AT507708B1 - Papierherstellstreichstation mit druckempfindlicher filmwalze - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT507 708B1 2012-01-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Papier- und Kartonherstell-maschinen und genauer gesagt auf Streichstationen in derartigen Maschinen. Der Ausdruck Streichstation soll einen Leimer (Leimauftragseinrichtung) oder eine Leimstation umfassen, bei denen Leim auf die Papier- oder Kartonoberfläche oder -Oberflächen in der Trockenpartie einer Papiermaschine oder Kartonmaschine aufgetragen wird.

[0002] Beim Streichen (Beschichten) einer Papierbahn oder Kartonbahn kann entweder ein direktes oder ein indirektes Aufträgen angewendet werden. Bei dem direkten Aufträgen wird das Streichmaterial auf der Bahn verteilt, wenn sich diese an einem Auftragbereich an der Oberfläche einer Gegenwalze vorbei bewegt. Bei dem indirekten Aufträgen wird ein Streichmaterial (Beschichtungsmaterial) zunächst auf einer Filmübertragungswalze oder einer anderen Übertragungswalze verteilt, von der es zu der Bahn in einem Beschichtungsspalt (Streichspalt) übertragen wird. Bei dem direkten Aufträgen ist es des Weiteren möglich, dass die Bahn durch ein Leim- oder Beschichtungsbad (Streichbad) tritt, das zwischen zwei Walzen ausgebildet ist, und dann durch einen Spalt läuft, der zwischen den beiden Walzen ausgebildet ist und der den unteren Auslass des Leim- oder Beschichtungsbades bildet. Das Beschichtungsmaterial (Streichmaterial) wird häufig übermäßig aufgetragen und die Beschichtungsmenge (Streichmenge), die auf dem sich bewegenden Substrat verbleibt, wird mittels eines Rakelelementes eingestellt, d. h. die Beschichtung wird bemessen (dosiert). Eine Rakelklinge oder eine sich drehende Rakelstange kann als das Rakelelement verwendet werden, das gegen das sich bewegende Substrat gedrückt wird. Die Last des Rakelelementes wird mittels Belastungsschläuchen vorgesehen, die mit einem Druckmedium oder einer mechanischen Kraft arbeiten, die das Rakelelement antreibt. Es hängt von der Last des Rakelelementes ab, wie viel Streichmaterial (Beschichtungsmaterial) von dem Auftragsbereich zusammen mit der sich bewegenden Bahn wegbefördert wird. Es gibt auch kontaktfreie Beschichtungsverfahren (Streichverfahren), die kein Rakelelement erforderlich machen. In diesen Verfahren verbleibt sämtliches aufgetragenes Beschichtungsmaterial auf der Bahn, wodurch das Bemessen (Dosieren) der Beschichtung mittels einer Pumpe oder mittels eines Ventils stattfindet, die oder das das Beschichtungsmaterial (Streichmaterial) in die Auftragvorrichtung zuführt.

[0003] Jedoch ist ein genaues Messen und Steuern der Streichqualität zunehmend schwierig geworden mit der Zunahme der Maschinenbreite und der Geschwindigkeit, die derzeit angewendet werden, um die Papiermaschinenleistung zu verbessern. Insbesondere leiden typische CD-Scannvorrichtungen, die optische Messvorrichtungen beim Scannen (Abtasten) von Messköpfen anwenden, an einer immanenten Ungenauigkeit der gemessenen Werte in Bezug auf die Bahnbewegung; d. h. die gemessen Werte sind von einer Momentaufnahme (Schnappschuss) eines CD-Profils der gemessenen Streichqualität weit entfernt.

[0004] Die Druckschrift Fl 2005 5019 (WO 2006/075 055) offenbart ein Verfahren zum Messen eines Spaltdrucks und/oder eines Druckprofils, bei dem eine einen Spalt ausbildende Walze mit einem Drucksensor unter einer Abdecklage eingesetzt wird, die einen Schutz bietet und als eine Feder auf dem Sensor fungiert, und der Spaltdruck liefert zu der Bodenfläche der Abdecklage eine Verformung, die proportional zu dem Spaltdruck ist, und die Verformung drückt den Sensor, der auf die Verformung durch eine Erzeugung eines elektrischen Signals anspricht.

[0005] Die Druckschrift Fl 2005 5020 (WO 2006/075 056) offenbart ein Verfahren zum Messen eines Spaltdrucks und/oder eines Druckprofils, bei dem eine einen Spalt ausbildende Walze mit einem Drucksensor unter einer Abdecklage sitzt, die als Schutz dient und als eine Feder auf dem Sensor fungiert, und der Spaltdruck liefert zu der Bodenfläche der Abdecklage eine Verformung, die proportional zu dem Spaltdruck ist, und die Verformung drückt den Sensor, der auf die Verformung durch ein Erzeugen eines elektrischen Signals anspricht.

