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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von beschichteten
Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahnen mit zumindest einer
thermosensitiven Schicht als Funktionsschicht durch Auftrag zumindest
eines flüssigen oder pastösen thermosensitiven
Auftragsmediums auf eine Trägerbahn mittels einer eine
Funktionsschicht bildenden Einheit, umfassend zumindest eine Auftragseinrichtung
und eine dieser nachgeordnete Trockenstrecke.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung
zur Erzeugung von beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahnen
mit zumindest einer thermosensitiven Schicht.
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Die
Erfindung eignet sich neben den besagten Papier-, Karton- oder anderen
Faserstoffbahnen auch für andere als Aufzeichnungsmedium
geeignete Bahnen, wie Folien oder textile Substrate, die auf einer
oder beiden Seiten eine thermosensitive Schicht aufweisen sollen.
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Unter
einer thermosensitiven Schicht wird eine Auftragsschicht verstanden,
welche geeignet ist, unter Einwirkung von Wärme, insbesondere
Kontakt mit einem beheizbaren Schreibkopf eine visuell erfassbare
Information durch Verfärbung abzubilden. Diese umfasst
zumindest einen Farbbildner, einen Farbentwickler und Bindemittel.
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Vorrichtungen
zur Erzeugung von beschichteten Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahnen mit
mindestens einer thermosensitiven Schicht in Form von Thermopapieren
durch Auftrag eines flüssigen oder pastösen thermosensitiven Auftragsmediums
auf eine Trägerbahn mittels eines Vorhangauftragswerkes
sind beispielhaft aus
- – La
papeterie 275, Avril-Mai 2006, S. 6–14 und
- – Revue de Papier Carton No. 85, Fevrier-Mars 2006,
S. 34–37
vorbekannt. Dabei ist der Aufragseinrichtung
in Form des Vorhangauftragswerkes eine Trockenstrecke nachgeordnet.
Zur Vermeidung eines Einrollens wird zur Flachlagekorrektur auf
der Rückseite Wasser aufgetragen. Mit einer derartigen
Grundkonfiguration kann eine einzige thermosensitive Schicht aufgetragen
werden. Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Thermopapiere und
die Erweiterung des Anwendungsspektrums haben zur Entwicklung hochqualitativer
Thermopapiere geführt. Diese sind entweder beidseitig mit
einer thermosensitiven Beschichtung versehen oder aber weisen über
der thermosensitiven Schicht noch eine Deckschicht als Schutzschicht auf.
Um diese zusätzlichen Funktionsschichten zu erzielen, sind
entsprechend der Anzahl der einzelnen Schichten Funktionsschichten
bildende Einheiten vorzusehen, umfassend Auftragseinrichtungen mit diesen
zugeordneten Auftragsmedienbereitstellungssystemen, denen eine Trockenstrecke
nachgeordnet ist, um den erforderlichen Trockengehalt zu gewährleisten.
Derartige Vorrichtungen sind jedoch durch einen erheblichen Bauraumbedarf
charakterisiert und aufgrund der Vielzahl Funktionsschichten bildender
Einheiten kostenintensiv. Je nach herzustellender Art der beschichteten
Faserstoffbahn werden einzelne Auftragseinrichtungen und die nachgeordneten
Trockenstrecken jedoch nicht benötigt, so dass über
große Teile des gesamten Betriebsbereiches Überkapazitäten
vorgehalten werden und die Vorrichtung nicht optimal genutzt wird.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Herstellung von beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahnen,
insbesondere in Form von Thermopapieren derart weiterzuentwickeln,
dass die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Die
Vorrichtung soll durch einen konstruktiv einfachen Aufbau mit geringer
Komponentenanzahl charakterisiert sein und geeignet sein, eine Trägerbahn
sowohl einseitig mehrfach, insbesondere zweifach zu beschichten
oder aber beidseitig mit zumindest einer Beschichtung zu versehen.
Eine Umstellung auf die unterschiedlichen Arten beschichteter Papier-,
Karton- oder anderer Faserstoffbahnen soll einfach mit geringem
steuerungstechnischen Aufwand und frei von Umrüstmaßnahmen
zeitnah bei Anforderung möglich sein.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
der Ansprüche 1 und 13 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine
Vorrichtung zur Erzeugung von beschichteten Papier-, Karton- oder
anderen Faserstoffbahnen mit zumindest einer thermosensitiven Schicht
als Funktionsschicht, ist dadurch gekennzeichnet, dass diese nur
zwei hintereinander schaltbare, jeweils zumindest eine Funktionsschicht
bildende Einheiten umfasst, wobei im Verbindungsbereich zwischen
den beiden Funktionsschicht bildenden Einheiten eine Bahnwendevorrichtung
unter Ausbildung eines ersten Bahnführungsweges und Mittel
zur Umgehung der Bahnwendevorrichtung unter Ausbildung eines zweiten
Bahnführungsweges für die Trägerbahn
zwischen beiden Funktionsschichten bildenden Einheiten vorgesehen
sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch das Vorsehen
lediglich zweier Funktionsschichten bildender Einheiten charakterisiert,
die durch die intelligente Anordnung und Steuerung ihrer Betriebsweisen
geeignet sind, eine Vielzahl unterschiedlicher Arten beschichteter
Papier-, Karton- oder anderer Faserstoffbahnen mit geringem Aufwand
zu erzeugen, frei von einer Umrüstung der Vorrichtung.
