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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren/Beschichten
einer Bahn gemäß Anspruch 1 sowie eine entsprechende
Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
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In
der Möbelindustrie und für Fußbodenlaminate
werden für Sichtflächen von Holz- oder Faserplatten
Dekorpapiere verwendet. Hierfür werden bedruckte Papierbahnen
mit Kunstharzen wie Harnstoffharz oder Melamin imprägniert
und gegebenenfalls mit abriebfesten Partikeln wie z. B. Korund versehen,
um bestimmte Eigenschaften der Bahnen zu erzielen. Anschließend
werden die Bahnen getrocknet und gekühlt. Teilweise werden
auch unbedruckte Papiere – also Papiere ohne Dekor – verwendet.
Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung der imprägnierten
Bahnen (Imprägnate) sind aus dem Stand der Technik bekannt
und z. B. in der
DE
20 2007 011 437 U1 und der
DE 197 10 549 A1 beschrieben.
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Hersteller
der Möbel und/oder Laminate gehen dazu über, ihre
Lagerhaltung drastisch zu reduzieren. Das bedeutet, dass sie relativ
kleine Mengen eines bestimmten Dekors bestellen, das zu einem bestimmten
Zeitpunkt zu liefern ist.
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Das
Imprägnieren bzw. Beschichten von Papierbahnen ist mit
den bekannten Verfahren und Anlagen für geringe Mengen
sehr aufwändig. Insbesondere ist die Produktion von Ausschuss
beim An- und Abfahren der Vorrichtungen sowie der Arbeitsaufwand
sehr hoch. So muss die Bahn zunächst von Hand in ein Imprägnierwerk
und gegebenenfalls durch Imprägnierbäder eingefädelt
werden. Die Bahn wird imprägniert und so lange verworfen,
bis ein ausreichendes Imprägnierergebnis vorliegt. Erst
dann wird die Bahn durchtrennt und der so entstandene neue Anfang
der Bahn mittels einer Einziehvorrichtung durch einen Trockner und
eine Kühlvorrichtung geführt. Auch hinter diesen
Vorrichtungen fällt zunächst wieder Ausschuss
an, bis ein zufriedenstellendes Endergebnis der Bahnqualität
erzielt ist. Erst dann beginnt die Produktion von brauchbarem Imprägnat,
das zu Bogen geschnitten oder aufgewickelt wird. Gegebenenfalls
müssen die gewünschten Imprägnierungs-/Beschichtungsmittel
zusammengestellt und gegen die in der Anlage vorhandenen ausgetauscht
werden. Hierfür sind relativ große Harzmengen
von ca. 800 l erforderlich. Die Rüstzeit für die Vorbereitung
beträgt mehr als eine Stunde. Insgesamt sind also die Kosten
für Arbeit und Ausschuss beim An- und Abfahren hoch. Daher
sind die Imprägnierbetriebe nicht in der Lage, geringe
Mengen Imprägnat wirtschaftlich anzubieten, und sind gezwungen,
solche Aufträge abzulehnen oder mit Verlust durchzuführen.
Die Geschwindigkeiten während des Einfädelns und
des Einziehens sind sehr viel kleiner als die Produktionsgeschwindigkeit.
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Der
Begriff Imprägnierwerk bedeutet im Sinn der Erfindung eine
Vorrichtung zum Auftragen von Harz auf eine Bahn, unabhängig
von der Art des Auftrags – z. B. Tauchen, Besprühen
oder Beschichten – und von der Funktion, ob das Harz zum
Imprägnieren oder zum Beschichten aufgetragen wird. Entsprechend
ist der Begriff „imprägnieren” verwendet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Imprägnieren/Beschichten
einer Bahn zu schaffen, mit dem bei geringem Aufwand und minimalem Ausschuss
kleinere Mengen von imprägniertem/beschichteten Dekorpapier
hergestellt werden können.
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Eine
zweite Aufgabe besteht in der Schaffung einer entsprechenden Vorrichtung.