[0006] Metso Paper, Inc., hat eine intelligente Walze auf den Markt gebracht, die als Spannungsmesswalze des Typs iRoll™ bekannt ist und die automatisch Spannungsprofile und deren Größe online misst. Die Druckschriften Fl 2005 5019 (WO 2006/075 055) (iRoll-Spannungspro- 1/12 österreichisches Patentamt AT507 708 B1 2012-01-15 filmessung) und Fl 2005 5020 (WO 2006/075 056) (iRoll-Druckprofilmessung) sind allgemein auf das Messen von CD-Profilen gerichtet.

[0007] Ein gegenüber Druck empfindlicher elektromechanischer Film (EMFi-Film) ist als ein Mikrofon und ein Lautsprecher verwendet worden. Es gibt unter anderem Anwendungen bei der aktiven Geräuschverringerung. Siehe beispielsweise http://www.panphonics.fi/applications.html. Die Anwendungen als Lautsprecher/zur Geräuschverringerung sind auf die Vibrationsfähigkeit des Filmes gegründet. Als ein Messsensor oder ein Mikrofon wandelt der Film Druck/Schall in ein elektrisches Signal um, aber als ein Lautsprecher wandelt er das elektrische Signal in eine Schwingung (Vibration) um. Die Technik ist kostengünstig, so dass sie verwendet werden kann, um eine große Wand/große Abdeckbereiche (Dachbereiche) beispielsweise zum Einstellen von Geräusch in Büros, sowohl in öffentlichen (kommunalen) als auch in privaten Gebäuden abzudecken.

[0008] Es ist bekannt, die Position des Randes der Bahn oder des Siebes durch einen druckempfindlichen Filmsensor zu messen. Es ist bekannt, das Spannungs- und Linearlastprofil durch einen Filmsensor zu messen. Es ist bekannt, einen druckempfindlichen Filmsensor hinter einer Metallplatte in dem Tastenfeld eines Aufzugs anzuordnen, um das durch einen Finger auf der Oberfläche der Metallplatte bewirkte Berühren zu identifizieren.

[0009] In der Druckschrift WO 2006/075 055 A1 wird ein Verfahren zum Messen eines Spaltdrucks vorgeschlagen, der indirekt ermittelt wird, indem ein Spannungsprofil der Bahn gemessen wird. Dabei wird durch einen Sensor die Bahnspannung bestimmt. In einer zweiten Option wird das Profil der Bahnspannung unmittelbar vor dem Spalt gemessen, um den Spalteffekt herauszufinden. Diese zweite Option wird bei einem Filmübertragungs-Streichvorgang angewendet.

[0010] Die Druckschrift EP 1 369 186 A2 beschäftigt sich mit dem Ermitteln von Zugkräften über die Bahnbreite (Profil), wodurch eine Zugspannungsverteilung gewonnen wird. Zu diesem Zweck wird ein entsprechender Sensor verwendet. Ziel ist es dabei, die Ebenheit eines Bandes, insbesondere Metallbandes, herauszufinden.

[0011] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein schnelles und genaues Bestimmen von Qualitätseigenschaften oder Details einer Beschichtung, die in Papier- oder Kartonstreichstationen aufgebracht wird, bereitzustellen. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung sollen bei Streichstationen solcher Arten anwendbar sein, bei denen ein Streichspalt (Beschichtungsspalt) vorhanden ist oder fehlt.

[0012] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung (Streichstation) gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0013] Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass eine Messung des Druckprofils in der Richtung CD in einer Streichvorrichtung es ermöglicht, Eigenschaften oder Attribute wie beispielsweise ein Streichdickenprofil (Beschichtungsdickenprofil) der Beschichtung in der Richtung CD zu überwachen und/oder zu steuern. Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Druckprofils in einer Papieroder Kartonbahnstreichstation.

[0014] Da die Messung des vollständigen Druckprofils in der Richtung CD innerhalb von weniger als einer Umdrehung einer Messwalze ausgeführt wird, ist das erlangte CD-Profil nahe einer simultanen Momentaufnahme (Schnappschuss) der Eigenschaft über die gesamte Bahn.

[0015] Somit ist eine genaue und schnelle Qualitätsmessung möglich, so dass die gemessene Qualität sogar für Steuerzwecke der Streichstation verwendet werden kann.

[0016] In der vorliegenden Erfindung ist eine Gegenwalze so positioniert, dass sie mit einer Papierbahn oder Kartonbahn in einer Papier- oder Kartonhersteilmaschine entlang eines Überlappungsbereiches in Eingriff gelangt. Ein gegenüber Druck empfindlicher Film ist an der Gegenwalze angeordnet, um das Druckprofil der Bahn in der Richtung CD entlang einer Kontaktli- 2/12 österreichisches Patentamt AT507 708B1 2012-01-15 nie zu messen, die sich in einer axialen Richtung der Gegenwalze erstreckt, und er ist innerhalb des Überlappungsbereiches positioniert. Eine Beschichtungsvorrichtung (Streichvorrichtung) bringt eine Beschichtung auf die Bahn auf, die über die Gegenwalze tritt, und ein Druckprofil der aufgebrachten Beschichtung wird durch den druckempfindlichen Film an der Gegenwalze gemessen. Im Ansprechen auf die erfasste Information über das Beschichtungsprofil (Streichprofil), kann die Streichvorrichtung so gesteuert werden, dass das Streichprofil so eingestellt wird, dass es noch stärker annähernd den erwünschten Streichprofilzielen entspricht.

