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Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Auftragen eines flüssigen oder
pastösen
Auftragsmediums auf wenigstens eine Oberfläche einer laufenden Materialbahn
insbesondere aus Papier oder Karton mittels wenigstens eines Vorhang-Auftragwerks und
Trocknen des aufgetragenen Auftragsmedium mittels wenigstens einer
berührungslosen
Trocknungseinrichtung; wobei die Materialbahn in der Maschine mehrere
die Materialbahn berührende
Umlenkanordnungen passiert, die gegeneinander versetzte oder/und
in verschiedenen Richtungen verlaufende Abschnitte des Materialbahnverlaufs
definieren; wobei das Vorhang-Auftragswerk das Auftragsmedium aus
wenigstens einer Abgabeöffnung,
insbesondere einer Schlitzdüse
oder Gleitschichtdüse,
in Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs, der unter Schwerkrafteinfluss
und ggf. Einfluss weiterer Kräfte
hin zu der zugeordneten Oberfläche
der Materialbahn in einem Auftragsabschnitt des Materialbahnverlaufs
abgibt, welcher im Wesentlichen horizontal oder entsprechend einem
Radius einer Umlenk- und Abstützrolle
des Vorhang-Auftragswerks verläuft oder
zumindest eine in Horizontalrichtung größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente als
in Vertikalrichtung hat; wobei die Materialbahn in wenigstens einem
dem Auftragsabschnitt nachfolgenden Trocknungsabschnitt des Materialverlaufs die
oder wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert, um das aufgetragene
Auftragsmedium zumindest teilweise zu trocknen; und wobei die Materialbahn
im Verlauf oder/und am Ende des Auftragsabschnitts durch eine – wenn vorhanden – die Umlenk-
und Abstützrolle
ggf. umfassende erste Umlenkanordnung derart um wenigstens einen
Umlenkwinkel umgelenkt wird, dass die Materialbahn nach der Umlenkung
zumindest in einem auf diese Umlenkung unmittelbar folgenden ersten
Abschnitt des Materialbahnverlaufs zumindest anfänglich im Wesentlichen vertikal
nach unten verläuft
oder eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach unten als vor der Umlenkung hat.
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Derartige
so genannte Vorhang-Auftragsmaschine, auch unter dem Begriff „Curtain
Coater” bekannt,
sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und haben in den
letzten Jahren für
das Streichen von Papier und Karton an Bedeutung gewonnen.
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Beim
Streichen von Papier und Karton erfolgt die Trocknung der Strichschicht
zunächst
kontaktlos, damit die noch feuchte Oberfläche nicht beschädigt wird.
Dies gilt unabhängig
vom Auftragsverfahren.
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In
der kontaktlosen Trockenstrecke wird das Wasser in der Regel durch
Infrarotstrahler oder durch Heißlufttrockner
aufgeheizt und verdampft. Es ist allgemein bekannt, dass die Trocknung
möglichst schnell
nach dem Streichen beginnen soll. Damit wird verhindert, dass durch
Penetration von löslichen
Bestandteilen aus der flüssigen
Streichfarbe in das Papier, d. h. dessen Fasernetzwerk, wandern,
bzw. es wird das Ausmaß dieses
Wanderns begrenzt. Die flüssigen
Bestandteile der Farbe sollen in der Füllstoffmatrix der Streichfarbe,
allgemein des Auftragsmediums, erhalten bleiben, da sie etwa beim
späteren
Bedrucken für
eine gute Qualität
sorgen.
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Man
hat deswegen versucht, die zum Streichen verwendeten Streichanlagen
so aufzubauen, dass die Trocknung nach kürzestmöglicher Distanz zum Streichaggregat
beginnt. 8 zeigt mehrere Beispiele für gängige Streichverfahren,
nämlich
für das
Klingen- oder Rakelstreichen (Teilfiguren 8a)
und 8b)) und das Filmstreichen (8c)). Bei solchen berührenden Streichverfahren ist
in der Regel bereits nach nur einer Bahnumlenkung das erste Trockenelement
angeordnet. Die Distanz zwischen Farbauftrag und Beginn der Trocknung
beträgt
in der Regel zwischen 2 und 8 Metern.
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In
den letzten Jahren hat mit dem „Curtain Coater”, also
dem Vorhang- Streichen,
ein neues Auftragsverfahren an Bedeutung gewonnen. Es gibt mehrere
Produktionsanlagen sowie Pilotanlagen. Bei der Verwendung eines
fallenden Vorhangs oder Schleiers ist aufgrund der Schwerkraft allerdings
eine bestimmte Anordnung der die Streichfarbe, allgemein das Auftragsmedium,
abgebenden Düse
zur Materialbahn (insbesondere Papier- oder Kartonbahn) vorgegeben. Die Materialbahn
muss im Moment des Auftrags im Wesentlichen waagerecht verlaufen.
Anschließend
kann die beschichtete Seite nicht berührt werden, wodurch sich Einschränkungen für die nachfolgende
Anordnung einer Trockenstrecke ergeben. Typische Anordnungen des
Stands der Technik sind in 7 gezeigt.
Die Bahn muss mehrmals die Richtung wechseln, bevor sie in eine
oberhalb angeordnete Trockenstrecke gelangt. Die Distanz vom Ort
des Auftrags bis zum Beginn der Trocknung ist also deutlich länger als
bei anderen Streichverfahren, was nachteilig ist und speziell Nachteile für die Druckqualität haben
kann und auch größeren mechanischen
Aufwand aufgrund der Verwendung von relativ vielen Leit- oder Umlenkwalzen
(Leit- oder Umlenkwalzen) bedeutet.
