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Die
Erfindung betrifft ein Vorhang-Auftragswerk und ein Verfahren zur Beschichtung
einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn mit
flüssigen bis pastösen Auftragsmedien, umfassend
einen oberhalb der Faserstoffbahn und von ihr beabstandet angeordneten
und mindestens der Breite der Faserstoffbahn entsprechenden Düsenblock mit
mindestens zwei parallelen Auftragsmediumskammern aus denen jeweils
ein schlitzförmiger Zufuhrspalt abzweigt, der an der Oberfläche
des Düsenblocks jeweils eine schlitzförmige Austrittsdüse
bildet für jeweils eine abzugebende Auftragsmediumsschicht,
wobei die mindestens zwei Austrittsdüsen ebenfalls parallel
zueinander angeordnet sind und wobei der Düsenblock mindestens
eine an seiner Oberfläche befindliche Gleitfläche
aufweist, die in eine in Richtung der zu beschichtenden Faserstoffbahn
zeigende Ablösekante übergeht, von der sich die
mindestens zwei Auftragsmediumsschichten ablösen und gemeinsam
einen mindestens zweischichtigen Vorhang ausbilden, der von der
Ablösekante aus im wesentlichen der Schwerkraft folgend,
auf die Faserstoffbahn herabfällt.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise
aus der
EP-A1-1 255
615 bekannt. Dieses Auftragswerk wird in Fachkreisen als
"Slide Die", also Gleitschichtdüse, bezeichnet. Diese so
genannte Gleitschichtdüse ist als Düsenblock ausgebildet und
enthält mindestens zwei Auftragsmediumskammern. Aus diesen
Kammern gelangt jeweils das Medium über jeweils einen Zufuhrspalt,
der jeweils in eine schlitzförmige Austrittsdüse übergeht,
auf eine Gleitfläche an der Oberfläche des Düsenblocks.
Das aus den parallel hintereinander angeordneten Austrittsdüsen
austretende Auftragsmedium legt sich dabei übereinander.
An einer Abrisskante oder auch als Ablöselinie zu bezeichnenden
Kante des Düsenblocks löst sich diese Mehrfachschicht
vom Düsenblock und fällt als mehrschichtiger Vorhang
herab entweder auf eine zwischengeschaltete Gleitplatte oder direkt
auf das zu beschichtende Substrat bzw. die laufende Faserstoffbahn.
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Bei
allen bekannten Ausführungsformen der Düsenblöcke
sind alle Austrittsöffnungen, d. h. Austrittsschlitzöffnungen
relativ weit entfernt von der Abrisslinie des Düsenblocks
angeordnet. Eine Ablösegeschwindigkeit des mehrschichtigen
Vorhangs lässt sich damit nicht beeinflussen, weil diese
stark von den Eigenschaften der Auftragsmedien abhängig
ist. Maßnahmen, wie z. B. eine Erhöhung der Dicken
der einzelnen Auftragsmediumsschichten (Filmdicken) führt
zu ungünstigen Streckungsbelastungen des Vorhangs an der Übertragungslinie,
wo der mehrschichtige Vorhang auf dem zu beschichtenden Substrat
bzw. der Faserstoffbahn oder auf einer zuvor zwischengeschalteten
Leitplatte auftrifft.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren
anzugeben, bei denen die Nachteile des Standes der Technik nicht
auftreten.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens
eine Austrittsdüse direkt an der Ablösekante angeordnet
ist, so dass die hier abgegebene eine Auftragsmediumsschicht nicht
an einer der Gleitflächen des Düsenblocks abläuft.
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Der
Erfinder hat nämlich erkannt, dass die Ablösegeschwindigkeit
des mindestens zweischichtigen Vorhangs von der Ablösekante
von großer Bedeutung ist. Insbesondere kann die Ablösegeschwindigkeit
die Streckungsbelastung des Flüssigkeitsverbundes – also
des sich auf die Faserstoffbahn auflegenden Vorhangs beeinflussen.
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Die
erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt nun eine
Steuerung der Ablösegeschwindigkeit des mehrschichtigen,
also mindestens zweischichtigen Vorhangs und gestattet somit die
Optimierung der besagten Streckungsbelastung.
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Sehr
vorteilhaft ist es, dass die von der einen, an der Ablösekante
angeordneten Austrittsdüse abgegebene Auftragsmediumsschicht
in dieselbe Richtung, wie die Ablösekante wirkt. Sie kann
dadurch als Trägerschicht für die weiteren Schichten wirken.
Vorteilhaft ist auch, dass sie in ihrer Ausströmungsgeschwindigkeit
beeinflussbar ist. Bevorzugt weist diese Trägerschicht
eine höhere Ausströmungsgeschwindigkeit als die
wenigstens eine andere abgegebene Auftragsmediumsschicht auf. Die Auftragsmediumsschichten
sind auch als abgegebene Filme bezeichenbar.