[0017] Außerdem macht die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen des Druckprofils in einer Streichstation für eine Papier- oder Kartonbahn geringe Änderungen bei der Anlage erforderlich und kann daher ohne Weiteres in einer vorhandenen Streichstation für eine Papier- oder Kartonbahn eingebaut werden.

[0018] Die Anwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht das Vorsehen einer Papier- oder Kartonbahnstreichstation, in der eine Gegenwalze eine Schwingung zum Reinigen, Konditionieren oder Steuern der Beschichtungsströmung anwendet. Dafür kann der Film angetrieben werden, um eine einstellbare Schwingung zum Reinigen der Streicheinrichtung (des Beschichters) oder zum Konditionieren oder Steuern der Beschichtungsströ-mung/Streichstoffströmung vorzusehen.

[0019] Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich hervor.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0020] Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Streichstation, die einen Rakelbeschichter (Rakelstreicheinrichtung) in einer Papier- oder Kartonmaschine der vorliegenden Erfindung anwendet.

[0021] Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gegenwalze in der Streichstation von

Fig. 1.

[0022] Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Streichstation, die einen sog. slide curtain coater in einer Papier- oder Kartonmaschine der vorliegenden Erfindung anwendet.

[0023] Fig. 4 zeigt eine ausschnittartige schematische Seitenansicht einer Streichstation der vorliegenden Erfindung, die eine Streichvorrichtung OptiCoat™-Jet der Metso Paper, Inc. anwendet.

[0024] Fig. 5 zeigt eine ausschnittartige schematische Seitenansicht einer Streichstation der vorliegenden Erfindung, die eine Streichvorrichtung OptiCoat™-Jet Duo™ von Metso Paper, Inc. anwendet.

[0025] Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht einer Leimpresse, bei der die vorliegende Erfindung angewendet ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

[0026] Nachstehend wird auf die Figuren 1 bis 6 ausführlicher Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile bezeichnen, wobei eine Streichstation 20 in einer Papieroder Kartonhersteilmaschine in Fig. 1 dargestellt ist. Die Streichstation 20 hat eine Streichvorrichtung 22, die in Bezug auf eine Papierbahn oder Kartonbahn 24 angeordnet ist, die über eine Gegenwalze 26 läuft.

[0027] Die Gegenwalze 26 kann eine intelligente Spannungs- oder Druckmesswalze iRoll™ der Metso Paper, Inc. sein, wie sie beispielsweise in den Druckschriften WO 2006/075 055 und WO 2006/075 056 beschrieben ist, auf deren Offenbarungen hierbei Bezug genommen wird. Wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Gegenwalze 26 mit einem EMFi-Filmdrucksensor 28 ausgestattet, der durch eine (nicht gezeigte) kalt aushärtende Polymerabdeckung abgeschirmt ist. Der 3/12 österreichisches Patentamt AT507 708 B1 2012-01-15

Sensor 28 sitzt beispielsweise in einer schräg verlaufenden Nut, die in die Walze hineingeschnitten ist und ist durch eine oder mehrere Abdecklagen bedeckt. Genauer gesagt zeigt Fig. 2 einen Sensor 28, der an eine Walze 26 gesetzt ist oder vorzugsweise unter eine Beschichtung der Walze eingesenkt ist und der ein Abschnitt (Segment) einer Spiralhelix (Spirale) ist. Der Sensor hat eine spiralartige Teilung (Pitch) in der Laufrichtung einer Bahn 24, die in dem dargestellten Beispiel geringfügig kleiner als ein Überlappungswinkel 3 ist. Der Überlappungswinkel bezieht sich auf einen Abschnitt der Walze, der mit der Bahn in Kontakt steht. In Fig. 2 ist der Sensor außerhalb des Überlappungswinkels 3 abgebildet. Eine Schutznut kann für den Sensor 28 vorgesehen sein, um den Sensor in diese hinein einzusetzen. Somit fluchtet der Sensor vorzugsweise mehr oder weniger mit der umgebenden Oberfläche. Ein durch die Bahn 24 erzeugter Druck wird zu dem Sensor 28 durch eine mögliche drüber angeordnete Beschichtung übertragen. Der Sensor selbst ist beispielsweise durch Leimen oder Einwickeln befestigt. Der Sensor muss auf einer glatten Oberfläche eingesetzt sein und die drüber gelegte Beschichtung muss im Hinblick auf die Qualität gleichmäßig sein. Da der Sensor sehr dünn ist, ist sein Einsetzen ohne eine Schutznut möglich. Die darüber gelegte Beschichtung kann der Glätte wegen geschliffen oder abgeflacht werden, um das Ausbilden einer Ausbauchung an der Walzenoberfläche, die mit dem Sensor übereinstimmt, zu vermeiden. Druckempfindliche Filme anderer Art können angewendet werden. Der Sensor 28 misst die Kräfte, die entgegen der Walze erzeugt werden, und ihre Querprofile. Die Gegenwalze 26 ist so positioniert, dass sie keinen Spalt an einer Kontaktlinie zwischen der Bahn und der Gegenwalze ausbildet, an der die Beschichtung aufgetragen wird, und ein Druckprofil wird erfasst. Die Kontaktlinie befindet sich in dem Überlappungsbereich 3, in dem die Bahn mit der Gegenwalze in Eingriff steht und diese überlappt. Die Gegenwalze mit dem Spiralsensor dreht sich entgegen der Bahn, so dass der Druck an einem Ort gemessen wird, der sich über die Bahn in der Maschinenquerrichtung bewegt, wenn sich die Gegenwalze dreht.

