DE102019123787A1 - Commissioned work and commissioning process - Google Patents
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Abstract
Auftragswerk zum Beschichten einer laufenden Faserstoffbahn mit einem flüssigen oder pastösen Auftragsmedium, umfassend eine Dosiervorrichtung zum Aufbringen des Auftragsmediums auf eine Auftragsfläche an einer Dosierstelle sowie einen Behandlungsnip zum Übertragen des Auftragsmediums von der Auftragsfläche auf die Faserstoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk eine Konditioniereinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Auftragsmedium auf der Auftragsfläche zwischen der Dosierstelle und dem Behandlungsnip zu konditionieren. Ebenso das entsprechende Verfahren.Application unit for coating a running fibrous web with a liquid or pasty application medium, comprising a metering device for applying the application medium to an application surface at a metering point and a treatment nip for transferring the application medium from the application surface to the fibrous web, characterized in that the application unit comprises a conditioning device, which is set up to condition the application medium on the application surface between the metering point and the treatment nip. Likewise the corresponding procedure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Auftragswerk zum Beschichten einer laufenden Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to an application unit for coating a moving fibrous web according to the preamble of
Abhängig von der gewünschten Anwendung, werden Faserstoffbahnen, insbesondere Papier- und Kartonbahnen, mit einer Vielzahl an verschiedenen Substanzen beschichtet. Darunter fällt beispielsweise ein Stärkeauftrag zur Erhöhung der Festigkeit, oder ein Polymer- bzw. Pigmentauftrag zur Verbesserung oder Modifizierung der Oberflächeneigenschaften oder ein Polymerauftrag zur Erzielung einer Barriere. Immer mehr Bedeutung nimmt speziell im Bereich der Verpackungspapiere und Spezialpapiere auch der Auftrag von Hochleistungsbarrierebeschichtungen ein, um der Faserstoffbahn beispielsweise eine gewisse Gas-, Wasser- und Dampfdichtheit zu verleihen. Dies ist sehr anspruchsvoll.Depending on the desired application, fibrous webs, in particular paper and cardboard webs, are coated with a large number of different substances. This includes, for example, an application of starch to increase strength, or an application of polymer or pigment to improve or modify the surface properties, or an application of polymer to achieve a barrier. The application of high-performance barrier coatings is becoming more and more important, especially in the field of packaging and specialty papers, in order to give the fibrous web a certain gas, water and steam tightness, for example. This is very demanding.
Der Auftrag kann dabei direkt oder indirekt erfolgen.The order can be made directly or indirectly.
Beim direkten Auftrag, der beispielsweis in der
Eine Alternative ist der indirekte Auftrag. Dabei kann, wie in der vor einiger Zeit veröffentlichten Schrift
Die neueren Entwicklungen, insbesondere beim Auftrag von Barrierebeschichtungen bedingen jedoch das Auftragen von Auftragsmedien, die einen sehr geringen Feststoffgehalt aufweisen, und damit einen hohen Anteil an Wasser. Dabei erweisen sich die bekannten Auftragswerke als nachteilig, da mit Ihnen nahezu das gesamte Wasser an die Papierbahn übertragen wird, was zu einem erheblichen Trocknungsbedarf der Bahn führt. Zudem kann die sehr nasse Papierbahn auch leicht reißen, was zu Produktionsausfällen durch Bahnabrisse oder durch die Reduktion der Produktionsgeschwindigkeit zur Vermeidung dieser Abrisse führt.The more recent developments, especially in the application of barrier coatings, however, require the application of application media that have a very low solids content and thus a high proportion of water. The known application units prove to be disadvantageous because they transfer almost all of the water to the paper web, which leads to a considerable need for drying of the web. In addition, the very wet paper web can also easily tear, which leads to production downtimes due to web breaks or reducing the production speed to avoid these breaks.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Auftragswerk bzw. ein Auftragsverfahren vorzuschlagen, mit dem ein sehr breites Spektrum an Auftragsmedien, wie beispielsweise stark verdünnte Streichfarben aufgetragen werden können, ohne die Produktivität der Produktionslinie wesentlich zu reduzieren.It is therefore the object of the present invention to propose an application unit or an application method with which a very broad spectrum of application media, such as, for example, highly diluted coating colors, can be applied without significantly reducing the productivity of the production line.
Die Aufgabe wird vollständig gelöst durch ein Auftragswerk gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen es Anspruchs 11The object is completely achieved by an order work according to the characterizing part of
Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.Further advantageous features of the embodiment according to the invention are found in the subclaims.
Hinsichtlich des Auftragswerks wird die Aufgabe gelöst durch ein Auftragswerk zum Beschichten einer laufenden Faserstoffbahn mit einem flüssigen oder pastösen Auftragsmedium. Das Auftragswerk umfasst dabei eine Dosiervorrichtung zum Aufbringen des Auftragsmediums auf eine Auftragsfläche an einer Dosierstelle sowie einen Behandlungsnip zum Übertragen des Auftragsmediums von der Auftragsfläche auf die Faserstoffbahn. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Auftragswerk eine Konditioniereinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Auftragsmedium auf der Auftragsfläche zwischen der Dosierstelle und dem Behandlungsnip zu konditionieren.With regard to the applicator, the object is achieved by an applicator for coating a running fibrous web with a liquid or pasty application medium. The application unit comprises a metering device for applying the application medium to an application surface at a metering point and a treatment nip for transferring the application medium from the application surface to the fibrous web. According to the invention, it is provided that the application unit comprises a conditioning device which is set up to condition the application medium on the application surface between the metering point and the treatment nip.
Bei der Faserstoffbahn kann es sich dabei insbesondere um einer Papierbahn, eine Kartonbahn oder eine Verpackungsbahn handeln.The fibrous web can in particular be a paper web, a cardboard web or a packaging web.
Insbesondere kann es sich bei der Faserstoffbahn um eine Spezialpapierbahn handeln. Zu dieser vielfältigen und heterogenen Gruppe der Papiersorten gehören etwa Banknotenpapiere, Dekorpapiere für Möbel, Elektroisolierpapiere, Etikettenpapiere, Filterpapiere, Fotopapiere, Inkjetpapiere, Teebeutelpapiere und Zigarettenpapiere. Die speziellen Anwendungen dieser Papiere erfordern in der Regel eine sehr hohe Produktqualität und Qualitätskonstanz und auf den Einzelfall abgestimmte Produktionstechnologien wie z.B. die Verwendung eines Glättzylinders (MG-Zylinder).In particular, the fibrous web can be a special paper web. This diverse and heterogeneous group of paper types includes banknote papers, decorative papers for furniture, electrical insulation papers, label papers, filter papers, photo papers, inkjet papers, teabag papers and cigarette papers. The special applications of these papers usually require a very high product quality and quality consistency and production technologies tailored to the individual case, such as the use of a Yankee cylinder (MG cylinder).
Die Konditionierung ist bei dem Auftragswerk zwischen der Dosierung auf eine Auftragsfläche und der Übertragung auf die Papierbahn angeordnet. Dadurch kann die Dosierung des Auftragsmediums und der Auftrag auf die Faserstoffbahn in gewissem Sinn entkoppelt werden. So werden manche Eigenschaften des Auftragsmediums zwar für die Dosierung desselben benötigt, erweisen sich aber beim Auftrag auf die Faserstoffbahn als nachteilig.In the application unit, the conditioning is arranged between the metering on an application surface and the transfer to the paper web. As a result, the dosage of the application medium and the application to the fibrous web can be decoupled in a certain sense. Although some properties of the application medium are required for metering it, they prove to be disadvantageous when applied to the fibrous web.