Dadurch besteht die Möglichkeit einer zeitnahen Umstellung
unter optimaler Ausnutzung der einzelnen Komponenten der einzelnen
Funktionsschichten bildenden Einheiten.
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Die
Mittel zur Umgehung der Bahnwendevorrichtung umfassen im einfachsten
Fall Leit- und/oder Führungselemente für die Führung
der Trägerbahn, die derart angeordnet und ausgeführt
sind, geeignet zu sein, eine Verzweigung in der Bahnführung
hinter der ersten Funktionsschicht bildenden Einheit unter Ausbildung
eines Bypasses zur Bahnwendevorrichtung und eine Zusammenführung
der beiden Bahnführungswege vor der zweiten Funktionsschicht
bildenden Einheit zu erzeugen. Durch die Ausbildung zweier paralleler
Führungswege kann der Verbindungsbereich relativ kurz und
kompakt gestaltet werden, was sich insgesamt günstig auf
den erforderlichen Bauraumbedarf der Vorrichtung auswirkt.
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Die
Auftragseinrichtung und die Trockenstrecke in einer Funktionsschicht
bildenden Einheit sind derart ausgeführt und angeordnet,
dass die Trägerbahn innerhalb der Funktionsschicht bildenden
Einheit frei von einem Richtungswechsel in Längsrichtung
der Vorrichtung betrachtet bzw. frei von einer Umkehr der eingeschlagenen
Kurvenrichtung geführt ist, wobei gewährleistet
ist, dass die beschichtete Oberfläche einer nachgeordneten
Trocknung ausgesetzt wird.
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Bezüglich
der Anordnung und Ausrichtung der Komponenten der Funktionsschichten
bildenden Einheiten zueinander bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten.
Gemäß einer ersten Ausführung sind diese
vorzugsweise in einer gemeinsamen horizontalen Ebene, d. h. frei
von Versatz zueinander in vertikaler Richtung angeordnet. Gemäß einer
zweiten Ausführung erfolgt die Anordnung mit Versatz in
vertikaler Richtung zueinander. Die erste Ausführung bildet
eine hinsichtlich der Erstreckung in Höhenrichtung sehr
kompakte Einheit, während die zweite Ausführung
eine Anpassung an Bauraumgegebenheiten bzw. den Bahnverlauf erlaubt.
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Auch
die Anordnung der einzelnen Funktionsschichten bildenden Einheiten
kann verschiedenartig erfolgen. Gemäß einer ersten
Ausführung sind die beiden Funktionsschichten bildenden
Einheiten derart ausgeführt und in Längsrichtung
der Vorrichtung betrachtet hintereinander angeordnet, dass bei Führung
der Trägerbahn im Verbindungsbereich zwischen den beiden
Funktionsschichten bildenden Einheiten über den zweiten
Bahnführungsweg die Führungsrichtung der Trägerbahn
in Längsrichtung der Vorrichtung frei von einem Richtungswechsel
ist.
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Vorzugsweise
sind dazu die beiden Funktionsschichten bildenden Einheiten in einer
horizontalen Ebene angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung erfolgt die Anordnung der Funktionsschichten
bildenden Einheiten in Durchlaufrichtung der Trägerbahn
betrachtet derart hintereinander, dass bei Führung der
Trägerbahn im Verbindungsbereich zwischen den beiden Funktionsschichten
bildenden Einheiten über den zweiten Bahnführungsweg
die Führungsrichtung der Trägerbahn der Vorrichtung
durch zumindest einen Richtungswechsel in Längsrichtung
der Vorrichtung charakterisiert ist. Der vorgesehene Richtungswechsel
ermöglicht eine Anordnung in vertikal zueinander versetzten
Ebenen, wobei der Versatz in Längsrichtung zwischen den
beiden Funktionsschichten bildenden Einheiten minimiert werden kann.
Die zweite Ausführung ist dadurch durch einen hohen Grad
an Kompaktheit in Längsrichtung bei gleichzeitiger optimaler
Ausnutzung von Bauraum in vertikaler Richtung charakterisiert. In
einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der zweiten Ausführung
erfolgt die Anordnung der zweiten Funktionsschicht bildenden Einheit
räumlich in Längsrichtung der Vorrichtung betrachtet
vollständig im Bereich der Erstreckung der ersten Funktionsschicht
bildenden Einheit.
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Die
beiden Bahnführungswege des Verbindungsbereiches können
in Längsrichtung der Vorrichtung einer der Funktionsschicht
bildenden Einheit nachgeordnet sein, wobei die beiden Bahnführungswege
des Verbindungsbereiches in horizontaler Richtung oder aber vertikaler
Richtung ausgerichtet sein können. Die konkrete Ausführung
erfolgt in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden
Bauraumes.
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Die
Auftragseinrichtung der einzelne Funktionsschicht bildenden Einheit
umfasst ein Mehrlagen-Vorhangauftragswerk, welches einen Auftrag von
Auftragsmedium in Form eines an einer Abrisskante erzeugten freien
ein- oder mehrschichtigen Vorhanges erlaubt. Das Vorhangauftragswerk
umfasst dazu zumindest eine, sich in Breitenrichtung der Trägerbahn
erstreckende Auftragsdüse, die über zumindest eine
Auftragsmedienzufuhr mit einem Auftragsmedienbereitstellungssystem
verbunden ist. Die Düse kann in bekannter Weise als Schlitzdüse (slot
die) oder Gleitschichtdüse (slide die) ausgebildet werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung können
zum schnellen Wechsel zwischen unterschiedlichen aufzutragenden
Schichtarten zumindest zwei Auftragsmedienbereitstellungssysteme vorgesehen
sein, auf die wechselweise in Abhängigkeit der Anforderungen
an das Auftragsmedium zugegriffen werden kann, beispielsweise durch
die wahlweise Kopplung der Auftragsmedienzufuhr mit unterschiedlichen
Auftragsmedienbereitstellungssystemen.
