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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorhang- Auftragswerk zum
Auftragen von flüssigen bis
pastösen,
insbesondere mit Spezialverdickern angereicherten Auftragsmedien,
auf eine in Laufrichtung laufende Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahn
bei deren Herstellung und/oder Veredelung. Das Vorhang-Auftragswerk gibt
dabei einen im Wesentlichen bahnbreiten und der Schwerkraft unterliegenden
frei fallenden Auftragsmediums-Vorhang direkt an die laufende Faserstoffbahn
ab. Der Vorhang trifft danach in einer Auftrefflinie entweder auf
einen freien Bahnzug oder auf einen, die Faserstoffbahn durch ein
Stützelement
abgestützten
Bereich auf.
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Maschinen
zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, weisen heutzutage bereits Breiten
von über
10m auf. Bei der Beschichtung der Faserstoffbahn mit einem Vorhang-
Auftragswerk (Curtain Coater) soll ein, über die gesamte Bahnbreite
reichender gleichmäßiger Auftrag
sichergestellt werden, wozu auch ein sehr gleichmäßiger und
oftmals ein breiterer als die gegebene Bahnbreite reichender Vorhang
notwendig ist.
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Ein
gattungsgemäßes Vorhang-
Auftragswerk bzw. Auftragsverfahren ist aus der DE-10047167-A1 bekannt.
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Beim
Vorhang-Beschichten besteht die Forderung, dass nass- gestrichene
stirnseitige Bahnränder
vermieden werden sollen, weil sich dadurch so genannte Farbmenisken
(das sind feine Farblamellen zwischen den Vorhangrändern und
den stirnseitigen Bahnrändern)
bilden, wodurch die dem Vorhang-Auftragswerk nachgeordneten Leitwalzen und/oder
die Faserstoffbahn stützenden
Elemente, wie z.B. eine Stützwalze,
mit Auftragsmedium, d.h. Streichfarbe verschmutzt werden.
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Die
Neigung zur Farbmeniskusbildung ist bei solchen Auftragsmedien höher, denen
zur Erhöhung der
Dehnbarkeitseigenschaften des Vorhanges Spezialverdicker zugegeben
worden sind.
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Ausgehend
hiervon hat die Erfindung die Aufgabe, ein verbessertes Vorhang-Auftragsverfahren
und ein verbessertes Vorhang- Auftragswerk zu schaffen, mit dem
die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Vorhang- Auftragsverfahren
gemäß Anspruch
1 und einem Vorhang- Auftragswerk gemäß Anspruch 5 gelöst.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass durch Befeuchten der stirnseitigen Faserstoffbahnränder mit einem
Fluid es möglich
ist, die Benetzungsfähigkeit der
Faserstoffbahn (bzw. auch die eines anderen zu beschichtenden Substrates)
so zu verändern,
dass das nachfolgende Auftragsmedium nicht an den Bahnrändern haften
bleibt und dadurch sogenannte Farbmenisken und die damit verbundenen
nachteiligen Wirkungen vermieden werden können.
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Erfindungsgemäß werden
also insbesondere die stirnseitigen Ränder der Faserstoffbahn mit
einem Fluid benetzt, bevor der Auftragsmediums- Vorhang die Faserstoffbahn
erreicht.
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Als
Fluid wird bevorzugt Wasser verwendet. Aber auch andere Flüssigkeiten
sind denkbar. Dabei ist es aber wichtig, dass die Oberflächenspannung des
verwendeten Rand- Fluides so gewählt
ist bzw. wird, dass die Oberflächenspannung
des Rand-Fluides
höher ist,
als die Oberflächenspannung
des über die
ganze Bahnbreite aufzubringenden Auftragsmediums.
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So
hat beispielsweise Wasser eine Oberflächenspannung von ca. 70 mN/m
und die des Auftragsmediums beträgt
nur ca. 40–50
mN/m.
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Mit
dieser erfindungsgemäßen Maßnahme wird
eine Verdünnung
des Auftragsmediums im Randbereich und gleichzeitig eine gewollte
Verschlechterung der Benetzung des Faserstoffbahnrandes mit Auftragsmedium
erreicht. Dadurch kann nun der Vorhang dort auch nicht anhaften
und zum örtlichen
Zerreißen
des Vorhanges führen.