In manchen Anwendungen soll bzw. muss das Auftragsmedium beispielsweise mit einem sehr niedrigen Feststoffgehalt dosiert werden, wodurch unter anderem eine sehr gleichmäßige Verteilung über die Bahnbreite, oder auch die Verwendung spezieller Dosiereinrichtungen wie beispielsweise Sprühdüsen möglich werden. Allerdings verursacht die große Menge an Feuchtigkeit, die dadurch der Faserstoffbahn zugeführt wird, wie oben beschrieben, einen hohen Trocknungsaufwand der Faserstoffbahn und das Risiko von einer reduzierten Produktivität der Anlage. Mit einem Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung kann nun das Auftragsmedium so ausgestaltet werden, dass es für die Dosierung optimal ist (z.B. mit geringem Feststoffgehalt). Das geeignet dosierte Auftragsmedium kann dann vor der Übertragung auf die Faserstoffbahn mittels der Konditioniereinrichtung so weit konditioniert werden, dass eine optimale Übertragung auf die Bahn gewährleistet ist.In some applications, the application medium should or must, for example, be dosed with a very low solids content, as a result of which Among other things, a very even distribution across the width of the web, or the use of special metering devices such as spray nozzles, are possible. However, the large amount of moisture that is thereby supplied to the fibrous web, as described above, causes a high expenditure for drying the fibrous web and the risk of reduced productivity of the plant. With an application unit according to one aspect of the invention, the application medium can now be designed in such a way that it is optimal for the metering (for example with a low solids content). The suitably metered application medium can then be conditioned by means of the conditioning device prior to transfer to the fibrous web to such an extent that an optimal transfer to the web is guaranteed.
Dadurch, dass die Konditionierung des Auftragsmediums nicht auf der Faserstoffbahn, sondern auf einer separaten Auftragsfläche erfolgt, muss bei der Konditionierung nicht auf mögliche Einschränkungen durch die Eigenschaften der Faserstoffbahn oder der Papier- bzw. Streichmaschine Rücksicht genommen werden. So können beispielsweise bei der Konditionierung sehr hohe Energiedichten (Temperaturen) eingesetzt werden, ohne dass dadurch die Bahn beschädigt werden kann.Because the application medium is not conditioned on the fibrous web, but on a separate application surface, the conditioning does not have to take into account possible restrictions due to the properties of the fibrous web or the paper or coating machine. For example, very high energy densities (temperatures) can be used during conditioning without damaging the web.
Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung: Durch ein Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Auftrag von Auftragsmedien mit sehr geringem Feststoffgehalt unter Verwendung vorhandener und erprobter Auftragsaggregate wie z.B. des Vorhangauftrags möglich. Somit können in vielen Fällen bereits bestehende Anlagen mit geringem Aufwand umgerüstet werden.This shows a further advantage of the invention: by means of an application unit according to one aspect of the invention, application media with a very low solids content can be applied using existing and proven application units such as curtain application. In many cases, this means that existing systems can be converted with little effort.
Eine beispielhafte Anwendung hierfür ist insbesondere auch der Auftrag von Barrierestrichen. Üblicherweise ist hier das Auftragsmedium -z.B. ein spezielles Polymer- vergleichsweise teuer. Daher ist es vorteilhaft, davon nicht mehr aufzutragen, als für das Erzielen der Barrierewirkung notwendig ist. Für den Vorhangauftrag (Curtain-Coating) ist jedoch eine gewisser minimaler Durchsatz notwendig, der nicht - oder nur mit großem Aufwand- unterschritten werden kann. Somit kann in dieser Anwendung das Auftragsmedium nur in starker Verdünnung mit dem Curtain-Coater aufgetragen werden. Dies ist aber in einer Auftragsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung insbesondere durch eine direkt anschließend angeordnete möglich.An exemplary application for this is in particular the application of barrier screeds. Usually the application medium here is e.g. a special polymer - comparatively expensive. It is therefore advantageous not to apply more of it than is necessary to achieve the barrier effect. For curtain coating, however, a certain minimum throughput is necessary, which cannot be undercut - or only with great effort. Thus, in this application, the application medium can only be applied in a strong dilution with the curtain coater. In an application device according to one aspect of the invention, however, this is possible in particular by means of a directly connected device.
Weiterhin kann in vorteilhaften Ausführungen vorgesehen sein, dass das Auftragswerk eine zweite Dosiervorrichtung zum Aufbringen eines Auftragsmediums auf eine zweite Auftragsfläche an einer zweiten Dosierstelle umfasst. Das Auftragswerg umfasst dabei bevorzugt aber nicht zwangsläufig auch eine zweite Konditioniereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Auftragsmedium auf der zweiten Auftragsfläche zwischen der zweiten Dosierstelle und dem Behandlungsnip zu konditionieren.
In dieser Ausführung kann die Faserstoffbahn gleichzeitig von beiden Seiten beschichtet werden.Furthermore, it can be provided in advantageous embodiments that the application mechanism comprises a second metering device for applying an application medium to a second application surface at a second metering point. The application force preferably, but not necessarily, also includes a second conditioning device which is set up to condition the application medium on the second application surface between the second metering point and the treatment nip.
In this embodiment, the fibrous web can be coated from both sides at the same time.
Dabei kann auf beide Seiten der Bahn entweder das gleiche Auftragsmedium, oder ein unterschiedliches Auftragsmedium aufgetragen werden.
Bei der zweiten Konditioniereinrichtung kann es sich um die gleiche oder eine andere Art handeln, als bei der Konditioniereinrichtung der ersten Seite.Either the same application medium or a different application medium can be applied to both sides of the web.
The second conditioning device can be the same or a different type than the conditioning device on the first side.
In einer besonders bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Konditioniereinrichtung und/oder die zweite Konditioniereinrichtung eine berührungslose Konditioniereinrichtung ist bzw. eine solche umfasst. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch das bereits optimal dosierte Auftragsmedium nicht durch Kontakt mit der Konditioniereinrichtung gestört wird.In a particularly preferred embodiment it can be provided that the conditioning device and / or the second conditioning device is or comprises a contactless conditioning device. This is advantageous because it means that the application medium that has already been optimally dosed is not disturbed by contact with the conditioning device.
Die Konditioniereinrichtung und/oder die zweite Konditioniereinrichtung können beispielsweise zur Konditionierung durch Erwärmen, Kühlen, Trocknen, Befeuchten und/oder Bestrahlen eingerichtet sein.The conditioning device and / or the second conditioning device can be set up, for example, for conditioning by heating, cooling, drying, moistening and / or irradiating.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Konditioniereinrichtung und/oder die zweite Konditioniereinrichtung dazu eingerichtet sein, mehrere verschiedene Methoden zur Konditionierung durchzuführen.In particular, it can also be provided that the conditioning device and / or the second conditioning device are set up to carry out several different methods of conditioning.
Beispielsweise kann durch Trocknen des Auftragsmediums vor der Übertragung auf die Bahn eine übermäßige Befeuchtung vermieden werden.For example, by drying the application medium prior to transferring it to the web, excessive wetting can be avoided.
Durch eine Erwärmung oder Abkühlung des Auftragsmediums kann dessen Viskosität verändert werden, worüber sich das Penetrationsverhalten des Auftragsmediums in die Blattstruktur beeinflussen lässt.By heating or cooling the application medium, its viscosity can be changed, which can be used to influence the penetration behavior of the application medium into the sheet structure.