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Die
einzelne Trockenstrecke einer Funktionsschicht bildenden Einheit
umfasst wenigstens eine Trockeneinrichtung. Diese kann in Form einer kontaktlosen
Trocknung, insbesondere Heißlufttrockeneinrichtung, die
gas- oder dampfbeheizt ist ausgebildet werden. Andere Trockensysteme,
wie Infrarottrocknung sind denkbar. Die Trockenstrecke ist als Funktion
des zu erzielenden Trockengehaltes der mit der vorgeschalteten Auftragseinrichtung
aufgetragenen Schicht ausgelegt. Die Trockenstrecke ist vorzugsweise
gerade, kann jedoch auch durch einen gekrümmten oder anderen
Verlauf charakterisiert sein.
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Zur
kontinuierlichen Betriebsweise wird die Trägerbahn in der
Regel von einer Faserstoffbahnrolle abgerollt und durch die Vorrichtung
mittels entsprechender Zugeinrichtungen gezogen. Im Anschluss an
die zweite Funktionsschicht bildende Einheit erfolgt die Aufwicklung
der beschichteten Faserstoffbahn mittels einer Aufwickelvorrichtung.
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Als
Funktionsschichten auftragbar sind neben thermosensitiven Schichten
auch andere Schichten, beispielsweise Deckschichten in Form von
Schutzschichten. Letztere sind durch ein geringeres Flächengewicht
im Bereich von 1 bis 6 g/m2 als die thermosensitiven
Schichten, deren Flächengewicht vorzugsweise im Bereich
von 2 bis 7 g/m2 gewählt wird,
charakterisiert.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer
Vorrichtung zur Erzeugung von beschichteten Papier-, Karton- oder
anderen Faserstoffbahnen mit zumindest einer thermosensitiven Schicht
als Funktionsschicht durch Auftrag flüssiger oder pastöser
thermosensitiver Auftragsmedien auf eine Trägerbahn ist
dadurch charakterisiert, dass diese in unterschiedlichen Betriebsweisen
betreibbar ist, wobei in einer ersten Betriebsweise nur eine der Funktionsschicht
bildenden Einheiten aktiviert ist, in einer zweiten Betriebsweise
die Trägerbahn zwischen beiden Funktionsschicht bildenden
Einheiten über den ersten Bahnführungsweg geführt
wird und in einer dritten Betriebsweise die Trägerbahn
zwischen beiden Funktionsschicht bildenden Einheiten über
den zweiten Bahnführungsweg geführt wird. Je nach
Anordnung der einzelnen Funktionsschichten bildenden Einrichtungen
zueinander kann dabei in der zweiten Betriebsweise über
die Bahnwendevorrichtung ein Orientierungswechsel der Ober- und
Unterseite der Trägerbahn zwischen den beiden Funktionsschichten
bildenden Einheiten derart erfolgen, dass in der zweiten Funktionsschicht
bildenden Einheit entweder die gleiche Seite wie in der ersten Funktionsschicht
bildenden Einheit oder aber die gegenüberliegende Seite
beschichtet wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist in besonders
vorteilhafter Weise für die Erzeugung von Thermopapieren
geeignet. Diese kann jedoch auch für andere in Bahnform
vorliegende und als Aufzeichnungsmedien geeignete Materialien, wie
beispielsweise Folien oder textile Materialien zum Einsatz gelangen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend
anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes
dargestellt:
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1a bis 1c verdeutlichen
anhand eines Querschnittes den Aufbau unterschiedlicher Arten von
beschichteten Papier-, Karton- oder andere Faserstoffbahnen;
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2 verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die
Grundfunktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Bereitstellung beschichteter Papier-, Karton- oder anderer Faserstoffbahnen
mit mindestens einer Funktionsschicht;
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3a bis 3c verdeutlichen
in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erste Ausführung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung
beschichteter Papier-, Karton- oder anderer Faserstoffbahnen mit
mindestens einer Funktionsschicht,
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4a bis 4c verdeutlichen
in schematisiert vereinfachter Darstellung eine zweite Ausführung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung
beschichteter Papier-, Karton- oder anderer Faserstoffbahnen mit
mindestens einer Funktionsschicht,
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Die 1a bis 1c zeigen
schematisiert stark vereinfacht jeweils einen Querschnitt durch eine
beschichtete Faserstoffbahn 10, insbesondere in Form von
Thermopapier sowie mögliche Grundausführungen
dieser, wie sie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 bereitgestellt
werden können. Bei der Faserstoffbahn 10 bzw.
F handelt es sich dabei um eine Trägerbahn T, welche vorzugsweise
in Form einer Papierbahn vorliegt und die an zumindest einer Oberfläche,
d. h. Oberseite 2 und/oder Unterseite 3 durch
eine Funktionsschicht charakterisiert ist.
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Unter
Schicht wird dabei eine gleichmäßig über
die gesamte Oberfläche der Faserstoffbahn F aufgetragene
und durch Trocknung oder andere Prozesse mit der Faserstoffbahn
F eine Einheit bildendes Medium verstanden.