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Es
ist demgemäß eine Aufgabe
der Erfindung, eine einem Vorhang-Auftragswerk (Curtain Coater) folgende
Trockenstrecke so relativ zum Vorhang-Auftragswerk anzuordnen, dass
eine vergleichsweise kurze Distanz zwischen dem Ort des Auftrags
(der Auftragsstrecke) und dem Beginn der Trocknung (der Trockenstrecke)
realisiert ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß für die eingangs identifizierte
Maschine vorgeschlagen, dass der auf die Umlenkung in Verlauf oder/und
am Ende des Auftragsabschnitts unmittelbar folgende erste Abschnitt
des Materialbahnverlaufs ein Trocknungsabschnitt ist, in dem die
Materialbahn wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert. Es wurde überraschenderweise
gefunden, dass der auf die erste Umlenkanordnung unmittelbar folgende
erste Abschnitt des Materialbahnverlaufs gut für die Anordnung wenigstens
eines Trockenelements geeignet ist, dass dieser als „erster
Abschnitt” bezeichnete
Abschnitt des Materialbahnverlaufs also als Trocknungsabschnitt
oder Trockenstrecke dienen kann.
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Vorliegend
wird betreffend den Begriff „Abschnitt
des Materialbahnverlaufs”,
also „Auftragsabschnitt”, „erster
Abschnitt” und
hinsichtlich im Folgenden noch anzusprechender möglicher Weiterbildungen auch „zweiter
Abschnitt” und „dritter
Abschnitt” des
Materialbahnverlaufs vor allem daran gedacht, dass dieser Abschnitt
eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils von einer die Materialbahn
berührenden Umlenkanordnung
begrenzt wird. Wird eine Umlenk- und Abstützrolle in Zuordnung zu einem
Auftragskopf eines Vorhang-Auftragswerks eingesetzt, so kann diese
Umlenk- und Abstützrolle
(Abstütz-
und Umlenkrolle) auch alleine den Auftragsabschnitt definieren und
diesem einen gekrümmten
Verlauf geben.
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Eine
berührungslose
Umlenkanordnung begrenzt bei dieser vorrangig in Betracht zu ziehenden Definition
nicht einen Abschnitt des Materialbahnverlaufs und kann dementsprechend
beispielsweise in der Mitte eines solchen „Abschnitts des Materialbahnverlaufs” angeordnet
sein.
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Legt
man diese Definitionen zugrunde, so kann eine berührungslose
Umlenkanordnung einen solchen durch berührende Umlenkanordnungen eingangsseitig
und ausgangsseitig begrenzenden Abschnitt des Materialbahnverlaufs
aber in „Teilabschnitte” des Materialbahnverlaufs
unterteilen, nämlich
in einen Teilabschnitt zwischen der eingangsseitigen berührenden
Umlenkanordnung und der berührungslosen
Umlenkanordnung und einen Teilabschnitt zwischen der berührungslosen
Umlenkanordnung und der ausgangsseitigen berührenden Umlenkanordnung. Es
kann aber durchaus auch sein, dass ein wesentlicher Teilabschnitt
eines solchen Abschnitts des Materialbahnverlaufs entlang oder durch eine
berührungslose
Umlenkanordnung verläuft,
so dass dieser Teilabschnitt den größten Teil des gesamten Abschnitts
ausmacht.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird zur Lösung der
angesprochenen Aufgabe für
die eingangs identifizierte Maschine erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass
die Materialbahn nach der Umlenkung im Verlauf oder/und am Ende
des Auftragsabschnitts der/einer das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehenden Trocknungseinrichtung des/eines Trocknungsabschnitts
derart zugeführt
wird, dass die Wärmeeinwirkung
der Trocknungseinrichtung auf das Auftragsmedium auf einer gegenüber dem
Auftragsabschnitt tieferliegenden Höhe beginnt.
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Die
meisten in Frage kommenden Ausführungsformen
werden beiden Erfindungsvorschlägen entsprechen,
so dass diese insoweit als alternative Definitionen der gleichen
technischen Lehre anzusehen sind. Einzelne erfindungsgemäße Ausführungsformen
mögen aber
auch nur einer dieser Erfindungsdefinitionen entsprechen.
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Betreffend
die Erfindungsvorschläge
wird vor allem daran gedacht, dass die Materialbahn im Trocknungsabschnitt
bzw. nach der Umlenkung durch die erste Umlenkanordnung, und – im Falle
einer in Laufrichtung der Materialbahn folgenden weiteren Umlenkung
der Materialbahn vor dieser weiteren Umlenkung – im Wesentlichen vertikal
nach unten verlaufend oder eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach unten als vor der Umlenkung aufweisend
die oder wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert.
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Besonders
bevorzugt ist eine solche Ausgestaltung der Maschine, dass die Materialbahn
in dem auf die erste Umlenkanordnung unmittelbar folgenden ersten
Abschnitt des Materialbahnverlaufs zumindest anfänglich im Wesentlichen vertikal
nach unten verläuft
oder eine in Vertikalrichtung nach unten größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente als
in Horizontalrichtung hat.