Ein Bestrahlen des Auftragsmediums kann vielfältig ausgeführt werden. So können Infrarotstrahler eingesetzt sein, welche eine Erwärmung und/oder eine Trocknung des Auftragsmediums bewirken können.The application medium can be irradiated in a variety of ways. For example, infrared emitters can be used, which can cause the application medium to be heated and / or dried.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch eine Bestrahlung mit UV-Licht vorteilhaft sein. Insbesondere dann, wenn in dem Auftragsmedium UV-aktive Substanzen vorgesehen sind. Eine UV-Bestrahlung kann gegebenenfalls auch zur Entkeimung des Auftragsmediums eingesetzt werden. Dies ist besonders im Bereich von Lebensmittelverpackungen eine vorteilhafte Anwendung. Daher kann es oft vorteilhaft sein, auch die UV Bestrahlung mit anderen Konditionierverfahren wie z.B. der Trocknung oder Erwärmung zu kombinieren.Alternatively or additionally, however, irradiation with UV light can also be advantageous. In particular when UV-active substances are provided in the application medium. UV irradiation can optionally also be used to disinfect the application medium. This is an advantageous application particularly in the area of food packaging. Therefore, it can often be advantageous to also use UV radiation with others Combine conditioning processes such as drying or heating.
In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, die Oberfläche des eingesetzten Auftragsmediums zu befeuchten. Dadurch können unter anderem die Benetzungseigenschaften angepasst werden. Das Befeuchten ist insbesondere in Kombination mit anderen Konditionierverfahren häufig als nachgeschalteter Konditionierungsschritt vorteilhaft.
Wie bereits erwähnt, können in bevorzugten Ausführungen eine Kombination von zwei, drei oder mehr Konditionierungsverfahren mit der Konditioniereinrichtung und/oder der zweiten Konditioniereinrichtung ausführbar sein.In some cases it can also be advantageous to moisten the surface of the application medium used. This allows the wetting properties to be adjusted, among other things. Moistening is often advantageous as a subsequent conditioning step, particularly in combination with other conditioning methods.
As already mentioned, in preferred embodiments a combination of two, three or more conditioning methods can be carried out with the conditioning device and / or the second conditioning device.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Auftragswerk zumindest ein endloses Band umfasst, wobei die Auftragsfläche und/oder die zweite Auftragsfläche durch eine Oberfläche des endlosen Bandes bereitgestellt wird.
Ein solches endloses Band kann beispielsweise aus Metall oder Kunststoff ausgeführt sein. Häufig wird die Auftragsfläche aus einem Gummi, einem Polyurethan oder einem Silikon gebildet sein. Die Polymerschicht des endlosen Bandes kann eine Härte zwischen 50 und 97 Shore A aufweisen.
Insbesondere kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das zumindest eine endlose Band zusammen mit der Faserstoffbahn durch den Behandlungsnip geführt ist.
Bei einem beidseitigen Auftrag des Auftragsmediums auf die Bahn, können vorteilhafterweise zwei endlose Bänder eingesetzt werden, welche dann sowohl die Auftragsfläche als auch die zweite Auftragsfläche bereitstellen.Furthermore, it can be advantageous if the application unit comprises at least one endless belt, the application surface and / or the second application surface being provided by a surface of the endless belt.
Such an endless belt can be made of metal or plastic, for example. The application surface is often formed from a rubber, a polyurethane or a silicone. The polymer layer of the endless belt can have a hardness between 50 and 97 Shore A.
In particular, it can advantageously be provided that the at least one endless belt is guided through the treatment nip together with the fibrous web.
If the application medium is applied to both sides of the web, two endless belts can advantageously be used, which then provide both the application area and the second application area.
Der Behandlungsnip kann als Walzennip von zwei Übertragungswalzen gebildet sein. Dabei kann es sich bei einer der Übertragungswalzen auch um eine Schuhwalze oder eine zonengesteuerte Walze handeln. Alternativ können der Behandlungsnip auch durch einen Walze und ein Band gebildet sein. Hierbei kann insbesondere der Behandlungsnip durch eine Walze und das endlose Band gebildet sein, welches die Auftragsfläche zur Verfügung stellt.
Die Übertragungswalzen können jeweils als harte Walze oder als weiche Walze ausgeführt sein. Die Walzenoberfläche kann dabei beispielsweise aus Gummi, Polyurethan, aber auch aus Stahl, beschichtetem Stahl-z.B. mit Wolframkarbid- oder einem CFK-Werkstoff bestehen.The treatment nip can be formed as a roller nip of two transfer rollers. One of the transfer rollers can also be a shoe roller or a zone-controlled roller. Alternatively, the treatment nip can also be formed by a roller and a belt. In particular, the treatment nip can be formed by a roller and the endless belt which provides the application surface.
The transfer rollers can each be designed as a hard roller or as a soft roller. The roller surface can consist, for example, of rubber, polyurethane, but also of steel, coated steel, for example with tungsten carbide, or a CFRP material.
Der Begriff der „Übertragungswalze‟ wird im Rahmen dieser Anmeldung sehr breit verstanden und bezeichnet, soweit nicht explizit anders beschrieben, jede am Behandlungsnip beteiligte Walze. Somit schließt der Begriff auch solche Walze ein, die nicht direkt ein Auftragsmedium übertragen, sondern lediglich als Gegenwalze oder Stützwalze für die Faserstoffbahn der ein Band dienen.
Die Auftragsfläche und/oder die zweite Auftragsfläche können in manchen Ausführungen durch die Oberfläche einer der Übertragungswalzen bereitgestellt sein. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Auftragsfläche durch ein endloses Band bereitgestellt wird, während die zweite Auftragsfläche durch eine Walze bereitgestellt wird.The term “transfer roller” is understood very broadly in the context of this application and, unless explicitly stated otherwise, designates every roller involved in the treatment nip. Thus, the term also includes those rollers that do not directly transfer an application medium, but merely serve as a counter roller or support roller for the fibrous web of a belt.
In some embodiments, the application surface and / or the second application surface can be provided by the surface of one of the transfer rollers. In particular, it can also be provided that the application surface is provided by an endless belt, while the second application surface is provided by a roller.
Generell kann die Auftragsfläche und/oder die zweite Auftragsfläche eine glatte Fläche sein oder eine Rauheit bzw. eine Struktur aufweisen. Insbesondere kann die Rauheit im Bereich zwischen 1 µm und 100µm, speziell 2µm, 3µm, 5µm,10µm 20µm oder 50µm betragen. Eine strukturierte Auftragsfläche kann eine regelmäßige oder unregelmäßige Struktur aufweisen. Regelmäßige Strukturen können Rillen und/oder Vertiefungen aufweisen, oder daraus bestehen. Auch eine Matrixoberfläche, wie z.B. Fasern oder mineralische Pigmente, die in einem Polymereingebettet sind, kann vorteilhaft sein.In general, the application surface and / or the second application surface can be a smooth surface or have a roughness or a structure. In particular, the roughness can be in the range between 1 µm and 100 µm, especially 2 µm, 3 µm, 5 µm, 10 µm, 20 µm or 50 µm. A structured application surface can have a regular or irregular structure. Regular structures can have or consist of grooves and / or depressions. A matrix surface, such as fibers or mineral pigments embedded in a polymer, can also be advantageous.
In sehr vorteilhaften Ausführungen kann vorgesehen sein, dass der Abstand der Dosierstelle und/oder der zweiten Dosierstelle zum Behandlungsnip mehr als 1m, insbesondere mehr als 2m, bevorzugt mehr als 3m beträgt. Während ein solcher Abstand prinzipiell bei allen Ausführungen realisiert werden kann, ist dies bei einer Verwendung eines endlosen Bandes als Auftragsfläche besonders einfach auszuführen. Auch sehr lange Abstände z.B. von mehr als 5m oder 8m sind darstellbar.In very advantageous embodiments, it can be provided that the distance between the metering point and / or the second metering point from the treatment nip is more than 1 m, in particular more than 2 m, preferably more than 3 m. While such a distance can in principle be implemented in all designs, this is particularly easy to implement when using an endless belt as the application surface. Very long distances, e.g. of more than 5m or 8m, can also be displayed.
