Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen einer fliessfähigen Masse auf eine nicht textile Bahn, wobei die Masse mittels eines umlaufenden Entnahmeförderers als Schicht aus einem Vorrat entnommen und zu der Bahn gefördert und wobei die nicht auf die Bahn übertragene Masse von dem Entnahmeförderer wieder in den Bereich des Vorrats zurückgefördert wird.
Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Auftragen einer fliessfähigen Masse auf eine Bahn mit einem umlaufenden Entnahmeförderer zum Entnehmen einer Masseschicht aus einem Vorrat, zum Fördern der Masseschicht zu der Bahn und zum Zurückfördern der nicht auf die Bahn übertragenen Masse in den Bereich des Vorrates.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Auftrag von fliessfähigen, insbesondere flüssigen Massen auf eine Bahn mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern, wobei insbesondere Gaseinschlüsse in der nicht auf die Bahn übertragenen in den Vorratsbereich zurückgeförderten Masse beseitigt werden sollen, bevor der Entnahmeförderer eine neue Masseschicht aus dem Vorrat austrägt.
Die Lösung bei dem Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass an der auf der Oberfläche des Entnahmeförderers zurückgeförderten nicht übertragenen Masseschicht eine Schicht aus fliessfähiger Masse in entgegengesetzter Richtung entlanggefördert wird. Die nicht übertragene Masse kann dabei durch einen Kanal gefördert werden, durch den fliessfähige Masse in entgegengesetzter Richtung (gegenläufig) gedrückt wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung wird darin gesehen, dass die Masse von der Oberfläche des Entnahmeförderers, vorzugsweise einer Entnahmewalze, entnommen und zu der Bahn gefördert wird und nicht übertragene Masse zu dem Kanal gefördert wird, wobei die Oberfläche des Entnahmeförderers eine Begrenzungsfläche des Kanals bildet.
Dabei kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Oberfläche des Entnahmeförderers durch den Kanal gedrückte Masse, die zurückgeförderte Masse zumindest teilweise enthalten kann, zu einer Pumpeinrichtung gelangen, die Masse zu dem Vorrat zurückfördert, aus dem der Entnahmeförderer Masse als Schicht austrägt.
Wenn die Masse im Vorrat, aus dem der Entnahmeförderer Masse als Schicht austrägt, unter Druck gehalten wird, ist es vorteilhaft, gemäss einer Weiterbildung der Erfindung den Druck über den Kanal, durch den Masse gegenläufig gedrückt wird, sowie mindestens einen weiteren Kanal vorzugsweise auf Atmosphärendruck abzubauen.
Die eingangs genannte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Entnahmeförderers mit einer Begrenzungswand einen Kanal bildet, dessen Einlass an den unter Überdruck stehenden Vorrat angrenzt derart, dass fliessfähige Masse entgegen der Förderrichtung des Entnahmeförderers durch den Kanal gedrückt wird.
Als Entnahmeförderer eignet sich besonders eine Entnahmewalze; dieser kann vorteilhaft eine Dosierwalze so zugeordnet sein, dass der zwischen den beiden Walzen entstehende Spalt die Schichtdicke beeinflusst, d.h. sie möglichst konstant hält. In unmittelbarer Nähe des Spaltes kann dann ein Schaber vorgesehen sein, der an der Dosierwalze anliegt und zum Abdichten des Vorrats dient. In der nicht auf die Bahn übertragenen Masse, die in den Vorratsbereich zurückgefördert wird, befinden sich häufig, insbesondere bei hoher Viskosität der Masse, eingeschlossene Gas-, insbesondere Luftblasen, die beim Entnehmen einer neuen Schicht und/oder Übertragen dieser Schicht auf die Bahn sich störend auswirken können.
Diese Luftblasen, die, wenn sie besonders klein sind, auch Mikroschaum genannt werden, lassen sich in einer Entspannungszone beseitigen, die, in Förderrichtung des Entnahmeförderers gesehen, vor dem Kanal angeordnet ist. Dies bedeutet, dass diese Entspannungszone sich bezüglich der Richtung, in der frische Masse durch den Kanal hindurchgedrückt wird und auf diese Weise Restmasse aufnimmt, hinter dem Kanal befindet, so dass sich dort, insbesondere bei Atmosphärendruck, die kleinen Gasblasen zu grösseren vereinigen können, die sich dann aus der Masse in der Entspannungszone entfernen. Ist der Druck, unter dem die Masse im Vorrat steht, relativ hoch, so ist es vorteilhaft, die Entspannung von dem Vorratsraum zu der Entspannungszone in mindestens zwei Schritten vorzunehmen.