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Es
ist bevorzugt, dass die Materialbahn im Trocknungsabschnitt bzw.
nach der Umlenkung durch die erste Umlenkanordnung, und – im Falle
einer in Laufrichtung der Materialbahn folgenden weiteren Umlenkung
der Materialbahn vor dieser weiteren Umlenkung – im Wesentlichen vertikal
nach unten verlaufend oder eine in Vertikalrichtung nach unten größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
als in Horizontalrichtung aufweisend die oder wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert.
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Bevorzugt
wird also jener Abschnitt bzw. Teilabschnitt des Materialbahnverlaufs
nach der Umlenkanordnung am Ende des Auftragsabschnitts als Trockenstrecke
genutzt, in dem die Materialbahn sich nach unten bewegt und noch
keine erneute Umlenkung erfährt.
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Weiterbildend
wird vorgeschlagen, dass die Materialbahn im Trocknungsabschnitt
bzw. im auf die erste Umlenkanordnung unmittelbar folgenden ersten
Abschnitt des Materialbahnverlaufs oder/und in einem sich hieran
nach einer zweiten Umlenkanordnung anschließenden zweiten Abschnitt des
Materialbahnverlaufs eine berührungslose
Umlenkanordnung passiert, die die Materialbahn um wenigstens einen
Umlenkwinkel derart umlenkt, dass die Materialbahn zumindest in
einem Materialbahnaustrittsbereich der berührungslosen Umlenkanordnung
im Wesentlichen vertikal nach oben verläuft oder eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach oben als vor der Umlenkung durch die berührungslose
Umlenkanordnung hat oder eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach oben als in Horizontalrichtung hat. Der
erste Abschnitt des Materialbahnverlaufs kann sich somit entlang
der berührungslosen
Umlenkanordnung und über
diese hinaus erstrecken. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die
oder eine weitere berührungslose
Umlenkanordnung in einem auf den ersten Abschnitt des Materialbahnverlaufs
nachfolgenden zweiten Abschnitt des Materialbahnverlaufs angeordnet
ist. Hierzu wird vor allem daran gedacht, dass die zweite Umlenkanordnung
benachbart einem Eingang der berührungslosen
Umlenkanordnung angeordnet ist und die Materialbahn derart umlenkt,
dass die Materialbahn nach der Umlenkung durch die zweite Umlenkanordnung anfänglich im
Wesentlichen vertikal nach unten verläuft oder anfänglich eine
größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach unten als vor der Umlenkung durch die zweite
Umlenkanordnung hat oder anfänglich
eine in Vertikalrichtung nach unten größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
als in Horizontalrichtung hat.
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Betreffend
die berührungslose
Umlenkanordnung wird als besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass
diese als berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung ausgeführt ist oder wenigstens eine
berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung aufweist, so dass das aufgetragene
Auftragsmedium während
dem Umlenken einer Trocknungswirkung unterziehbar ist. Eine durch
die Umlenkanordnung definierte „Umlenkstrecke” kann also
als Trockenstrecke dienen. Es kann sich um die erste Trockenstrecke
nach dem Vorhang-Auftrag
oder eine weitere, beispielsweise zweite Trockenstrecke nach dem
Vorhang-Auftrag handeln.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass die durch die Umlenkanordnung bzw.
deren wenigstens eine Trocknungseinrichtung bereitgestellte Trockenstrecke
einen Großteil
des ersten Abschnitts des Materialbahnverlaufs ausmacht, der durch
die berührungslose
Umlenkanordnung vorzugsweise um mehr als 90°, höchstvorzugsweise um etwa 180° umgelenkt
wird und dann zweckmäßig eine
weitere Umlenkanordnung passieren kann.
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Weiterbildend
wird vorgeschlagen, dass die Materialbahn nach der Umlenkung durch
die berührungslose
Umlenkanordnung im Wesentlichen vertikal nach oben verlaufend oder
zumindest eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach oben als vor der Umlenkung durch die berührungslose
Umlenkanordnung bzw. zumindest eine in Vertikalrichtung nach oben
größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
als in Horizontalrichtung aufweisend die oder wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert.
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Eine
andere Möglichkeit
ist, dass die Materialbahn nach der Umlenkung durch die berührungslose
Umlenkanordnung und Passieren einer dritten Umlenkanordnung in einem
sich hieran anschließenden
dritten Abschnitt des Materialbahnverlaufs wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert. Diesbezüglich kann
man zweckmäßig vorsehen,
dass die dritte Umlenkanordnung benachbart einem Ausgang der berührungslosen Umlenkanordnung
angeordnet ist und die Materialbahn derart umlenkt, dass die Materialbahn
nach der Umlenkung durch die dritte Umlenkanordnung im Wesentlichen
vertikal nach oben verläuft
oder eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach oben als vor der Umlenkung durch die dritte
Umlenkanordnung hat oder eine in Vertikalrichtung nach oben größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
als in Horizontalrichtung hat.
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Bei
der nach der berührungslosen
Umlenkanordnung bzw. der dritten Umlenkanordnung durch Anordnung
der Trocknungseinrichtung realisierten Trockenstrecke kann es sich
um die erste oder um eine weitere, beispielsweise zweite oder dritte
Trocknungsstrecke nach dem Vorhang-Auftrag handeln.
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Zweckmäßig kann
man vorsehen, dass Abschnitte oder Teilabschnitte des Materialbahnverlaufs vor
und nach der berührungslosen
Umlenkanordnung eine zueinander im Wesentlichen parallele Führung der
Materialbahn vorsehen.