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Die
erste Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Anfang der Bahn wird während des Einziehens weitgehend
in einer horizontalen Ebene gehalten und hierbei vor dem Imprägnieren
von einer Einziehvorrichtung übernommen und von dieser
bis nach dem Kühlen geführt. Hierdurch ist es
einerseits möglich, die Bahn weitestgehend automatisch
in- die komplette Vorrichtung einzuziehen. Es ist lediglich der
Anfang der Bahn an einem ersten Mitnehmer zu befestigen. Andererseits kann
die Bahn praktisch vollständig behandelt und verwertet
werden. Die Produktion von Ausschuss wird fast vollständig
vermieden, so dass insgesamt auch kleinere Mengen von Imprägnat
wirtschaftlich erzeugt werden können. Eine entsprechende
Vorrichtung kann durch eine Person bedient werden.
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Die
Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung.
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In
einer Variante der Erfindung werden nach einem Passieren des Anfangs
der Bahn Elemente derart verfahren, dass sie den horizontalen Verlauf der
Bahn verändern. Hierdurch können die erforderlichen
Kontaktflächen zwischen der Bahn und den Aggregaten der
Vorrichtung zum Imprägnieren hergestellt werden. Geschwindigkeit
der Einziehvorrichtung und Bahngeschwindigkeit werden so aufeinander
abgestimmt, dass durch die Veränderung des Verlaufs der
Bahn unzulässige Spannungen in der Bahn vermieden werden.
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Bevorzugt
werden eine Auftragswalze, ein Rakel, eine hintere Bahnlaufregelwalze,
eine obere Transportwalze und/oder vorbestimmte Umlenkwalzen verfahren.
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In
einer weiteren Variante wird die Bahn nach dem Kühlen zu
Bogen geschnitten. Hierdurch liegt das Imprägnat in der
Form vor, in der es später weiterverarbeitet wird.
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Hierbei
wird gemäß einer bevorzugten Alternative der Anfang
der Bahn bis zum Ende einer Bogenablage geführt, wodurch
das Anfahren der Vorrichtung zum Imprägnieren weiter vereinfacht
wird.
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In
einer weiteren Variante wird die Bahn zweistufig imprägniert.
Das bedeutet, dass die Bahn mit einem ersten Imprägniermittel
beaufschlagt, getrocknet und gekühlt wird und dann mit
einem zweiten Imprägniermittel beschichtet, auf eine vorbestimmte
Restfeuchte getrocknet und gekühlt wird. Hierdurch können
unterschiedliche Imprägniermittel entsprechend den Anforderungen
eingesetzt werden. Das zweite Imprägnieren erfolgt vorzugsweise mittels
mindestens einer Rasterwalze.
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In
einer bevorzugten Variante wird zum Beenden des Imprägnierens/Beschichtens
die Bahn vor einem ersten Trockner quer durchtrennt und ein so entstandenes
Ende der Bahn bis nach dem Kühlen geführt, wobei
das Ende weitgehend in der horizontalen Ebene gehalten wird. Hierdurch
kann die Vorrichtung zum Imprägnieren weitgehend automatisch außer
Betrieb gesetzt werden, wobei der Anfall von Ausschuss weitestgehend
vermieden wird. Denn bis auf eine geringe Restmenge kann das gesamte
Imprägnat verwendet werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Variante wird die Bahn während
des Einziehens mit einer Produktionsgeschwindigkeit von einer Rolle
abgewickelt und der Vorrichtung zugeführt. Das bedeutet,
dass die Bahn von Anfang an mit der Geschwindigkeit durch die Vorrichtung
geführt ist, die für das ordnungsgemäße
Imprägnieren erforderlich ist. Die Einziehvorrichtung wird
dann angehalten oder verlangsamt, wenn die Elemente verfahren werden
und hierdurch die Bahn weiter von der Rolle abgewickelt wird. Auf diese
Weise werden unzulässige Spannungen in der Bahn vermieden.
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Die
zweite Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
Es gilt das für das Verfahren Gesagte entsprechend. Die
Vorrichtung insgesamt kann kompakt aufgebaut sein.
