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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zur Kontrolle von den in der Florstreichvorrichtung mit der Bahn geführten Luftströmungen.
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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 oder eines -stabs 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 werden. Bei der von der Ebene eingebenden Florstreichmaschine wird die Streichmasse mit Hilfe der Düseneinheit auf eine schiefe Ebene eingegeben, entlang der die Streichmasse in Richtung der die Eingabelippe bildenden Kante der Ebene fließt, wobei der Flor gebildet wird, wenn die Streichmasse von der Eingabelippe tropft. Bei den aus dem Schlitz eingebenden Applikationsbalken wird die Streichmasse über die Verteilerkammer in einen schmalen vertikalen Schlitz gepumpt, an dessen Lippe der Flor gebildet wird und auf die Bahn tropft. 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 oder einlagig sind, und die 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 werden 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, 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 1,8–2,8 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 1000–1.050 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/m2 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 25–80%, 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 25–80%, PPS S10-Rauheit 0.65–0.95 μm, Helligkeit 83–90% und Opazität 95–97%.
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Die wärmeempfindlichen Papiere weisen eine wärmeempfindliche Streichlage auf, die zum Beispiel wärmeempfindliches Wachs enthalten kann, das den die Farbe bildenden Stoff und den empfangenden reaktiven Stoff trennt. Bei Erhitzung der Papieroberfläche schmilzt das Wachs und erlaubt den Kontakt der aufgeführten Stoffe untereinander, wobei das gewünschte Bild entsteht. Das Rohpapier ist im Allgemeinen vom Flächengewicht im Bereich von 40–60 g/m2 befindliches Papier, das gewöhnlich vorgestrichen oder oberflächengeleimt ist. Die wärmeempfindliche Streichlage kann darüber hinaus mit Hilfe einer Schutzstreichlage geschützt sein.
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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 gestrichen sein.
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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 dem Florstreichverfahren ist ein Problem die auf der Oberfläche der fortlaufenden Materialbahn gebildete Grenzlagenluft, die von der vor der Stoßstelle vorhandenen Stelle entfernt werden soll. Ansonsten kann diese Grenzlagenluft die Struktur des Flors an Stoßstellen brechen und das Endergebnis der Streichung wird schlecht.
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Es sind frühere verschiedene Lösungen zur Entfernung der Grenzlagenluft von der Oberfläche der Bahn vor der Stoßstelle bekannt. Das Verfahren kann auf dem prinzipiellen Niveau auf drei am üblichsten verwendete Verfahren aufgeteilt werden: mechanische Schaberung, Saugen und Schaberungsblasung. Bei allen diesen Verfahren liegt die Konzentration auf der Kontrolle der mit der Bahn geführten Luftströmungen an der vor der Stoßstelle vorhandenen Stelle. In der Veröffentlichung
EP 1428582 B1 ist eine Lösung zur Kontrolle der Luftströmungen vor der an der Stoßstelle vorhandenen Stelle beschrieben.
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Eine gattungsgemäße Anordnung und ein entsprechendes Verfahren sind aus der
DE 196 22 080 B4 bekannt. Die
DE 103 58 508 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum ein- und beidseitigen Auftragen von Auftragsmedium auf eine sich bewegende Materialbahn. Hierbei sind verschiedene Abschirmelemente vorgesehen, mit denen der Einfluss der Luftgrenzschicht verringert werden soll. Weitere solche Vorrichtungen sind beispielsweise in der
WO 2008/015042 A1 oder der
EP 1 538 262 A1 beschrieben.
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Die
DE 10 2009 008 303 A1 beschreibt ein Verfahren zur Stabilisierung eines Streichvorhangs, bei dem das Streichmittel aus einer oberhalb der beweglichen Materialbahn angeordneten Florstreichvorrichtung als ein den Streichvorhang bildender Fluss auf einen auf der Oberfläche der Materialbahn angeordneten Streichpunkt appliziert wird, und bei dem die Ableitung der Grenzschichtluft vor der Applikation des Streichmittels auf die Oberfläche der Faserbahn ausgeführt wird.
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Die
DE 10 2005 062 080 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen auf eine laufende Materialbahn, bei welchem Mittel zum Vermeiden oder Reduzieren des Auftrags von Auftragsmedium auf die Stirnfläche wenigstens eines der beiden Ränder der Materialbahn und zum zumindest teilweisen nachträglichen Entfernen von auf die Stirnfläche oder Stirnflächen aufgetragenem Auftragsmedium und Mittel zum Vermeiden oder Reduzieren des Auftrags von Auftragsmedium auf die Unterseite der Materialbahn vorgesehen sind.