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Eine
durch eine jeweilige berührende
oder berührungslose
Umlenkanordnung realisierte Umlenkung kann ein- oder mehrstufig,
also in einem Umlenkwinkel oder in mehreren einen Gesamt-Umlenkwinkel
ergebenden Umlenkwinkeln erfolgen. Es kommt also insbesondere auch
in Betracht, dass die erste Umlenkanordnung eine erste Umlenkrolle
oder mehrere erste Umlenkrollen umfasst, mittels der die Materialbahn
um einen ersten Umlenkwinkel bzw. um mehrere Umlenkwinkel zur Erzielung
eines ersten Gesamt-Umlenkwinkels umgelenkt wird, oder/und dass
die zweite Umlenkanordnung eine Umlenkrolle oder mehrere Umlenkrollen
umfasst, mittels der die Materialbahn um einen zweiten Umlenkwinkel
bzw. um mehrere Umlenkwinkel zur Erzielung eines zweiten Gesamt-Umlenkwinkels
umgelenkt wird, oder/und dass die dritte Umlenkanordnung eine dritte Umlenkrolle
oder mehrere dritte Umlenkrollen umfasst, mittels der die Materialbahn
um einen dritten Umlenkwinkel bzw. um mehrere Umlenkwinkel zur Erzielung
eines dritten Gesamt-Umlenkwinkels umgelenkt wird.
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Die
Maschine kann auch mehrere Vorhang-Auftragswerke enthalten, die
die Materialbahn passiert. Hierzu wird konkret vorgeschlagen, dass
im Materialbahnverlauf dem wenigstens einen Vorhang-Auftragswerk
vorausgehend oder nachfolgend die Materialbahn wenigstens ein weiteres
Vorhang-Auftragswerk passiert, welches das Auftragsmedium aus wenigstens
einer Abgabeöffnung,
insbesondere aus einer Schlitzdüse
oder Gleitschichtdüse, in
Form eines ein- oder mehrschichtigen Vorhangs unter Schwerkrafteinfluss
und ggf. Einfluss weiterer Kräfte
hin zu der zugeordneten, derselben oder – vorzugsweise – anderen
Oberfläche
der Materialbahn in einem weiteren Auftragsabschnitt des Materialbahnverlaufs
abgibt. Der weitere Auftragsabschnitt verläuft im Wesentlichen horizontal
oder entsprechend einem Radius einer Umlenk- und Abstützrolle
des Vorhang-Auftragswerks gekrümmt
oder hat zumindest eine in Horizontalrichtung größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
als in Vertikalrichtung, wobei die Materialbahn in wenigstens einem
dem weiteren Auftragsabschnitt nachfolgenden weiteren Trocknungsabschnitt
des Materialverlaufs wenigstens eine berührungslose, das Auftragsmedium
einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert, um das aufgetragene
Auftragsmedium zumindest teilweise zu trocknen; und wobei die Materialbahn
im Verlauf oder/und am Ende des weiteren Auftragsabschnitts durch
eine weitere erste Umlenkanordnung derart um wenigstens einen Umlenkwinkel
umgelenkt wird, dass die Materialbahn nach der Umlenkung zumindest
in einem auf diese Umlenkung unmittelbar folgenden weiteren ersten
Abschnitt des Materialbahnverlaufs zumindest anfänglich im Wesentlichen vertikal
nach unten verläuft
oder eine größere Bewegungsgeschwindigkeitskomponente
in Vertikalrichtung nach unten als vor der Umlenkung hat. Es kann
also ein mehrstufiger Mediumauftrag auf die gleiche Materialbahnoberfläche oder
ein gesonderter Auftrag auf beide Oberflächen (Vorderseite und Rückseite)
der Materialbahn vorgesehen sein.
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Die
verwendeten Auftragsmedien bei Mehrschichtauftrag können von
gleicher, bevorzugt aber unterschiedlicher Art sein, z. B. Stärke, Streichfarbe usw.
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Auch
betreffend das wenigstens eine weitere Vorhang-Auftragswerk kann
die Erfindung mit ihren Weiterbildungsvorschlägen realisiert sein. Es wird
erfindungsgemäß also vorgeschlagen,
dass der auf die Umlenkung im Verlauf oder/und am Ende des weiteren
Auftragsabschnitts unmittelbar folgende weitere erste Abschnitt
des Materialbahnverlaufs ein weiterer Trocknungsabschnitt ist, in
dem die Materialbahn die oder wenigstens eine berührungslose,
das Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehende weitere Trocknungseinrichtung passiert. Alternativ
oder zusätzlich
wird vorgeschlagen, dass die Materialbahn nach der Umlenkung im
Verlauf oder/und am Ende des weiteren Auftragsabschnitts einer das
Auftragsmedium einer Wärmeeinwirkung
unterziehenden weiteren Trocknungseinrichtung eines weiteren Trocknungsabschnitts
derart zugeführt
wird, dass die Wärmeeinwirkung
der weiteren Trocknungseinrichtung auf das Auftragsmedium auf einer
gegenüber dem
weiteren Auftragsabschnitt tieferliegenden Höhe beginnt.
