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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung zur Regulierung der
Applikationsbreite einer von der Ebene eingebenden Florstreichmaschine,
wobei die Florstreichmaschine mindestens zwei Düsenteile
aufweist, zwischen denen ein Düsenschlitz angeordnet ist,
der sich auf die durch die Oberfläche der Düsenteile
bestimmte Gießebene öffnet, bei der die Oberkante
des Vorderen der die Gießebene bildenden Düsenteile
als Einlauflippe gebildet ist, und zu welcher Anordnung ein mindestens
in einem Randbereich der Gießebene angeordnetes in der
Breitenrichtung bewegliches Regelorgan gehört, das die
Erstreckung der aus der Düsenöffnung ausströmenden
Streichmasse in Breitenrichtung be grenzt. Gegenstand der Erfindung
ist auch ein Verfahren zur Regulierung der Applikationsbreite der von
der Ebene eingebenden Florstreichmaschine.
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Wenn
die gestrichenen Papiersorten und die Streichung üblicher
werden, werden den Streichprozessen und -vorrichtungen wachsende
Anforderungen abverlangt. Beim Streichen, genauer gesagt, bei der
Pigmentstreichung wird auf der Papieroberfläche eine Streichmassenmischschicht
in der Streichstation gebildet, wonach die Trocknung des überflüssigen Wassers
ausgeführt wird. Die Bildung der Streichmassenmischschicht
kann in Auftragen der Streichmischschicht auf die Papieroberfläche,
d. h. Applikation sowie in endgültige Einstellung der Streichmassenmenge
aufgeteilt werden. Das wichtigste Pigmentstreichverfahren ist die
so genannte Klingenstreichung, bei der die Streichmenge mit Hilfe
der so genannten Schaberklinge reguliert wird. Die üblichsten
Klingenstreichpartietypen sind die mit Streichwalze ausgestattete
Klingenstreichmaschine und mit Düsenapplikation ausgestattete
Klingenstreichmaschine. Darüber hinaus wird beim Streichen
die so genannte Filmübertragungsstreichmaschine eingesetzt,
welche in letzter Zeit verbreitet sind. Ebenfalls werden die Florstreichmaschinen
als neue Technik in Einsatz kommen.
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Die
Florstreichmaschinen können in die in den Schlitz (slot-fed)
eingebenden oder in die von der Ebene (slide-fed) eingebenden Streichmaschinen unterteilt
wer den. Bei der von der Ebene eingebenden Florstreichmaschine wird
die Streichmasse mit Hilfe der Düseneinheit auf eine schiefe
Ebene eingegeben, entlang derer die Streichmasse in Richtung der
die Eingabelippe bildenden Kante der Ebene fließt, wobei
der Flor gebildet wird, wenn die Streichmasse von der Eingabelippe
fällt. Der entstandene Flor wird mit Randlaufreglern in
gewünschter Breite gehalten, die dem Namen nach am Rand
der Eingabelippe angeordnet sind.
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Bei
den durch den Schlitz eingebenden Applikationsbalken wird die Streichmasse über
die Verteilerkammer in einen vertikalen Schlitz gepumpt, an dessen
Lippe der Flor gebildet wird und von Randlaufreglern gesteuert auf
die Bahn fällt. Die Streichmasse kann in einer oder mehreren
Lagen aufgetragen werden.
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Es
gibt zahlreiche verschiedene Papier- und Kartonsorten und sie können
nach dem Flächengewicht in zwei Klassen unterteilt werden:
in Papiere, die einlagig sind und ein Flächengewicht von
25–300 g/m2 aufweisen und in Kartons,
die mit Mehrlagentechnik gefertigt sind und ein Flächengewicht
von 100–600 g/m2 aufweisen. Wie
festgestellt wird, ist die Grenze zwischen Papier und Karton gleitend,
denn die vom Flächengewicht her leichtesten Kartons sind leichter
als die schwersten Papiere. Im Allgemeinen wird das Papier zum Bedrucken
und der Karton zum Verpacken verwendet. Papiere und Kartons können gestrichen
oder ungestrichen sein.