Der erste Schritt kann dabei in dem Kanal gemäss der Erfindung stattfinden; zur restlichen Entspannung von einem Zwischenvorratsraum kann ein weiterer Kanal gemäss der Erfindung dienen. Hierbei kann dieser weitere Zwischenraum mit einem weiteren gegen die Oberfläche des Entnahmeförderers anliegenden Schaber abgedichtet werden. Die Entnahmewalze kann als Gravurwalze, auch Rasterwalze genannt, ausgebildet sein, die je nach dem Auftragsbild, mit dem flüssige Masse auf der Bahn aufgetragen wird, unterschiedliche Profile aufweist. Man könnte die Walzen daher auch als Profilwalzen bezeichnen.
Eine bevorzugte Anwendung der Auftragvorrichtung gemäss der Erfindung kann in einer sogenannten Filteransetzmaschine stattfinden, in der Tabakstöcke mittels beleimter Verbindungsblättchen mit Filterstopfen zu Filterzigaretten verbunden werden. Dabei kann eine Bahn aus Belagpapier, von der fortlaufend Verbindungsblättchen abgeschnitten werden, mit einer Auftragvorrichtung gemäss der Erfindung mit flüssigem Leim, vorzugsweise wässerigem Polyvinylazetat, versehen werden.
Der mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht darin, dass die Entnahme einer Masseschicht durch den Entnahmeförderer aus dem Massevorrat und die Übertragung von Masse auf die Bahn nicht durch Luftbläschen, z.B. durch Mikroschaum, beeinträchtigt wird. Ausserdem befindet sich keine oder wenig Altmasse mehr auf dem Umfang des Entnahmeförderers, wenn dieser neue Masse aus dem Vorrat entnimmt, so dass auch hierdurch eine Verbesserung erreicht wird. Die abgelöste Altmasse, aus der die Luftbläschen entweichen können, kann, schon wegen ihrer relativ geringen Menge, der Frischmasse wieder zugesetzt werden, falls dies erwünscht ist.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung mit einstufigem Druckabbau zwischen Vorrat und Entspannungszone,
Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung mitzweistufigem Druckabbau zwischen Vorrat und Entspannungszone,
Fig. 3 eine Gravurwalze als Entnahmewalze,
Fig. 4 Einzelheiten des Profils der Walze gemäss Pfeil IV-IV in Fig. 3 in vergrössertem Massstab,
Fig. 5 eine andere Ausbildungsform einer Gravurwalze als Entnahmewalze,
Fig. 6 Einzelheiten des Profils der Walze gemäss Pfeil VI-VI in Figur 5 in vergrössertem Massstab,
Fig. 7 Einzelheiten einer Dichtung der Oberfläche einer Profilwalze gegen Austritt von flüssiger Masse in axialer Richtung in vergrössertem Massstab.
In Figur 1 ist eine Auftragvorrichtung gemäss der Erfindung dargestellt. Die auf eine streifenförmige Bahn 1, die z.B. aus Papier, Karton, Kunststoff, oder dergleichen bestehen kann, aufzutragende fliessfähige insbesondere flüssige Masse wird von einer Pumpe 2 durch eine Zuförderleitung 3 zugefördert. Im Endbereich der Zuförderleitung 3 wird ein unter Druck stehender Vorrat 4 an Masse gebildet, so dass ein Entnahmeförderer in Form einer in Richtung des Pfeils 6 drehenden Entnahmewalze 7 Masse an ihrem Umfang entnehmen und zu der Bahn 1 fördern kann. Von der in einer Schicht entnommenen Masse wird Masse dann auf die Bahn übertragen. Mit 8 ist ein Schaber (Rakel) bezeichnet, der federnd an der Entnahmewalze 7 anliegt und den Vorrat in Förderrichtung der Entnahmewalze 7 abdichtet.