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Bevorzugt
ist dabei vorgesehen, dass der Materialbahnverlauf nach der Umlenkung
im Verlauf oder/und am Ende des weiteren Auftragsabschnitts, insbesondere
im weiteren ersten Abschnitt und gewünschtenfalls in einem sich
hieran anschließenden weiteren
zweiten Abschnitt oder/und weiteren dritten Abschnitt des Materialbahnverlaufs,
der erfindungsgemäßen Lehre
und den oben angegebenen Weiterbildungsvorschlägen entspricht.
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Es
wird allgemein daran gedacht, dass Abschnitte oder Teilabschnitte
des Materialbahnverlaufs nach dem Auftragsabschnitt und nach dem
weiteren Auftragsabschnitt Bewegungsgeschwindigkeitskomponenten
der Materialbahn in zueinander entgegengesetzten Horizontalrichtungen
vorsehen. Dabei kann man zweckmäßig vorsehen,
dass Abschnitte oder Teilabschnitte des Materialbahnverlaufs nach dem
Auftragsabschnitt und nach dem weiteren Auftragsabschnitt eine zueinander
im Wesentlichen parallele Führung
der Materialbahn mit Bewegungsgeschwindigkeitskomponenten der Materialbahn
in zueinander entgegengesetzten Horizontalrichtungen vorsehen.
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Allgemein
wird vorgeschlagen, den Beginn der Trockenstrecke so nah wie möglich an
den Punkt des Auftragsmedium-Auftrags (Farb-Auftrag) zu verlegen,
wofür die
Bahn nach dem Vorhang-Auftrag nach unten umgelenkt wird. Zweckmäßig liegt
dann der Beginn der Trocknung tiefer als der Auftreffpunkt des Auftragsmediums.
Im Verlauf der ein- oder mehrstufigen Trocknung wird die Materialbahn
dann bevorzugt um mindestens etwa 90° und bevorzugt um etwa 180° umgelenkt.
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Merkmale
oder Elemente einer erfindungsgemäßen Ausführungsform können vorteilhaft
die folgenden sein:
- – wenigstens ein Auftragswerk
zum Auftragen von flüssigem
Auftragsmedium,
- – das
Auftragswerk ist ein Vorhang-Auftragswerk (so genannter Curtain
Coater),
- – das
Vorhang-Auftragswerk weist wenigstens eine Schlitzdüse (slot
die) oder eine Gleitschichtdüse
(slide die) für
die Abgabe des Auftragsmediums auf,
- – Das
Auftragswerk kann als Doppelanordnung (Double-Die), Twin-Die, Tandem-Die ausgebildet sein.
- – Mit
dem Auftragswerk wird das Auftragsmedium mit mindestens einem Strich
aufgetragen, z. B. auf die Oberseite der Materialbahn,
- – die
Materialbahn wird aus der Waagrechten nach unten umgelenkt,
- – unmittelbar
nach dieser Umlenkung beginnt die Trockenstrecke,
- – der
Beginn der Trockenstrecke liegt tiefer als der Punkt des Auftragsmedium-Auftrags,
- – eine
Distanz zwischen dem Auftragsmedium-Auftrag (Farb-Auftrag) und dem
Beginn der Trocknung beträgt
zwischen 2 Metern und 8 Metern entlang dem Materialbahnverlauf,
- – die
Trocknung erfolgt durch Infrarotstrahler und/oder durch Heißluftbeaufschlagung,
- – die
Trockenstrecke kann aus mehreren einzelnen Trocknern bestehen,
- – die
mit Auftragsmedium versehene (gestrichene) Materialbahnseite berührt kein
berührendes Umlenkelement,
insbesondere keine Umlenkwalze (Umlenkrolle), bevor die Trocknung
abgeschlossen ist,
- – die
Trocknung kann mittels von der Materialbahn geradlinig durchlaufenen
oder passierten und/oder mit von der Materialbahn mit einem Radius
gekrümmt
durchlaufenen oder passierten Trocknern erfolgen,
- – die
Materialbahn erfährt
im Verlauf der ein- oder mehrstufigen Trocknung eine Richtungsänderung,
die mindestens etwa 90° beträgt.
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Es
müssen
nicht alle diese Merkmale oder Elemente in einer erfindungsgemäßen Lösung realisiert
sein.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Vorhang-Auftragswerk (so
genannter „Curtain Coater)
zum Streichen einer Papier- oder Kartonbahn mit einem dem Auftragswerk
unmittelbar nachfolgenden Trockner.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Vorhang-Auftragswerk (so
genannter „Curtain Coater”) zum Streichen
einer Papier- oder Kartonbahn mit einem dem Auftragswerk unmittelbar
nachfolgenden Trockner.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel für ein Vorhang-Auftragswerk (so
genannter „Curtain Coater”) zum Streichen
einer Papier- oder Kartonbahn mit einem dem Auftragswerk nach einer
berührungslosen
Umlenkung unmittelbar nachfolgenden Trockner.
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4 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel für zwei entlang
eines Verlaufs der Papier- oder Kartonbahn einander nachfolgende
Vorhang-Auftragswerke für
beidseitigen Strich, mit dem jeweiligen Vorhang-Auftragswerk jeweils
unmittelbar nachfolgendem Trockner.
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5 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel für ein Vorhang- Auftragswerk (so
genannter „Curtain Coater”) zum Streichen
einer Papier- oder Kartonbahn mit einem dem Auftragswerk unmittelbar
nachfolgenden Trockner, wobei der als Heißlufttrockner ausgeführte Trockner
einen gekrümmten
Materialbahnverlauf vorsieht und damit eine Materialbahnumlenkungsfunktion
erfüllt.