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Die
im Folgenden dargestellten Beschreibungen sind Beispiele für
Werte der derzeit eingesetzten zu streichenden Faserbahnen und sie
können bedeutende Schwankungen von gegebenen Werten aufweisen.
Die Beschreibungen basieren hauptsächlich auf der Quellenveröffentlichung Papermaking
Science and Technology, Teil Papermaking Part 3, Finishing, Red.
Jokio, M., Veröff. Fapet Oy, Jyväskylä (Finnland)
1999, 361 S.
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Das
gestrichene Zeitschriftenpapier (LWC = light weight coated) enthält
Holzstoff 40–60%, gebleichten Halbstoff aus Nadelholz 25–40%
und Füll- und Streichstoffe 20–35%. Als allgemeine
Werte für das LWC-Papier können die Folgenden
gehalten werden: Flächengewicht 40–70 g/m2, Hunter-Glanz 50–65%, PPS S10-Rauheit
0.8–1.5 μm (Offset) und 0.6–1.0 μm
(Roto), Dichte 1100–1250 kg/m3,
Helligkeit 70–75% und Opazität 89–94%.
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Als
allgemeine Werte für das MFC-Papier (machine finished coated)
können die Folgenden gehalten werden: Flächengewicht
50–70 g/m2, Hunter-Glanz 25–70%,
PPS S10-Rauheit 2.2–2.8 μm, Dichte 900–950
kg/m3, Helligkeit 70–75% und Opazität
91–95%.
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Als
allgemeine Werte für das FCO-Papier (film coated Offset)
können die Folgenden gehalten werden: Flächengewicht
40–70 g/m2, Hunter-Glanz 45–55%,
PPS S10- Rauheit 1.5–2.0 μm, Dichte 1000–1050
kg/m3, Helligkeit 70–75% und Opazität 91–95%.
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Als
allgemeine Werte für das MWC-Papier (medium weight coated)
können die Folgenden gehalten werden: Flächengewicht
70–90 g/m2, Hunter-Glanz 65–75%,
PPS S10-Rauheit 0.6–1.0 μm, Dichte 1150–1250
kg/m3, Helligkeit 70–75% und Opazität
89–94%.
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Bei
HWC (heavy weight coated) beträgt das Flächengewicht
100–135 g/m3 und es kann sogar öfter
als zweimal gestrichen werden.
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Bei
gestrichenen auf Zellstoff basierenden holzfreien Druckpapieren
bzw. Feinpapieren (WFC) schwanken die Streichmassemengen je nach
Anforderungen und Verwendungszweck sehr viel. Im Folgenden typische
Werte für das ein- und zweimal gestrichene auf Zellstoff
basierende Druckpapier: einmal Gestrichenes Flächengewicht
90 g/m2, Hunter-Glanz 65–80%, PPS
s10-Rauheit 0.75–2.2 μm, Helligkeit 80–88%
und Opazität 91–94% und für zweimal Gestrichenes
Flächengewicht 130 g/m2, Hunter-Glanz
70–80%, PPS S10-Rauheit 0.65–0.95 μm,
Helligkeit 83–90% und Opazität 95–97%.
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Die
Kartons bilden eine relativ heterogene Gruppe, die von Flächengewicht
her hohe Sorten enthält, deren Flächengewicht
sogar 600 g/m2 betragen kann und von Flächengewicht
her niedrige Sorten, deren Flächengewicht ca. 100 g/m2 beträgt, die Sorten können
welche von Primärfaserbasis bis 100% Altfaser und von ungestrichen
bis mehrfach ungestrichen sein. Gestrichene Kartons sind die folgenden:
- – auf Primärfaserbasis (Faltkarton
(FBB = folding boxboard), gebleichter Zellstoffkarton (SBS = solid
bleached board), Flüssigkeitsverpackungskarton (LPB = liquid
packaging board), gestrichene weiße Deckenlage (coated
White top liner), carrier board)
- – auf Altfaserbasis (weißgedeckter Duplexkarton (WLC
= White lined chipboard), gestrichener Altkarton).