Die nicht auf die Bahn 1 übertragene Masse kann Luftbläschen, z.B. sogenannten Mikroschaum, aufweisen, die sich bei üblicher Rückförderung in einen Vorratsraum für Masse nicht mehr lösen und bei der Neubildung einer Masseschicht oder deren Übertragung auf die Bahn zu Fehlfunktionen führen können. Ausserdem ist es erwünscht, die sogenannte Altmasse oder Restmasse möglichst mit frischer Masse anzureichern.
Dies wird gemäss der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise durch einen Kanal erreicht, der zwischen dem Vorrat 4 und einer Entspannungszone in Form einer Entspannungskammer 12 liegt. Eine bewegte Begrenzungsfläche des Kanals 11 wird durch die Oberfläche 13 der Entnahmewalze 4, die andere fest angeordnete Begrenzungsfläche durch eine feststehende Begrenzungs- oder Kanalwand 14 gebildet. Durch den Kanal 11 entsteht nunmehr eine Strömung von Masse von dem Vorrat 4 zu der Entspannungskammer 12, die eine Scherwirkung hat und an der Altmasse noch anhaftende Bläschen, insbesondere den Mikroschaum, zu der Entspan nungskammer 12 abfördert. Durch die Scherkräfte kann sich auch als Altmasse, zumindest im Grenzschichtbereich, lösen und zu der Entspannungskammer abgefördert werden.
Dieser Schereffekt ist besonders bei profilierten Walzen, wie sie in den Figuren 3 bis 6 dargestellt sind, günstig. Durch den sich erweiternden Kanal 11 gelangen Mikroschaum und Altmasse zu der Entspannungskammer 12, die so ausgebildet ist, dass ein ausgeprägter Wirbel (angedeutet durch Pfeil 15) entsteht. Die Wände der Kammer sind dem Wirbel angepasst. Die Luft im Mikroschaum folgt wegen der Kleinheit der Blasen dem Massenstrom. Durch die Benetzung der Wandung und durch Kräfte im Wirbel vereinigen sich die kleinen Luftblasen zu grösseren Luftblasen, die dann dem Auftrieb folgend an der Wandung der Entspannungskammer 12 und parallel mit dem Wirbel nach oben steigen. Die Auftriebsgeschwindigkeit dieser grossen Luftblasen ist limitiert, so dass eine Vergrösserung des Gasvolumens je Blase möglich wird.
Der oberste Teil der Entspannungskammer 12 hat eine Neigung, die zu einer selbsttätigen Abfuhr grosser Luftblasen führt. Die Abförderleitung 16 für die Masse liegt hinter oder oberhalb der Entspannungskammer. Eine Gegenwalze 18 befindet sich an der Auftragstelle A. Die aus der Entspannungskammer 12 abfliessende Masse wird durch die Abförderleitung 16 zu einem Vorratsbehälter 17 für frische Massen gefördert, aus der die Pumpe 2 praktisch frische und weitgehend schaumfreie Masse zum Vorrat 4 fördert.
Die Breite des Kanals 11 sowie der Druck der Pumpe 2 sind einstellbar, da es vorteilhaft ist, beide Werte in Abhängigkeit von der Konsistenz der Masse, insbesondere ihrer Viskosität, aneinander anzupassen, um eine optimale Scherwirkung zu erreichen.
Figur 2 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der eine Dosierwalze vorgesehen ist, und der Druck im Vorratsraum sich in mehreren (zwei) Stufen zu der Entspannungskammer abbaut. Bauelemente, die mit entsprechenden Elementen der Figur 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 100, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert. In dem Entnahmebereich E, in dem die Entnahmewalze 107 Masse aus dem Vorrat 104 entnimmt, ist der Entnahmewalze eine Dosierwalze 121 zugeordnet. Der Schaber 108 ist in unmittelbarer Nähe des Spaltes 129 zwischen den Walzen 107 und 121 angeordnet. Die Masse gelangt durch kanalartige Vertiefungen in der feststehenden Kanalwand aus der Vorkammer 122 in den eigentlichen Vorratsraum 104, aus dem die Entnahmewalze 107 Masse entnimmt, die von der Dosierwalze 121 dosiert wird.