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Die
Faserstoffbahn 10 ist dabei in einem XYZ-Koordinatensystem
durch eine Erstreckung in Längs- und Breitenrichtung charakterisiert,
welche der X- und Y-Richtung entsprechen sowie durch eine Höhe
Z. Der Querschnitt verdeutlicht dabei die Darstellung in der YZ-Ebene.
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Die 1a verdeutlicht
dabei eine Ausführung der beschichteten Faserstoffbahn 10 in
Form eines einseitig einfach gestrichenen Thermopapiers.
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Erkennbar
ist hier die Funktionsschicht in Form der thermosensitiven Schicht 4 an
der Oberseite 2 der als Trägerbahn T fungierenden
Faserstoffbahn F.
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Bezüglich
der konkreten Ausführung der thermosensitiven Schicht 4 besteht
eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese beinhaltet zumindest
einen Farbbildner und einen Farbentwickler. Diese dispergieren in
einem bei Wärmeentwicklung nicht oder nur unwesentlich
schmelzbaren Bindemittel.
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Die 1b verdeutlicht
anhand eines Querschnittes gemäß 1a eine
weitere Ausführung der beschichteten Faserstoffbahn 10,
bei welcher zusätzlich zur thermosensitiven Schicht 4 auf
diese eine weitere Schutzschicht in Form einer Deckschicht 5 aufgetragen
ist. Bei dieser handelt es sich in der Regel um eine transparente
Schicht. Eine derartige beschichtete Faserstoffbahn 10 in
Form von Thermopapier wird auch als einseitig doppelt beschichtetes Thermopapier
bezeichnet.
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Demgegenüber
verdeutlicht die 1c beispielhaft anhand eines
Querschnittes ein beidseitig einfach gestrichenes Thermopapier als
beschichtete Faserstoffbahn 10, welche an der Oberseite 2 und der
Unterseite 3 jeweils durch eine Funktionsschicht in Form
einer thermosensitiven Schicht 4, 6 charakterisiert
ist. Auch hier überdecken die einzelnen thermosensitiven
Schichten 4 und 6 vollständig die an der
Ober- und Unterseite 2, 3 ausgebildeten Oberflächen.
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Um
die in den 1a bis 1c dargestellten
unterschiedlichen Sorten von beschichteten Papier-, Karton- oder
anderen Faserstoffbahnen 10, insbesondere in Form von so
genannten Thermopapieren einfach und kostengünstig herstellen
zu können, werden erfindungsgemäß entsprechende
Vorrichtungen 1 zum Beschichten bzw. Veredeln von Oberflächen
gemäß der 2 bis 4 eingesetzt. Diese dienen dem Auftrag
zumindest einer thermosensitiven Schicht 4, 6 auf
eine Seite einer Trägerbahn T.
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Die 2 verdeutlicht
dabei in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht
von rechts den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur
Herstellung von beschichteten Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahnen 10 mit zumindest
einer Funktionsschicht in Form einer thermosensitiven Schicht 4,
beziehungsweise 6, die derart aufgebaut und angeordnet
ist, dass diese geeignet ist, auch mehrere Schichten, insbesondere
eine Doppelschicht auf einer Oberfläche einer Trägerbahn T
bzw. Faserstoffbahn F zu erzeugen oder aber eine zweiseitig beschichtete
Faserstoffbahn 10 herzustellen.
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Der
Vorrichtung 1 ist ein Koordinatensystem zugeordnet. In
diesem beschreibt die X-Richtung die Längsrichtung der
Vorrichtung 1, in welcher die Trägerbahn durch
diese bewegt wird und die auch als Maschinenrichtung bezeichnet
wird. Die Y-Richtung beschreibt die Breitenrichtung und die Z-Richtung
die Höhenrichtung. Die Vorrichtung 1 umfasst zur
Erzeugung der unterschiedlichen Arten beschichteter Papier-, Karton-
oder andere Faserstoffbahnen 10 gemäß einer
der 1a bis 1c insgesamt
nur zwei Funktionsschichten bildende Einheiten 7 und 8,
die in Durchlaufrichtung der zu beschichtenden Trägerbahn
T in Form der Faserstoffbahn F hintereinander geschaltet sind und
zwischen einer Abrolleinrichtung 9 zur Abwicklung der Trägerbahn
T von einer Faserstoffbahnrolle und einer Aufwickeleinrichtung 12 zur Aufwicklung
der dann beschichteten Faserstoffbahn 10 angeordnet sind.