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Wenn größere Streichgeschwindigkeiten als früher angestrebt werden, bei denen sich die Bahngeschwindigkeit zum Beispiel im Bereich von 1500 m/min oder darüber befindet, werden die von der nach der Stoßstelle vorhandenen gestrichenen Bahn verursachten Luftströmungen ein Problem, die sich stark auf die Stabilität des zu gießenden Streichmittelflors auswirken.
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Somit ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lösung zu erzeugen, mit der die von der von der Stoßstelle ausgehenden Bahn verursachten Luftströmungen kontrolliert werden können und somit auch teilweise die Optimierung der an der vor der Stoßstelle des Flors befindlichen Stelle stattfindenden Entfernung der Grenzlagenluft zu beeinflussen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist für die der Erfindung entsprechende Anordnung kennzeichnend, was in den Ansprüchen 1 bzw. 2 angegeben ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung näher erläutert, indem auf die beiliegenden Zeichnungen hingewiesen wird, bei denen:
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– einige der bekannten Technik entsprechende Entfernungsverfahren der Grenzlagenluft als schematische Prinzipbilder darstellen,
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als schematisches Prinzipbild auf der Auslaufseite des Flors entstehende Luftströmungen darstellt,
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– einige zusätzliche der Erfindung entsprechende Ausführungsarten als schematische Prinzipbilder darstellen, und
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– eine der Erfindung entsprechende Ausführungsart als schematische Prinzipbilder darstellen.
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In der ist die mit Hilfe der Blasvorrichtung 1 ausgeführte Entfernung der Grenzlagenluft an der vor der Stoßstelle des Flors 10 vorhandenen Stelle schematisch dargestellt. In der ist die auf der Saugvorrichtung 2 basierende Entfernung der Grenzlagenluft an der vor der Stoßstelle vorhandenen Stelle und in der auf einem mechanischen Schaber 3 basierende Entfernung der Grenzlagenluft an der vor der Stoßstelle vorhandenen Stelle schematisch dargestellt.
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In der wird dargestellt, wie nach der Stoßstelle des Flors die um die Stützwalze 4 herum laufende gestrichene Bahn Zuluft in den zwischen die Stützwalze 4 und den zu der Vorrichtung im Allgemeinen gehörenden Schlitz des Sammeltrogs 5 mitsaugt. Der Sammeltrog 5 wird zum Beispiel zu Beginn der Streichung zum Sammeln der sog. Anfangspaste und am Ende der Streichung zum Sammeln der sog. Schlusspaste sowie zum Sammeln der Waschwässer verwendet.
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In dem Schlitz zwischen dem Sammeltrog 5 und der Bahn W ist gemäß Erfindung ein Führungsorgan angeordnet, zum Beispiel die in den und dargestellte Führungsplatte 55, mit der die Strömung der von der Bahn W mitgesaugten Zuluft begrenzt oder verhindert werden kann. Die Führungsplatte 55 wird vorzugsweise in dem Bereich der Spitze 51 des Sammeltrogs 5 angeordnet. Eine solche Führungsplatte 55 kann entweder als solche oder zusammen mit den Gebläsen 6 verwendet werden. Der Abstand 58 der Führungsplatte 55 von dem Streichfarbenflor 10 in Laufrichtung der Bahn beträgt vorzugsweise weniger als ein Meter, am vorteilhaftesten liegt er im Bereich von 50–250 mm.
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Der Abstand der Führungsplatte 55 von der Oberfläche der Bahn W ist vorzugsweise in Querrichtung profilierend angeordnet. So können die von den in Laufrichtung des Streichflors 10 sowohl nach oben und nach unten vorkommenden Strömungen verursachten nachteiligen Auswirkungen auf die Stabilität des Flors verhindert werden. Solche Strömungen kommen typischerweise so vor, dass in Querrichtung der Maschine im Mittelbereich des Streichflors die Strömung stark nach oben und im Bereich des Rands des Streichflors wiederum nach unten gerichtet werden kann. Durch Profilierung der Führungsplatte 55 können solche Strömungen kompensierend beeinflusst werden. Der untere Rand der Führungsplatte 55 wird in Bezug auf die Bahn W so angeordnet, dass die Größe des entstehenden Schlitzes 52 in der Größenordnung von mehr als ca. 2 mm liegt, geeignet im Bereich von 2–30 mm, am geeignetsten im Bereich von 5–15 mm.