Die vorstehend angegebene Oberflächenspannung
des Auftragsmediums zieht den Vorhang in seinen äußeren Randbereichen und an
den Faserstoffbahnrändern zusammen,
wodurch die ungewollte Meniskusbildung verhindert wird und dadurch
die nachfolgenden Leitwalzen oder auch Stützflächen für die Faserstoffbahn während des
Beschichtens auch nicht mehr verschmutzen können.
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Da
im Rahmen der Erfindung auch ein Auftragen von mehreren Auftragsmedien
zugleich in Form eines Mehrfach- Vorhanges möglich ist, sind gemäß den vorherigen
Ausführungen
die Oberflächenspannungen
jedes einzelnen Mediums bzw. Vorhanges kleiner als die des Rand-
Fluides.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Vorhang-Auftragswerk gemäß Anspruch
5, bei dem erfindungsgemäß zusätzlich zur
Vorhangs- Abgabeeinheit wenigstens noch eine Fluid-Abgabeeinrichtung vorgesehen
ist. Letztere Einheit benetzt die stirnseitigen Ränder der
Faserstoffbahn mit dem Fluid und kann -als bevorzugte Lösung- in
Laufrichtung der Faserstoffbahn gesehen, unmittelbar vor der Auftrefflinie
des Auftragsmediums-Vorhanges angeordnet sein.
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Dabei
ist es zweckmäßig, wenn
die Fluid-Abgabeeinrichtung von oben her auf die stirnseitigen Faserstoffbahnränder benetzend
einwirkt. Dadurch werden im Wesentlichen nur die Ränder und
nicht etwa weitere Bereiche, wie die danach zu beschichtende Bahnoberfläche, befeuchtet.
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An
den Bahnrändern
wird erfindungsgemäß eine örtliche
Verdünnung
des nachfolgend aufgetragenen Auftragsmediums erreicht und gleichzeitig
das Anhaften des Auftragsmediums (z.B. Streichfarbe) an diesen befeuchteten
Rändern
vermieden, zumindest aber vermindert.
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In
bestimmten Fällen
kann es sinnvoll sein, wenn die Fluid- Abgabeeinrichtung nicht senkrecht von
oben her auf die Bahnränder
einwirkt, sondern die entsprechenden Düsen stromabwärts vom
beabsichtigten Vorhang angeordnet und gegen die Bahnlaufrichtung
schräg
in einem Winkel von kleiner 65° angestellt
sind. Diese Schrägstellung
im selben Winkel kann auch noch zusätzlich in Querrichtung vorhanden
sein. Der aus den Düsen
der Fluid- Abgabeeinrichtung abgegebene Strahl durchdringt dann
den Streichfarben- Vorhang am Bahnrand und trifft dort auf, noch
bevor der Vorhang dort ankommt.
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Eine
weitere vorteilhafte Möglichkeit
der Anordnung der Fluid- Abgabeeinrichtung kann darin bestehen,
dass diese in einfacher Weise an eine unmittelbar vor dem Vorhang-Auftreffpunkt
bzw. Auftrefflinie bereits vorhandene Luftgrenzschicht-Bekämpfungs-
bzw. Entfernungseinrichtung (die zumeist vorhanden ist, um den sich
bildenden Vorhang vor negativen Luft- Einflüssen schützen zu können, die auftreten, je schneller
die Bahn läuft)
angebaut ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten
des Vorhang- Auftragswerkes sind in Unteransprüchen dargelegt.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Es
zeigen:
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1:
in schematischer, perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2:
eine Ausführungsvariante
zur 1 in schematischer, perspektivischer Darstellung,
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3:
eine weitere Ausführungsvariante
zur 1 in schematischer, perspektivischer Darstellung,
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4 und 5:
jeweils eine Seitenansicht zu der in 3 gezeigten
Variante,
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6:
eine weitere Ausführungsvariante
in der Vorderansicht zu der in 3 gezeigten
Variante,
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7:
eine Anwendungsmöglichkeit
der in 1 gezeigten Vorrichtung in schematischer Seitenansicht.
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Bei
der in der 1 gezeigten Darstellung ist eine
in Laufrichtung L laufende Faserstoffbahn 1 der Breite
B gezeigt, auf die zum Zwecke der bahnbreiten Beschichtung ein breiterer
Auftragsmediums- Vorhang 2 eines hier nicht gezeigten,
oberhalb der Bahn 1 angeordneten Vorhang- Auftragswerkes 3 abgegeben
wird. Das Vorhang- Auftragswerk 3 wird vom Unternehmen
der Anmelderin auch unter der Bezeichnung „Curtain- Coater" oder „DF-Coater" vertrieben.
