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Die
Erfindung betrifft ein Vorhang-Auftragswerk zum Auftragen von flüssigem bis
pastösem
Auftragsmedium, insbesondere wässriger
Pigmentsuspension auf einen laufenden Untergrund, wobei der Untergrund
bei direktem Auftrag die Oberfläche
einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn und
bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselementes ist, welches
das Auftragsmedium an die Oberfläche
der Faserstoffbahn überträgt mit einer
oberhalb des Untergrundes bzw. der Faserstoffbahn angeordneten Abgabe-Schlitzdüse, welche das
Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden,
fallenden Vorhang abgibt, wobei in einem vorbestimmten Fallweg des Vorhanges
zwischen Abgabeschlitzdüse
und Untergrund wenigstens ein ebenes Leitelement mit einer Prallfläche angeordnet
ist, das den Vorhang längs
zumindest eines Teils des Fallweges und im Wesentlichen auf seiner
gesamten Breite führt.
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In
heutigen modernen Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung
(Beschichtung zum Zwecke der Erreichung von Glanz und Glätte und/oder
einer späteren
besseren Bedruckbarkeit) der Faserstoffbahn beträgt die angesprochene Breite oftmals über 10m.
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Ein
gattungsgemäßes Vorhang-Auftragswerk
ist bekannt aus der EP 1 209 274-A2. Die Beschichtung mit dem Vorhang-Auftragswerk
(auch als Curtain Coater bezeichnet) wird ohne Überschuss an Medium vorgenommen.
Es wird also nur soviel Medium aufgetragen, wie auf der Faserstoffbahn
verbleiben soll. In der Fachsprache wird dies als 1:1-Auftrag bezeichnet.
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Das
oben angesprochene Leitelement ist in der DE-A1 10057734 (PU11152)
beschrieben. Es dient unter anderem zur Führung und/oder, Umlenkung und/oder
Streckung des fallenden, empfindlichen Vorhanges.
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Dabei
benetzt der flüssige
bis pastöse
Vorhang die Oberfläche,
was auch zum Abbremsen des Vorhanges führt. Im Dauerbetrieb trocknet
das Medium allerdings an Grenzflächen
und baut sich als getrocknete Substanz auf der Prallfläche des Leitelementes
(Leitschaber bei der genannten DE-A1) auf, wodurch sich dort die
Filmdicke erhöht
und zu erhöhter
Abbremsung und Verunreinigung führt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Vorhang-Auftragswerk
anzugeben, mit dem die angesprochenen Nachteile vermieden, zumindest aber
minimiert werden können.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass die Prallfläche vom Vorhang nicht benetzt
wird und dadurch nicht verunreinigt wird, wenn sie mit der vertikalen Richtung
des fallenden Vorhanges einen nur geringen Winkel einschließt. Als
Winkel wird gleich oder kleiner als 30° vorgeschlagen.
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Überraschender
Weise war nach Dauerbetrieb des Vorhang-Auftragswerkes eine Reinigung des
Leitelementes bzw. seiner Prallfläche nicht notwendig. Außerdem wurde
der flüssige
bis pastöse Film
nicht stark abgebremst, wodurch sich im Wesentlichen auch keine
angetrocknete Filmdicke auf der Prallfläche aufbauen konnte.
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Dieser
positive Effekt, d.h. Verschlechterung der Benetzungseigenschaften,
lässt sich
verstärken je
glatter die Prallfläche
ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist die
Prallfläche
mit einer mittleren Rauhigkeit von gleich/kleiner als 0,8μm versehen
und weist dazu zusätzlich
eine Oberflächenspannung
von gleich/kleiner 48mN/m auf.
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Werden
alle drei Parameter (Auftreff- bzw. Anstellwinkel, Rauhigkeit und
Oberflächenspannung) angewendet,
lassen sich die besten Effekte erzielen.
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Zusätzlich ist
es noch möglich,
die Prallfläche
mit einer Flüssigkeits-
insbesondere Wasser abweisenden Beschichtung, beispielsweise Beschichtung
aus Polytetrafluorethylen oder Lack zur Erzeugung des an sich bekannten
Lotus-Effektes zu versehen. Das Leitelement hingegen kann aus einem Kunststoff
oder Metall bestehen. Vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung des
Leitelementes in ebener, d.h. mit nicht welliger Oberfläche (Prallfläche). Das
Leitelement kann aber über
die seine vertikale Richtung dennoch gekrümmt oder auch abgewinkelt ausgeführt sein.
Ein gerade gestrecktes Element ist aber am einfachsten zu fertigen.
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In
Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, das Leitelement
mit seiner Prallfläche
zusätzlich
oder alternative Lösung
in eine Vorhangs-Auffangrinne einzubauen bzw. auf diese aufzusetzen.