Jede der einzelnen die Funktionsschichten bildenden Einheiten 7, 8 umfasst
zumindest eine Auftragseinrichtung A1, A2, die in Form eines so
genannten Mehrlagen-Vorhangauftragswerkes CC1, CC2 mit mindesten
zwei Auftragsdüsen ausgebildet ist. Jeder Auftragseinrichtung
A1, A2 ist eine Trockenstrecke TS1 und TS2 nachgeordnet. Auftragseinrichtung
A1, A2 und Trockenstrecke TS1, TS2 einer jeden Funktionsschichten
bildenden Einheit 7, 8 und die zugehörigen
Mittel zur Führung der Trägerbahn T, in der Regel
Leit- und Führungswalzen sind derart angeordnet, dass Auftragseinrichtung
A1 und Trockenstrecke TS1 beziehungsweise A2 und TS2 nacheinander
an der gleichen Seite der Trägerbahn T, insbesondere Faserstoffbahn
F wirksam werden. Die Führung der Trägerbahn innerhalb
der Funktionsschichten bildende Einrichtungen 7, 8 erfolgt
frei von einer Richtungsänderung in Maschinenrichtung betrachtet
bzw. frei von einer Umkehr der Kurvenrichtung. Zwischen den beiden
Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 und 8 ist
eine Bahnwendevorrichtung 14 vorgesehen. Diese ermöglicht eine
Umkehr der Trägerbahn T, welche einen Orientierungswechsel
zwischen Oberseite 2 und Unterseite 3 der Trägerbahn
T beinhaltet, so dass nunmehr in der nachfolgenden Funktionsschicht
bildenden Einheit 8 die Unterseite 3 der Auftragseinrichtung
A2 zugewandt ist. Ferner sind Mittel 15 zur Umgehung der Bahnwendevorrichtung 14 vorgesehen,
welche in Form eines so genannten Bypasses ausgeführt sind. Dieser
wird dadurch realisiert, dass zwischen den beiden Funktionsschichten
bildenden Einheiten 7 und 8 in der Bahnführung
eine Verzweigung 11 vorgesehen ist, welche eine Weiterführung
zwischen den beiden die Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 und 8 in
einem ersten Bahnführungsweg I über die
Bahnwendevorrichtung 14 oder aber einen zweiten Bahnführungsweg II in
direkter Verbindung zur nachfolgenden Funktionsschicht bildende
Einheit 8 ermöglicht.
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In
jeder der Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 und 8 ist
vorzugsweise ferner eine Zugeinrichtung Z1 und Z2 vorgesehen. Diese
ermöglicht eine Bewegung der als Trägerbahn T
zu beschichtenden Faserstoffbahn F durch die Vorrichtung 1 hindurch.
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Bei
der in der 2 dargestellten Ausführung
der Vorrichtung 1 sind beide Funktionsschichten bildenden
Einheiten 7 und 8 in horizontaler Richtung in
Durchlaufrichtung und räumlich in Längsrichtung der
Vorrichtung 1 nacheinander angeordnet, wobei die Anordnung
im dargestellten Fall vorzugsweise in einer horizontalen Ebene erfolgt,
welche durch eine Erstreckung in X- und Y-Richtung charakterisierbar ist.
Die in der 2 dargestellte Ausführung
ist durch einen einheitlichen Richtungsverlauf für die
Transportrichtung der zu beschichtenden Faserstoffbahn F durch die
beiden Funktionsschichten bildenden Einheiten 7, 8 der
Vorrichtung 1 charakterisiert. Die zu beschichtende Faserstoffbahn
F erfährt keine Transportrichtungsumkehr zwischen Abrolleinrichtung 9 und
Aufwickeleinrichtung 12, auch nicht nach Durchlaufen der
Bahnwendevorrichtung 14.
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Die
Auftragseinrichtung A1, A2, ist als Mehrlagen-Vorhangauftragswerk
zur Abgabe von wenigstens zwei Auftragsmediumsschichten ausgebildet. Derartige
Auftragswerke sind in unterschiedlichen Ausführungen vorbekannt.
Diese umfassen wenigstens zwei sich über die Maschinenbreite,
das heißt in Y-Richtung erstreckende Auftragsdüsen.
Diese Vorhangsauftragswerke können sowohl in Form einer Schlitzdüse,
die auch als Twindüse oder Tandemdüse ausgebildet
sein kann, als auch in Form einer Gleitschichtdüse, umfassend
wenigstens zwei sich über die Maschinenbreite erstreckende
Austrittsspalte, die jeweils mit einem in vertikaler Richtung geneigten
Zufuhrkanälen gekoppelt sind, ausgebildet sein.
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Aus
der betreffenden Auftragsdüse fällt das Auftragsmedium
an einer Abrisskante im freien Fall unter Ausbildung eines Vorhanges
auf eine darunter bewegte Trägerbahn T bzw. die Faserstoffbahn
F. Der Auftrag kann dabei direkt über die Düse
im freien Fall auf die entsprechende Oberfläche der bewegten Faserstoffbahn
F erfolgen oder aber quasi indirekt über eine dazwischen
angeordnete Gleitplatte, an denen das Auftragsmedium über
die Düse aufgebracht wird und die in Strömungsrichtung
des Auftragsmediums ebenfalls eine Abrisskante zur Erzeugung eines
Vorhanges an Auftragsmedium bildet.
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Bei
der oben genannten Schlitzdüse wird die Abrisskante an
deren Austrittsöffnung gebildet. Unter der Abrisskante
wird dabei immer die Linie verstanden, an welcher das Auftragsmedium
in den freien Fall übergeht.
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Jedes
Vorhangauftragswerk umfasst ferner zumindest eine Auftragsmedienzufuhr,
die durch einen Pfeil angedeutet ist und über die die Auftragsdüse
mit Auftragsmedium aus einem Auftragsmedienbereitstellungssystem 16, 17 versorgt
wird. In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung kann das Vorhangauftragswerk
CC2 mit ihrer Auftragsdüse der zweiten Funktionsschicht
bildenden Einheit 8 mit wenigstens zwei Auftragsmedienbereitstellungssystemen 17 und 18 verbunden
sein.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sind
unterschiedliche Betriebsweisen denkbar, die zur Erzeugung der beschichteten
Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahnen 10 gemäß der 1a bis 1c führen
und sich im Wesentlichen nur durch die Art der Trägerbahnführung
im Verbindungsbereich zwischen den beiden Funktionsschicht bildenden
Einheiten 7, 8 und der Aktivierung/Deaktivierung
dieser unterscheiden.