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Die
Erfindung wird anhand der vereinfacht dargestellten Zeichnung weiter
erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Nach
der Figur ist eine Bahn 1 aus Papier in einer Bahnlaufrichtung
gemäß Pfeil 100 durch eine Vorrichtung
zum Imprägnieren/Beschichten geführt und durchläuft
hierbei von einer Rolle 2 kommend nacheinander ein Einzugswerk 3,
ein Imprägnierwerk 4, einen Trockner 5,
eine Kühlvorrichtung 6 und einen Querschneider 7.
Die Vorrichtung zum Imprägnieren/Beschichten umfasst weiterhin
eine Breitstreckwalze 8, Bahnlaufregelwalzen 9.1, 9.2 und
eine Einziehvorrichtung 10.
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Richtungsangaben
wie vor oder hinter beziehen sich in dieser Anmeldung auf die Bahnlaufrichtung.
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Die
Rolle 2 ist in einem nicht dargestellten Abwickler drehbar
so gelagert, dass die Bahn 1 von ihr abgezogen werden kann.
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Das
Einzugswerk 3 umfasst drei erste Umlenkwalzen 3.1, 3.2, 3.3,
von denen zwei äußere 3.1, 3.3 in
einer Ebene gelagert sind und eine mittlere 3.2 vertikal
auf und ab in eine obere Einziehposition oberhalb oder eine untere
Position unterhalb der äußeren ersten Umlenkwalzen 3.1, 3.3 verfahrbar
ist (durch Doppelpfeil angedeutet). Die untere Position ist so angeordnet,
dass eine obere Scheitellinie der mittleren ersten Umlenkwalze 3.2 unterhalb
einer Ebene durch untere Scheitellinien der äußeren
ersten Walzen 3.1, 3.3 liegt. Mindestens eine
der ersten Umlenkwalzen 3.1, 3.2, 3.3 ist
antreibbar.
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Das
Imprägnierwerk 4 umfasst eine Imprägnierwalze 11 mit
einer zweiten Umlenkwalze 14, eine Auftragswalze 12 mit
zwei dritten Umlenkwalzen 15 und zwei Rakel 13.
Die Imprägnierwalze 11, die Auftragswalze 12,
die zweiten und dritten Umlenkwalzen 14, 15 sowie
die Rakel 13 sind die parallel zueinander gelagert.
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Die
Imprägnierwalze 11 ist antreibbar und so innerhalb
einer Wanne gelagert, dass sie in etwa mit ihrem halben Umfang nach
oben aus der Wanne 16 herausragt. Die Wanne 16 ist
im Betrieb bis zu einem vorbestimmten Füllstand mit Imprägniermittel
gefüllt, so dass ein Teilumfang der Imprägnierwalze 11 in
das Imprägniermittel taucht. In geringem Abstand vor der Imprägnierwalze 11 ist
die zweite Umlenkwalze 14 vertikal verschiebbar gelagert.
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Die
Auftragswalze 12 ist in vorbestimmtem Abstand hinter der
Imprägnierwalze 11 vertikal in eine obere Einziehposition
oder eine untere Position verschiebbar gelagert. Vor und hinter
der Auftragswalze 12 ist jeweils eine dritte Umlenkwalze 15 so
gelagert, dass im Betrieb die Auftragswalze 12 von der Bahn 1 weitgehend
umschlungen ist. Der Auftragswalze 12 ist eine Leitung
für eine Zufuhr von flüssigem Imprägniermittel
zugeordnet. Zwischen der antreibbaren Auftragswalze 12 und
der hinteren dritten Umlenkwalze 15 sind die beiden Rakel 13 beidseitig der
Bahn 1 befestigt, wobei der hintere Rakel 13,
welcher einer der Auftragswalze 12 zugewandten Seite der
Bahn 1 zugeordnet ist, mit der Auftragswalze 12 vertikal
verschiebbar ist. Unterhalb der Auftragswalze 12 ist eine
Auffangwanne 25 angeordnet. Die beiden Rakel 13 umfassen jeweils
einen Stab mit einer Rillierung (z. B. Nuten oder Zwickel zwischen
Drahtwindungen); sie sind z. B. als Drahtrakel ausgebildet. Die
hintere dritte Umlenkwalze 15 ist antreibbar.