Ein großer Abstand zwischen Dosierstelle und Behandlungsnip erlaubt ein einfacheres Positionieren der Konditioniervorrichtung und ermöglicht- z.B. bei einer Konditionierung durch Trocknung die Installation von leistungsstärkern Trocknungseinrichtungen, die üblicherweise mehr Platz benötigen. Insbesondere wenn die Konditioniervorrichtung mehrere Konditioniermethoden durchführen soll, ist ein größerer Platz für die Vorrichtung selbst sowie auch für die benötigten Zuführsysteme von Vorteil.A large distance between the dosing point and the treatment nip allows the conditioning device to be positioned more easily and, for example, in the case of conditioning by drying, enables the installation of powerful drying devices that usually require more space. In particular, if the conditioning device is to carry out several conditioning methods, a larger space for the device itself and also for the supply systems required is advantageous.
Mit dem Abstand der Dosierstelle und/oder der zweiten Dosierstelle zum Behandlungsnip kann auch die Zeit beeinflusst werden, während der das Auftragsmedium von der Konditioniervorrichtung konditioniert werden kann. Als Verweilzeit sei hier die Zeit bezeichnet, die das Auftragsmedium bzw eine der Auftragsflächen benötigt, um von der Dosierstelle und/oder der zweiten Dosierstelle zum Behandlungsnip transportiert zu werden.The distance between the metering point and / or the second metering point from the treatment nip can also influence the time during which the application medium can be conditioned by the conditioning device. The dwell time is the time that the application medium or one of the application surfaces requires in order to be transported from the metering point and / or the second metering point to the treatment nip.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Verweilzeit zwischen 0,03 [s] und 1 [s] beträgt.It can advantageously be provided that at least one dwell time is between 0.03 [s] and 1 [s].
Eine Verweilzeit von 0,03[s] lässt sich beispielsweise bei einer Produktiongeschwindigkeit bzw. einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Auftragsfläche von 2000 [m/min] mit einem Abstand von 1[m] realisieren.A dwell time of 0.03 [s] can be achieved, for example, at a production speed or a movement speed of an application surface of 2000 [m / min] with a distance of 1 [m].
Eine Verweilzeit von 0,03[s] lässt sich beispielsweise bei einer Produktiongeschwindigkeit bzw. einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Auftragsfläche von 500 [m/min] mit einem Abstand von 8,33 [m] realisieren. Vorteilhafte Verweilzeiten können beispielsweise bei 0.1 [s], 0.25[s], 0.5 [s] oder in einem Bereich dazwischen liegen.A dwell time of 0.03 [s] can be achieved, for example, at a production speed or a movement speed of an application surface of 500 [m / min] with a distance of 8.33 [m]. Advantageous residence times can be, for example, 0.1 [s], 0.25 [s], 0.5 [s] or in a range in between.
Wie beim Abstand ist auch die Verlängerung der Verweilzeit bei einer Verwendung eines endlosen Bandes als Auftragsfläche besonders einfach realisierbar.As with the distance, the extension of the dwell time is particularly easy to implement when using an endless belt as the application surface.
Das Dosieren des Auftragsmediums auf eine der Auftragsflächen kann generell mit allen bekannten Dosiervorrichtungen geschehen. In vorteilhaften Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die Dosiervorrichtung und/oder die zweite Dosiervorrichtung ein Rakelelement, eine Sprühvorrichtung oder eine Freistrahldüse zum Aufbringen des Auftragsmediums auf die Auftragsfläche umfasst.
Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Auftragsmedium mehrlagig auf die Auftragsfläche dosiert wird, wobei die mehreren Lagen aus demselben oder unterschiedlichen Auftragsmedien bestehen können.The application medium can generally be metered onto one of the application surfaces with all known metering devices. In advantageous embodiments, it can be provided that the metering device and / or the second metering device comprises a doctor element, a spray device or a free jet nozzle for applying the application medium to the application surface.
In particular, it can also be provided that the application medium is metered onto the application surface in multiple layers, with the multiple layers being able to consist of the same or different application media.
In vorteilhaften Ausführungen kann vorgesehen sein, dass zwischen der Dosierstelle und/oder der zweiten Dosierstelle und dem Behandlungsnip ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sind. Diese Sensoren sind vorteilhafterweise eingerichtet, um eine oder mehrere Eigenschaften des Auftragsmediums auf der Auftragsfläche bzw. der zweiten Auftragsfläche zu ermitteln. Insbesondere kann mittels solcher Sensoren nach der Konditioniereinrichtung, jedoch vor dem Behandlungsnip die Beschaffenheit des Auftrags gemessen werden. Diese Sensorwerte können dann beispielsweise auch zur Steuerung oder Regelung der Konditioniereinrichtung verwendet werden. Zeigt ein Sensor etwa einen Feststoffgehalt des Auftrags, der unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt, so kann die Trocknungsleistung der Konditioniereinrichtung entsprechend angepasst werden.In advantageous embodiments it can be provided that one or more sensors are provided between the metering point and / or the second metering point and the treatment nip. These sensors are advantageously set up to determine one or more properties of the application medium on the application surface or the second application surface. In particular, such sensors can be used to measure the nature of the application after the conditioning device, but before the treatment nip. These sensor values can then, for example, also be used to control or regulate the conditioning device. If a sensor shows a solids content of the order that is below a predetermined threshold, the drying performance of the conditioning device can be adjusted accordingly.
Sensoren, die an dieser Stelle vorteilhafterweise installiert werden können sind beispielsweise Feuchtesensoren/Sensoren zur Bestimmung des Feststoffgehalts sowie Temperatursensoren, optische Sensoren zur Überprüfung der Geschlossenheit der Abdeckung und andere mehr.Sensors that can advantageously be installed at this point are, for example, humidity sensors / sensors for determining the solids content, as well as temperature sensors, optical sensors for checking that the cover is closed and others.
Hier ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Auftragsfläche durch ein endloses Band bereitgestellt wird. Dadurch kann die Entfernung zwischen Dosierstelle und Behandlungsnip relativ einfach auch länger ausgestaltet werden, wodurch ausreichend Bauraum für die beschriebenen Sensoranordnungen zur Verfügung steht.It is particularly advantageous here if the application surface is provided by an endless belt. As a result, the distance between the metering point and the treatment nip can also be made relatively simply longer, so that sufficient installation space is available for the sensor arrangements described.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Beschichten einer laufenden Faserstoffbahn mit einem flüssigen oder pastösen Auftragsmedium, wobei das Auftragsmedium mittels einer Dosiereinrichtung an einer Dosierstelle auf eine Auftragsfläche aufgebracht, und anschließend in einem Behandlungsnip von der Auftragsfläche auf die Faserstoffbahn übertragen wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Auftragsmedium auf der Auftragsfläche zwischen der Dosierstelle und dem Behandlungsnip durch eine Konditioniereinrichtung konditioniert wird.With regard to the method, the object is achieved by a method for coating a running fibrous web with a liquid or pasty application medium, the application medium being applied to an application surface by means of a metering device at a metering point and then transferred from the application surface to the fibrous web in a treatment nip. It is provided that the application medium on the application surface between the metering point and the treatment nip is conditioned by a conditioning device.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Konditionieren durch Erwärmen, Kühlen, Trocknen, Befeuchten und/oder Bestrahlen des Auftragsmediums erfolgt. In particular, it can be provided that the conditioning takes place by heating, cooling, drying, moistening and / or irradiating the application medium.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Faserstoffbahn im Behandlungsnip auf einer Seite oder auf beiden Seiten beschichtet wird.Furthermore, it can be provided that the fibrous web in the treatment nip is coated on one side or on both sides.