Die dosierte Schicht wird von der Entnahmewalze zu der über eine Umlenkwalze 123 gegenläufig geführten Bahn 101 gefördert. Die nicht übertragene auf der Oberfläche der Entnahmewalze 107 verbleibende überschüssige Masse (Altmasse, Restmasse) gelangt zurück zu der Entspannungskammer 112. Zu dieser Entspannungskammer gelangt auch die durch den Kanal 111 entgegen der Förderrichtung 106 der Entnahmewalze 107 strömende Masse, die den Mikroschaum auf der zurückgeförderten Altmasse ablöst. Die durch den Kanal 111 strömende Masse kann auch Altmasse, zumindest in deren Trennschicht, ablösen. Der abgelöste Mikroschaum bzw. die Masse gelangen zunächst in den Zwischenraum 124 und von da durch einen weiteren engen Kanal 126 in die Entspannungskammer 112.
Ein weiterer Schaber (Rakel) 127, der federnd an dem Umfang der Entnahmewalze 107 anliegt, schliesst den Zwischenraum 124 dichtend gegenüber der Entspannungskammer 112 ab.
Aus der Entspannungskammer 112 fliesst die Masse durch die Abförderleitung 116 zu dem Vorratsbehälter 117 mit Frischmasse zurück. Gemäss der in Figur 2 dargestellten und besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird Masse von der Pumpe 102 durch die Zuförderleitung 103 dem von Schaber 108, Entnahmewalze 107 und Dosierwalze 121 gebildeten Vorratsraum 128 zugeführt, in dem der Massevorrat unter Druck steht. Durch den Spalt 129 zwischen den Walzen 107 und 123 wird eine Masseschicht auf der Oberfläche der Entnahmewalze 107 zu der Bahn 101 gefördert. Die nicht übergebene Altmasse wird zum Vorratsbereich zurückgefördert, wo lufthaltige Altmasse zunächst von dem weiteren Schaber 127 entfernt wird und in die Entspannungskammer 112 gelangt.
Die noch an der Oberfläche der Entnahmewalze 107, insbesondere in deren Vertiefungen, verbleibenden Massereste gelangen in dem Kanai 111 unter die Wirkung der Scherkräfte, die von der entgegen der Drehrichtung 106 der Entnahmewalze 107 durch den relativ engen Kanal 111 mit relativ grosser Geschwindigkeit strömende Masse ausgeübt werden. Die entgegen der Richtung des Pfeils 106 strömende Masse gelangt zuerst in den Zwischenraum 124, in dem ein zwischen den Drücken im Vorratsraum 128 und der Entspannungskammer 112 liegender Druck herrscht. Durch den weiteren Kanal 126 gelangt die Masse dann in die Entspannungskammer 112 und von da praktisch luftblasenfrei durch die Abförderleitung 116 zurück zum Vorratsbehälter 117. Der Mechanismus der Entgasung in der Entgasungskammer 112 ist der gleiche, wie er anhand der Entspannungskammer 12 beschrieben wurde.
Durch die beschriebene Wirkungsweise kann die Entnahmewalze 107 sich im Bereich des Vorratsraums ohne Beein trächtigung durch Luftblasen/Mikroschaum und/oder Altmasse mit einer neuen Masseschicht beladen, die im Spalt 129 dosiert wird. Durch die Erfindung wird somit für eine gute Benetzung, ein luftfreies Befüllen des gesamten Massesystems, eine ständige Auffrischung der Masse und eine zuverlässige Entfernung der Altmasse gesorgt. Bei Veränderungen der Drehzahl (Umfangsgeschwindigkeit) der Entnahmewalze 107 ist mit einem quadratischen Anstieg des Massedrucks in der Vorkammer 122 und dem Vorratsraum 128 zu rechnen. Auch deswegen empfiehlt sich der Einsatz einer zwangsfördernden Pumpe 102. Für den Spalt 129 ist die Druckdifferenz zwischen der Vorkammer 122 und + 0 massgebend.
Bei konstanter Spaltfläche ist die Strömungsgeschwindigkeit einerseits von dieser Druckdifferenz linear und andererseits auch von den Verhältnissen der Benetzungskräfte an den Oberflächen der Walzen 107 und 121 abhängig. Durch entsprechende Werkstoffpaarungen ist es möglich, praktisch konstante Schichtdicken auf der Entnahmewalze 107 zu erzielen, wobei die Drehzahl der Dosierwalze 121 praktisch unverändert gehalten werden kann. Dies gilt für den höheren Drehzahlbereich. Bei Drehzahlen der Dosierwalze 121 nahe 0 ist mit einer variablen Schichtdicke zu rechnen, die aber durch Variation der Drehzahl der Pumpe 102 ausgleichbar ist.
