DE102008025462A1

DE102008025462A1 - Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln, insbesondere in der papierverarbeitenden Industrie vor und/oder nach dem Druck

Info

Publication number: DE102008025462A1
Application number: DE102008025462A
Authority: DE
Inventors: Detlef Amsel; Georg Froehlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009144017A1; WO2009144017A8

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln, insbesondere in der papierverarbeitenden Industrie vor und/oder nach dem Druck. Die Auftragsvorrichtung umfasst wenigstens zwei Auftragsstationen mit einer Kette von jeweils drei zusammenarbeitenden Walzen, welche spiegelbildlich und symmetrisch bezüglich des dazwischen durchlaufenden Flächensubstrats als Zwillingsanordnung vorgesehen sind. Die Zwillingsanordnung ist hierbei derart getroffen, dass die Beschichtungswalze der Auftragsstation auf der einen Seite des Flächensubstrats zugleich die Gegenwalze der gegenüberliegenden Auftragsstation und umgekehrt bildet. Diese Auftragsvorrichtung lässt sich nicht nur für endloses bahnförmiges Flächensubstratmaterial, sondern auch bei einem solchen Flächensubstratmaterial einsetzen, welches von Bogenmaterial oder Einzelblättern gebildet ist. Die Auftragsvorrichtung nach der Erfindung trägt das Auftragsmittel zu beiden Seiten des Flächensubstrats im Wesentlichen gleichzeitig unter weitgehend übereinstimmenden Prozessbedingungen auf.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln, vorzugsweise hochviskosen Emulsionen, insbesondere auf Wasserbasis, auf ein Flächensubstrat, wobei die Vorrichtung wenigstens zwei ein Kette von mehreren Walzen umfassende Austragsstationen umfasst.
Aus WO 2008/041858 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines bahnartigen Flächensubstrats bekannt. Diese dort beschriebene Behandlungsvorrichtung umfasst unter anderem mehrere Auftragsstationen, welche in Transportrichtung des Flächensubstrats hintereinander geschaltet angeordnet sind, und zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln bestimmt sind. Die Auftragsvorrichtung dieser bekannten Vorrichtung weist beim dort gezeigten Beispiel vier Auftragsstationen auf, wobei eine erste Auftragsstation einen Auftrag auf der Vorderseite und eine in Transportrichtung des Flächensubstrats nachgeschaltete und darauf folgende Auftragsstation mit einem Abstand zur ersten Auftragsstation den Auftrag auf der Rückseite des Flächensubstrats aufbringt. Somit werden bei dieser Vorrichtung die Vorderseite und die Rückseite des bahnähnlichen Flächensubstrats mit Hilfe der Auftragsstationen beabstandet und hintereinander mit einem Auftragsmittel versehen. Jede Auftragsstation umfasst eine Kette von wenigstens vier zusammen arbeitenden Walzen, und ausgehend von einem Auftragsmittelvorrat handelt es sich um eine Austragswalze, eine Übertragungswalze, eine Beschichtungswalze und eine auf der gegenüber liegenden Seite des Flächensubstrats angeordnete Gegendruckwalze, wobei das Flächensubstrat zwischen der Beschichtungswalze und der Gegendruckwalze durchläuft. Da bei dieser Vorrichtung die Vorder- und Rückseite des Flächensubstrats hintereinander mit Auftragsmitteln versehen werden, ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Qualität beim Start/Stopp-Betrieb aufgrund des asymmetrischen Auftrags des Auftragsmittels, welche auf diesem Fachgebiet als Curleffekte bezeichnet werden. Da das Auftragsmittel auf die Vorderseite und die Rückseite des Flächensubstrats hintereinander aufgetragen wird, ist diese Vorrichtung auch nur für ein bahnähnliches, endloses Flächensubstrat, und nicht für Einzelblatt oder Bögen des Flächensubstrats geeignet.
Ferner bedarf es bei derartigen Vorrichtungen der üblichen Art einer äußerst genauen, zuverlässigen Synchronisation der einzelnen hintereinander geschalteten Auftragsstationen, um eine qualitativ hochwertige Beschichtung des Flächensubstrats sicher zu stellen.