[0028] Die Gegenwalze 26 mit dem Drucksensor 28, der in einem lokal ausgeschnittenen Abschnitt der Gegenwalze 26 in Fig. 1 dargestellt ist, kann mit einer Vielfalt an Beschichtungsvorrichtungen (Streichvorrichtungen) 22 in der Streichstation angewendet werden, beispielsweise mit einem Rakelbeschichter wie er in Fig. 1 gezeigt ist, oder einem sog. slide curtain coater 30, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. In Betrieb tritt die Papierbahn oder Kartonbahn 24 über die Gegenwalze 26, während eine Beschichtung von der Beschichtungsvorrichtung (Streichvorrichtung) 22 auf die Bahn aufgetragen wird. Das Aufträgen der Beschichtung bringt dadurch ein Druckprofil in der Maschinenquerrichtung auf die Bahn auf und folglich auf die Gegenwalze, wobei das Druckprofil durch den Drucksensor 28 gemessen wird. Die Ergebnisse der Sensormessung können dann verwendet werden, um die Beschichtungsvorrichtung 22 oder andere Aspekte der Papiermaschine oder Kartonmaschine einzustellen, um Beschichtungseigenschaften oder die Qualität in der erwünschten Weise zu beeinflussen.

[0029] Der Druck, der die Beschichtung zu der Bahn drückt, wird durch den druckempfindlichen Filmsensor gemessen. Die Messung geschieht hierbei von der Bahn (nicht in einem Spalt). Die Beschichtung kann massiv (festkörperartig) sein, beispielsweise ein laminierter Film oder dergleichen, oder die Beschichtung kann ein Pulver oder ein trockenes Beschichtungsmaterial sein, oder die Beschichtung kann ein Fluid sein, beispielsweise kann sie eine flüssige Dispersion aus Wasser oder einem anderen Lösungsmittel und Gesteinsmaterial, Polymerleim oder Klebstoff sein, sie kann auch ein Sprühnebel sein, der gasartige und flüssige Tropfen aufweist.

[0030] Die abtastende Gegenwalze kann mit einer Vielfalt an Beschichtungsvorrichtungen (Streichvorrichtungen) verwendet werden, beispielsweise verschiedene Beschichtungsvorrichtungen, die von der Metso Paper, Inc. hergestellt werden, und nachstehend erörtert sind, und außerdem mit einer Leimpresse.

[0031] Wenn er mit dem Jet-Beschichter 32 OptiCoat™ (ValCoat™), wie er schematisch in Fig. 4 gezeigt ist, verwendet wird, kann der Sensor 28 an der Gegenwalze 26 das Beschichtungsstrahlprofil, das von dem Strahl 38 aufgetragen wird, messen, indem sein Druckprofil von der Gegenwalze gemessen wird, und/oder der gleiche Sensor 28 kann verwendet werden, um den Druck des Klingenprofils dort zu messen, wo die Rakelklinge 36 mit der beschichteten Bahn 4/12 österreichisches Patentamt AT507 708 B1 2012-01-15 (gestrichenen Bahn) in Eingriff steht, was dem Beschichtungsprofil gleichkommt. Die von dem Sensor entnommenen Daten können in einer Profileinstellung, Diagnose etc. genutzt werden. Es sollte hierbei beachtet werden, dass ein zusätzlicher EMFi-Sensor auch innerhalb der Lip-pe/der Kammern des (nicht dargestellten) Strahlbeschichters positioniert werden kann.