In den Figuren 3 und 4 ist eine sogenannte Gravurwalze 7, 107 (auch Rasterwalze genannt) mit einem feinen schräg verlaufenden Gewindeprofil dargestellt. Die Steigung des vielgängigen Gewindes kann bei 45 DEG liegen. Ein Aussenring 131 mit dem Profil 132 sitzt dabei über einem Zwischenring 133 aus Kupfer auf einem Zylinder 134 aus Stahl.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Gravurwalze (auch Rasterwalze genannt) 7, 107 mit unterschiedlichem Profil 135, das einem Raster aus stumpfen Pyramiden gleicht. Der Profilring 136 besteht aus Chromoxyd und sitzt über einem Zwischenring 133 aus Kupfer auf einem Stahlzylinder 134.
Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Abdichtung einer Gravurwalze (Fig. 3 bis 6 ) gegen das Abfliessen von Masse in axialer Richtung. Eine feststehende Dichtwand 138 ist über eine Schaumstoffschicht 139, die als Feder dient, mit der eigentlichen Gleitdichtung 142, vorzugsweise aus Kunststoff (Teflon) verbunden. Einzelheiten der Abdichtung sind in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt. Durch die Auftragvorrichtung gemäss der Erfindung können Massen unterschiedlicher Art auf Bahnen fortlaufend aufgetragen werden. Ein besonders vorteilhaftes Beispiel besteht darin, flüssigen Leim auf eine Bahn, z.B. aus Papier, Kunststoff oder Karton, aufzutragen, insbesondere wenn ein besonderes Leimbild erzeugt werden soll.
So lässt sich die Auftragvorrichtung gemäss der Erfindung in einer sogenannten Filteransetzmaschine vorsehen, um dort flüssigen Leim, z.B. wässerigen Polyvinylazetatleim (z.B. mit 50% Wasseranteil), fortlaufend auf einen sogenannten Belagpapierstreifen aufzubringen, der anschliessend in Belagblättchen zerschnitten wird. Mit den beleimten Belagblättchen (auch Verbindungsblättchen genannt) werden dann Zigaretten (Tabakstöcke) mit Filterstopfen zu Filterzigaretten verbunden. Eine derartige Filteransetzmaschine, die unter dem Namen MAX der Firma Hauni-Werke Körber & Co. KG, 2050 Hamburg 80, Kampchaussee 8-32, in der Zigarettenindustrie bekannt ist, ist in der US-PS 4 249 547 beschrieben. Die dort vorgesehene Leimauftragvorrichtung kann durch die Auftragvorrichtung gemäss der Erfindung ersetzt werden.
Dies gilt nicht nur für das in der vorgenannten US-PS gezeigte Leimbild, sondern für beliebige Leimbilder, also für flächig aufgetragenen Leim mit oder ohne einen in Längsrichtung unbeleimten Mittelstreifen oder für Leimbilder mit felderförmigen Aussparungen in den Leimflächen.
Mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung kann auch Leim auf eine Bahn aus Zigarettenpapier oder einen Umhüllungsstreifen für einen Strang aus Filtermaterial der tabakverarbeitenden Industrie oder einen Streifen aus Umhüllungsmaterial in Packmaschinen aufgebracht werden.
The invention relates to a method for applying a flowable mass to a non-textile web, the mass being removed as a layer from a supply and conveyed to the web by means of a revolving removal conveyor and wherein the mass not transferred to the web is returned to the area by the removal conveyor of the stock is returned.
The invention also relates to a device for carrying out the method for applying a flowable mass to a web with a revolving removal conveyor for removing a mass layer from a supply, for conveying the mass layer to the web and for conveying the mass not transferred to the web back into the area of the stock.
The object on which the invention is based is to improve the application of flowable, in particular liquid, masses to a web by means of a method and a device of the type mentioned at the outset, in particular gas inclusions in the mass which is not transferred to the web and are to be returned to the storage area before the removal conveyor discharges a new mass layer from the supply.