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Zweckmäßig
und am einfachsten ist es dabei, wenn die eine an der Ablösekante
angeordnete schlitzförmige Austrittsdüse (also
diejenige, die die Trägerschicht abgibt) in ihrer Düsenweite
verstellt wird. Vorzugsweise ist hierbei an eine geringere Düsenweite
gedacht, als bei der wenigstens einen anderen Austrittsdüse
vorhanden ist.
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Das
erfindungsgemäße Vorhang-Auftragswerk lässt
sich sehr zweckmäßig so ausbilden, dass drei Austrittsdüsen
zur Ausbildung eines dreischichtigen Vorhangs vorgesehen sind. Hierbei
ist wie beschrieben, eine Düse davon direkt an der Ablösekante
und in dieselbe Richtung, wie die Ablösekante wirkend,
angeordnet.
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Vom
Schutzumfang sind allerdings auch zweischichtige, vierschichtige
und weitere mehrschichtige Vorhangdüsenblöcke
betroffen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Verfahren gemäß Anspruch
8 gelöst. Erfindungsgemäß wird mindestens
eine, aus einer der Austrittsdüsen resultierenden Auftragsmediumsschicht
direkt von der Ablösekante aus als Trägerschicht
für die mindestens eine andere Auftragsmediumsschicht abgegeben
und wird zuvor nicht an einer Gleitfläche des Düsenblocks
entlang geführt. Die Trägerschicht kann die anderen
ankommenden und über eine Gleitfläche ablaufenden
Auftragsmediumsschichten ab der Ablöselinie beschleunigen
oder aber auch bremsen. Auf diese Weise können die einzelnen
ankommenden Mediumsschichten so beeinflusst werden, dass bessere
Streckungsverhältnisse an der Auftrefflinie (wo der mehrschichtige
Vorhang auf dem zu beschichtenden Substrat bzw. der Faserstoffbahn
auftrifft) und dadurch bessere Auftragsqualitäten möglich
sind. Bevorzugt kann die Ablösegeschwindigkeit erhöht
werden. Die bisher einschränkenden Eigenschaften der einzelnen
Auftragsmedien sind dadurch besser beherrschbar, so dass der mehrschichtige
Vorhangauftrag erfolgreich auch bei graphischen Papieren angewendet
werden kann.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert.
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Es
zeigen in schematischer Darstellung:
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1:
einen Düsenblock eines Vorhang-Auftragswerkes für
den mehrschichtigen Auftrag gemäß dem Stand der
Technik im Schnitt
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2:
eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Düsenblockes eines Vorhang-Auftragwerkes für den
mehrschichtigen Auftrag im Schnitt
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3:
eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Düsenblockes eines Vorhang-Auftragwerkes für den
mehrschichtigen Auftrag im Schnitt
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4:
eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Düsenblockes eines Vorhang-Auftragwerkes für den
mehrschichtigen Auftrag im Schnitt
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Es
ist anzumerken, dass in allen Beispielen und auch bei der Darstellung
des Standes der Technik ein dreischichtiger Auftrag dargestellt
ist. Der mehrschichtige Auftrag könnte aber auch nur zweischichtig
oder auch mehr als drei dreischichtig sein, weshalb in diesen Fällen
die Anzahl der Auftragsmediumskammern, Zufuhrspalte und Austrittsdüsen
entsprechend zu verringern oder zu vermehren ist.
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In
der 1 ist ein Vorhang-Auftragswerk 1 zur
Beschichtung einer in Richtung L laufenden Papier-, Karton- oder
anderen Faserstoffbahn 2 mit flüssigen bis pastösen
Auftragsmedien 3, 4 und 5 gemäß dem
Stand der Technik gezeigt. Es umfasst neben einigen anderen hier
nicht mit dargestellten Einheiten, wie Auffangrinnen, Luftgrenzschicht-Bekämpfungseinrichtungen,
Messeinrichtungen, Zuführleitungen usw. einen oberhalb
der Faserstoffbahn 2 und von ihr beabstandet angeordneten
Düsenblock 6. Dieser Düsenblock 6 ist
maschinenbreit ausgeführt. Der Düsenblock 6 weist
für jedes Auftragsmedium 3, 4 und 5 eine
Auftragskammer 7, 8 und 9 auf, die parallel
zueinander angeordnet sind. Aus jeder dieser Auftragsmediumskammern 7 bis 9 zweigt
ein schlitzförmiger Zufuhrspalt 10, 11 und 12 ab,
der bzw. die alle an der Oberfläche 13 des Düsenblocks 6 jeweils
eine schlitzförmige Austrittsdüse 14, 15 und 16 bilden
für jeweils eine abzugebende Auftragsmediumsschicht 17, 18 und 19.