[0032] Eine Gegenwalze 26 mit einem Sensor 28 kann auch mit der Beschichtungsvorrichtung OptiCoat™ Jet Duo™ 40 der Metso Paper angewendet werden, wie dies schematisch in Fig. 5 gezeigt ist, in der der Strahl 38 zu einer ersten Gegenwalze 42 (26) gerichtet wird und die Klinge 36 mit einer stromabwärtigen Gegenwalze 44 (26) in Eingriff steht. Beide Gegenwalzen können Sensoren 28 haben oder, wenn lediglich eine Klingenprofilmessung erwünscht ist, kann lediglich die zweite Gegenwalze 44 mit einem Sensor 28 ausgestattet sein. Die Anordnung in dieser Streichstation 20 ist einfacher dahingehend, dass ein Sensor lediglich einen Faktor misst.

[0033] Die Gegenwalze 26 mit dem Sensor 28 kann mit einer Beschichtungsvorrichtung eines Kurzverweilbeschichters OptiBlade™ der Metso Paper verwendet werden, wie sie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. In Kurzverweilbeschichtern (Streichanlagen mit kurzer Verweilzeit) ist es möglich, das Druckprofil der Klinge in der Maschinenquerrichtung an jeder Umdrehung der Walze zu messen, was ein Beschichtungsmengenprofil ergibt.

[0034] In der Besichtungsvorrichtung (Streichvorrichtung), die die AutoBlade™-Klingenmesstechnologie der Metso Paper, Inc., anwendet, bei der das Beschichtungsprofil in sowohl der Maschinenquerrichtung als auch in der Maschinenrichtung eingestellt wird, überwacht in einer Anordnung, die der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ähnlich ist, die Gegenwalze mit dem Sensor das Profil des Beschichtungsfilms in dem Spalt zwischen der Breitstreckwalze und der Gegenwalze (Flächendruck, der durch die Beschichtungsfarbe gegen die Walze aufgebracht wird). Es ist außerdem möglich, dass sich ein weiterer Sensor an der Breitstreckwalze befindet, wodurch diese verwendet werden kann beim Messen von Auftragdruck + der Profile, die auf die Oberfläche der Walze aufgebracht werden). Insbesondere wird das Druckprofil an der Rakelklinge gemessen.

[0035] Fig. 6 zeigt schematisch eine Leimpresse als eine Beschichtungsstation (Streichstation) 20, die zwei Gegenwalzen 26 hat, die jeweils die Bahn 24 von jeder Seite von dieser kontaktieren, um einen Beschichtungsspalt (Streichspalt) 5 zwischen ihnen auszubilden. In dieser indirekten Leimpressenanwendung werden Walzen 33, die in ein Leimbad getaucht werden, verwendet, um den Leim (als die Beschichtung 31) auf die Oberflächen der Gegenwalzen 26 aufzutragen, und dann wird der Leim zu der Bahn 24 übertragen. Zumindest eine der Gegenwalzen 26 (hier beide) ist/sind mit dem Sensor 28 versehen, der ein Druckprofil entlang der Kontaktlinie erfasst; das heißt der Beschichtungsspalt 5 bei diesem Ausführungsbeispiel. Die Auftragswalzen 33 können mit (nicht dargestellten) individuellen Sensoren versehen sein und/oder die Sensoren 28 der Gegenwalzen 26 können des Weiteren verwendet werden, um ein Druckprofil in dem Spalt zwischen Gegenwalze 26 und Auftragwalze 33 zu messen.

[0036] Die Streichstation 20 kann ohne Weiteres mit vorhandenem Papiermaschinen oder Kartonmaschinen angewendet werden, was ermöglicht, dass die vorhandene Maschine umgebaut wird, indem die zuvor vorhanden Gegenwalzen anhand einer intelligenten Walze der iRoll-Art und eines Automatisierungs-Update, Auftrags- und Klingenprofilmessung und Profileinstellungen auf den neuesten Stand gebracht werden, was eine Messung ergibt, die viel schneller ist als das Beschichtungsprofil, das von dem Messscanner einer Station des Standes der Technik kommt.

[0037] Zum Überwachen und Steuern der Streichvorrichtung kann ein weiterer druckempfindlicher Filmsensor 29 verwendet werden zum Messen der Ebene und der Nase des sog. slide curtain coaters 30 wie beispielsweise bei der in Fig. 3 gezeigten Streichstation. Der Filmsensor kann unterhalb einer geeigneten Abdeckung auf Flächen, die in Kontakt mit der Strömung der Beschichtungsfarbe 31 des Vorhangsbeschichters (curtain coater) 30 stehen, eingebaut werden und, wenn dies erwünscht ist, kann der Sensor sogar unterhalb eines Metallelementes angeordnet werden. Somit kann der Filmsensor 29 innerhalb des Vorhangsbeschichters (curtain 5/12 österreichisches Patentamt AT507 708 B1 2012-01-15 coater) angeordnet werden, um das Beschichtungsfarbenströmungsprofil, das Dickenprofil, das Strömungsratenprofil etc. und auch die Position des Randes der Beschichtungsfarbe durch an dem Rand angeordnete Filmsensorstücke derart zu messen, dass der Sensor den Punkt des Beschichtungsfarbenrandes identifiziert. In ähnlicher Weise kann der Sensor die Breiten der verschiedenen Lagen in einem Mehrlagenstreichen identifizieren. Der Sensor 29 kann verschiedene Messungen in der Beschichternase und seinem Endstück ausführen: das Überwachen des Erzeugungspunktes des Vorhangs (Profil), das Lösen des Vorhangs von der Nase, das Flattern (flapping) an dem Startpunkt etc. Der Sensor kann den Kontaktdruck an dem Randstreifen (an der Ebene, an dem Punkt des Vorhangs) messen, er kann so optimiert werden, dass der Vorhang gerade noch an den Rändern befestigt bleibt. Darüber hinaus kann der Sensor das Düsenspaltprofil messen, beispielsweise eine Verschmutzungsdiagnose etc.