Als Auftragsmedium kann vorteilhafterweise eine Stärkelösung, eine pigmenthaltige Streichfarbe oder ein Barrieremedium verwendet werden. Geeignete Barrieremedien können beispielsweise einen Polyvinylalkohol (PVOH) oder eine Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) umfassen oder daraus bestehen.A starch solution, a pigment-containing coating slip or a barrier medium can advantageously be used as the application medium. Suitable barrier media can, for example, comprise or consist of a polyvinyl alcohol (PVOH) or an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH).
Besonders bevorzugt kann es sein, wenn das Auftragsmedium mit einem Feststoffgehalt von 10% oder weniger, insbesondere von 5% oder weniger auf die Auftragsfläche aufgebracht wird.It can be particularly preferred if the application medium is applied to the application surface with a solids content of 10% or less, in particular 5% or less.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Auftragsmedium mit einem Feststoffgehalt von mehr als 15%, insbesondere von mehr als 20% auf die Faserstoffbahn übertragen wird.Furthermore, it can be advantageous if the application medium is transferred to the fibrous web with a solids content of more than 15%, in particular of more than 20%.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass sich mittels einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung auch aktuell bestehende Limitierungen durch die Beschaffenheit der Faserstoffbahn überwinden lassen. Es können beispielsweise auch sehr poröse Bahnen oder raue Oberflächen beschichtet werden. So kann beispielsweise die Trocknung direkt nach dem Auftrag das migrieren von Feuchtigkeit in die Papierbahn unterdrücken, wodurch das Beschichten von porösen Papieren möglich bzw. erleichtert wird.It is also advantageous that, by means of a device or a method according to one aspect of the invention, current limitations due to the nature of the fibrous web can also be overcome. For example, very porous webs or rough surfaces can also be coated. For example, drying directly after application can suppress the migration of moisture into the paper web, which enables or facilitates the coating of porous papers.
Mittels einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens nach einem der beschriebenen Aspekte lassen sich auch aktuell bestehende Geschwindigkeitslimitierungen bei Maschinen überwinden. So werden beispielsweise Geschwindigkeiten von über 1700 m/min möglich, insbesondere von mehr als 1800 m/min. Selbst Geschwindigkeiten von bis zu 2100 m/min sind hier prinzipiell möglich.By means of a device or a method according to one of the aspects described, it is also possible to overcome currently existing speed limits in machines. For example, speeds of over 1700 m / min are possible, in particular of more than 1800 m / min. Even speeds of up to 2100 m / min are possible here in principle.
Sehr vorteilhaft für die Erzielung hoher Geschwindigkeiten wie oben beschrieben ist es, wenn gewährleistet werden kann, dass die Faserstoffbahn mit ausreichend hohem Trockengehalt beim Auftragswerk ankommt und zudem die Bahn den gesamten Prozess 100% auf eine Bespannung gestützt verläuft. Somit kommt es nicht zu einer Geschwindigkeitslimitierung durch mangelnde Festigkeit der Bahn.It is very advantageous for achieving high speeds as described above if it can be guaranteed that the fibrous web arrives at the application unit with a sufficiently high dry content and, moreover, that the web runs the entire process 100% on a clothing. This means that there is no speed limitation due to the lack of strength in the web.
Eine solche Anlage kann beispielsweise neben einem Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung weiterhin umfassen
- • Einen Doppelsiebformer, wie z.B. den Voith DuoFormer Base, bei dem die Formierwalze einen Durchmesser von mehr als 1600 mm aufweist, und die in einem Formierwinkel von mindestens 90° von einem Sieb umschlungen ist. Dies bietet eine hohe Entwässerungskapazität
- • Eine Tandem Schuhpresse, insbesondere mit vier Pressfilzen. Diese gewährleistet höchste Entwässerungskapazität, maximaler Trockengehalt nach Presse kombiniert mit 100% gestützter Bahnführung
- • Eine einreihige Vor-Trockenpartie vor dem Auftragswerk. Auch diese gewährleistet eine 100% gestützte Bahnführung.
- • A twin-wire former, such as the Voith DuoFormer Base, in which the forming roll has a diameter of more than 1600 mm and which is wrapped by a wire at a forming angle of at least 90 °. This offers a high drainage capacity
- • A tandem shoe press, especially with four press felts. This guarantees the highest dewatering capacity, maximum dryness after the press combined with 100% supported web guidance
- • A single-tier pre-dryer section in front of the applicator. This also guarantees 100% supported web guidance.
Eine alternative vorteilhafte Maschinenkonfiguration umfasst
- • Einen Doppelsiebformer, wie z.B. den Voith DuoFormer Base, bei dem die Formierwalze einen Durchmesser von mehr als 1600 mm aufweist, und die in einem Formierwinkel von mindestens 90° von einem Sieb umschlungen ist. Dies bietet eine hohe Entwässerungskapazität
- • Eine Zentralwalzenpresse gemäß der Voith Duo-Nipcoflex Presse, in einer Ausführung mit einem sogenannten Centerbelt, der die Stützung der Bahn zwischen Presse und Trockenpartie gewährleistet
- • Ein Vorrichtung zur Impingement-Trocknung oder Prallströmtrocknung
- • Eine einreihige Vor-Trockenpartie vor dem Auftragswerk. Auch diese gewährleistet eine 100% gestützte Bahnführung. Zusätzlich können dabei noch Mittel zur Planlagesteuerung vorgesehen sein, wie z.B. bei dem Voith DuoDryer CC
- • Nach dem Auftragswerk kann zudem noch eine Nachtrockenpartie vorgesehen sein. Auch hier ist der Voith DuoDryer CC vorteilhaft.
- • A twin-wire former, such as the Voith DuoFormer Base, in which the forming roll has a diameter of more than 1600 mm and which is wrapped by a wire at a forming angle of at least 90 °. This offers a high drainage capacity
- • A central roll press based on the Voith Duo-Nipcoflex press, in a version with a so-called center belt, which ensures the support of the web between the press and the dryer section
- • A device for impingement drying or impingement drying
- • A single-tier pre-dryer section in front of the applicator. This also guarantees 100% supported web guidance. In addition, means for flatness control can be provided, for example with the Voith DuoDryer CC
- • An after-dryer section can also be provided after the application unit. Here, too, the Voith DuoDryer CC is advantageous.
Statt der beschriebenen Tandempresse oder Zentralwalzenpresse sind auch alle anderen Pressenvorrichtungen vorteilhaft, bei denen die Bahn vollständig gestützt durch die Presse geführt wird.Instead of the described tandem press or central roll press, all other press devices in which the web is guided through the press with full support are also advantageous.