The solution in the method according to the invention is that a layer of flowable mass is conveyed in the opposite direction along the non-transferred mass layer conveyed back on the surface of the removal conveyor. The mass not transferred can be conveyed through a channel through which the flowable mass is pressed in the opposite direction (in opposite directions).
A preferred development of the invention is seen in that the mass is removed from the surface of the removal conveyor, preferably a removal roller, and conveyed to the web, and non-transferred mass is conveyed to the channel, the surface of the removal conveyor forming a boundary surface of the channel.
In a further embodiment of the invention, the mass pressed through the channel opposite to the direction of movement of the surface of the removal conveyor, which mass can at least partially contain the returned mass, can reach a pump device which conveys mass back to the supply from which the removal conveyor discharges mass as a layer .
If the mass in the supply from which the removal conveyor discharges mass as a layer is kept under pressure, it is advantageous, according to a further development of the invention, for the pressure across the channel through which the mass is pressed in opposite directions, and at least one further channel, preferably to atmospheric pressure dismantle.
The device mentioned in the introduction is characterized in that the surface of the removal conveyor forms a channel with a boundary wall, the inlet of which adjoins the pressurized supply in such a way that flowable mass is pressed through the channel against the conveying direction of the removal conveyor.
A removal roller is particularly suitable as a removal conveyor; this can advantageously be assigned a metering roller such that the gap formed between the two rollers influences the layer thickness, i.e. keeps them as constant as possible. A scraper can then be provided in the immediate vicinity of the gap, which abuts the metering roller and serves to seal the supply. In the mass not transferred to the web, which is conveyed back into the storage area, there are often enclosed gas bubbles, in particular air bubbles, particularly when the mass is high in viscosity, which are present when a new layer is removed and / or this layer is transferred to the web can be disruptive.
These air bubbles, which, if they are particularly small, are also called microfoam, can be eliminated in a relaxation zone which, as seen in the conveying direction of the removal conveyor, is arranged in front of the channel. This means that this relaxation zone is located behind the channel with regard to the direction in which fresh mass is pushed through the channel and in this way absorbs residual mass, so that the small gas bubbles can combine there, especially at atmospheric pressure, to form larger ones then move away from the crowd in the relaxation zone. If the pressure under which the mass is in stock is relatively high, it is advantageous to carry out the relaxation from the storage room to the relaxation zone in at least two steps.
The first step can take place in the channel according to the invention; a further channel according to the invention can serve for the remaining relaxation from an intermediate storage room. In this case, this further space can be sealed with a further scraper lying against the surface of the removal conveyor. The removal roller can be designed as an engraving roller, also called anilox roller, which has different profiles depending on the application image with which liquid mass is applied to the web. The rolls could therefore also be referred to as profile rolls.
A preferred application of the application device according to the invention can take place in a so-called filter attachment machine, in which tobacco sticks are connected to filter plugs to form filter cigarettes by means of glued connection sheets. A sheet of covering paper, from which connecting sheets are continuously cut off, can be provided with liquid glue, preferably aqueous polyvinyl acetate, with an application device according to the invention.
The advantage associated with the invention is that the removal of a mass layer by the removal conveyor from the mass supply and the transfer of mass to the web are not caused by air bubbles, e.g. is impaired by micro foam. In addition, there is no or little old mass on the circumference of the removal conveyor when the new mass is removed from the supply, so that an improvement is also achieved in this way. The detached old mass from which the air bubbles can escape can be added to the fresh mass again, if only because of its relatively small amount, if this is desired.
The invention is explained in more detail using exemplary embodiments.
Show it:
1 shows an embodiment of the invention with a single-stage pressure reduction between the supply and the relaxation zone,
2 shows an embodiment of the invention with two-stage pressure reduction between the supply and the relaxation zone,
3 is an engraving roller as a removal roller,
4 details of the profile of the roller according to arrow IV-IV in Fig. 3 on an enlarged scale,
5 shows another form of design of an engraving roller as a removal roller,
6 details of the profile of the roller according to arrow VI-VI in FIG. 5 on an enlarged scale,
Fig. 7 details of a seal of the surface of a profile roller against the escape of liquid mass in the axial direction on an enlarged scale.
