DE1255474B

DE1255474B - Process for the continuous gloss coating of paper or textile webs

Info

Publication number: DE1255474B
Application number: DEM42999A
Authority: DE
Inventors: Fritz Zeiss
Original assignee: MASCHINENFABRIK MAX KROENERT
Current assignee: MASCHINENFABRIK MAX KROENERT
Priority date: 1959-10-09
Filing date: 1959-10-09
Publication date: 1967-11-30
Also published as: GB910341A; FR1271373A

Description

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 55 f -16 German class: 55 f - 16

Nummer: 1 255 474Number: 1 255 474

Aktenzeichen: M 42999 VI b/55 fFile number: M 42999 VI b / 55 f

1255474 Anmeldetag: 9. Oktober 19591255474 filing date: October 9, 1959

Auslegetag: 30. November 1967Open date: November 30, 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Glanzbeschichtung von Papier- oder Textilbahnen mit Stoffen, die sich beim Auftrag in schmelzflüssigem Zustand befinden und so samt der Bahn zwischen einer Andrückwalze und der polierten Oberfläche einer Kühlwalze hindurchgeführt, gleichzeitig gekühlt und kalandriert werden.The invention relates to a method for the continuous gloss coating of paper or textile webs with substances that are in a molten state when applied and so along with the web passed between a pressure roller and the polished surface of a cooling roller, simultaneously be cooled and calendered.

Es ist bekannt, daß man bahnförmigen Stoffen wie Papier, kaschierten Waren und Textilgeweben eine glänzende oder hochglänzende Oberfläche verleihen kann, indem man diese Bahnen mit einem Auftrag aus flüssig, teigig oder breiig geschmolzenem Paraffin, Glanzwachs, Heißsiegelwachs, Epolene oder ähnlichen natürlichen oder synthetischen Stoffen versieht und den Auftrag anschließend an einer hochglanzpolierten Kühlfläche, insbesondere der Oberfläche einer Kühlwalze, abkühlt.It is known that one can use web-shaped materials such as paper, laminated goods and textile fabrics You can give a glossy or high-gloss surface by applying these strips with one application from liquid, doughy or pulpy melted paraffin, gloss wax, heat seal wax, Epolene or similar natural or synthetic fabrics and then the order on a highly polished Cooling surface, in particular the surface of a cooling roller, cools.

Bei diesen bisher bekanntgewordenen Beschichtungsverfahren ergeben sich wesentliche Schwierigkeiten. Der Zustand der aus der Schmelze aufgetragenen Schicht ist von dem Wärmeinhalt abhängig, der wiederum davon abhängt, wie stark die aufgetragene Schicht ist. Es genügt deshalb nicht, daß die Auftragmasse in jedem Fall noch so warm ist, daß sie plastisch verformbar ist. Die Oberfläche der sich abkühlenden Wachsschicht kann nur dann vollkommen glänzend und glatt werden, wenn auch die obere Schicht des Wachsauftrages noch frei von Makrostrukturbildungen und damit verformbar ist. Eine Schicht, die aus einer abgekühlten Haut und einem zwischen dieser und der Papierbahn liegenden Wachssumpf besteht, ist zwar noch als bildsam ansprechbar, doch ermöglichte sie nicht die Erzielung einer glatten, feinkristallinen Oberfläche mit dem erforderlichen Glanz. Für die Hochglanzbearbeitung darf die Schicht keine festen Kerne oder Inseln oder überdeckende Haut aufweisen. Nur dann ist es möglich, die gewünschte feinkristalline Struktur zu erreichen, welche gleichbedeutend ist mit der Erscheinung des Hochglanzes auf der Oberfläche. With these previously known coating processes, significant difficulties arise. The condition of the layer applied from the melt depends on the heat content, which in turn depends on how thick the applied layer is. It is therefore not enough that the application compound is still so warm in any case that it can be plastically deformed. The surface of the As the wax layer cools, it can only become completely shiny and smooth if the The upper layer of the wax application is still free of macrostructural formations and thus deformable. A layer that consists of a cooled skin and a layer lying between it and the paper web There is a wax bog, although it can still be addressed as sculptural, but it did not make it possible to achieve it a smooth, finely crystalline surface with the required gloss. For high-gloss processing the layer must not have any solid nuclei or islands or covering skin. Only then it is possible to achieve the desired fine crystalline structure, which is synonymous with the appearance of high gloss on the surface.

Um die bisher bekannten Verfahren zu verbessern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, so vorzugehen, daß beim Eintritt der beschichteten Bahn in den Walzenspalt zwischen Andrückwalze und Kühlwalze die Temperatur der Oberfläche des aufgetragenen Stoffes noch so hoch gehalten wird, daß sich noch keine Makrostrukturkerne bilden. Vorzugsweise wird dabei die Arbeitsgeschwindigkeit bzw. der Abstand zwischen dem Auftrag im Schmelzbad und dem so Walzenspalt so gewählt, daß die Auftragoberfläche beim Eintritt in den Walzenspalt eine Temperatur-Verfahren zur kontinuierlichen Glanzbeschichtung von Papier- oder TextilbahnenIn order to improve the previously known methods, the invention proposes to proceed in such a way that when the coated web enters the nip between the pressure roller and the cooling roller, the temperature of the surface of the applied substance is kept high enough that no macrostructural cores are formed. While the operating speed or the distance between the application in the molten bath and the so nip is preferably selected such that the applicator surface when entering the nip, a temperature process for the continuous coating of gloss paper or textile webs

Anmelder:Applicant:

Maschinenfabrik Max Kroenert, Hamburg-Bahrenfeld, Schützenstr. 105Maschinenfabrik Max Kroenert, Hamburg-Bahrenfeld, Schützenstr. 105

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Fritz Zeiß, Hamburg-AltonaFritz Zeiss, Hamburg-Altona

verminderung von höchstens 15° C, vorzugsweise von 5° C, erfahren hat.has experienced a reduction of at most 15 ° C, preferably 5 ° C.