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In Bezug auf die Stabilität des Streichflors 10 sind die in Querrichtung der Maschine vorkommenden Luftströmungen besonders nachteilig. Um die Strömungen in Querrichtung zu verhindern, insbesondere im Bereich der Führungsplatte 55, kann in dem Strömungsraum 56 die Begrenzung des Raums in Querrichtung und/oder Teilung mit wesentlich in Laufrichtung der Bahn W erstreckten Wänden 54 oder mit entsprechenden Laufreglern verwendet werden. Genau wie auf der Rückseite der Führungsplatte 55 können solche Laufregler auch auf der Vorderseite der Führungsplatte verwendet werden, wie mit der Referenznummer 53 markiert. Insbesondere können für die Laufregler 53 Rippen oder eine entsprechende von den Dimensionen her kleinere und in Bezug aufeinander in Querrichtung dichtere Anordnung der Führungsorgane verwendet werden. Für sowohl Laufregler 53 als auch 54 ist es besonders wichtig, eine funktionierende Führung der Luftströmungen in Randbereichen der Bahn zu arrangieren. Es ist möglich, eine dichtere Anordnung der Laufregler 53, 54 in den Randbereichen zu verwenden und in dem Mittelbereich der Bahn eine lichtere Anordnung zu verwenden. Es ist auch möglich, die Laufregler 53, 54 nur an beiden Enden der Bahn einzusetzen, um die von der Seite kommenden Luftströmungen zu verhindern, wobei der mittlere Bereich zwischen den Rändern zu einem einheitlichen Strömungsbereich begrenzt wird. Der Abstand 59 des Vorderrands der Laufregler 53 von dem Streichmittelflor 10 kann deutlich kürzer als der Abstand 58 der Führungsplatte 55 sein, da die Laufregler 53 keine wesentliche Saugauswirkung erzeugen, was das Saugen des Flors dagegen verursachen könnte, welches Risiko bestünde, wenn die Führungsplatte 55 in der Nähe des Flors 10 angeordnet wäre.
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In den – sind einige alternative Anordnungsstellen der Blasdüsen abgebildet. Die Führungsplatte 55 kann mit diesen Blasdüsenarrangements verbunden werden oder sie können in einigen Situationen als solche ohne eine Führungsplatte eingesetzt werden. In der ist eine Anordnung dargestellt, in der die Blasdüse 6 oder die Reihe der Blasdüsen an der Stelle in dem Mittelbereich zwischen der Stützwalze 4 und dem Sammeltrog angeordnet sind, wobei die Blasluft teilweise gegen die Laufrichtung der Bahn W und teilweise in Laufrichtung der Bahn gerichtet ist. In der ist eine entsprechende Anordnung wie in , wobei die Blasluft hauptsächlich in Laufrichtung der Bahn gerichtet ist, um die Luftströmungen gegen die Laufrichtung der Bahn zu kontrollieren. In sind verschiedene Anordnungsalternativen 6', 6'' der Blasdüsen 6 oder der Düsenreihe in dem betreffenden Schlitz dargestellt. Die Menge der Blasluft und der erforderliche Blasdruck hängen von dem Abstand von dem Flor ab. Wenn der Abstand größer wird, sind eine größere Luftmenge sowie ein größerer Blasdruck erforderlich. Die Blasdüse oder die Düsenreihe ist vorteilhaft in einem Abstand von ca. 50–1500 mm von dem Stoßpunkt des Flors angeordnet, am geeignetsten in einem Abstand von ca. 150–500 mm. In Bezug auf die Oberfläche der Bahn ist die Blasdüse oder die Düsenreihe vorteilhaft in einem Abstand von ca. 3–200 mm, am geeingnetsten in einem Abstand von ca. 15–75 mm angeordnet
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Die Blasdüse 6 oder die Düsenreihe ist vorteilhaft angeordnet, Blasluft in einer regulierbarer Weise so zu erzeugen, dass die Blasluftströmung in Querrichtung der Bahn profilierbar ist.
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Die Düse oder die Düsenreihe ist vorteilhaft an dem genannten Sammeltrog befestigt, jedoch kann sie auch als ein selbständiges Strukturorgan ausgeführt sein. Die Düse oder die Düsenreihe kann auch an einer gesonderten Luftführungsplatte befestigt sein, die anstelle des in Abbildungen dargestellten Sammeltrogs 5 angeordnet ist.
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Es ist auch denkbar, die Stabilität des Streichflors mit Hilfe des Sammeltrogs zu kontrollieren, indem er in vertikaler/horizontaler Richtung regulierbar ausgeführt wird und/oder der Winkel der Spitze des Sammeltrogs eingestellt wird. Ein einstellbarer Sammeltrog kann an eine der Erfindung entsprechende Führungsplattenlösung angeschlossen werden.