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Zwischen
der vorderen dritten Umlenkwalze 15 und der Imprägnierwalze 11 ist
die Bahn 1 über die antreibbare Breitstreckwalze 8 geführt.
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Nach
einer vorbestimmten Transportstrecke von z. B. 1 m hinter dem Imprägnierwerk 4 ist
die Bahn 1 in den Trockner 5 geführt,
wo sie mit Energie vorzugsweise in Form von Wärme beaufschlagbar ist.
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Hinter
dem Trockner 5 sind die Bahnlaufregelwalzen 9.1, 9.2 zum
Regeln des Geradeauslaufs der Bahn 1 und dann die Kühlvorrichtung 6 angeordnet.
Diese umfasst zwei Kühlwalzen 17, die an zwei entgegengesetzten
Enden von zwei parallelen Trägern 28 drehbar gelagert
sind. Die Träger 28 sind um eine zentrische Achse
parallel zu den Drehachsen der Kühlwalzen 17 verschwenkbar.
Die Kühlwalzen 17 sind antreibbar. Eine hintere
der Bahnlaufregelwalzen 9.2 ist verschwenkbar, wie durch
einen Doppelpfeil angedeutet ist.
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Hinter
der Kühlvorrichtung 6 sind eine vierte Umlenkwalze 18,
zwei Transportwalzen 19, ein Querschneider 7 und
eine Bogenablage 20 für aus der Bahn 1 geschnittene
Bogen angeordnet. Eine untere der Transportwalzen 19 ist
antreibbar und eine obere ist vertikal verfahrbar.
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Gemäß dem
Ausführungsbeispiel sind die mittlere erste Umlenkwalze 3.2,
die zweite Umlenkwalze 14, die Auftragswalze 12 mit
dem hinteren Rakel 13.2, die hintere Bahnlaufregelwalze 9.2,
die Kühlwalzen 17 und die obere Transportwalze 19 insgesamt
als verfahrbare Elemente bezeichnet.
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Durch
die gesamte Vorrichtung zum Imprägnieren/Beschichten ist
eine Einziehvorrichtung 10 geführt. Diese umfasst
zwei endlose Führungsorgane wie z. B. Ketten oder gelochte
Stahlbänder, die parallel und geradlinig von einem Bereich
vor dem Einzugswerk 3 bis hinter die Bogenablage 20 geführt, hier
umgelenkt und wieder zurückgeführt sind. Zum Führen
der Führungsorgane sind z. B. Schienen und Umlenkrollen 21 so
angeordnet, dass ein Obertrum der Einziehvorrichtung in einer in
etwa waagerechten Ebene verläuft. Mindestens eine der Umlenkrollen 21 pro
Führungsorgan ist antreibbar. Den Führungsorganen
sind zwei Mitnehmer 22, 23 zugeordnet, die in die
Führungsorgane einhängbar sind. Ein erster der Mitnehmer 22 umfasst
z. B. einen Klemmmechanismus oder eine Fläche, an der die
Bahn 1 mittels doppelseitigem Klebeband befestigt werden kann.
Ein zweiter der Mitnehmer 23 umfasst eine Magnetleiste, an
der beim Abfahren der Vorrichtung eine Leiste 24 gehalten
ist, die von der Magnetleiste des zweiten Mitnehmers 23 anziehbar
und haltbar ist. Die Leiste 24 ist im Betrieb unterhalb
der Bahn 1 zwischen der hinteren dritten Umlenkwalze 15 und
dem Trockner 5 in einem geeigneten Mechanismus gelagert.
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Zwischen
der hinteren dritten Umlenkwalze 15 und dem Trockner 5 ist
eine nicht dargestellte Trennvorrichtung für die Bahn 1 angeordnet.
Die Trennvorrichtung umfasst z. B. ein gezacktes Messer.