Die Austrittsdüsen 14 bis 16 sind in Laufrichtung
L der Faserstoffbahn 2 hintereinander angeordnet. Der Düsenblock 6 weist
an seiner Oberfläche 13 auch eine nach unten hin
geneigte und gekrümmte befindliche Gleitfläche 20 auf,
die sich in Teil-Gleitflächen 20.1, 20.2 und 20.3 (immer
ausgehend von der stromaufwärtig gelegenen Austrittsdüse 14, 15 und 16)
aufteilt. Die Gleitfläche 20 geht in eine Ablösekante 21 über,
die in Richtung der zu beschichtenden Faserstoffbahn 2 zeigt.
Von dieser Ablösekante 21, die ja auch maschinenbreit,
so wie der gesamte Düsenblock 6 und seine Auftragskammern, Zufuhrspalte
und Austrittsdüsen ist, lösen sich die sich vorher
an der Gleitfläche 20 übereinander gelegten
Auftragsmediumsschichten 17 bis 19 ab und bilden
gemeinsam einen mindestens zweischichtigen Vorhang 22 – hier
dreischichtigen – Vorhang aus. Der Vorhang 22 fällt
von der Ablösekante 21 aus im wesentlichen der
Schwerkraft folgend, auf die Faserstoffbahn 2 herab und
legt sich auf deren einen Bahnseite als Mehrfachschicht 23 ab.
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Die
Lage der Ablösekante 21 ist hierbei relativ weit
entfernt von den Austrittsdüsen 14, 15 und 16. Selbst
aus der letzten Austrittsdüse 16, die am nächsten
zur Ablösekante liegt, muss das Auftragsmedium 5 noch über
die letzte Teil-Gleitfläche 20.3 laufen.
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Je
nach der eingestellten Durchflussmenge pro Zeiteinheit, die sich
gemäß der Formel: V = Q/Sberechnen
lässt und wobei Q die Durchflussmenge pro Zeiteinheit und
S die Spaltbreite des schlitzförmigen Austrittsdüse
ist, ergeben sich für verschiedene Eigenschaften der Auftragsmedien
verschiedene Strömungszustände.
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Mit
der hier gezeigt bekannten Vorrichtung kann die Ablösegeschwindigkeit
des Mediumsverbundes, d. h. des mehrschichtigen Vorhanges 22 nicht
gesteuert werden, da die Ablösegeschwindigkeit stark von
den Eigenschaften der einzelnen Medien, bzw. der gewählten
Streichfarben ist.
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Nachfolgend
sind nun drei erfindungsgemäße Ausführungsformen
eines Vorhang-Auftragswerkes mit einem Düsenblock dargestellt,
mit denen insbesondere eine Erhöhung der Ablösegeschwindigkeit
steuerbar ist und mit der sich die Streckungsbelastung an der Auftrefflinie 24 des
mehrschichtigen Vorhanges 22 verringern lässt.
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Die
nachfolgenden Beispiele sollen nur insoweit erläutert werden,
wie Unterschiede zu den vorherigen Figuren gegeben sind. An die
Bezugszeichen für gleiche Begriffe sind zwecks besserer
Unterscheidung gegenüber dem in 1 gezeigten
Stand der Technik pro Figur jeweils Kleinbuchstaben a, b, c angehängt.
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2 zeigt
eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Vorhang-Auftragswerkes 1a. Man erkennt, dass im Gegensatz
zur Stand der Technik-Ausführung der Zufuhrspalt 12a verlängert
ist und die aus dem Zufuhrspalt resultierende Austrittsdüse 16a direkt
an der Ablösekante 21a liegt und in dieselbe Richtung
wie die Ablösekante 21 wirkend, angeordnet ist.
Die hier abgegebene eine Auftragsmediumsschicht 19a, die
hier zugleich die Unterschicht für die anderen Schichten 18a und 17a der
Mehrfachschicht 23a auf der in Richtung L sich bewegenden Faserstoffbahn 2 bildet,
läuft nicht an einer der Gleitflächen 20 des
Düsenblocks 6 ab. Eine Teil-Gleitfläche 20.3 ist
hier gar nicht vorhanden, was auch den Herstellungsaufwand des Düsenblocks
verringert. Es sind nur die beiden Teil-Gleitflächen 20.1a und 20.2a vorhanden.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Vorhang-Auftragswerkes, welches hier mit 1b bezeichnet
ist. Man erkennt im Gegensatz zur in 2 gezeigten
Ausführungsform eine andere Anordnung des aus der mittleren
Auftragsmediumskammer 8b abzweigenden Zufuhrspaltes 11b.