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6 zeigt
ein sechstes Ausführungsbeispiel
für ein
Vorhang-Auftragswerk
(so genannter „Curtain
Coater”)
zum Streichen einer Papier- oder Kartonbahn mit einem dem Auftragswerk
unmittelbar nachfolgenden Trockner ähnlich 5 mit allerdings beidseitiger
Heißluftbeaufschlagung
der Materialbahn.
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7 zeigt
typische Beispiele herkömmlicher
Anordnungen eines Vorhang-Auftragswerks mit nachfolgendem Trockner.
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8 zeigt
typische Beispiele herkömmlicher
Anordnungen eines berührenden
Streichwerks mit nachfolgendem Trockner.
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1 zeigt
ein Beispiel für
ein Vorhang-Auftragswerk 10 (einem so genannten „curtain
coater”, auch
häufig
mit CC abgekürzt),
welcher einen Vorhang-Auftragskopf 12 aufweist, dem ein
flüssiges Auftragsmedium,
beispielsweise eine Streichfarbe, zugeführt wird, welche in Form eines
sich unter Schwerkrafteinfluss nach unten bewegenden Vorhangs oder
Schleiers 14 auf einen vorzugsweise zumindest näherungsweise
horizontal verlaufenden Auftragsabschnitt 16 der Materialbahn 18 aufgetragen
wird. Die Materialbahn wird mit einer Zuggruppe 32 durch
die die Auftragsmaschine, insbesondere Streichmaschine, gezogen.
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Die
Materialbahn 18 wird beim Ausführungsbeispiel über mehrere
Umlenkrollen dem Auftragswerk zugeführt, wobei die Umlenkrollen 20 und 22 den
Auftragsabschnitt 16 definieren. Durch die Umlenkrolle 22 wird
die Materialbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, nach
unten umgelenkt und gelangt danach sofort in einen ersten Trockner 24.
Im Falle des Ausführungsbeispiels
handelt es sich um einen Heißlufttrockner,
der Heißluft
zumindest gegen die das Auftragsmedium tragende Materialbahnoberfläche, vorzugsweise
gegen beide Materialbahnseiten, bläst. Der Trockner kann so ausgeführt sein, dass
sich Glasdüsen
und Saugzonen abwechseln und ein Umluftbetrieb realisiert ist, bei
der wasserbeladene Luft zwischen Heißluftdüsen abgesaugt (Abluft AL oder
A) und nach Trocknung als Zuluft (Zuluft ZL oder Z) wieder gegen
die Bahn geblasen wird.
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Nach
dem Ausführungsbeispiel
wird nach einer weiteren Umlenkung der Bahn durch zwei Umlenkrollen 26 und 28 die
Bahn in einem weiteren Heißlufttrockner 30 fertiggetrocknet,
der ebenfalls nach dem Umluftprinzip arbeiten kann. Bis zum Fertigtrocknen
wird die gestrichene Seite der Bahn nicht mit Umlenkwalzen oder
Umlenkrollen berührt. Über weitere
Umlenkrollen und die Zuggruppe 32 wird die Materialbahn
dann der weiteren Be- oder Verarbeitung zugeführt, beispielsweise einem weiteren Streichaggregat,
das auf die gleiche oder die entgegengesetzte Materialbahnseite
aufträgt.
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Einer
oder beide Trockner können
auch als Infrarotstrahlungstrockner ausgeführt sein.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß 2 wird
wiederum die obere Seite der Materialbahn, insbesondere Papierbahn,
mit einem Vorhang-Auftragswerk 10 gestrichen,
welches den Vorhang-Auftragskopf 12 hat, welcher auf den
Auftragsabschnitt der Materialbahn 18 aufträgt. Die
Materialbahn wird durch die Umlenkrolle 22 schräg nach unten
umgelenkt und gelangt dann sofort in einen ersten Trockner, insbesondere
Heißlufttrockner 24. Nach
Durchlauf des Trockners 24 wird die Bahn über die
gestrichene Seite mittels einer berührungslosen Umlenkanordnung, beispielsweise
einem so genannten Airturn („AT”) 40,
um etwa 180° umgelenkt.
Durch den Airturn 40 wird die vom Streichen noch feuchte Oberfläche der
Bahn nicht beschädigt,
da die Bahn auf einem Luftkissen gestützt und umgelenkt wird. Nach
dem Umlenken wird die Bahn dann in einem sich an den Airturn 40 anschließenden weiteren Trockner,
insbesondere Heißlufttrockner 30,
fertiggetrocknet. Bis zum Fertigtrocknen wird die gestrichene Seite
der Bahn nicht mit Umlenkwalzen oder Umlenkrollen berührt. Eine
Zuggruppe 32 zieht die Bahn durch die Maschine. Die Materialbahn 18 wird
nach der Zuggruppe 32 ausweislich 2 einem
zweiten Vorhang-Auftragswerk mit Vorhang-Auftragskopf 12' zugeführt, welcher
im Auftragsabschnitt 16' erneut auf
die gleiche Materialbahnseite wie das Vorhang-Auftragswerk 10 aufträgt. Um auf
die andere Materialbahnseite aufzutragen, könnte zwischen der Zuggruppe 32 und
dem Auftragswerk 10' eine
Bahnwendeeinrichtung vorgesehen sein.
