the angle of the coating medium 18 has already supply direction, a relatively large component of velocity in their BEWE when impinging on the material web 22nd Therefore, the application medium 18 no longer needs to be accelerated as much in the course of the contact stretching, which at least reduces, if not completely nullifies, the tendency of the application medium curtain 20 to tear when it hits the material web 22 .
Zur Einstellung der Relativanordnung von Auftragswerk 12 und Gegenwalze 24, d. h. zur Wahl des Winkels α, ist eine Stellvorrichtung 40 vorgesehen, welche das Auftragswerk 12 in der Darstellung gemäß Fig. 1 nach rechts und links verschieben kann.To adjust the relative arrangement of application unit 12 and counter-roller 24 , ie for the selection of the angle α, an adjusting device 40 is provided which can shift the application unit 12 to the right and left in the illustration according to FIG. 1.
Der genaue Verlauf V des Auftragsmedium-Vorhangs 20 von der Abgabe düse 16 zum Untergrund U weicht, wie vorstehend bereits erwähnt, auf grund verschiedener Effekte etwas von einem streng vertikalen Verlauf ab. Zum einen ist da der Mitnahmeeffekt durch den sich in Laufrichtung L bewegenden Untergrund U zu nennen, der aufgrund der Viskosität des Auftragsmediums 18 nicht nur in der Nähe des Auftreffpunkts P zu einer Krümmung des Vorhangs 20 führt, sondern sich bis in den Bereich unmittelbar nach der Abgabedüse 16 hinein auswirken kann. Dieser Effekt ist in Fig. 1 andeutungsweise dargestellt. Als weiterer Effekt ist der sog. "Teekanneneffekt" zu nennen.The exact course V of the application medium curtain 20 from the dispensing nozzle 16 to the underground U differs, as already mentioned above, from a strictly vertical course due to various effects. On the one hand, there is the entrainment effect due to the substrate U moving in the direction of travel L, which due to the viscosity of the application medium 18 not only leads to a curvature of the curtain 20 in the vicinity of the point of impact P, but also extends into the area immediately after the Dispensing nozzle 16 can affect it. This effect is indicated in Fig. 1. Another effect is the so-called "teapot effect".
Anhand der Ausführungsform gemäß Fig. 2 soll erläutert werden, dass man das Vorhang-Auftragswerk 112 auch in einem freien Bahnzug der Material bahn 122 anordnen kann, d. h. in einem Abschnitt des Wegs der Material bahn 122 zwischen einer Umlenkwalze 150 und einer berührungslos arbeitenden Bahnleitvorrichtung, beispielsweise einem sogenannten "Air turn" 152, in dem diese nicht von einem Gegenelement, vergleichbar der Stützwalze 24, gestützt ist.Will be explained with reference to the embodiment according to Fig. 2, that the curtain applicator 112 web in a free web draw the material 122 can be arranged, that is in a portion of the path of the material web 122 between a guide roller 150 and a non-contacting web-directing device, For example, a so-called "air turn" 152, in which it is not supported by a counter element, comparable to the support roller 24 .
Die Anordnung in einem freien Bahnzug erlaubt es in einfacher Weise, die in Querrichtung Q gemessene Breite des Auftragsmedium-Vorhangs 120 größer zu wählen als die entsprechende Breite der Materialbahn 122. In einem derartigen freien Bahnzug kann nämlich problemlos eine Auffang wanne 148 für die Materialbahn 122 nicht benetzendes Auftragsmedium 118 angeordnet werden. Durch diese Anordnung werden die vorstehend bereits angesprochenen Probleme im Bereich der seitlichen Ränder des Auftragmedium-Vorhangs 120 in einfacher Weise umgangen. Da in einem freien Bahnzug der Materialbahn 122 die Tangentialebene TE an die Materialbahn 122 in der Auftreffposition P des Vorhangs 120 auf der Materialbahn 122 von der Materialbahn 122 selbst gebildet wird, und somit auch dem Verlauf der zulaufseitigen Halbebene zHE wird der Winkel α im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 von der Bewegungsrichtung des Vorhangs 120 und dem zulaufseitigen Abschnitt der Materialbahn 122 eingeschlossen.The arrangement in a free web tension allows the width of the application medium curtain 120 measured in the transverse direction Q to be selected to be larger than the corresponding width of the material web 122 . In such a free web train namely a catch pan 148 for the material web 122 non-wetting application medium 118 can be arranged. With this arrangement, the problems already mentioned above in the area of the lateral edges of the application medium curtain 120 are avoided in a simple manner. Since the tangent plane TE of the curtain is in a free web draw of the material web 122 to the web 122 in the landing position P 120 is formed on the material web 122 from the web 122 itself, and thus also the shape of the inlet-side half plane Zhe is the angle α in the embodiment of Fig. 2 enclosed by the direction of movement of the curtain 120 and the upstream portion of the material web 122.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Saugkasten 125 überdies zulaufseitig mittels eines gegen die Oberfläche der Materialbahn 122 angestellten Schabers 125c abgedichtet.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the suction box 125 is also sealed on the inlet side by means of a scraper 125 c placed against the surface of the material web 122 .
Claims (12)
wobei der Untergrund (U) bei direktem Auftrag die Oberfläche (22a) einer Materialbahn (22), insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt, und
wobei weiter die zulaufseitige Halbebene (zHE) einer an der Auftreffposition (P) des Auftragsmedium-Vorhangs (20) auf den Untergrund (U) an den Untergrund (U) angelegten Tangentialebene (TE) mit dem Auftragsmedium-Vorhang (20) einen Winkel (α) von höchstens etwa 30°, vorzugsweise höchstens etwa 20°, einschließt.1. Device ( 10 ) for one-sided or two-sided application of liquid or pasty application medium ( 18 ), in particular aqueous pigment suspension on a running surface (U), comprising a curtain application unit ( 12 ), which is the application medium as essentially gravity emits a moving curtain ( 20 ) or veil to the underground (U),
wherein the substrate (U) with direct application is the surface ( 22 a) of a material web ( 22 ), in particular made of paper or cardboard, and with indirect application the surface of a transfer element, preferably a transfer roller, which then applies the application medium to the surface of the Material web transfers, and
further wherein the inlet-side half-plane (SHG) of a at the impact position (P) of the application medium curtain (20) applied onto the substrate (U) to the base (U) tangential plane (TE) with the application medium curtain (20) an angle ( α) of at most about 30 °, preferably at most about 20 °.
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