Seine Austrittsdüse 15b befindet sich hierbei nicht
stromaufwärtig zur dritten Austrittsdüse 16b, sondern
seitlich, so dass die von der Austrittsdüse 15b abgegebene
Auftragsmediumsschicht 18b hier an der Unterseite 25b des
Düsenkörpers 6b entlang fließt
und auch die Unterschicht der auf die Faserstoffbahn 2 aufgetragenen
Mehrfachschicht 23b bildet. Die Oberschicht bzw. Deckschicht
der Mehrfachschicht 23b resultiert aus der von der ersten
Austrittsdüse 14b abgegebenen Schicht 17b.
Die Mittelschicht, die eine Trägerschicht ausbildet, stammt
aus der dritten Austrittsdüse 16b, die die Schicht
bzw. Film 19b abgibt.
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Die
Unterschicht der Mehrfachschicht 23b resultiert aus der
abgegebenen zweiten Düse 15b mit ihrer abgegebenen
Auftragsmediumsschicht 18b.
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Auch
bei dieser Ausführungsform sind nur die beiden Teil- Gleitflächen 20.1b und 20.2b vorhanden.
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Eine
Teil- Gleitfläche 20.3 ist bei dieser Ausführungsform
ebenfalls nicht vorhanden. Wesentlich ist bei dieser Ausführung,
dass im Gegensatz zur Stand der Technik-Ausführung gemäß 1 die Austrittsdüse 16b direkt
an der Ablösekante 21b liegt und in dieselbe Richtung
wie die Ablösekante 21b wirkend, angeordnet ist.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Vorhang-Auftragswerkes, welches hier mit 1c bezeichnet
ist. Man erkennt eine gegenüber den Beispielen gemäß 2 und 3 andere
Form des Düsenblockes 6c. Er ist, wie 4 zeigt,
symmetrisch und T-Form-artig gestaltet. Im Querbalken des "T" befinden
sich die beiden Auftragsmediumskammern 7c und 8c,
die hier auf einer horizontalen Linie liegen. Über ihre
Zufuhrspalte 10c und 11c und den zugehörigen,
schlitzförmigen Austrittsdüsen 14c und 15c geben
sie jeweils die Auftragsmediumsschicht 17c und 18c ab,
welche an zueinander spitz zulaufenden, nach unten zeigenden Gleitflächen 20.1c und 20.2c des
senkrechten Balkens des "T" entlang ablaufen und so zwischen sich, wie
bei der Ausführungsform gemäß 3,
die Mittel- bzw. Trägerschicht 19c, resultierend
aus der Auftragsmediumskammer 9c, dem Zufuhrspalt 12c und der
Austrittsdüse 16c einschließen. Eine
Teil- Gleitfläche 20.3 ist hier ebenfalls nicht
vorhanden. Die Schicht 18c bildet hier die Deckschicht
und die Schicht 17c die Unterschicht der Mehrfachschicht 23c.
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Wesentlich
ist auch bei dieser Ausführung, dass im Gegensatz zur Stand
der Technik-Ausführung gemäß 1 die
Austrittsdüse 16c direkt an der Ablösekante 21c liegt
und in dieselbe Richtung wie die Ablösekante 21c wirkend,
angeordnet ist.
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- 1,
1a, 1b, 1c
- Vorhang-Auftragswerk
- 2
- Faserstoffbahn
- 3,
4, 5
- Auftragsmedium
- 6,
6a, 6b, 6c
- Düsenblock
- 7,
7a, 7b, 7c
- Auftragsmediumskammer
- 8,
8a, 8b, 8c
- Auftragsmediumskammer
- 9,
9a, 9b, 9c
- Auftragsmediumskammer
- 10,
10c
- Zufuhrspalt
- 11,
11b, 11c
- Zufuhrspalt
- 12,
12b, 12c
- Zufuhrspalt
- 13
- Oberfläche
- 14,
14a, 14b, 14c
- Austrittsdüse
- 15,
15a, 15b, 15c
- Austrittsdüse
- 16,
16a, 16b, 16c
- Austrittsdüse
- 17,
17a, 17b, 17c
- Auftragsmediumsschicht
- 18,
18a, 18b, 18c
- Auftragsmediumsschicht
- 19,
19a, 19b, 19c
- Auftragsmediumsschicht
- 20
- Gleitfläche
- 20.1,
20.2, 20.3
- Teilgleitfläche
- 20.1a,
20.1b
- Teilgleitfläche
- 20.2a,
20.2b
- Teilgleitfläche
- 21,
21a, 21b, 21c
- Ablösekante
- 22,
22a, 22b, 22c
- mindestens
zweischichtiger Vorhang
- 23,
23a, 23b, 23c
- Mehrfachschicht
- 24
- Auftrefflinie
- L
- Laufrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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