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Die
Florstreichung eignet sich prinzipiell für die Herstellung
von sämtlichen oben aufgeführten gestrichenen
Sorten. Durch die Florstreichung wird jedoch nicht die gleiche Glätte
erreicht wie bei Klingenstreichung, jedoch ist die damit erreichte
Deckkraft besser als bei Klingenstreichung.
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Bei
Florstreichung ist die Einstellung der Applikationsbreite im Allgemeinen
durch Begrenzung des auf die Bahn fallenden Flors direkt vor der
Oberfläche der Bahn oder an der Eingabelippe des Eingabebalkens
ausgeführt, wobei im letzten Fall die Breite des Flors
mit Hilfe der Randlaufregler aufrecht erhalten wird. Ein Problem
dieser bekannten Technik ist die Beibehaltung der Eingabebreite
konstant (breiter als die Bahn), wobei die Einstellung der Breite
der auf die Bahn fallenden Streichmassenschicht bzw. der Applikationsbreite
insbesondere bei der Mehrlagenstreichung das Zusammenführen
der verschiedenen Eingabeschichten des äußeren
Teils der Applikationsbreite in eine Mischung verursacht, die nicht
erneut verwendet werden kann oder bei der der erneute Einsatz ein
die Kosten deutlich erhöhender Faktor ist.
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Eine
weitere Art ist es, den Durchfluss der Streichmasse auf die Gießebene
zu begrenzen, indem der Randbereich der Eingabekammern in gewünschtem
Abschnitt gesperrt wird, zum Beispiel durch Einsatz von Absperrschiebern,
wobei die Masse auf die Gießebene und weiter über
die Eingabelippe fließt und einen Flor in gewünschter
Breite bildet, die mit Hilfe der Randlaufregler aufrecht erhalten wird.
Ein Problem dieser Lösung ist die Entstehung von Fehlern
des Eingabeprofils in Querrichtung auf Grund der Verstopfung des
Randbereichs der Kammern und zugleich werden in Kammern Bereiche
gebildet, in denen die Masse die Möglichkeit hat zu trocknen.
Beim Einstellen der Breite verursachen diese getrockneten Massepartikel
Streichfehler oder verstopfen sogar den Düsenbalken lokal.
Um dieses Problem zu lösen, hat der Antragssteller der
vorliegenden Anmeldung in, der früheren internationalen Anmeldung
WO 2006079678 die Lösung
vorgeschlagen, bei der zu der Streichanlage eine mindestens in einem
Randbereich der Gießebene angeordnete in Breitenrichtung
bewegliche Regelvorrichtung gehört, die einen Klingenteil
aufweist, der die Erstreckung der aus der Düsenöffnung
ausströmenden Streichmasse in Breitenrichtung begrenzt,
und einen Reglerteil der Rücklaufströmung, der
die Strömung der Streichmasse, die aus dem Teil des Düsenschlitzes ausströmt,
der sich außerhalb der von dem Klingenteil begrenzten Applikationsbreite
befindet, zurück in den Maschinenkreislauf oder zur Beseitigung
leitet. Der Führungsteil des Rücklaufs ist entweder
als geschlossene Konstruktion ausgeführt, bei der zu dem Reglerteil
ein zu öffnender Deckelteil gehört, in dem auf
der Höhe der Düsenschlitze angeordnete Rücklaufrinnen
gebildet sind, die voneinander isoliert sind, und an die Düseneinheit
fest angeschlossener Bodenteil, in dem mit den Rücklaufrinnen
des Deckels bündig gesetzte Anschlagrinnen angeordnet sind, wobei
wenn der Deckel geschlossen ist, in dem Reglerteil jedem Düsenschlitz
entsprechende geschlossene Rücklaufkanäle gebildet
werden, oder als offene Konstruktion, bei der zum Reglerteil auf
beiden Seiten jedes Düsenschlitzes angeordnete stiftförmige
oder plattenförmige Organe gehören, so dass auf der
Höhe der Düsenschlitze eine offene Führungsrinne
nach oben gebildet wird, entlang derer die Strömung der
Streichmasse, die aus dem außerhalb der Applikationsbreite
erstreckten Teil des Düsenschlitzes ausströmt,
zurück in den Maschinenkreislauf oder zur Beseitigung geleitet
werden kann. Das Problem dieser bekannten Lösung ist die
relativ komplizierte Konstruktion und dass im Bereich des Reglerteils
auf dem Schlitz gesammelte Masse im Schlitz Gegendruck erzeugt und
somit auch das Profil des Applikationsbereichs ändert.