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Um
mit der Ausführung gemäß 2 eine beschichtete
Faserstoffbahn 10 gemäß 1a zu
erhalten, wird in einer ersten Betriebsweise lediglich die erste
Funktionsschicht bildende Einheit 7 aktiviert. Die Faserstoffbahn
F erfährt dabei einen Auftrag auf die Oberseite 2 mittels
des Vorgangauftragswerkes CC1. Die Bahn F wird anschließend
der Trockenstrecke TS1 zugeführt und nach Durchlaufen dieser über die
Zugeinrichtung Z1 durch die nicht aktivierte, die zweite Funktionsschicht
bildende Einheit 8 hindurchgeführt.
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Nicht
aktiviert bedeutet, dass die Trockenstrecke TS2 deaktiviert ist
und ferner kein Auftrag von Auftragsmedium über das Vorhangauftragswerk
CC2 erfolgt. Im einfachsten Fall ist dazu die Auftragsmedienzufuhr
zum Auftragswerk CC2 unterbrochen.
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Zur
Erzielung einer einseitig doppelt beschichteten Faserstoffbahn 10 gemäß 1b mit
einer thermosensitiven Schicht 4 an der Oberseite 2 und
einer darüber angeordneten Deckschicht 5 in Form
einer Schutzschicht wird in einer zweiten Betriebsweise die Faserstoffbahn
F durch beide Funktionsschicht bildenden Einheiten 7 und 8,
welche beide aktiviert sind, geführt. Dabei wird die Faserstoffbahn
im Verbindungsbereich über den zweiten Bahnführungsweg II im
Bypass zur Bahnwendevorrichtung 14 geführt, das
heißt, es findet kein Wechsel der Ausrichtung von Oberseite 2 und
Unterseite 3 statt und die zweite Funktionsschicht, welche
vorzugsweise in Form der Deckschicht 5 als Schutzschicht
aufgetragen wird, wird dann über das zweite Vorhangauftragswerk
CC2 auf die bereits bestehende Funktionsschicht in Form der thermosensitiven
Schicht 4 aufgetragen. Im Anschluss daran erfolgt eine
Aushärtung beim Durchlaufen der Trockenstrecke TS2, wobei
die beschichtete Faserstoffbahn 10 nach Erreichen des erforderlichen
Trockengehaltes aufgerollt wird.
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Um
eine beschichtete Faserstoffbahn 10 gemäß 1c in
Form einer beidseitig einfach beschichteten Faserstoffbahn 10 zu
erhalten, wird die Vorrichtung 1 in einer dritten Betriebsweise
derart betrieben, dass die Faserstoffbahn F beide Funktionsschichten
bildende Einheiten 7 und 8 durchläuft,
wobei jedoch zwischen den beiden Einheiten 7 und 8 die Faserstoffbahn
F über die Bahnwendevorrichtung 14 entlang des
Bahnführungsweges I geführt wird und somit
die Ausrichtungen von Ober- und Unterseite 2, 3 umgekehrt
werden, so dass an der zweiten Funktionsschicht bildenden Einheit 8 nunmehr
die Unterseite 3 zur Auftragseinrichtung CC2 weist und
der Auftrag auf diese erfolgt.
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Die
Ausgestaltung der Trockenstrecken TS1 und TS2 kann vielgestaltig
erfolgen. Im einfachsten Fall ist in jeder Trockenstrecke TS1, TS2
zumindest eine Trockeneinrichtung angeordnet, welche im einfachsten
Fall gemäß 2 jeweils
zumindest eine kontaktlose Trockeneinrichtung, insbesondere eine Heißlufttrockeneinrichtung
HLT1 und HLT2 umfasst. Diese ist entweder gas- oder dampfbeheizt.
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Verdeutlicht
die 2 das Grundprinzip, zeigt 3a beispielhaft
eine mögliche Ausführung in Form einer Weiterentwicklung
von 2. Dabei können die einzelnen Einrichtungen
in einer horizontalen Ebene oder aber in horizontalen Ebenen zueinander
versetzt hintereinander angeordnet sein. Die die Funktionsschichten
bildenden Einheiten 7 und 8 umfassen auch hier
jeweils ein Mehrlagen-Vorgangauftragswerk CC1 und CC2 mit mindestens
zwei Auftragsdüsen sowie eine diesem nachgeordnete Trockenstrecke
TS1 und TS2, wobei die einzelnen Trockenstrecken TS1 und TS2 jeweils
durch eine Mehrzahl von hintereinander geschalteten Trockeneinrichtungen
in Form von Heißlufttrocknern HLT1.1 bis HLT1.3 beziehungsweise
HLT2.1 bis HIT2.3 charakterisiert sind. Diese sind vorzugsweise
in Reihe geschaltet und in einem Winkel zueinander angeordnet, so
dass der zur Verfügung stehende Bauraum in vertikaler Richtung
bei Installation einer entsprechend großen Trockenleistung
in optimaler Weise ausgenutzt und der Bauraumbedarf in axialer Richtung,
d. h. in Maschinenrichtung trotz Reihenschaltung der Funktionsschicht
bildenden Einheiten 7, 8 möglichst gering
gehalten werden kann.