Die wesentlichen Aspekte des bisher beschriebenen lassen sich in folgenden Sätzen noch einmal zusammenfassen:
Satz 1 . Auftragswerk zum Beschichten einer laufenden Faserstoffbahn (4 ) mit einem flüssigen oder pastösen Auftragsmedium, umfassend eine Dosiervorrichtung (2 ) zum Aufbringen des Auftragsmediums auf eine Auftragsfläche (6 ) an einer Dosierstelle (20 ) sowie einen Behandlungsnip (3 ) zum Übertragen des Auftragsmediums von der Auftragsfläche (6 ) auf die Faserstoffbahn (4 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk eine Konditioniereinrichtung (1 ) umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Auftragsmedium auf der Auftragsfläche (6 ) zwischen der Dosierstelle (20 ) und dem Behandlungsnip (3 ) zu konditionieren.Satz 2 .Auftragswerk nach Satz 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk eine zweite Dosiervorrichtung (2a ) zum Aufbringen eines Auftragsmediums auf eine zweite Auftragsfläche (6a ) an einer zweiten Dosierstelle (20a ) umfasst, wobei das Auftragswerk eine zweite Konditioniereinrichtung (1a ) umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Auftragsmedium auf der zweiten Auftragsfläche (6a ) zwischen der zweiten Dosierstelle (20 ) und dem Behandlungsnip (3 ) zu konditionieren.Satz 3 .Auftragswerk nach Satz 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (1 ) und/oder die zweite Konditioniereinrichtung (1a ) eine berührungslose Konditioniereinrichtung (1 ,1a ) ist.Satz 4 . Auftragswerk nach einem der vorherigen Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (1 ) und/oder die zweite Konditioniereinrichtung (1a ) zur Konditionierung durch Erwärmen, Kühlen, Trocknen, Befeuchten und/oder Bestrahlen eingerichtet ist bzw. sind.Satz 5 . Auftragswerk nach einem der vorherigen Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (1 ) und/oder die zweite Konditioniereinrichtung (1a ) dazu eingerichtet ist, mehrere Methoden zur Konditionierung durchzuführen.Satz 6 . Auftragswerk nach einem der vorherigen Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk zumindest ein endloses Band (5 ,5a ) umfasst, wobei die Auftragsfläche (6 ) und/oder die zweite Auftragsfläche (6a ) durch eine Oberfläche des endlosen Bandes (5 ,5a ) bereitgestellt wird.Satz 7 .Auftragswerk nach Satz 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine endlose Band (5 ,5a ) zusammen mit der Faserstoffbahn (4 ) durch den Behandlungsnip (3 ) geführt ist.Satz 8 . Auftragswerk nach einem der vorherigen Sätze, dadurch gekennzeichnet dass der Behandlungsnip (3 ) als Walzennip (3 ) von zwei Übertragungswalzen (8 ) gebildet ist.Satz 9 .Auftragswerk nach Satz 8 , dadurch gekennzeichnet dass die Auftragsfläche (6 ) und/oder die zweite Auftragsfläche (6a ) durch die Oberfläche einer der Übertragungswalzen (8 ) bereitgestellt wird.Satz 10 . Auftragswerk nach einem der vorherigen Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsfläche (6 ,6a ) eine glatte Fläche ist oder eine Rauigkeit bzw. eine Struktur aufweist.Satz 11 . Auftragswerk nach einem der vorherigen Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Dosierstelle (20 ) und/oder der zweiten Dosierstelle (20a ) zum Behandlungsnip (3 ) mehr als 1m, insbesondere mehr als 2m, bevorzugt mehr als 3m beträgt.- Satz 12. Verfahren zum Beschichten einer laufenden Faserstoffbahn (
4 ) mit einem flüssigen oder pastösen Auftragsmedium, wobei das Auftragsmedium mittels einer Dosiereinrichtung (2 ) an einer Dosierstelle (20 ) auf eine Auftragsfläche (6 ) aufgebracht, und anschließend in einem Behandlungsnip (3 ) von der Auftragsfläche (6 ) auf die Faserstoffbahn (4 ) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmedium auf der Auftragsfläche (6 ) zwischen der Dosierstelle (20 ) und dem Behandlungsnip (3 ) durch eine Konditioniereinrichtung (1 ) konditioniert wird. - Satz 13. Verfahren nach Satz 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragsmedium eine Stärkelösung, eine pigmenthaltige Streichfarbe oder ein Barrieremedium verwendet wird.
- Satz 14. Verfahren nach einem der Sätze 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmedium mit
einem Feststoffgehalt von 10% oder weniger,insbesondere von 5% oder weniger auf die Auftragsfläche (6 ,6a ) aufgebracht wird. - Satz 15. Verfahren nach einem der Sätze 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit zwischen der Dosierstelle (
20 ) und/oder der zweiten Dosierstelle (20a ) und dem Behandlungsnip (3 ) zwischen 0.03 [s] und 1[s] beträgt.
-
sentence 1 . Application unit for coating a running fibrous web (4th ) with a liquid or pasty application medium, comprising a metering device (2 ) for applying the application medium to an application surface (6th ) at a dosing point (20th ) as well as a treatment nip (3 ) for transferring the application medium from the application area (6th ) onto the fibrous web (4th ), characterized in that the order work has a conditioning device (1 ), which is set up to apply the application medium to the application surface (6th ) between the dosing point (20th ) and the treatment nip (3 ) to condition. -
sentence 2 . Commissioned work bysentence 1 , characterized in that the applicator has a second metering device (2a ) for applying an application medium to a second application surface (6a ) at a second dosing point (20a ), wherein the application unit includes a second conditioning device (1a ), which is set up to apply the application medium to the second application surface (6a ) between the second dosing point (20th ) and the treatment nip (3 ) to condition. -
sentence 3 . Commissioned work bysentence 1 , characterized in that the conditioning device (1 ) and / or the second conditioning device (1a ) a non-contact conditioning device (1 ,1a ) is. - sentence
4th . Order work according to one of the previous sentences, characterized in that the conditioning device (1 ) and / or the second conditioning device (1a ) is or are set up for conditioning by heating, cooling, drying, moistening and / or irradiating. -
sentence 5 . Order work according to one of the previous sentences, characterized in that the conditioning device (1 ) and / or the second conditioning device (1a ) is set up to perform multiple conditioning methods. - sentence
6th . Commissioned work according to one of the previous sentences, characterized in that the commissioned work has at least one endless belt (5 ,5a ), the application area (6th ) and / or the second application area (6a ) through a surface of the endless belt (5 ,5a ) provided. - sentence
7th . Commissioned work by sentence6th , characterized in that the at least one endless belt (5 ,5a ) together with the fibrous web (4th ) through the treatment nip (3 ) is performed. - sentence
8th . Commissioned work according to one of the previous sentences, characterized in that the treatment nip (3 ) as a roll nip (3 ) of two transfer rollers (8th ) is formed. -
sentence 9 . Commissioned work by sentence8th , characterized in that the application area (6th ) and / or the second application area (6a ) through the surface of one of the transfer rollers (8th ) provided. -
sentence 10 . Order work according to one of the previous sentences, characterized in that the application area (6th ,6a ) is a smooth surface or has a roughness or structure. -
sentence 11 . Applicator according to one of the previous sentences, characterized in that the distance between the metering point (20th ) and / or the second dosing point (20a ) to the treatment nip (3 ) is more than 1m, in particular more than 2m, preferably more than 3m. - Sentence 12.Process for coating a moving fibrous web (
4th ) with a liquid or pasty application medium, the application medium being applied by means of a metering device (2 ) at a dosing point (20th ) on an application area (6th ), and then in a treatment nip (3 ) from the application area (6th ) onto the fibrous web (4th ) is transferred, characterized in that the application medium on the application surface (6th ) between the dosing point (20th ) and the treatment nip (3 ) by a conditioning device (1 ) is conditioned. - Sentence 13. The method according to sentence 12, characterized in that a starch solution, a pigment-containing coating color or a barrier medium is used as the application medium.
- Clause 14. The method according to one of Clauses 12 or 13, characterized in that the application medium with a solids content of 10% or less, in particular 5% or less, is applied to the application surface (
6th ,6a ) is applied. - Clause 15. The method according to one of Clauses 12 to 14, characterized in that the dwell time between the metering point (
20th ) and / or the second dosing point (20a ) and the treatment nip (3 ) is between 0.03 [s] and 1 [s].
Eine Ausführung, in der das Auftragswerk zumindest ein endloses Band umfasst, wobei die Auftragsfläche durch eine Oberfläche des endlosen Bandes bereitgestellt wird, hat neben den bisher beschriebenen noch weitere Vorteile, die insbesondere aber nicht ausschließlich für den Auftrag von Barrieremedien vorteilhaft sind.An embodiment in which the application unit comprises at least one endless belt, the application surface being provided by a surface of the endless belt, has further advantages in addition to those previously described, which are particularly, but not exclusively, advantageous for the application of barrier media.