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Somit
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung
zur Kontrolle der auf der Gießebene der Florstreichmaschine
stattfindenden Breitenregulierung so zu erzeugen, dass der Eingabeschlitz
nicht verstopft werden kann und somit das Querprofil des Streichmittels
verändern kann.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, ist für die der Erfindung entsprechenden
Anordnung kennzeichnend, dass zu der Anordnung Stauorgane gehören, die
die ausströmende Streichmasse aus dem außerhalb
der von dem Regelorgan begrenzten Applikationsbreite erstreckten
Teil des Düsenschlitzes an die in stromabwärts
angeordnete Stelle sammeln und mit Unterdruck betriebene Ableitorgane
zur Beseitigung der mit Hilfe der Stauorgane gesammelten Masse von
der genannten Sammelstelle. Für das der Erfindung entsprechende
Verfahren sind wiederum die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs
4 dargestellten Angelegenheiten kennzeichnend.
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Im
Folgenden wird die Erfindung näher erläutert,
indem auf die beiliegenden Zeichnungen hingewiesen wird, bei denen:
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1–3 schematisch
eine der bekannten Technik entsprechende Ausführungsart
der Breitenregulierung darstellen,
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4–6 schematisch
einige Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und
nur Teile, die zum Verstehen der Erfindung wesentlich sind, darstellen.
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Die
1–
3 stellen
schematisch eine der bekannten Technik entsprechende Ausführungsart
dar, bei der an der Düseneinheit mindestens in einem Randbereich
die Stellvorrichtung
40 der Applikationsbreite angeordnet
ist, zu der der Deckelteil
41, der Klingenteil
42 und
der Bodenteil
50 gehören. Der Bodenteil
50 ist
mit Hilfe des Anschlussstücks
51 an der Stirnseite
der Düseneinheit befestigt. Mit der Referenznummer
43 ist
der Randlaufregler markiert, der den entstehenden Streichflor beim
Fallen auf die Bahn steuert. Der Deckelteil
41 ist am Klingenteil
42 zum
Beispiel mit Schrauben befestigt. Der Klingenteil und der Deckelteil
sind in der Breitenrichtung der Düseneinheit verstellbar,
um die Breite der auf der Gießebene vorhandenen Streichmasse
100 wie
gewünscht mit Hilfe der Innenkante des Klingenteils
42 zu
begrenzen. Über die mit Hilfe des Klingenteils
42 begrenzte,
außerhalb der Applikationsbreite bleibende Öffnung
31 des
Düsenschlitzes hinaus fließende Streichmasse fließt
in das durch den Bodenteil
50 und den Deckelteil
41 gebildete
Reglerteil, in dem sich an jedem Düsenschlitz die Rinnenteile
45 befinden,
die den Durchfluss dieser außerhalb der Applikationsbreite
bleibenden Masse in die am Bodenteil
50 vorhandenen Rohrelemente
46 ermöglichen, über die
der Durchfluss der Masse direkt in den Maschinenkreislauf zurück
oder bei Bedarf aus dem Maschinenkreislauf hinaus geführt
wird. Diese Lösung lässt die Behandlung der aus
einem Düsenschlitz austretenden Masse in gewünschter
Weise zu, wobei z. B. ein Teil der Masseschichten zurück
in den Maschinen kreislauf zurück und ein Teil nach außen
zu leiten sind. Mit der Referenznummer
47 ist das Bypassrohr der
Eingabekammern
12 der Düseneinheit markiert. Die
Stellvorrichtung
40 ist vorteilhaft in beiden Randbereichen
der Düseneinheit angeordnet. Eine solche Lösung
ist in der Anmeldungsveröffentlichung
WO 2006 079 678 des vorliegenden
Antragsstellers näher beschrieben.