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Die 3b verdeutlicht
dabei die Funktionsweise der Vorrichtung 1 bei Erzeugung
einer beschichteten Faserstoffbahn 10 in Form einer einseitig doppelt
beschichteten Faserstoffbahn F. Dargestellt sind die einzelnen Verfahrensschritte
anhand eines Querschnittes durch eine Faserstoffbahn F für
die einzelnen Schichtung du die Lage der einzelnen Seiten der Faserstoffbahn
F. Erkennbar ist hier, dass über das erste Auftragswerk
CC1 die erste Funktionsschicht in Form der thermosensitiven Schicht 4 auf
die Oberfläche 2 der Trägerbahn in Form
der Faserstoffbahn F aufgetragen wird und die Faserstoffbahn F ohne
Orientierungswechsel zwischen Ober- und Unterseite 2, 3 zur
zweiten Funktionsschicht bildenden Einheit 8 geführt
wird, wobei die zweite Funktionsschicht bildende Einheit 8 hier
dem Auftrag der als Schutzschicht fungierenden Deckschicht 5 dient. Die
Führung erfolgt in diesem Fall über den Bahnführungsweg II,
welcher in 3a hier mittels unterbrochener
Linie dargestellt ist. Demgegenüber verdeutlicht die 3c die
Erzeugung einer beschichteten Faserstoffbahn 10 in Form
einer zweiseitig einfach beschichteten Faserstoffbahn F. Erkennbar
ist, dass die beiden Seiten-Ober- und Unterseite 2 und 3 – nach
Durchlaufen der zweiten Funktionsschicht bildenden Einheit 8 beschichtet
vorliegen. Dies wird durch die Führung über den
Bahnführungsweg I in Form der Bahnwendevorrichtung 14 realisiert,
wodurch ein Orientierungswechsel zwischen Oberseite 2 und
Unterseite 3 erzeugt wird, der dazu führt, dass nunmehr
der Auftrag auf die frei von einer Beschichtung vorliegende Unterseite 3 in
der die zweite Funktionsschicht bildenden Einheit 8 erfolgt.
Dieser Orientierungswechsel wird über die Pfeile in 3c verdeutlicht.
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Die
in den 2 und 3 dargestellten
Verbindungsbereiche zwischen den die beiden Funktionsschichten bildenden
Einrichtungen 7 und 8 sind vorzugsweise derart
angeordnet und ausgeführt, dass die durch die Bahnwendevorrichtung 14 und
den dazugehörigen Bypass 15 beschreibbaren Bahnführungswege I und II vorzugsweise
parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Die
in 3a dargestellte Ausführung ist vorzugsweise
durch drei Zugeinrichtungen Z1 bis Z3 charakterisiert. Die beiden
Zugeinrichtungen Z1 und Z2 sind wie in 2 den beiden
Funktionsschichten bildenden Einheiten 7, 8 nachgeordnet.
Eine weitere Zugeinrichtung Z3 ist hinter der Zusammenführung 13 und
vor der Auftragseinrichtung A2 der zweiten Funktionsschicht bildenden
Einheit 8 angeordnet.
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Gegenüber
den in den 2 und 3 dargestellten
Ausführungen verdeutlicht die 4a beispielhaft
eine weitere Ausführung, bei welcher die Anordnung der
einzelnen Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 und 8 in
unterschiedlichen vertikalen Ebenen erfolgt, wobei zusätzlich
ein Richtungswechsel in der Bahnführung erzielt wird. Im
dargestellten Fall sind vorzugsweise die beiden Funktionsschichten
bildenden Einheiten 7 und 8 in vertikaler Richtung übereinander
angeordnet, so dass die Maschinenlänge in Maschinenrichtung,
welche die X-Richtung beschreibt, relativ kurz gestaltet werden
kann. Der Bauraum in vertikaler Richtung kann optimal genutzt werden.
Die Anordnung von Auftragseinrichtungen A1, A2 und der Trockenstrecken
TS1 und TS2 erfolgt derart, dass die Trägerbahn T in Form
der zu beschichtenden Faserstoffbahn F die einzelnen Funktionsschichten
bildenden Einheiten 7 und 8 in entgegengesetzter
Richtung bezogen auf in Längsrichtung der Vorrichtung 1 betrachtet
durchläuft. Vorzugsweise ist der Verbindungsbereich einer
der beiden die Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 oder 8 zugeordnet
und mit dieser in einer Ebene angeordnet. Der Durchlauf erfolgt
dabei noch in der gleichen Richtung, wie in der in der gleichen
Ebene angeordneten Funktionsschicht bildenden Einheit.
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Im
dargestellten Fall ist vorzugsweise der Verbindungsbereich der Funktionsschicht
bildenden Einrichtung 7 unmittelbar nachgeordnet, wobei
die als Trägerbahn T fungierende Faserstoffbahn F in diesem
noch mit unveränderter Richtung einläuft. Denkbar
ist jedoch auch die Verlagerung in vertikaler Richtung in die darüber
liegende zweite Funktionsschicht bildende Einheit 8 beziehungsweise
dieser vorgeordnet. Die konkrete konstruktive Ausführung ist
dabei abhängig von den Einsatzerfordernissen. Der Grundaufbau
der beiden Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 und 8 entspricht
dem in den 2 und 3 beschriebenen,
weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen
verwendet werden. Auch hier umfasst vorzugsweise die einzelne Trockenstrecke
TS1 und TS2 jeweils eine Mehrzahl von in Reihe hintereinander geschalteten
einzelnen Trockeneinrichtungen, hier in Form von Heißlufttrockeneinrichtungen
HLT1.1 bis HIT1.3 beziehungsweise HLT2.1 bis HLT2.3, die nacheinander
an der diese durchlaufenden Faserstoffbahn F oder an diesen vorbeigeführten
Faserstoffbahn F wirksam werden.