In Figure 1, an application device according to the invention is shown. The on a strip-shaped web 1, e.g. can consist of paper, cardboard, plastic, or the like, flowable, in particular liquid, mass to be applied is supplied by a pump 2 through a feed line 3. In the end region of the feed line 3, a pressurized supply 4 of mass is formed, so that a removal conveyor in the form of a removal roller 7 rotating in the direction of arrow 6 can remove mass on its circumference and convey it to the web 1. Mass is then transferred from the mass removed in one layer to the web. With 8 a scraper (doctor blade) is referred to, which resiliently abuts the removal roller 7 and seals the supply in the conveying direction of the removal roller 7.
The mass not transferred to the web 1 can contain air bubbles, e.g. so-called microfoam, which can no longer dissolve in the normal return to a storage room for mass and which can lead to malfunctions when a new mass layer is formed or transferred to the web. In addition, it is desirable to enrich the so-called old mass or residual mass with fresh mass if possible.
According to the invention, this is achieved in a particularly advantageous manner through a channel which lies between the supply 4 and a relaxation zone in the form of a relaxation chamber 12. A moving boundary surface of the channel 11 is formed by the surface 13 of the removal roller 4, the other fixed boundary surface is formed by a fixed boundary or channel wall 14. Through the channel 11 there is now a flow of mass from the supply 4 to the expansion chamber 12, which has a shear effect and still adhering to the old mass bubbles, especially the microfoam, to the relaxation chamber 12. The shear forces can also dissolve as an old mass, at least in the boundary layer area, and convey it to the relaxation chamber.
This shear effect is particularly favorable in the case of profiled rolls, as shown in FIGS. 3 to 6. Through the widening channel 11, microfoam and old mass reach the relaxation chamber 12, which is designed in such a way that a pronounced vortex (indicated by arrow 15) arises. The walls of the chamber are adapted to the vortex. The air in the microfoam follows the mass flow due to the small size of the bubbles. By wetting the wall and by forces in the vortex, the small air bubbles combine to form larger air bubbles, which then rise upward along the wall of the relaxation chamber 12 following the buoyancy and parallel to the vortex. The buoyancy speed of these large air bubbles is limited, so that an increase in the gas volume per bubble is possible.
The uppermost part of the expansion chamber 12 has an incline which leads to the automatic removal of large air bubbles. The discharge line 16 for the mass is behind or above the expansion chamber. A counter roller 18 is located at the application point A. The mass flowing out of the expansion chamber 12 is conveyed through the discharge line 16 to a storage container 17 for fresh masses, from which the pump 2 conveys practically fresh and largely foam-free mass to the supply 4.
The width of the channel 11 and the pressure of the pump 2 can be adjusted, since it is advantageous to adapt both values to one another depending on the consistency of the mass, in particular its viscosity, in order to achieve an optimal shear effect.
FIG. 2 shows a further development of the invention, in which a metering roller is provided and the pressure in the storage space decreases in several (two) stages to the expansion chamber. Components that correspond to corresponding elements in FIG. 1 are identified by the same reference numerals, increased by 100, and are no longer specifically explained. In the removal area E, in which the removal roller 107 removes mass from the supply 104, a metering roller 121 is assigned to the removal roller. The scraper 108 is arranged in the immediate vicinity of the gap 129 between the rollers 107 and 121. The mass passes through channel-like depressions in the fixed channel wall from the pre-chamber 122 into the actual storage space 104, from which the removal roller 107 takes mass which is metered by the metering roller 121.
The metered layer is conveyed from the removal roller to the web 101 guided in opposite directions via a deflection roller 123. The non-transferred excess mass (old mass, residual mass) remaining on the surface of the removal roller 107 comes back to the expansion chamber 112. The mass flowing through the channel 111 against the conveying direction 106 of the extraction roller 107 also reaches this expansion chamber and the microfoam on the returned material Replaces old mass. The mass flowing through the channel 111 can also detach old mass, at least in its separating layer. The detached microfoam or the mass first enter the intermediate space 124 and from there through a further narrow channel 126 into the expansion chamber 112.
Another scraper (doctor blade) 127, which rests resiliently on the circumference of the removal roller 107, seals off the intermediate space 124 with respect to the expansion chamber 112.