So kann vorteilhafterweise das Auftragswerk derart ausgeführt sein, dass der Behandlungsnip durch eine Übertragungswalze und das endlose Band in Form eines Bandnips gebildet ist. Dabei umschlingt das endlose Band die Übertragungswalze entlang eines Umschlingungswinkels. Durch die Spannung des Bandes entsteht ein Nipdruck, der abhängig von der Bandspannung T und dem Walzenradius R ist. Im Wesentlichen ist der Druck P proportional zum Quotienten T/R.Thus, the application mechanism can advantageously be designed in such a way that the treatment nip is formed by a transfer roller and the endless belt in the form of a belt nip. The endless belt wraps around the transfer roller along a wrap angle. The tension of the belt creates a nip pressure that is dependent on the belt tension T and the roll radius R. Essentially, the pressure P is proportional to the quotient T / R.
Bevorzugte Drücke für Barriereanwendungen liegen unterhalb von 40 kPA, insbesondere zwischen 2 kPa und 20 kPa. Diese Drücke tragen dazu bei, dass der Barrierestrich auf der Papieroberfläche bleibt, wodurch die Barriereeigenschaften erhöht werden.Preferred pressures for barrier applications are below 40 kPa, in particular between 2 kPa and 20 kPa. These pressures contribute to the barrier screed remaining on the paper surface, which increases the barrier properties.
Der Durchmesser einer oder aller Übertragungswalzen liegt sowohl für Walzennips als auch für Bandnips vorteilhafterweise zwischen 1m und 2.2m.The diameter of one or all of the transfer rollers is advantageously between 1 m and 2.2 m both for roller nips and for band nips.
Der Umschlingungswinkel bei einem Bandnip kann bevorzugt zwischen 1° und 15°, insbesondere zwischen 2° und 10° liegen.The wrap angle in the case of a tape nip can preferably be between 1 ° and 15 °, in particular between 2 ° and 10 °.
Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass der Behandlungsnip als Walzennip durch zwei Übertragungswalzen gebildet ist, wobei die Faserstoffbahn zusammen mit einem endlosen Band durch den Behandlungsnip geführt ist.Alternatively, however, it can also be provided that the treatment nip is formed as a roller nip by two transfer rollers, the fibrous web being guided through the treatment nip together with an endless belt.
In manchen Anwendungen kann es notwendig sein, mehrere Schichten von - gegebenenfalls auch unterschiedlichen- Auftragsmedien auf dieselbe Seite einer Faserstoffbahn aufzubringen. Ein Beispiel hierfür sind HochleistungsBarrierebeschichtungen. Hierbei kann beispielsweise eine Gasbarriere ebenso wie eine Fettbarriere oder eine Feuchte/Dampfsperre benötigt werden.
Hierfür ist es vorteilhaft, wenn das Auftragswerk eine zweite Dosiervorrichtung zum Aufbringen eines Auftragsmediums auf die Auftragsfläche an einer zweiten Dosierstelle umfasst, wobei die zweite Dosierstelle in Bewegungsrichtung der Auftragsfläche zwischen der Konditioniereinrichtung und dem Behandlungsnip angeordnet ist. Nach der zweiten Dosiervorrichtung kann vor dem Behandlungsnip auch noch eine zweite Konditioniereinrichtung vorgesehen sein. Durch die verschiedenen Dosiervorrichtungen können jeweils unterschiedliche Auftragsmedien aufgetragen werden, jedoch ist dies nicht zwingend erforderlich.In some applications it may be necessary to apply several layers of - possibly also different - application media to the same side of a fibrous web. An example of this are high-performance barrier coatings. For example, a gas barrier as well as a fat barrier or a moisture / vapor barrier may be required here.
For this purpose, it is advantageous if the application unit comprises a second metering device for applying an application medium to the application surface at a second metering point, the second metering point in the direction of movement of the application surface between the conditioning device and the Treatment nip is arranged. After the second metering device, a second conditioning device can also be provided before the treatment nip. Different application media can be applied by the different metering devices, but this is not absolutely necessary.
Auf analoge Weise können auch noch einer dritte, vierte, fünfte etc. Dosiervorrichtung sowie gegebenenfalls auch eine dritte, vierte, fünfte Konditioniereinrichtung vorgesehen sein.
Wenn die Auftragsfläche in Form eines endlosen Bandes ausgeführt ist, so kann dieses Band vergleichsweise einfach verlängert werden, um den Platz für weitere Dosier- und Konditioniereinrichtungen zu schaffen. In Ausführungen, in denen die Auftragsfläche durch die Oberfläche einer Übertragungswalze zur Verfügung gestellt wird, ist dies aufgrund des limitierten Bauraums nur schwer möglich.In an analogous manner, a third, fourth, fifth, etc. metering device and possibly also a third, fourth, fifth conditioning device can also be provided.
If the application surface is designed in the form of an endless belt, this belt can be extended comparatively easily in order to create space for further metering and conditioning devices. In designs in which the application surface is made available by the surface of a transfer roller, this is only possible with difficulty due to the limited installation space.
Durch mehrere Dosiervorrichtungen wie oben beschrieben, kann ein mehrlagiger Film auf die Übertragungsfläche aufgebracht, und dann im Behandlungsnip gemeinsam auf die Faserstoffbahn übertragen werden. Durch das Vorsehen von Konditioniereinrichtungen kann das aufgetragene Auftragsmedium vor dem Auftragen eines weiteren Auftragsmediums und/oder vor dem Einlauf in den Behandlungsnip noch geeignet konditioniert, insbesondere getrocknet werden.Using several metering devices as described above, a multi-layer film can be applied to the transfer surface and then transferred together to the fibrous web in the treatment nip. By providing conditioning devices, the applied application medium can be suitably conditioned, in particular dried, before the application of a further application medium and / or before entering the treatment nip.
Auch in dieser Ausführung kann, wie bereits weiter vorne beschrieben die Konditioniereinrichtung und/oder die zweite Konditioniereinrichtung zur Konditionierung durch Erwärmen, Kühlen, Trocknen, Befeuchten und/oder Bestrahlen eingerichtet sein.In this embodiment, too, as already described above, the conditioning device and / or the second conditioning device can be set up for conditioning by heating, cooling, drying, moistening and / or irradiating.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Dosiervorrichtung oder soweit vorhanden mehrere Dosiervorrichtungen, bevorzugt alle Dosiervorrichtungen als berührungslose Dosiervorrichtungen ausgeführt ist. Eine solche berührungslose Dosiervorrichtung kann beispielsweise ein Vorhangauftrag oder ein Sprühauftrag sein. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch eine berührende Dosiervorrichtung, beispielsweise ein Filmauftragswerk zum Einsatz kommen.It is particularly advantageous if one metering device or, if present, several metering devices, preferably all of the metering devices, is designed as contactless metering devices. Such a contactless metering device can be, for example, a curtain application or a spray application. Alternatively or additionally, however, a contacting metering device, for example a film applicator, can also be used.