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Es
ist selbstverständlich, dass alle Walzen mit Ausnahme der
Bahnlaufregelwalzen 9.1, 9.2 parallel zueinander
und zu der Ebene der Bahn 1 sind.
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Zur
Inbetriebnahme der Vorrichtung zum Imprägnieren/Beschichten
wird die zu der Imprägnierwalze 11 gehörige
Wanne 16 mit flüssigem Harz gefüllt.
Ein Anfang der Bahn 1 wird an dem ersten Mitnehmer 22 befestigt,
der vorher in einer geeigneten Startposition unterhalb der Rolle 2 eingehängt
worden ist. Die verfahrbaren Walzen sind in einer Einzugsposition.
Hierfür sind die mittlere erste Umlenkwalze 3.2 und
die zweite Bahnlaufregelwalze 9.2 in die untere Position
sowie die zweite Umlenkwalze 14, die Auftragswalze 12 mit
dem hinteren Rakel 13 und die obere Transportwalze 19 in
die obere Position verfahren. Die Kühlwalzen 17 sind
so verschwenkt, dass die Bahn 1 waagerecht zwischen diesen
hindurch geführt werden kann. Die Einzugspositionen der
Walzen und ein vom Normalbetrieb abweichender Weg des ersten Mitnehmers 22 sind
gestrichelt gezeichnet.
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Alle
antreibbaren Walzen werden mit einer der Produktionsgeschwindigkeit
entsprechenden Drehzahl angefahren, wobei die Imprägnierwalze 11 gegenläufig
angetrieben ist. Der Trockner 5 und die Kühlvorrichtung 6 werden
in Betrieb gesetzt und auf die erforderlichen Temperaturen eingestellt.
Sobald diese erreicht sind, wird ein Antrieb der Einziehvorrichtung 10 mit
der Produktionsgeschwindigkeit eingeschaltet und so der Anfang der
Bahn 1 durch die Vorrichtung zum Imprägnieren/Beschichten
gezogen, wobei die Bahn 1 von der Rolle 2 abgewickelt und
um die vordere erste Umlenkwalze 3.1 geführt wird.
Sobald der erste Mitnehmer 22 mit dem Anfang der Bahn 1 das
Einzugswerk 3 passiert hat, wird die mittlere erste Umlenkwalze 3.2 in
die obere Position gefahren, so dass das Einzugswerk 3 den
Abzug der Bahn 1 von der Rolle 2 übernimmt
und eine vorbestimmte Spannung der Bahn 1 vorhanden ist.
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Nachdem
der erste Mitnehmer 22 die Imprägnierwalze 11 passiert
hat, wird die zweite Umlenkwalze 14 in die untere Position
verfahren, so dass die Bahn 1 einen Teilumfang der Imprägnierwalze 11 berührt
und auf diese Weise mit dem flüssigen Imprägniermittel
aus der Wanne 16 benetzt wird.
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Der
erste Mitnehmer 22 mit dem Anfang der Bahn 1 wird
weiter oberhalb der Breitstreckwalze 8 und der hinteren
dritten Umlenkwalze 15 geführt. Sobald er die
letztere passiert hat, wird die Einziehvorrichtung 10 gestoppt,
und die Auftragswalze 12 mit dem hinteren Rakel 13 wird
in die untere Position verfahren. Sobald die Imprägnierwalze 12 mit
der ablaufenden Bahn 1 einen Zwickel bildet, wird in diesen flüssiges
Imprägniermittel, gegebenenfalls mit Zusatzstoffen, gegeben
und entsprechend dem Verbrauch nachgefüllt. Sobald die
Auftragswalze 12 die untere Position eingenommen hat, wird
die Einziehvorrichtung 10 wieder gestartet. In der Auffangwanne 25 wird
abtropfendes und/oder seitlich aus dem Zwickel austretendes Imprägniermittel
aufgefangen und einer Wiederverwendung zugeführt.
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Die
beiden Rakel 13, die jetzt beidseitig der Bahn 1 sind,
bestimmen durch die Art ihrer Rillierung die Menge des auf der Bahn 1 verbleibenden
Harzes, vergleichmäßigen das Imprägniermittel
und glätten so die Oberflächen der imprägnierten
Bahn 1.