Dadurch kann das Leitelement ein Einlaufelement für den aufzufangenden
Vorhang vor dem eigentlichen Beschichtungsprozess bilden. Die auch als
Start- oder Stopp-Rinne bezeichenbare Auffangrinne ist verfahrbar
und befindet sich in der Bereitschaftsposition des Vorhang-Auftragswerkes
unterhalb der Abgabedüse.
Dort kann sie den schon oder noch abgegebenen Vorhang auffangen,
bevor der eigentliche Beschichtungsprozess begonnen hat oder schon
abgeschlossen ist. Danach kann von hier, also der Auffangrinne-
oder Wanne aus, das aufgefangene Medium nach evtl. notwendiger Reinigung
und Entlüftung
im Kreislauf an das Auftragswerk zurückgeführt werden.
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Durch
Einbau der im Winkel von gleich oder kleiner als 30° angestellten
Prallfläche
kann man Verwirbelungen und Lufteinzug bzw. starke Luftblasen an
der Auftrefflinie des Vorhanges in der Rinne vermeiden. Dadurch
wird die zuvor angesprochene Entlüftung des wieder verwendbaren
(im Kreislauf geführten)
Auftragsmediums vereinfacht.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 und 1a:
eine schematische Seitenansicht eines Vorhang-Auftragswerkes mit
Anordnung eines Leitelementes für
den abgegebenen Vorhang gemäß dem Stand
der Technik
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2 und 2a:
eine schematische Seitenansicht eines Vorhang-Auftragswerkes mit
Anordnung eines Leitelementes für
den abgegebenen Vorhang gemäß der Erfindung
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3 bis 5:
jeweils schematische Seitenansichten eines Vorhang-Auftragswerkes mit
Anordnung des erfindungsgemäßen Leitelementes
an einer Vorhang-Auffangrinne
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In
den einzelnen Figuren sind für
gleiche Bauteile auch gleiche Bezugszeichen gewählt.
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In 1 ist
ein Vorhang-Auftragswerk 1 zum Auftragen von flüssigem bis
pastösem
Auftragsmedium 2, insbesondere wässrige Pigmentsuspension, auf
einen laufenden Untergrund gemäß dem Stand der
Technik gezeigt. Der Untergrund ist bei direktem Auftrag die Oberfläche eines
Substrates, beispielsweise eine in Richtung L laufende Papier-,
Karton- oder anderen Faserstoffbahn 3.
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Bei
indirektem (nicht dargestellten) Auftrag wäre der laufende Untergrund
die Oberfläche
eines drehenden Übertragselementes,
welches das Auftragsmedium 2 als Auftragsschicht an das
Substrat bzw. die Faserstoffbahn 3 überträgt.
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Das
Vorhang-Auftragswerk 1 besitzt einen oberhalb der Faserstoffbahn 3 angeordneten
Auftragskopf 4. Dieser entspricht mindestens 1,1 mal der Breite
der zu beschichtenden Bahn 3. Aus einer durchgängigen entsprechenden
Abgabe-Schlitzdüse 5 wird
das Auftragsmedium 2 als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt
bewegender, fallender Vorhang 6 abgegeben.
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Im
vorbestimmten Fallweg 7 des Vorhanges 6 ist wenigstens
ein ebenes Leitelement 8 angeordnet. Dieses Leitelement 8 besteht
aus Kunststoff oder Metall und weist eine dem Vorhang 6 zugewandte Prallfläche 9 auf,
auf die der Vorhang 6 aufprallt und wodurch der Vorhang 6 geführt wird.
Das erfolgt zumindest in einem Teil innerhalb seines Fallweges und über seine
gesamte Breite.
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Das
Leitelement kann sich auch bis hin zur Faserstoffbahn 3 erstrecken.
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Das
Leitelement 8 mit seiner Prallfläche 9 zur Vertikalen 10 (vertikale
Abgaberichtung des Vorhanges 6) in einem Winkel α von mehr
als 30°,
hier mit 45° eingezeichnet,
angeordnet. Wie aus der 1a hervorgeht,
hinterlässt
der Vorhang eine Benetzung bzw. einen Film 11 auf der Prallfläche 9.
Dieses Benetzen ist unerwünscht,
weil dies zu einem anhaftenden Film führt, der antrocknet, sich aufbaut
und zu erheblichen Beeinträchtigungen,
insbesondere zu starker Abbremsung des Vorhanges 6 führt. Bei
Abstellung des Laufens des Vorhanges führt das zum Festbacken des
Filmes und dadurch zu enormer Verunreinigung, die sich nur mühselig beseitigen
lässt.
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2 zeigt
dagegen die erfindungsgemäße Anordnung
des Leitelementes 8 mit seiner Prallfläche 9.