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3 zeigt
ein mit 2 gewisse Ähnlichkeiten habendes drittes
Ausführungsbeispiel.
Der Vorhang-Auftragskopf 12 des Vorhang-Auftragswerks 10 trägt ebenso
auf den im Wesentlichen horizontal verlaufenden Auftragsabschnitt 16 der
Materialbahn 18 auf, und die Materialbahn wird danach durch
die Umlenkrolle 22 schräg
nach unten umgelenkt. Der Trockner, insbesondere Heißlufttrockner 24,
ist allerdings einer berührungslosen
Umlenkanordnung, beispielsweise einem Airturn 40, nachgeschaltet,
welcher die Bahn über
die gestrichene Seite nach oben umlenkt, so dass beispielsweise
ein nahezu vertikaler Materialbahnverlauf resultiert. Nach dieser
Umlenkung gelangt die Materialbahn also in den ersten Trockner,
insbesondere Heißlufttrockner 24. Nach
einer berührenden
Umlenkung durch mehrere Umlenkrollen um etwa 180° durchläuft die Materialbahn dann in
einem nahezu vertikal nach unten verlaufenden Abschnitt den zweiten
Trockner, insbesondere Heißlufttrockner 30,
in dem die Bahn fertiggetrocknet wird. Die gestrichene Seite der
Materialbahn wird von Walzen und anderen berührenden Umlenkelementen nicht
berührt,
bis die Bahn fertiggetrocknet ist. Nach dem Fertigtrocknen durch
den Trockner 30 folgt eine erneute Umlenkung nach oben,
bevor die Bahn die durch die Maschine ziehende Zuggruppe 32 erreicht,
nach der dann die Materialbahn einem zweiten Vorhang-Auftragswerk 10' zugeführt werden kann.
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Sowohl
im Falle der 2 als auch im Falle der 3 kann
die die dem zweiten Auftragswerk 10' folgende Anordnung von Trocknern
der dem jeweiligen ersten Auftragswerk 10 folgenden Anordnung von
Trocknern entsprechen.
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4 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel, welches
konkret einen beidseitigen Vorhang-Auftrag auf die Materialbahn 18 zeigt.
Das Vorhang-Auftragswerk 10 trägt im Auftragsabschnitt 16 auf
die Oberseite der Materialbahn, insbesondere Papierbahn, auf. Durch
die Umlenkrolle 22 wird die Materialbahn schräg nach unten
umgelenkt und durchläuft
den Trockner, insbesondere Heißlufttrockner 24.
Anschließend
wird die Bahn über
die noch feuchte Oberseite mittels des Airturns 40 schräg nach oben umgelenkt,
wobei eingangsseitig und ausgangsseitig des Airturns 40 jeweils
eine stärker
nach unten umlenkende Umlenkrolle 50a bzw. zurück zu einem schrägen Verlauf
umlenkende Umlenkrolle 50b angeordnet sein kann.
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Nach
der Umlenkung wird die Bahn in einem schräg nach oben verlaufenden Bahnabschnitt
durch den zweiten Trockner, insbesondere Heißlufttrockner 30,
fertig getrocknet. Der Bahnzug wird durch die Zuggruppe 32 aufrecht
erhalten. Durch vor und nach der Zuggruppe angeordnete Umlenkrollen
wird die Bahn um mehr als 90°,
bevorzugt um 180°,
umgelenkt, so dass die Bahn ihre Laufrichtung ändert und danach im Auftragsabschnitt 16' die Unterseite
der Materialbahn mittels des Vorhang-Auftragskopfes 12' des Vorhang-Auftragswerks 10' gestrichen
wird. Dieser Auftragsabschnitt der Materialbahn ist durch entsprechende
Umlenkrollen 20' und 22' definiert.
Die Umlenkrolle 22' lenkt
die Materialbahn nach schräg unten
um, und es folgt dann eine der Anordnung nach dem ersten Auftragswerk
entsprechende Anordnung aus einem ersten Trockner 24' und einem zweiten
Trockner 30' und
dazwischen vorgesehenen Umlenkeinrichtungen, nämlich dem Airturn 40' mit vorgeschalteter
Umlenkrolle 50a und nachgeschalteter Umlenkrolle 50b.
Die Trocknung der Unterseite erfolgt also in einer geometrischen
Anordnung analog zur Trocknung der Oberseite.
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5 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel, bei
dem der dem Auftragsabschnitt 16 nachfolgende, von den
Umlenkrollen 22 und 62 begrenzte Materialbahnabschnitt 58 ein
Umlenkungsabschnitt und zugleich ein Trocknungsabschnitt ist, in
dem die Materialbahn einerseits durch einen als berührungslose Umlenkeinrichtung
fungierenden Heißlufttrockner 60 um
mehr als 90°,
im Falle des Ausführungsbeispiels um
etwa 180°,
nach oben umgelenkt wird und andererseits während dieses Umlenkens durch
die die gestrichene Seite der Bahn beaufschlagende heiße Luft getrocknet
wird. Nach der Umlenkung der Materialbahn 18 durch die
Umlenkrolle 22 gelangt die Bahn sofort in den Einflussbereich
der Umlenk- und Trocknungseinrichtung 60. Es handelt sich
um einen einseitig wirkenden Trockner, der nur die gestrichene Seite
der Bahn mit heißer
Luft beaufschlagt. Der Bahnverlauf im bzw. entlang des Trockners
ist mit einem Radium R gekrümmt.