-
Gegenüber
den in den 2 und 3 dargestellten
Ausführungen mit konstanter Durchlaufrichtung für
die zu beschichtende Faserstoffbahn F durch die Vorrichtung 1 ist
die Ausführung in 4a dadurch
charakterisiert, dass bereits allein aufgrund der Anordnung, welche
einen Richtungswechsel der Führung der Faserstoffbahn F
bedingt, ein Orientierungswechsel im Bahnführungsweg 2 zwischen
der Oberseite 2 und der Unterseite 3 erzeugt wird.
Bei dieser Ausführung ist zur Beibehaltung der gleichen Orientierung
von Oberseite 2 und Unterseite 3 nunmehr die Faserstoffbahn
F über die Bahnwendevorrichtung 14 zu führen,
während andernfalls im Bypass zur Bahnwendevorrichtung 14 automatisch
eine Orientierungsumkehr zwischen Oberseite 2 und Unterseite 3 gegenüber
der die nächste Funktionsschicht bildenden Einheit 8 erfolgt.
Dementsprechend kann bei Führung über den Bahnführungsweg 2 nacheinander über
die Funktionsschichten bildenden Einheiten 7 und 8 gemäß 4b eine
einfache beidseitig beschichtete Faserstoffbahn 10 erzeugt werden.
Um dem gegenüber eine einseitig doppelt beschichtete Faserstoffbahn 10 zu
erhalten, ist es entsprechend 4c erforderlich,
die Faserstoffbahn F über die Bahnwendevorrichtung 14,
insbesondere den ersten Bahnführungsweg I zu führen.
In diesem Fall erfolgt der Auftrag der thermosensitiven Schicht 4 in
der ersten Funktionsschicht bildenden Einheit 7 über
das erste Vorhangauftragswerk CC1 auf die Oberseite 2 der
Faserstoffbahn F, welche nach dem Vorhangauftragswerk CC1 die Trockenstrecke
TS1 durchläuft und im Verbindungsbereich zur zweiten Funktionsschicht
bildenden Einheit 8 jetzt über die Bahnwendevorrichtung 14 geführt
wird, so dass nunmehr eine Umkehr in der Orientierung zwischen Ober-
und Unterseite 2, 3 erfolgt und damit die Oberseite 2 noch
einmal mit einer weiteren Schicht, vorzugsweise einer Deckschicht 5 beschichtet
wird.
-
Nachzutragen
ist, dass bei einem Auftrag von nur einer Schicht auf eine Bahnseite
nur ein Auftragsschlitz bzw. nur eine Abgabedüse des Mehrlagen-Auftragswerkes
aktiviert ist. Bei mehreren gewünschten Schichten werden
entsprechend mehr Düsen bzw. Zuführung aktiviert.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die
in den 2 bis 4 dargestellten
Ausführungen beschränkt. Diese ermöglicht
zumindest den Auftrag von zwei Schichten mit einer einzigen Auftragsvorrichtung,
wobei die Art des Auftrages hier variabel ist und lediglich durch
die Betriebsweise der Vorrichtung 1 sowie das über
die Auftragseinrichtung aufgetragene Auftragsmedium bestimmt wird.
Ferner sind auch einfache einseitig beschichtete Faserstoffbahnen
F mit der jeweiligen Vorrichtung 1 auf einfache Art und Weise
herstellbar.
-
- 1
- Vorrichtung
zur Erzeugung einer beschichteten Faserstoffbahn
- 2
- Oberseite
- 3
- Unterseite
- 4
- thermosensitive
Schicht
- 5
- Deckschicht
- 6
- thermosensitive
Schicht
- 7
- Funktionsschicht
bildende Einheit
- 8
- Funktionsschicht
bildende Einheit
- 9
- Abrolleinrichtung
- 10
- beschichtete
Faserstoffbahn
- 11
- Verzweigung
- 12
- Aufwickeleinrichtung
- 13
- Zusammenführung
- 14
- Bahnwendevorrichtung
- 15
- Mittel
zu Umgehung der Bahnwendevorrichtung
- 16
- Auftragsmedienbereitstellungssystem
- 17
- Auftragsmedienbereitstellungssystem
- 18
- Auftragsmedienbereitstellungssystem
- I
- erster
Bahnführungsweg
- II
- zweiter
Bahnführungsweg
- A1
- Auftragseinrichtung
- A2
- Auftragseinrichtung
- CC1
- Vohangauftragswerk
- CC2
- Vorhangauftragswerk
- HLT1.1–HLT1.3
- Heißlufttrockeneinrichtung
- HLT2.1–HLT2.3
- Heißlufttrockeneinrichtung
- TS1
- Trockenstrecke
- TS2
- Trockenstrecke
- X
- Längsrichtung
- Y
- Breitenrichtung
- Z
- Höhenrichtung
- F
- Faserstoffbahn
- T
- Trägerbahn
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - La papeterie
275, Avril-Mai 2006, S. 6–14 [0005]
- - Revue de Papier Carton No. 85, Fevrier-Mars 2006, S. 34–37 [0005]