[0038] In dem Streichprozess ist eine weitere Anwendung des vorstehend beschriebenen Sensors eine Anwendung zum Messen periodischer Änderungen in dem Längsspannungsprofil der Bahn. Derartige periodische Änderungen sind ein Indikator von Unregelmäßigkeiten in dem Streichprozess (oder dem Papierherstellprozess oder Kartonherstellprozess). Für diese Sensoranwendung wird eine mit einem Sensor ausgestattete Walze (iRoll, hergestellt durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung) als eine kontaktfreie Sensorwalze angewendet. Luft wird zwischen die Bahn und die Walze geblasen, wobei die Luft ein Luftpolster ausbildet und ermöglicht, dass die Walze sich bei einer anderen Umfangsgeschwindigkeit/Richtung als die Bewegung der Bahn bewegt (dreht). In dieser Weise können Unregelmäßigkeiten, die synchron zu der Bewegung der mit dem Sensor ausgestatteten Gegenwalze sind, abgetastet werden, da die Abtastperiode (üblicherweise einmal pro einer Umdrehung) der kontaktfreien Walze sich von der Gegenwalze unterscheidet. Beim Auswerten der so gemessenen periodischen Änderungen im Längsspannungsprofil können beispielsweise Schmutz oder andere Unregelmäßigkeiten an der Gegenwalze oder in der Streichvorrichtung überwacht werden.

[0039] Es sollte hierbei beachtet werden, dass es möglich ist, die vorstehend erwähnte Anwendung der kontaktfreien Walze dahingehend abzuwandeln, dass beispielsweise die Walze als solche eine perforierte Walze ist, die ermöglicht, Luft aus dem Inneren des Walzenmantels zu blasen, so dass die Bahn aufschwimmt.

[0040] Es ist des Weiteren möglich, die kontaktfreie Sensorwalze durch einen Schwenksensorbalken zu ersetzen, der mit der gleichen Sensortechnologie ausgestattet ist, wie sie vorstehend in Bezug auf die Gegenwalze und/oder die Streichstation beschrieben ist. Der Sensorbalken kann sich quer zu der Bewegungsrichtung der Bahn erstrecken. Wenn Luft außerdem von der Oberfläche des Balkens, die der Bahn zugewandt ist, heraus geblasen wird, oder zwischen der Balkenoberfläche und der Bahn geblasen wird, schwimmt die Bahn in Bezug auf den Balken oder oberhalb des Balkens auf. Der Balken kann daran angepasst werden, dass er sich in der Richtung der Bewegung der Bahn oder entgegengesetzt zu dieser bewegt. Die Signale von dem Balkensensor können in der gleichen Weise verwendet werden, wie dies vorstehend beschrieben ist, d. h. zum Identifizieren von periodischen Änderungen im Längsspannungsprofil der Bahn, um auf das Vorhandensein von Unregelmäßigkeiten in der Streichstation wie beispielsweise Schmutz an der Gegenwalze Rückschlüsse zu ziehen. Es sollte hierbei beachtet werden, dass diese Anwendung eines Sensors in Kombination mit einer aufschwimmenden Bahn auch bei einer Umkehrvorrichtung in einer Papiermaschine / Beschichtungsstation angewendet werden kann, um auf Unregelmäßigkeiten in Verbindung mit der Papierherstellung oder dem Streichen ausgehend von periodischen Änderungen in der Längsspannung der Bahn Rückschlüsse zu ziehen.

[0041] Der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendete Sensor kann ein EMFi (ein dynamischer) Filmsensor oder irgendein anderer bekannter Filmesensor sein, der einen statischen Druck misst, beispielsweise ein Sensor als Kraft erfassender Widerstand (FSR™), der durch die IEE SA aus Luxemburg hergestellt wird, siehe http://www.iee. Iu/nav02/technoloav.htm, oder ein Kraftsensor des Typs „Peratech quantum tunneling composi-te" (QTC), siehe http://www.peratech.co.uk/sensors.htm. der durch die Peratech Ltd. aus Brompton on Swale, Richmond, Großbritannien, hergestellt wird. Diese Sensoren sind außeror- 6/12 österreichisches Patentamt AT507 708B1 2012-01-15 dentlich empfindlich und identifizieren, wenn dies erforderlich ist, einen Kontaktdruck sogar hinter einer Metallplatte. Abgesehen von dem vorstehend beschriebenen sog. slide curtain coater 30 kann der Sensor bei anderen Arten an Streichstationen angewendet werden, beispielsweise zum Messen des Profils der Strahllippe.