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Die
stirnseitigen Bahnränder 1.1 und 1.2 werden
mit einer Fluid- Abgabeeinrichtung 4 befeuchtet. Dabei
gelangt jeweils ein Fluidstrahl 4.1 bzw. 4.2 (im
Beispiel ist als Fluid Wasser gewählt) gerade so an jeweils einen
stirnseitigen Bahnrand 1.1 bzw. 1.2, wodurch dieser
nun mit Fluid benetzte Rand bei nachfolgender Beschichtung mit Auftragsmedium (Streichfarbe)
dort "ungestrichen" bleibt. Es werden also
von Auftragsmedium freie Bahnränder 1.3 und 1.4 erzeugt.
Die Bildung eines unerwünschten
Meniskus 5 bzw. eine Art Flüssigkeitsbrücke an diesem Bahnrand wird
daher vermieden.
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Ein
ohne die Erfindung sich bildender unerwünschter Meniskus 5,
der nachfolgende Bahnleitwalzen und auch die Umgebung verschmutzen
würde,
ist dennoch zum Zwecke der Verdeutlichung der Erfindung am Bahnrand 1.3 mit
gepunkteten Linien eingezeichnet.
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In
der 1 und auch 2 sind annähernd senkrecht
angeordnete und das Fluid abgebende Düsen 4a und 4b der
Abgabeeinrichtung 4 dargestellt.
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Zusätzlich sind
in 2 zwei Umlenkschaber 6 eingezeichnet.
Diese sind in einem Winkel von ca. 65° gegen die Unterseite 1b der
Faserstoffbahn 1 angestellt und schaben dort jeweils am
Rand Anhaftungen von Auftragsmedium bzw. des Meniskus 5 ab und
lenken gleichzeitig Abspritzungen vom Meniskus 5 nach unten
ab, wo sie gemeinsam mit den überstehenden
Vorhangseitenrändern 2a und 2b in
einer Auffangwanne 7 gesammelt und danach wieder recycled
werden können.
Im Übrigen
ist aus Übersichtlichkeitsgründen hier
nur die eine Fluid-Düse 4b dargestellt.
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3 zeigt
im Gegensatz zu 1 und 2, dass
die Düsen 4a und 4b auch
schräg
zur Faserstoffbahn 1 und zwar im Winkel α von bis
zu 65° angestellt
sein können.
Hier durchschneiden die Fluidstrahlen 4.1 und 4.2 entgegen
der Bahnrichtung L den Vorhang 2 im Randbereich der Bahn 1 und
benetzen dabei die Bahnstirnseiten an einer Stelle X, noch bevor
der Vorhang 2 bei Auftrefflinie P an die Bahnoberfläche 1a gelangt.
(s. hierzu 4). Die Stellen X und die Auftrefflinie
P des Vorhanges 2 sind auch in den 1 und 2 eingezeichnet.
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Mit
der Benetzung bzw. Befeuchtung erreicht man zusätzlich zur Randsäuberung
noch eine besonders saubere Trennung der Vorhangseitenränder 2a und 2b vom übrigen Vorhang 2.
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In 4 ist
dieses Durchschneiden des Vorhanges 2 in einer Seitenansicht
verdeutlicht.
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5 soll
dagegen zeigen, dass das Durchschneiden auch etwa an der Auftrefflinie
P des Vorhanges 2 erfolgen kann. Die Linien X und P fallen
hier in etwa zusammen.
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In
beiden, in 4 und 5 gezeigten
Fällen,
sind die Fluid- Abgabeeinrichtungen 4 stromabwärts vom
beabsichtigten Vorhang 2 und gegen die Bahnlaufrichtung
im oben angegebenen Winkel α angeordnet.
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In
der 6 ist eine zu den bisherigen Ausführungen
zusätzliche
Möglichkeit
der Anordnung der Fluid- Abgabeeinrichtungen 4 dargestellt.