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Allgemein
wird vorgeschlagen, dass die Bahn um mindestens 90°, bevorzugt
um mehr als 90°,
und höchstvorzugsweise – wie beim
Ausführungsbeispiel – um etwa
180° umgelenkt
wird. Der Trockner 60 kann so ausgeführt sein, dass sich entlang
der gekrümmten
Kontur Blasdüsen
und Saugzonen abwechseln, wie in der ein Detail der Gesamtdarstellung
gemäß 5a) zeigenden Teilfigur 5b) angedeutet.
Hier sind Blasdüsen 64 und
dazwischenliegende Saugzonen mit 66 bezeichnet. Die Blasdüsen blasen
heiße
Luft gegen die Bahn. Die wasserbeladene Luft wird zwischen den Düsen abgesaugt,
so dass der Trockner zweckmäßig nach
dem Umluftprinzip arbeiten kann.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der 5 im Wesentlichen
dadurch, dass die Materialbahn 18 von beiden Seiten getrocknet
wird. Die Heißlufttrocknungseinrichtung
weist zusätzlich
zu dem Trockner 60 also eine auf die andere Materialbahnseite
wirkende Trockneranordnung, vorliegend zwei aufeinander folgende
Trockner 70 und 72 auf, die heiße Luft
gegen die ungestrichene Seite der Materialbahn blasen. Die Ausführung des äußeren Teils
der Trocknungseinrichtung in mehreren Teilen oder einzelnen Trocknern
hat den Vorteil, dass die Montage erleichtert ist. Vorteilhaft können die
Trockner zum Reinigen geöffnet
werden. Jeder Teil des Trockners bzw. jeder einzelne Trockner hat
bevorzugt einen Zuluft- und einen Abluftverteiler und arbeitet jeweils
nach dem Umluftprinzip.
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Die
Ausgestaltung nach 5 und 6 erscheinen
besonders vorteilhaft, da einerseits eine sehr kompakte Gesamtanordnung
erreicht wird und andererseits die Materialbahn unmittelbar nach
dem Streichen getrocknet wird.
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7 zeigt
in den Teilfiguren 7a), 7b)
und 7c) typische Lösungen des Stands der Technik
für die Anordnung
von Trocknern im Anschluss an ein Vorhang-Auftragswerk. Für entsprechende
Teile sind die gleichen Bezugszeichen wie bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen
verwendet. Im Falle der bekannten Lösung gemäß 7b)
wird nicht auf einen zwischen zwei Umlenkrollen verlaufenden geradlinigen
Materialbahnabschnitt, sondern auf einen durch eine Umlenk- und
Abstützrolle
gekrümmten Materialbahnabschnitt
aufgetragen, was auch bei einer erfindungsgemäßen Maschine in Betracht kommt.
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8 zeigt
typische Beispiele für
bekannte Anordnungen aus einem berührenden Streichaggregat mit
nachfolgenden Trocknungseinrichtungen. Diese sind nur der Vollständigkeit
halber gezeigt, da aus solchen berührenden Streichmaschinen aufgrund
völlig
anderer Verhältnisse
wenig für
berührungslose
Vorhang-Streichmaschinen abgeleitet werden kann. 8a)
und 8b) zeigen bekannte Lösungen für Klingen-
oder Rakel-Streichmaschinen, bei
denen durch eine Auftragseinrichtung 80 im Überschuss
aufgetragen und danach dann zur Einstellung der richtigen Dosierung
durch eine Rakeleinrichtung 82 überschüssiges Auftragsmedium mittels
beispielsweise einer Klinge wieder entfernt wird. 84 bezeichnet
einen Gas-Infrarottrockner, dem zum Betrieb Gas zugeführt wird. 86 bezeichnet
jeweils einen Heißlufttrockner,
wobei in Falle der 8b) mittels eines
Airturns 88 über
die gestrichene Seite umgelenkt wird, um dann im Heißlufttrockner 86 fertig
zu trocknen.
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8c) zeigt ein Beispiel für eine Filmstreich-Anordnung 90,
die auf die Materialbahn diese berührend beidseitig dosiert aufträgt. Ein
erster Heißlufttrockner 86 folgt
nach einer Umlenkung durch einen Airturn 88. Ein zweiter
Heißlufttrockner 87 folgt nach
einer weiteren, diesmal berührenden
Umlenkung.
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Für eine Maschine
mit wenigstens einem Vorhang-Auftragswerk, welches auf einen Auftragsabschnitt
des Materialbahnverlaufs aufträgt,
wird vorgeschlagen, dass ein auf eine Umlenkanordnung des Auftragsabschnitts,
welche die Materialbahn nach unten umlenkt, unmittelbar folgender
Abschnitt des Materialbahnverlaufs ein Trocknungsabschnitt ist,
in dem die Materialbahn wenigstens eine berührungslose, das Auftragsmedium
einer Wärmeeinwirkung
unterziehende Trocknungseinrichtung passiert. Alternativ oder zusätzlich wird
vorgeschlagen, dass die Materialbahn nach der Umlenkung im Verlauf
oder/und am Ende des Auftragsabschnitts der Trocknungseinrichtung
eines Trocknungsabschnitts derart zugeführt wird, dass die Wärmeeinwirkung
der Trocknungseinrichtung auf das Auftragsmedium auf einer gegenüber dem
Auftragsabschnitt tiefer liegenden Höhe beginnt.