[0042] Der druckempfindliche Filmsensor 29, der als ein weiterer Sensor angewendet wird, wandelt Druck/Schall in ein elektrisches Signal um, jedoch dient der Sensor, wenn er durch eine geeignete Steuereinrichtung oder einen Treiber angetrieben wird, der das erforderliche elektrische Signal liefert, als ein Lautsprecher, der das elektrische Signal in Schwingung (Vibration) umwandelt. Die Verwendung des Films, der eine leicht einstellbare Vibration erzeugt, wird mit einer Streichstation angewendet, bei der eine Vorhangstreichvorrichtung (curtain coater) 30 involviert ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

[0043] Der vibrierende Filmsensor kann in Randstreifen integriert werden, um ein Reinigen und/oder eine "Reibungseinstellung" der Randstreifen mit sich zu bringen. Die Schwingung (Vibration) des Films hält die Ränder von Beschichtungsfarbe (Streichfarbe) sauber, und mittels der Schwingungsbewegung kann die Reibung zwischen dem Vorhang und dem Randstreifen eingestellt werden. Dadurch ist es möglich, auf spezielle Behandlungsmaterialien oder Abdeckungen, die ein kontinuierliches Erneuern erforderlich machen, zu verzichten.

[0044] In einem Vorhangbeschichter kann der vibrierende Film bei Gleitebenen-Nasen-Anwendungen angewendet werden: [0045] - Ein vibrierender Film unterhalb der Nase an dem Ablösepunkt des Vorhangs, dadurch wird verhindert, dass die Beschichtungsfarbe auf den Oberflächen aushärtet; [0046] - Ein vibrierender Film für die Nase an dem Ablösepunkt des Vorhangs, dadurch wird der Ablösepunkt eingestellt/konditioniert.

[0047] In dem Vorhangbeschichter kann der vibrierende Film verwendet werden zum Steuern der Strömung der Beschichtungsfarbe auf der Ebene: [0048] - Die Strömung der Beschichtungsfarbe auf der Ebene kann beeinflusst werden und beispielsweise ihr Profil durch den vibrierenden Film (die Vibration beeinflusst die Reibung zwischen der Beschichtungsfarbe und der Ebene); [0049] - Durch das Einstellen der Vibrationsamplitude und der Vibrationsfrequenz ist es mög lich, dazu beizutragen, in welcher Lage und welcher Tiefe sie (die Vibration) insbesondere eine Beeinflussung ausübt. Das Reinigen der Düse, Kammern etc. sind intern gewählte Ziele des Vorhangbalkens (an den schwierigsten Punkten ist ein elektromechanischer Film integriert, der bei einer erwünschten möglicherweise einstellbaren Frequenz vibriert).

[0050] Es sollte hierbei verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf den speziellen Aufbau und die spezielle Anordnung der hierbei dargestellten und beschriebenen Teile beschränkt ist, sondern sämtliche derartige abgewandelte Formen von ihnen umfasst, die in den Umfang der Ansprüche fallen.

[0051] Es sollte außerdem beachtet werden, dass die Kontaktlinie, die in den Ansprüchen definiert ist, sich in der axialen Richtung der Gegenwalze erstreckt. Des Weiteren liegt diese Kontaktlinie innerhalb des Überlappungsbereiches zwischen der Bahn und der Gegenwalze, d. h. in dem Teil der Bahnlaufbahn, in dem der Sensor einem beschichteten (gestrichenen) Abschnitt der Bahn zugewandt ist. Die Kontaktlinie kann somit außerhalb eines Beschichtungsspalts liegen, wenn ein derartiger Spalt vorhanden ist; jedoch kann die Kontaktlinie auch innerhalb des Beschichtungsspaltes liegen. 7/12

Claims (15)