Insbesondere hat sich gezeigt, dass Störungen bei derartigen Vorrichtungen dadurch verursacht werden, dass zuerst das Auftragsmittel auf der einen Seite des Substrats und dann auf der anderen Seite auftragen wird, welche zuvor noch keinen Auftragsmittel-Auftrag hatte, so dass das Flächensubstrat an der benetzten Walze haften bleiben kann und sich dann um diese wickeln kann. Wenn man ein endloses, bahnähnliches Flächensubstrat in gespanntem Zustand führt, lassen sich hierdurch eventuell bedingte Störungen weitgehend vermeiden.
Auch ist diese aus WO 2008/041858 A1 bekannte Vorrichtung dadurch kompliziert ausgelegt und nimmt auch relativ viel Platz in Anspruch, da an jeder Auftragsstation eine Gegendruckwalze vorgesehen sein muss, welche unter Zwischenlage des Flächensubstrats mit der gegenüber liegenden Auftragswalze zusammen wirkt, und in diesem Zusammenwirken einen entsprechenden Druck zur Übertragung des Auftragsmittels auf das Flächensubstrat erzeugt.
Die Erfindung hingegen zielt darauf ab, eine Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftrag von Auftragsmitteln der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, welche einerseits ein qualitativ hochwertiges Auftragen von Auftragsmitteln auf Flächensubstrate gestattet, andererseits einen vereinfachten Aufbau einer solchen Vorrichtung ermöglicht, und insbesondere ein betriebszuverlässiges Betreiben der Vorrichtung auch im Falle des Auftragens von Auftragsmitteln auf Flächen substrate in Form von Einzelblättern oder Einzelbögen gestattet. Auch soll die Systemsteuerung insgesamt vereinfacht werden.
Nach der Erfindung wird hierzu eine Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln, vorzugsweise hochviskose Emulsionen, insbesondere auf Wasserbasis, auf ein Flächensubstrat bereitgestellt, wobei die Vorrichtung wenigstens zwei eine Kette von mehreren Walzen umfassende Auftragsstationen umfasst, und welche sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens zwei Auftragsstationen mit einer Kette von jeweils drei zusammen arbeitenden Walzen spiegelbildlich und symmetrisch bezüglich des dazwischen laufenden Flächensubstrats als Zwillingsanordnung derart vorgesehen sind, dass die Beschichtungswalze der Auftragsstation auf der einen Seite des Flächensubstrats zugleich die Gegenwalze der gegenüber liegenden Auftragsstationen und umgekehrt bildet.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird somit vollständig auf eine Gegendruckwalze verzichtet, sondern Dank der spiegelbildlichen, symmetrischen Zwillingsanordnung der Auftragsstationen werden die dem Flächensubstrat gegenüber liegend angeordneten Beschichtungswalzen wechselseitig als Gegendruckwalze benutzt, so dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jede Auftragsstation mit einer Kette von nur jeweils drei zusammen arbeitenden Walzen auskommt. Hierdurch vereinfacht sich der Aufbau der jeweiligen Auftragsstation und zudem nimmt die Auftragsstation weniger Platz in Anspruch. Durch die gegenüber liegende spiegelbildliche Anordnung der wenigstens zwei Auftragsstationen kann auch erreicht werden, dass das Auftragen des Auftragsmittels an beiden Seiten des Flächensubstrats nahezu zeitgleich erfolgt, so dass aufwändige Synchronisationen der Auftragsstationen und deren Walzen ersatzlos entfallen können.
Die symmetrisch wirkenden Auftragsstationen führen zu einer Verbesserung des Auftrags auch in qualitativer Hinweis, da der Druck zum Auftragen des Auftragsmittels auf beiden Seiten des Flächensubstrats nahezu zeitgleich allein bedingt durch die erfindungsgemäße Auslegung der Vorrichtung aufgebaut wird.