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In
den 4–6 sind nur
für das Verstehen der Erfindung wesentliche Teile von einem
der Erfindung entsprechenden Applikationsbalken einer Florstreichmaschine
schematisch dargestellt.
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In
der 4 sind Düsenteile 1 und 2 einer Florstreichmaschine
schematisch dargestellt, zwischen denen der Düsenschlitz 5 gebildet
wird, in den Streichmittel aus der Eingabekammer 3 über
eine Ausgleichkammer 4 eingegeben wird. Der vordere Düsenteil 1 ist
mit der Eingabelippe 1a ausgestattet. Im Randbereit der
die Gießebene des Düsenteils 1 bildenden
Oberfläche, stromabwärts vom Düsenschlitz 5 ist
die Stauplatte 7 angeordnet, die die aus dem Düsenschlitz 5 ausströmende
Masse als Masseteich 6 sammelt. Um diesen Masseteich an
die vor der Stauplatte 7 angeordnete Stelle zu beseitigen,
ist in Strömungsrichtung der Masse gesehen ein rohrförmiges
Ablauforgan 8 angeordnet, das in der dargestellten Ausführungsform
vom Querschnitt her dreieckförmig ist. An eine Seite 8a des
dargestellten vom Querschnitt her dreieckförmigen Ablaufor gans sind
Saugöffnungen 9 gebildet, über die die
Masse in den an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Innenraum 10 des
Ablauforgans und von dort weiter in den Maschinenkreislauf oder
zur Beseitigung geleitet werden kann. Unterdruckquelle kann zum
Beispiel eine Schneckenpumpe, ein Ejektor oder eine andere, ausreichendes
Vakuum erzeugende Vorrichtung sein. Das Vakuum kann während
der ganzen Zeit auf voll eingestellt sind, da es kein Unterdruck über
den Düsenschlitz 5 bildet, sondern das Streichmittel
frei zum Ablauforgan fließen kann, wobei der Druck über den
Schlitz gleich wie in der umgebenden Luft ist. Somit beeinflusst
der Unterdruck das im Düsenschlitz 5 noch vorhandene
Streichmittel nicht und somit das vom eigentlichen Streichmittelflor
gebildete in Breitenrichtung regulierte Profil des Streichmittels.
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Das
Ablauforgan 8 kann vom Querschnitt her auch eine andere
Form aufweisen, wie zum Beispiel rund, oval, viereckig, etc. und
es können mehrere Ablauforgane im Bereich des Masseteichs
angeordnet sein. In der dargestellten Ausführungsform sind
die Saugöffnungen 9 in einer Reihe des Ablauforgans
in Längsrichtung angeordnet, sie können jedoch
auch anders angeordnet sein, zum Beispiel in Kranzrichtung des Ablauforgans
in an mehreren verschiedenen Stellen vorhandenen Reihen und/oder
als einzelne Löcher. Die Saugöffnungen können
zum Beispiel in der Ausführungsform der 5 anstelle
der Fläche 8a oder darüber hinaus auch
an der gegen die Gießebene angeordneten Unterfläche
und/oder in Richtung der Stauplatte angeordneten Seitenfläche angeordnet
sein. Darüber hinaus können die Größe und
Form der Saugöffnungen so variieren, dass das mit Ablauforganen
erzeugte gewünschte Saugprofil für die Länge
des Ablauforgans erzeugt werden kann. Vorteilhaft sind die größten
Löcher in Längsrichtung an den in der Mitte angeordneten
Stellen angeordnet. Das Ablauforgan 8 kann aus Kunststoff oder
einem entsprechenden Material gefertigt werden, das die polierten
aus rostfreiem Stahl gefertigten Flächen der Gießebene
nicht beschädigt.