1. österreichisches Patentamt AT507 708B1 2012-01-15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Streichen einer Papierbahn oder Kartonbahn mit den folgenden Schritten: - Passieren-Lassen einer Papierbahn oder Kartonbahn (24) über eine Gegenwalze (26), die einen an ihr angeordneten druckempfindlichen Filmsensor (28) hat; - Aufbringen einer Beschichtung (31) auf die Bahn (24), wenn diese über die Gegenwalze (26) tritt, um dadurch ein Druckprofil in einer Maschinenquerrichtung (CD) auf die Gegenwalze (26) aufzubringen; und - Messen des Drucks, der die aufgebrachte Beschichtung (31) zu der Bahn (24) drückt, durch den druckempfindlichen Filmsensor (28) entlang einer Kontaktlinie in einem Überlappungsbereich zwischen der Bahn (24) und der Gegenwalze (26).
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung (31) auf die Bahn (24) einen Schritt aufweist, der aus der Gruppe gewählt wird, die aus folgenden Schritten besteht: - Aufbringen eines laminierten Filmes, - Aufbringen eines Pulvers oder trockenen Beschichtungsmaterials, - Aufbringen eines Fluids, - Aufbringen eines Leimes.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung (31) auf die Bahn (24) den folgenden Schritt aufweist: - Aufbringen einer flüssigen Dispersion aus Wasser oder einem anderen Lösungsmittel und Gesteinsmaterial, Polymer.
4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Beschichtung (31) als ein Sprühnebel aufgetragen wird, der gasartige und flüssige Tropfen umfasst.
5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung (31) auf die Bahn (24) den folgenden Schritt aufweist: - in Eingriff-Bringen einer Rakelklinge (36) mit der beschichteten Bahn (24), wenn diese über die Gegenwalze (26) tritt.
6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung (31) auf die Bahn (24) des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: - Abgeben einer Beschichtung (31) von einem Strahl auf die Bahn (24) vor einer Rakelklinge (36), und - wobei ein Druckprofil entlang einer Kontaktlinie gemessen wird, an der die Rakelklinge (36) an der Bahn (24) positioniert ist.
7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Schritt des Abgebens der Beschichtung (31) durch einen Strahl auf die Bahn (24) stattfindet, wenn die Bahn (24) über eine zusätzliche Walze (44) tritt, die von der Walze (26, 42) beabstandet ist, über die die Bahn (24) läuft, während die Rakelklinge mit der Bahn (24) in Eingriff steht.
8. 8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung (31) auf die Bahn (24), wenn diese über die Gegenwalze (26) tritt, den folgenden Schritt aufweist: - Abgegeben einer Beschichtung (31) von einem Vorhang-Auftragswerk auf die Bahn (24), wenn diese über die Gegenwalze (26) tritt.
9. 9. Verfahren gemäß Anspruch 1, das des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: - Nutzen der Druckprofilmessungen zum Einstellen des Beschichtungsprofils auf der Bahn (24). 8/12 österreichisches Patentamt AT507 708 B1 2012-01-15
10. 10. Streichstation in einer Papiermaschine oder Kartonmaschine mit: - einer Gegenwalze (26), die so positioniert ist, dass sie mit einer Papierbahn oder Kartonbahn (24) entlang einer Kontaktlinie in einem Überlappungsbereich der Gegenwalze (26) und der Bahn (24) in Eingriff steht; - einem druckempfindlichen Filmsensor (28), der an der Gegenwalze (26) angeordnet ist; und - einer Streichvorrichtung, die in Bezug auf die Gegenwalze (26) positioniert ist und die die Beschichtung (31) auf die Bahn (24), die über die Gegenwalze (26) tritt, aufbringt; - wobei der an der Gegenwalze (26) angeordnete druckempfindliche Filmsensor (28) ein druckempfindlicher Filmsensor zum entlang der Kontaktlinie erfolgenden Messen des Druckprofils der auf die Bahn (24) aufgebrachten Beschichtung (31) ist.
11. 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Streichvorrichtung des Weiteren eine Rakelklinge (36) aufweist, die so positioniert ist, dass sie mit der Beschichtung (31) auf der Bahn (24) in Eingriff steht, wenn diese über die Gegenwalze (26) tritt.
12. 12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Streichvorrichtung des Weiteren einen Streichstrahlapplikator aufweist, der eine Beschichtung (31) auf die Bahn (24) vor der Rakelklinge (36) abgibt, und wobei der Filmsensor (28) ein Filmsensor zum Ermitteln eines Druckprofils ist, das entlang einer Kontaktlinie gemessen wird, an der die Rakelklinge (36) an der Bahn (24) positioniert ist.
13. 13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die des Weiteren eine zusätzliche Gegenwalze (44) aufweist, die stromabwärtig von der Gegenwalze (26, 42) beabstandet ist, wobei das Abgeben der Beschichtung (31) von einem Strahl zu der Bahn (24) stattfindet, wenn die Bahn (24) über die zusätzliche Gegenwalze (44) tritt.
14. 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Streichvorrichtung ein Vorhang-Auftragswerk aufweist und des Weiteren einen Drucksensor (29) aufweist, der an Abschnitten der Streichvorrichtung positioniert ist, um zumindest entweder ein Dickenprofil, ein Strömungsratenprofil, ein Beschichtungsfarbenprofil, eine Beschichtungsfarbenrandposition und/oder eine Mehrlagenbeschichtungsbreite zu messen.
15. 15. Vorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 14, wobei der Sensor (28, 29) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden Sensoren besteht: - ein elektromechanischer Filmsensor (EMFi-Sensor), ein kraftempfindlicher Widerstandssensor und ein Kraftsensor eines druckempfindlichen Typs. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 9/12