Die Beschichtungswalzen an den jeweiligen gegenüber liegenden Auftragsstationen berühren sich Dank der symmetrischen Auslegung der Vorrichtung kurzzeitig linear. Da somit beiderseits das Flächensubstrat mit Auftragsmittel benetzt wird, kann wirksam eine unerwünschte Ablenkung des Flächensubstrats beim Auftragen des Auftragsmittels vermieden werden. Ferner erfolgt das Auftragen des Auftragsmittels auf die Vorderseite und die Rückseite des Flächensubstrats unter nahezu übereinstimmenden Prozessbedingungen und -verhältnissen sowie in Verbindung mit äußerst kurzen Prozesszeiten. Da die Auftragsstationen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung platzsparend einander gegenüber liegend angeordnet sind, bleibt in der Vorrichtung viel Platz für das Anordnen von Führungshilfen einlaufseitig und auslaufseitig vor und nach der Beschichtung, und insbesondere lässt sich die Auslegung derart treffen, dass weder vor noch nach dem Auftragen des Auftragsmittels das Flächensubstrat durch mechanische Elemente verbogen oder abgelenkt werden kann. Hierdurch lässt sich ein im wesentlichen wenig berührungsanfälliger Betrieb einer solchen Vorrichtung erreichen.
Die erfindungsgemäße Auslegung der Vorrichtung gestattet somit, negative Effekte in Mechanik und Qualität bei dem Auftrag von Auftragsmitteln auf ein Flächensubstrat weitgehend zu vermeiden. Auch lassen sich Kosten bei der Mechanik und der Ansteuerung der Vorrichtung sowie für die Reinigung und die Führung des Flächensubstrats reduzieren. Insbesondere lässt sich aufgrund des symmetrischen Auftrags des Auftragsmittels auf das Flächensubstrat ohne Schwierigkeiten ein Start/Stopp-Betrieb verwirklichen, ohne dass sogenannte Curleffekte auftreten.
Es lassen sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere schnell trocknende und reagierende Auftragsmittel einsetzen und zuverlässig auf das Flächensubstrat beidseitig auftragen.
Vorzugsweise umfasst jede Kette von Walzen ausgehend von einem Auftragsmittelvorrat eine Austragswalze, eine Übertragungswalze und eine Beschichtungswalze, welche mit einer Seite des durchlaufenden Flächensubstrats zusammen arbeitet. Diese Kette von Walzen der jeweiligen Auftragsstation lässt sich vorzugsweise mit entsprechend geeigneten Mitteln aufeinander zu und voneinander weg bewegen, so dass die Auftragsstationen auch beabstandet vom Flächensubstrat angeordnet, aber zugleich synchron im Bedarfsfall zum Aufbringen des Auftragsmittels aufeinander zu bewegt werden können. Der Synchronbetrieb lässt eine Verbesserung der Qualität des Auftrags zu, da sich mit vereinfachten Regelsystemen die Prozessparameter auf gleiche Prozesswerte einstellen lassen.
Insbesondere sind die Übertragungswalzen der jeweiligen Auftragsstationen auch dann benetzt, wenn kein Flächensubstrat mit der Auftragsstation zusammen arbeitet, um ein Austrocknen oder Eintrocknen des Auftragsmittels zu vermeiden.
Ferner gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung das Auftragen von Auftragsmitteln auf Einzelbögen oder Einzelblätter, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für Endlosbahnen als Flächensubstrat, sondern auch auf Flächensubstrate in Einzelblattform oder Einzelbogenform ohne grundlegende Abänderungen der Auftragsstationen geeignet ist.
Vorzugsweise kann der oder den Auftragsstationen wenigstens ein Gebläsesystem nachgeschaltet sein, welches zur Nachbehandlung des auf das Flächensubstrat aufgetragenen Auftragsmittels bestimmt sein kann.
Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung auch ohne Schwierigkeiten im Stopp- und Go-Betrieb betreibbar, wodurch aufgrund der gegenüber liegenden spiegelbildlichen, symmetrischen Anordnung der Auftragsstationen ein unmittelbares Anschließen und eine ortsgenaue Bestimmung des Auftragens des Auftragsmittels erreicht werden kann. Beim Anlauf kann das Auftragsmittel in einem unsichtbaren Anschluss wieder an gleicher Stelle aufgetragen werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ferner derart ausgelegt sein, dass die Walzen der Auftragsstation oder der Auftragsstationen durch das durchlaufende und zu beschichtende Flächensubstrat zwangsweise angetrieben werden. In einem solchen Fall kann man auf gesonderte Antriebe für die Walzen der Auftragsstationen verzichten. Andererseits kann alternativ wenigstens eine der Walzen der Auftragsstationen gesondert gesteuert angetrieben werden, was insbesondere auch von Vorteil ist, wenn das zu beschichtende Flächensubstrat von Bogenmaterial oder Einzelblättern gebildet wird. Auch lassen sich bei einer gesondert steuerbaren Antriebsweise wenigstens eine der Walzen jeder Auftragsstation zusätzliche eventuell gewünschte Prozessparameter variieren.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung platzsparend ausgelegt ist, lassen sich auch ohne Schwierigkeiten zum Transport von Einzelbögen oder Einzelblättern geeignete Luftführungen oder ein Nadelbettsystem vorsehen.
Bei der Erfindung werden vorzugsweise hochviskose Emulsionen, insbesondere auf Wasser basierende Emulsionen, eingesetzt, wobei schon kleinste Mengen dieser Emulsionen mit Luft reagieren können und man dann eine weitgehend trockene Oberfläche an dem Flächensubstrat erhält, um ein unerwünschtes Haftenbleiben des Flächensubstrats beim Durchlauf durch die Vorrichtung wirksam zu vermeiden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Die einzige 1 der Zeichnung zeigt schematisch eine Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln auf ein Flächensubstrat.
Die in 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Auftragsvorrichtung dient zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln, insbesondere in der papierverarbeitenden Industrie vor und/oder nach dem Druck. Ein Flächensubstrat 2, beim dargestellten Beispiel ein bahnförmiges Endlosflächensubstrat, läuft an der Oberseite der Auftragsvorrichtung 1 über entsprechende Walzen ein. Auslaufseitig wird das Flächensubstrat 2 über Ausführungswalzen geführt und an der Einlaufseite und der Auslaufseite wird das Flächensubstrat 2 vorzugsweise im gespannten Zustand gehalten. Obgleich bei dem Beispiel als Flächensubstrat ein endloses Bahnmaterial dargestellt ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei zu beschichtenden Flächensubstraten in Form von Bogenmaterial oder Einzelblätter eingesetzt werden, wie dies auch voranstehend bereits angegeben worden ist.
Die Auftragsvorrichtung 1 umfasst wenigstens zwei Auftragsstationen 3, 3', welche spiegelbildlich und symmetrisch bezüglich des dazwischen durchlaufenden Flächensubstrats 2 als Zwillingsanordnung vorgesehen sind. Jede Auftragsstation 3, 3' umfasst eine Kette von jeweils drei zusammen arbeitenden Walzen, und zwar ausgehend von einem Auftragsmittelvorrat 4, 4', eine Austragswalze 5, 5', eine Übertragungswalze 6, 6' und eine Beschichtungswalze 7, 7'. Die jeweilige Beschichtungswalze 7, 7' der Auftragsstationen 3, 3' arbeiten mit einer Seite des durchlaufenden Flächensubstrats 2 zum Auftragen des Auftragsmittels zusammen. Die Zwillingsanordnung der wenigstens zwei Auftragsstationen 3, 3' ist hierbei derart gewählt, dass die Beschichtungswalze 7 der Auftragsstation 3 auf der einen Seite des Flächensubstrats 2 zugleich die Gegenwalze der gegenüber liegenden Auftragsstation 3' und umgekehrt bildet. Mit Hilfe eines geeigneten Stellantriebs 8 lassen sich die Auftragsstationen 3, 3' synchron aufeinander zu unter Zwischenlage des zu beschichtenden Flächensubstrats 2 bewegen oder auch in umgekehrter Richtung von einander weg bewegen, falls kein Auftragsmittelauftrag erfolgen soll. Zur Verdeutlichung sind daher in der einzigen 1 die gegenüberliegenden Beschichtungswalzen 7, 7' der beiden gegenüberliegenden Auftragsstationen 3, 3' sowohl im vom Flächensubstrat 2 abgerückten Zustand als auch in dem Zustand gezeigt, in welchem die beiden Beschichtungswalzen 7, 7' einerseits mit der Vorderseite und andererseits zeitgleich mit der Rückseite des Flächensubstrats 2 zum Auftragen des Auftragsmittels in Kontakt sind.