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Erfindungsgemäß schließt nun die
Prallfläche 9 mit
der Vertikalen 10 (vertikale Richtung des fallenden Vorhanges 6)
einen Winkel α1 von maximal 30° ein. Vorzugsweise sollte der
Winkel kleiner als 30° gewählt werden.
So wie in 2a auch dargestellt, hinterlässt dann
der über
die Prallfläche 9 laufende
Vorhang 6 keinerlei Rückstände bzw.
Benetzung auf der Prallfläche,
so dass der Vorhang sehr gut ablaufen kann.
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Damit
dieser Effekt im Dauerbetrieb des Auftragswerkes 1 auch
erhalten bleibt, wurde die Prallfläche 9 glatt, also
eben, ausgebildet. Als mittlere Rauhigkeit wurde gleich oder kleiner
als 0,8μm
und eine Oberflächenspannung
des Materials des Leitelementes 8 mit gleich oder kleiner
als 48mN/m (Milli-Newton pro Meter) gewählt.
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Zusätzlich wurde
die Prallfläche 9 mit
einer Wasser abweisenden Beschichtung bzw. einer Beschichtung versehen,
die Wasser bzw. das flüssige bis
pastöse
Auftragsmedium gemäß dem an
sich bekannten Lotus-Effekt gut abperlen lässt. Vorzugsweise sollte ein
solches Auftragsmedium 2 verwendet werden, welches eine Oberflächenspannung
von mehr als 48mN/m aufweist.
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Auch
damit lassen sich die unerwünschten Benetzungen
vermeiden.
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Bei
Anwendung aller geschilderten Möglichkeiten
ist es sogar möglich,
dass selbst nach Dauerbetrieb auf eine Reinigung völlig verzichtet
werden kann.
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Die 3 bis 5 sollen
zeigen, dass das erfindungsgemäße Leitelement 8 sich
nicht nur innerhalb des Fallweges 7 während des laufenden Betriebes
des Auftragswerkes 1 einsetzen lässt, sondern auch in der Bereitschaftsposition,
bevor oder nach dem eigentlichen Beschichtungsprozess.
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Hierzu
ist nämlich
das Leitelement 8 mit seiner Prallfläche 9 in eine Vorhangs-Auffangrinne 12 eingebaut
und bildet damit ein Einlaufelement für den von der Rinne 12 aufzufangenden
Vorhang 6. In der Regel hat der Boden 13 der Auffangrinne 12 einen Neigungswinkel β von 5 bis
10° bezüglich der
Horizontalen 14. Die Auffangrinne 12 weist außerdem eine
Spitze 15, die in den Vorhang 6 eintaucht, auf. Außerdem ist
ein Auslass 16 für
das aufgefangene Medium 2 vorhanden.
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Die
Auffangrinne 12 wird unterhalb der Abgabedüse 5 soweit
in den Vorhang hinein geschoben (beim Stoppvorgang) oder aus diesem
herausbewegt (beim Startvorgang), bis der Vorhang auf die Prallfläche 9 trifft.
In den 3 und 4 ist gezeigt, dass das Leitelement
A-förmig
ausgebildet ist und somit für
beide Seiten des Vorhanges – je
nachdem von welcher Seite aus die Auffangrinne 12 in den
Vorhang 6 hineinbewegt oder herausbewegt wird – als Prallfläche 9.1 oder 9.2 dienen
kann.
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In
der 5 ist gezeigt, dass das Leitelement 8 selbst
die Vorderwand einschließlich
der dem Vorhang 6 zugewandten Spitze 15 der Auffangrinne 12 bilden
kann. Der Vorhang zur Vereinfachung hier nicht dargestellt, sondern
nur die vertikale Richtung 10. Auch bei dieser Ausführungsvariante
ist die Prallfläche 9 des
Leitelementes bzw. die Prallfläche
der Vorderwand im Winkel α1 von kleiner als 30° gegenüber der Vertikalen 10 ausgebildet,
wodurch das darüber
gelenkte Medium ohne Rückstände zu bilden danach über den
Auslass 16 ablaufen oder abgezogen werden kann.
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- 1
- Vorhang-Auftragswerk
- 2
- Auftragsmedium
- 3
- Faserstoffbahn
- 4
- Auftragskopf
- 5
- Abgabeschlitzdüse
- 6
- Vorhang
- 7
- Fallweg
- 8
- Leitelement
- 9
- Prallfläche
- 9.1
- Prallfläche
- 9.2
- Prallfläche
- 10
- Vertikale
- 11
- Benetzung
bzw. Film
- 12
- Vorhang-Auffangrinne
- 13
- Boden
- 14
- Horizontale
- 15
- Spitze
- 16
- Auslass
- α
- Winkel α
- α1
- Winkel α1
- β
- Winkel β
- L
- Laufrichtung