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In
der 6 ist eine von drei Düsenteilen 1–3 gebildete
Düsenkonstruktion dargestellt, bei der der Düsenschlitz 5 zwischen
jeweils zwei hintereinander angeordneten Düsenteilen 1–2 und 2–3 gebildet
worden ist. In dieser Ausführungsform ist die erste Stauplatte 7a entsprechend
angeordnet wie in der Ausführungsform der 4 und
die zweite Stauplatte 7b an der Vorderkante des Düsenteils 2 an
der Stelle vor dem nächsten Eingabeschlitz 5 in
Strömungsrichtung der Masse. Mit der Referenznummer 11 ist
die Randleiste beschrieben, die zur Regulierung der Breite der auf
der Gießebene vorhandenen, den Streichmasseflor bildenden
Masse wie gewünscht verwendet wird. Die nicht dargestellten
Ablauforgane können sein wie bei den 4 und 5 beschrieben.
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Die
Stauplatte 7, 7a, 7b kann in Richtung
des Düsenrands geneigt sein, wobei nicht so viel Vakuum erfor derlich
ist oder sie kann auch in die andere Richtung geneigt sein, wobei
die Gewichtung des Vakuums (Vakuummenge) der Randleiste 11 näher
gebracht werden kann.
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Die
der Erfindung entsprechende Lösung eignet sich zur Regulierung
der Applikationsbreite von einer oder mehreren Florstreichschichten.
Mit der der Erfindung entsprechenden Lösung können die
erforderlichen Konstruktionen leichter und einfacher und somit leichter
zu betreiben als frührer ausgeführt werden.
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Auch
die Sauberhaltung und Reinigung des Systems werden im Vergleich
zu vorher erleichtert.
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Im
Zusammenhang mit der der Erfindung entsprechenden Lösung
ist es möglich, die Regulierung der Applikationsbreite
während des Betriebs durchzuführen, indem auch
der Randlaufregler sowie die Stau- und Ablauforgane angeordnet werden,
um entsprechend der Bewegung des Regelorgans bewegt zu werden. Die
Breitenregulierung während des Betriebs kann zum Beispiel
von Hand (z. B. Schrauben-Hebel-Mechanismus), hydraulisch, pneumatisch oder
elektrisch (z. B. mit einem Linearmotor) ausgeführt werden.
Der Randlaufregler kann poröses Material enthalten, durch
das die Randflüssigkeit eingegeben wird. Am unteren Ende
des Randlaufreglers ist vorteilhaft ein Vakuumarrangement vorhanden,
mit dem Randflüssigkeit sowie Masse vom Randbereich gesaugt
werden. An der Unterlippe des Randlaufreglers ist mindestens ein
Spülwasser für das Vakuumarrange ment vorhanden,
z. B. das in der früheren finnischen Patentanmeldung
FI 20075730 des Antragsstellers
beschriebene Spülarrangement des Randlaufreglers. Die mit
Masse in Kontakt stehenden Konstruktionen sind vorteilhaft gekühlt
und/oder befeuchtet, um die Trocknung der Masse zu verhindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006079678 [0016, 0022]
- - FI 20075730 [0030]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Papermaking
Science and Technology, Teil Papermaking Part 3, Finishing, Red.
Jokio, M., Veröff. Fapet Oy, Jyväskylä (Finnland)
1999, 361 S [0006]