Generell kann die Auftragsfläche wie oben beschrieben eine glatte Fläche sein oder eine Rauheit bzw. eine Struktur aufweisen. Insbesondere kann die Rauheit im Bereich zwischen 1µm und 100µm, speziell 2µm, 3µm, 5µm, 10µm 20µm oder 50µm betragen. (Im Übrigen ist im Rahmen dieser Anmeldung, wenn nicht anders beschrieben, mit Rauigkeit der Mittenrauwert Ra gemeint)In general, as described above, the application surface can be a smooth surface or have a roughness or a structure. In particular, the roughness can be in the range between 1 μm and 100 μm, especially 2 μm, 3 μm, 5 μm, 10 μm, 20 μm or 50 μm. (Incidentally, in the context of this application, unless otherwise described, roughness means the mean roughness value R a)
Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Abstand der Dosierstelle und der zweiten Dosierstelle, insbesondere aller Dosierstellen zum Behandlungsnip mehr als 1m, insbesondere mehr als 2m, bevorzugt mehr als 3m beträgt. Somit bleibt dem Auftragsmedium auf der Auftragsfläche ausreichend Zeit zur Konditionierung und Trocknung.Furthermore, it can advantageously be provided that the distance between the metering point and the second metering point, in particular all the metering points, to the treatment nip is more than 1 m, in particular more than 2 m, preferably more than 3 m. This leaves the application medium on the application surface sufficient time for conditioning and drying.
Im Hinblick auf das Verfahren kann es vorteilhaft sein, wenn der Druck im Behandlungsnip weniger als 40 kPa, insbesondere zwischen 2 kPa und 20 kPa beträgt. Dies kann besonders einfach erreicht werden, wenn die Auftragsfläche durch eine Oberfläche eines endlosen Bandes bereitgestellt wird und der Behandlungsnip durch eine Übertragungswalze und das endlose Band gebildet ist, wobei das endlose Band die Übertragungswalze entlang eines Umschlingungswinkels umschlingt.With regard to the method, it can be advantageous if the pressure in the treatment nip is less than 40 kPa, in particular between 2 kPa and 20 kPa. This can be achieved particularly easily if the application surface is provided by a surface of an endless belt and the treatment nip is formed by a transfer roller and the endless belt, the endless belt wrapping around the transfer roller along an angle of wrap.
Weiterhin ist es ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens, dass neben sehr großen Filmdicke auch sehr kleine Filmdicken aufgetragen werden können. In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann daher vorgesehen sein, dass vor dem Eintritt in den Behandlungsnip die Schickdicke des Auftragsmediums bzw. der Auftragsmedien auf der Auftragsfläche weniger als 40 µm, insbesondere zwischen 0,5µm und 15µm beträgt. Dies ist insbesondere für Barriereanwendungen vorteilhaft.Furthermore, it is an advantage of the present method that in addition to very large film thicknesses, very small film thicknesses can also be applied. In an advantageous embodiment of the method it can therefore be provided that, before entering the treatment nip, the thickness of the application medium or the application media on the application surface is less than 40 μm, in particular between 0.5 μm and 15 μm. This is particularly advantageous for barrier applications.
Besonders bei Anwendungen zum Barriereauftrag kann eine Ausführung sehr vorteilhaft sein, bei der ein sehr glattes Band mit einer Rauigkeit unter 10µm sowie zwei oder mehr Vorhangauftragswerke als Dosiervorrichtungen zum Einsatz kommen. Durch den Vorhangauftrag werden geschlossene Schichten an Auftragsmedien erzeugt und auf das Band, bzw. die vorherige Schicht abgelegt. Durch das glatte Band werden diese Schichten nicht beschädigt und gleichmäßig am Band in MD und CD aufgetragen, so dass die Barrierewirkung perfekt wird. Nach dem Konditionieren, bevorzugt in Form von Trocknen, wird das Auftragsmedium in einer Art mehrlagigem Barrierefilm auf die Faserstoffbahn übertragen. Dies geschieht - insbesondere bei Barrierestrichen- vorteilhafterweise in einem Bandnip mit einem geringen Druck zwischen 2 und 20 kPa. Auf diese Weise können auch am fertigen Produkt sehr dünne Schichtdicken realisiert werden, insbesondere auch Schichtdicken zwischen 0,5µm und 15µm.Particularly in the case of applications for barrier application, an embodiment can be very advantageous in which a very smooth strip with a roughness of less than 10 μm and two or more curtain applicators are used as metering devices. The curtain application creates closed layers of application media and places them on the tape or the previous layer. Due to the smooth tape, these layers are not damaged and evenly applied to the tape in MD and CD, so that the barrier effect is perfect. After conditioning, preferably in the form of drying, the application medium is transferred to the fibrous web in a kind of multi-layer barrier film. This is done - especially in the case of barrier screeds - advantageously in a band nip with a low pressure of between 2 and 20 kPa. In this way, very thin layer thicknesses can also be implemented on the finished product, in particular also layer thicknesses between 0.5 μm and 15 μm.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
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1 zeigt ein Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung -
2 zeigt ein Auftragswerk gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung -
2b zeigt ein Auftragswerk gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung -
3 zeigt ein Auftragswerk gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung -
4 zeigt ein Auftragswerk gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
-
1 shows an application work according to an aspect of the invention -
2 shows an application work according to a further aspect of the invention -
2 B shows an application work according to a further aspect of the invention -
3 shows an application work according to a further aspect of the invention -
4th shows an application work according to a further aspect of the invention
Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben.The figures are described in more detail below.
Die in
Das Auftragsmedium wird auf der Auftragsfläche
Nach dem Passieren des Behandlungsnips
Zwischen der Dosierstelle
In vorteilhaften Ausführungen wird das Auftragsmedium z.B. mit einem Feststoffgehalt zwischen 5% und 10% an der Dosierstelle
Die in
Das Auftragsmedium wird auf der zweiten Auftragsfläche
Die in
Auch die in
Es soll hier noch einmal ausdrücklich bemerkt werden, dass in den
In einigen praktischen Anwendungen, besonders bei Spezialpapieren für Verpackungszwecke, kann es vorteilhaft sein, unterschiedliche Feststoffgehalte und/oder auch unterschiedliche Dosiersysteme zu verwenden.In some practical applications, especially with special papers for packaging purposes, it can be advantageous to use different solids contents and / or different dosing systems.
Auch in
Das in
Die erste Dosiervorrichtung
Nach der letzten Dosierstelle
Wenn nach dem Behandlungsnip
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KonditioniereinrichtungConditioning device
- 1a1a
- zweite Konditioniereinrichtungsecond conditioning device
- 1b1b
- dritte Konditioniereinrichtungthird conditioning device
- 22
- DosiervorrichtungDosing device
- 2a2a
- zweite Dosiervorrichtungsecond dosing device
- 2b2 B
- dritte Dosiervorrichtungthird dosing device
- 33
- BehandlungsnipTreatment nip
- 44th
- FaserstoffbahnFibrous web
- 55
- endloses Bandendless belt
- 5a5a
- zweites endloses Bandsecond endless belt
- 66th
- AuftragsflächeApplication area
- 6a6a
- zweite Auftragsflächesecond application area
- 77th
- ReinigungsdüsenCleaning nozzles
- 7a7a
- ReinigungsschaberCleaning scraper
- 7b7b
- KonditionierschaberConditioning scraper
- 88th
- ÜbertragungswalzeTransfer roller
- 99
- AuftragswalzeApplicator roller
- 1010
- RakelvorrichtungSqueegee device
- 1111
- Düsejet
- 2020th
- DosierstelleDosing point
- 20a20a
- zweite Dosierstellesecond dosing point
- 20b20b
- dritte Dosierstellethird dosing point
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 0791687 [0004]EP 0791687 [0004]
- GB 108340 A [0005]GB 108340 A [0005]
- DE 102006057870 [0005]DE 102006057870 [0005]
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019123787.4A DE102019123787A1 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Commissioned work and commissioning process |
PCT/EP2020/055995 WO2020233849A1 (en) | 2019-05-20 | 2020-03-06 | Applicator unit and application method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019123787.4A DE102019123787A1 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Commissioned work and commissioning process |
Publications (1)
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---|---|
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Family
ID=74644292
Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
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-
2019
- 2019-09-05 DE DE102019123787.4A patent/DE102019123787A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
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R003 | Refusal decision now final |