The mass flows back from the expansion chamber 112 through the discharge line 116 to the storage container 117 with fresh mass. According to the particularly advantageous embodiment of the invention shown in FIG. 2, mass is supplied from the pump 102 through the feed line 103 to the storage space 128 formed by the scraper 108, the removal roller 107 and the metering roller 121, in which the mass supply is under pressure. A mass layer on the surface of the removal roller 107 is conveyed through the gap 129 between the rollers 107 and 123 to the web 101. The old material which has not been transferred is conveyed back to the storage area, where old air-containing material is first removed from the further scraper 127 and reaches the relaxation chamber 112.
The mass residues still remaining on the surface of the removal roller 107, in particular in its depressions, enter the channel 111 under the action of the shear forces exerted by the mass flowing against the direction of rotation 106 of the removal roller 107 through the relatively narrow channel 111 at a relatively high speed will. The mass flowing against the direction of arrow 106 first reaches the intermediate space 124, in which there is a pressure between the pressures in the storage space 128 and the expansion chamber 112. The mass then passes through the further channel 126 into the expansion chamber 112 and from there practically free of air bubbles through the discharge line 116 back to the storage container 117. The mechanism of degassing in the degassing chamber 112 is the same as that described with reference to the expansion chamber 12.
Due to the described mode of operation, the removal roller 107 can be loaded in the area of the storage space without interference from air bubbles / microfoam and / or old mass with a new mass layer which is metered into the gap 129. The invention thus ensures good wetting, air-free filling of the entire mass system, constant refreshing of the mass and reliable removal of the old mass. If the speed (peripheral speed) of the removal roller 107 changes, a quadratic increase in the melt pressure in the prechamber 122 and the reservoir 128 can be expected. For this reason too, the use of a positive-displacement pump 102 is recommended. The pressure difference between the antechamber 122 and + 0 is decisive for the gap 129.
With a constant gap area, the flow speed is linear on the one hand from this pressure difference and on the other hand also dependent on the ratios of the wetting forces on the surfaces of the rollers 107 and 121. Corresponding material pairings make it possible to achieve practically constant layer thicknesses on the removal roller 107, it being possible to keep the speed of the metering roller 121 virtually unchanged. This applies to the higher speed range. At speeds of the metering roller 121 close to 0, a variable layer thickness is to be expected, but this can be compensated for by varying the speed of the pump 102.
FIGS. 3 and 4 show a so-called engraving roller 7, 107 (also called anilox roller) with a fine, inclined thread profile. The pitch of the multiple thread can be 45 DEG. An outer ring 131 with the profile 132 sits over an intermediate ring 133 made of copper on a cylinder 134 made of steel.
FIGS. 5 and 6 show an engraving roller (also called anilox roller) 7, 107 with a different profile 135, which resembles a grid of blunt pyramids. The profile ring 136 consists of chromium oxide and sits on a steel cylinder 134 above an intermediate ring 133 made of copper.
Fig. 7 shows an advantageous seal of an engraving roller (Fig. 3 to 6) against the outflow of mass in the axial direction. A fixed sealing wall 138 is connected to the actual sliding seal 142, preferably made of plastic (Teflon), via a foam layer 139, which serves as a spring. Details of the seal are not shown in Figures 1 and 2. The application device according to the invention enables masses of different types to be applied continuously to webs. A particularly advantageous example is to apply liquid glue to a web, e.g. made of paper, plastic or cardboard, especially if a special glue pattern is to be created.
Thus, the application device according to the invention can be provided in a so-called filter attachment machine in order to apply liquid glue, e.g. aqueous polyvinyl acetate glue (e.g. with 50% water content), continuously applied to a so-called covering paper strip, which is then cut into covering sheets. The glued topping papers (also called connecting papers) are then used to connect cigarettes (tobacco sticks) with filter plugs to form filter cigarettes. Such a filter attachment machine, which is known in the cigarette industry under the name MAX from Hauni-Werke Körber & Co. KG, 2050 Hamburg 80, Kampchaussee 8-32, is described in US Pat. No. 4,249,547. The glue application device provided there can be replaced by the application device according to the invention.
This applies not only to the glue pattern shown in the abovementioned US patent, but to any glue pattern, that is to say for glue applied over the surface with or without a central strip which is not glued in the longitudinal direction, or for glue patterns with field-shaped recesses in the glue areas.
With the device according to the invention, glue can also be applied to a web of cigarette paper or a wrapping strip for a strand of filter material from the tobacco processing industry or a strip of wrapping material in packaging machines.