Ferner sind schematisch an der Auslaufseite der Auftragsvorrichtung 1 noch entsprechende Papierführungen, ein Gebläsesystem oder dergleichen nachgeschaltet. Falls die Auftragsvorrichtung 1 das Auftragen von Auftragsmitteln auf Bogenmaterial oder Einzelblätter des zu beschichtenden Flächensubstrats 2 (nicht gezeigt) bestimmt ist, können zum Transport von Einzelbögen oder Einzelblättern durch die Auftragsvorrichtung 1 gegebenenfalls eine Luftführung oder ein Nadelbettsystem vorgesehen sein.
Selbst wenn die Übertragungswalzen 6, 6' der Auftragsstationen 3, 3' in einer Außereingriffstellung beabstandet von dem Flächensubstrat 2 angeordnet sind, bleiben die Übertragungswalzen 6, 6' der Auftragsstationen 3, 3' immer benetzt, um ein Austrocknen des Auftragsmittels auf diesen Übertragungswalzen 6, 6' zu vermeiden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten der dargestellten bevorzugten Ausführungsform beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2008/041858 A1 [0002, 0005]

Claims

Vorrichtung zum bedarfsweisen Auftragen von Auftragsmitteln, vorzugsweise hochviskosen Emulsionen, insbesondere auf Wasserbasis, auf ein Flächensubstrat (2), wobei die Vorrichtung (1) wenigstens zwei eine Kette von mehreren Walzen umfassende Auftragsstationen (3, 3') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Auftragsstationen (3, 3') mit einer Kette von jeweils drei zusammen arbeitenden Walzen (5, 6, 7; 5', 6', 7') spiegelbildlich und symmetrisch bezüglich des dazwischen durchlaufenden Flächensubstrats (2) als Zwillingsanordnung derart vorgesehen sind, dass die Beschichtungswalze (7, 7') der Auftragsstation (3, 3') auf der einen Seite des Flächensubstrats (2) zugleich die Gegenwalze der gegenüberliegenden Auftragsstation (3', 3) und umgekehrt bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kette von Walzen ausgehend von einem Auftragsmittelvorrat (4, 4') eine Austragswalze (5, 5'), eine Übertragungswalze (6, 6') und eine Beschichtungswalze (7, 7') umfasst, welche mit einer Seite des durchlaufenden Flächensubstrats (2) zusammenarbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Auftragsstationen (3, 3') synchron aufeinander zu unter Zwischenlage des zu beschichtenden Flächensubstrats (2) oder von einander weg bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Auftragsstationen (3, 3') wenigstens ein Gebläsesystem nachgeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) im Stopp- und Go-Betrieb betreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Flächensubstrat (2) von einem Bahnmaterial, vorzugsweise einem Endlosbahnmaterial, gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Flächensubstrat (2) von Bogenmaterial oder Einzelblättern gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (5, 6, 7; 5', 6', 7') der Auftragsstationen (3, 3') durch das durchlaufende und zu beschichtende Flächensubstrat (3, 3') zwangsweise angetrieben sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Walzen jeder Auftragsstation (3, 3') gesondert und gesteuert antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Transport von Einzelbogen oder Einzelblättern durch die Vorrichtung (1) eine Luftführung oder ein Nadelbettsystem vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmittel in der Vorrichtung (1) auf die beiden Seiten des Flächensubstrats (2) im wesentlichen gleichzeitig aufgetragen wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswalze (6, 6') jeder Auftragsstati on (3, 3') immer benetzt ist, auch dann, wenn diese in einer Außereingriffsstellung beabstandet von dem Flächensubstrat (2) ist.