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Der
erste Mitnehmer 22 durchläuft weiter den Trockner 5,
wo die Bahn 1 auf eine vorbestimmte Restfeuchte getrocknet
wird. Als Trocknungsenergie wird bevorzugt Wärme in Form
von z. B. Heißluft oder Infrarotstrahlung verwendet, es
sind aber auch andere Energiequellen wie z. B. Mikrowellen einsetzbar.
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Sobald
der erste Mitnehmer 22 die Kühlvorrichtung 6 passiert
hat, werden die Träger 28 so im Uhrzeigersinn
verschwenkt, dass nach dem Durchlauf des ersten Mitnehmers 22 die
Kühlwalzen 17 teilweise von der Bahn 1 umschlungen
werden. Auf diese Weise wird die Bahn 1 durch Kontakt gekühlt.
Weiterhin wird die zweite Bahnlaufregelwalze 9.2 nach oben
verfahren und die Bahnlaufregelung eingeschaltet.
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Die
Bahn 1 wird dann über die vierte Umlenkwalze 18 und
zwischen den Transportwalzen 19 geführt, wobei
die obere Transportwalze 19 nach dem Passieren des ersten
Mitnehmers 22 in seine untere Position verfahren wird.
Die Bahn 1 wird von dem Querschneider 7 zu Bogen
vorbestimmter Länge geschnitten und auf der Bogenablage 20 abgelegt.
Sobald der erste Mitnehmer 22 das Ende der Bogenablage 20 erreicht
hat, wird der Antrieb der Einziehvorrichtung 10 ausgeschaltet,
und der normale Betrieb läuft weiter.
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Hierbei
sind die Einziehgeschwindigkeit und die Produktionsgeschwindigkeit
im Wesentlichen gleich und betragen 0,5 bis 20 m/min.
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Zum
Abfahren der Vorrichtung zum Imprägnieren/Beschichten wird
zunächst der zweite Mitnehmer 23 an einer Stelle
zwischen der hinteren dritten Umlenkwalze 15 und dem Trockner 5 so
eingehängt, dass er sich vor der Leiste 24 befindet.
Die Einziehvorrichtung 10 wird eingeschaltet, so dass der
zweite Mitnehmer 23 in Richtung des Trockners 5 transportiert
wird. Hierbei gelangt der zweite Mitnehmer 23 über
den Mechanismus der Leiste 24, der diese zu dem zweiten
Mitnehmer 23 drückt. Hier wird die Leiste 24 durch
die Magnete gehalten, so dass die Bahn 1 an dieser Stelle
zwischen dem zweiten Mitnehmer 23 und der Leiste 24 eingeklemmt
ist. Jetzt wird die Bahn 1 kurz hinter dem zweiten Mitnehmer 23 getrennt,
so dass hier ein Bahnende entsteht. Das Einzugswerk 3 und
das Imprägnierwerk 4 werden gestoppt und die zugehörigen
verfahrbaren Elemente in ihre Einzugspositionen verfahren.
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Das
Bahnende wird durch den Trockner 5 und weiter bis kurz
vor die Bogenablage 20 geführt, so dass die Bahn 1 bis
zu dem Bahnende vollständig behandelt wird. Die Bahn 1 kann
entsprechend ohne wesentlichen Anfall von Ausschuss verwertet werden.
Die Einziehvorrichtung 10, der Trockner 5, die Bahnzugregelung 9,
die Kühlvorrichtung 6, die Transportwalzen 19 und
der Querschneider 7 werden gestoppt. Jeweils kurz bevor
das Bahnende ein verfahrbares Element erreicht, wird dieses in seine
Einzugsposition verfahren.
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Nicht
verwertbare Reste der Bahn 1 werden entfernt, und falls
erforderlich wird die Vorrichtung zum Imprägnieren/Beschichten
entleert und gereinigt. Sie steht dann zum Imprägnieren
einer neuen Bahn zur Verfügung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202007011437
U1 [0002]
- - DE 19710549 A1 [0002]