Es soll gezeigt werden, dass es nämlich auch möglich ist, die
Düsen bzw.
die Fluidstrahlen 4.1 und 4.2 in Querrichtung
schräg
zu stellen. Das kann einem Winkel β von kleiner 65° vorgesehen
sein, wobei die Strahlen nach außen gerichtet sind, die jeweils
den Bahnrand 1.3 und 1.4 tangieren.
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7 zeigt
in schematischer Darstellung eine Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
aus 1, obwohl die Anwendung der anderen gezeigten
und beschriebenen Varianten bei etwas geänderter Konstruktion ebenfalls
in diesem Zusammenhang möglich
wäre.
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In
der 7 ist die Fluid-Abgabeeinrichtung 4 stromaufwärts vom
Auftragswerk 3, d.h. unmittelbar vor dem Vorhang 2 bzw.
seiner Auftrefflinie P angeordnet. Diese Fluid-Abgabeeinrichtung 4 ist
bei diesem Beispiel auf bzw. an einer vorhandenen Luftgrenzschicht-
Entfernungseinrichtung 8, die hier in Form einer nahe zur
Bahnoberfläche
befindlichen Abstreifleiste ausgebildet ist, angeordnet. Daher ist diese
Anordnung auch in bestehenden Maschinen leicht nachrüstbar. In
diese Abstreifleiste 8 ist ein Durchgang 9 eingearbeitet
für das
von der Abgabeeinrichtung 4 zu den Bahnrändern 1.1 und 1.2 abgegebene
Fluid ( bevorzugt Wasser).
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Im Übrigen können Düsen bzw.
Abgabeöffnungen 4a und 4b (siehe
auch 1) der Abgabeeinrichtung 4 für die Fluidstrahlen 4.1 und 4.2 auch breiten-
und/oder höhenverstellbar
angeordnet sein. Damit lassen sich die Fluidstrahlen auf die jeweiligen gegebenen
Größenverhältnisse
der Streichmaschine bzw. die Bahnbreite B anpassen.
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Eine
Auffangwanne 10 für
das Fluid sowie die bereits in 2 gezeigte
Auffangwanne 7 für
die außerhalb
der Bahnbreite B befindlichen Vorhangsteile 2a und 2b,
sind ebenfalls in 7 ersichtlich. Beide Auffangwannen 7 und 10 lassen
sich miteinander verbinden, so dass nur eine gemeinsame Lagerung
notwendig ist, wodurch die apparative Ausführung einfacher wird. Ebenso
ist deren Verstellmöglichkeit
gegeben, aber nicht dargestellt.
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Ansonsten
ist noch dargestellt, dass die in Laufrichtung L laufende Faserstoffbahn 1 über eine Stütz- und
Umlenkwalze 11 zum Vorhang- Auftragswerk 3 läuft. Nach
der Beschichtung der Bahnoberfläche 1a wird
im Beispiel die Faserstoffbahn 1 mittels Umlenkelement 12 (z.B.
ein Airturn) in Pfeilrichtung weiteren hier nicht dargestellten
Bearbeitungsschritten z.B. Trocknung, erneute Beschichtung, Glättung usw.
zugeführt.
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- 1
- Faserstoffbahn
- 1a
- Oberseite
der Faserstoffbahn
- 1b
- Unterseite
der Faserstoffbahn
- 1.1
- stirnseitiger
Bahnrand
- 1.2
- stirnseitiger
Bahnrand
- 1.3
- freier
Bahnrand
- 1.4
- freier
Bahnrand
- 2
- Auftragsmediums-Vorhang
- 2a
- Vorhang-Seitenwand
- 2b
- Vorhang-Seitenwand
- 3
- Vorhang-Auftragswerk
- 4
- Fluid-Abgabeeinrichtung
- 4.1
- Fluidstrahl
- 4.2
- Fluidstrahl
- 4a
- Düse der Fluid-Abgabeeinrichtung
- 4b
- Düse der Fluid-Abgabeeinrichtung
- 5
- Meniskus
- 6
- Umlenkschaber
- 7
- Auffangwanne
- 8
- Luftgrenzschicht-Entfernungseinrichtung bzw.
Abstreifleiste
- 9
- Durchgang
- 10
- Auffangwanne
- 11
- Stütz- und
Umlenkwalze
- L
- Laufrichtung
der Faserstoffbahn
- B
- Breite
der Faserstoffbahn
- P
- Auftrefflinie
- X
- Benetzungsstelle
- α
- Winkel
- β
- Winkel