Zum Stand der Technik ist noch zu erwähnen, daß bereits in reinen Kaschierverfahren von einer Schneckenspritzmaschine kommender Film noch im warmen Zustand auf eine Trägerbahn aufgewalzt und dann gekühlt wurde. Auch bei diesem Verfahren, das im Grunde mit der hier vorliegenden Erfindung keine Berührungspunkte hat, wird die kaschierte Bahn zwischen einer Kühlwalze und einer angepreßten Gummiwalze hindurchgeführt.Regarding the state of the art, it should also be mentioned that even in the pure laminating process of one The film coming from the screw injection molding machine is rolled onto a carrier web while it is still warm and then cooled. Also with this method, which is basically the present invention has no points of contact, the laminated web is pressed between a chill roll and one Rubber roller passed through.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigtFurther details and features of the invention emerge from the detailed below Description of preferred embodiments. In the drawing shows

F i g. 1 in einer schematischen Seitenansicht den Lauf der zu beschichtenden Bahn bei einseitiger Beschichtung undF i g. 1 shows a schematic side view of the path of the web to be coated with one-sided coating and

F i g. 2 den Bahnverlauf bei einer zweiseitigen Beschichtung.F i g. 2 the course of the web with a two-sided coating.

Gemäß dem in der F i g. 1 dargestellten Arbeitsschema wird die zu beschichtende Bahn 1, bei der es sich um Papier, kaschierte Waren oder auch Textilgewebe handeln kann, von einer Vorratsspule 2 abgezogen und nach Beendigung der Glanzbeschichtung wieder auf eine Aufwickelspule 3 aufgewickelt. Die Bahn 1 läuft über eine Umlenkwalze 4 in das Schmelzbad 5 ein. Bei dem Schmelzbad 5 handelt es sich um einen Behälter, in dem sich eine nicht näher dargestellte Heizvorrichtung befindet, die das für die Beschichtung erforderliche Material erwärmt. Die beiden gegensinnig angetriebenen Auftragwalzen 6 und 7 tauchen teilweise in das Schmelzbad 5 ein und begrenzen zwischen sich einen Walzenspalt, der in Berücksichtigung der Bahnstärke auch die Auftragstärke festlegt. Dadurch, daß die Bahn 1 schon vorAccording to the one shown in FIG. 1, the web 1 to be coated, which can be paper, laminated goods or textile fabric, is drawn off from a supply reel 2 and, after the gloss coating has been completed, wound up again on a take-up reel 3. The web 1 runs into the molten bath 5 via a deflection roller 4 . The molten bath 5 is a container in which there is a heating device, not shown in detail, which heats the material required for the coating. The two application rollers 6 and 7 , which are driven in opposite directions, are partially immersed in the molten bath 5 and delimit a roller gap between them, which, taking into account the web thickness, also defines the application thickness. The fact that the web 1 already before

709 690/469709 690/469

dem Eintritt in das Schmelzbad 5 den Umfang der Walze 7 beaufschlagt, ergibt sich eine nur einseitige Beschichtung der Bahn 1. If the circumference of the roller 7 is applied to the entry into the molten bath 5 , the web 1 is only coated on one side.

Nach dem Verlassen des Spaltes zwischen den beiden Auftragwalzen 6 und 7 läuft die Bahn 1 mit ihrem warmen, d. h. in diesem Fall auch flüssigen oder zumindest teigigen Auftrag zu einem weiteren Walzenspalt, der von einer Andrückwalze 8 und einer Kühlwalze 9 gebildet wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, beaufschlagt die mit dem warmen Auftrag versehene Bahn die Kühlwalze 9 erst in dem zwischen Andrückwalze 8 und Kühlwalze 9 gebildeten Spalt. Durch die gleichzeitige Einwirkung von Druck und Kälte kommt es zu einer plötzlichen Erstarrung der zuvor warmen Auftragmasse. Die hierbei entstehende Mikrostruktur der erstarrten wachsartigen Masse verleiht der Bahn auf der beschichteten Seite einen hervorragenden Hochglanz.After leaving the gap between the two application rollers 6 and 7 , the web 1 runs with its warm, ie in this case also liquid or at least pasty application to a further roller gap, which is formed by a pressure roller 8 and a cooling roller 9 . As can be seen from the drawing, the web provided with the hot application only acts on the cooling roller 9 in the gap formed between the pressure roller 8 and the cooling roller 9. The simultaneous action of pressure and cold results in a sudden solidification of the previously warm application compound. The resulting microstructure of the solidified waxy mass gives the web an excellent high gloss on the coated side.

Nach dem Verlassen des Spaltes zwischen den beiden Walzen 8 und 9 wird die Bahn 1 über zwei ao weitere Kühlwalzen 10 und 11 zur Aufwickelspule 3 geführt. Die beiden Kühlwalzen 10 und 11 ändern an der Struktur des Glanzüberzuges nichts. Sie haben lediglich die Aufgabe, die mit dem Auftrag versehene Bahn noch weiter abzukühlen, so daß es nicht zu einer Verklebung auf der Aufwickelrolle 3 kommen kann.After leaving the gap between the two rollers 8 and 9, the web 1 two ao further cooling rollers 10 and 11 is guided to the take-up reel. 3 The two cooling rollers 10 and 11 do not change the structure of the glossy coating. Their only task is to further cool the web provided with the order, so that the take-up roll 3 cannot stick.

Die Auftragvorrichtung mit dem Schmelzbad 5 und den beiden Walzen 6 und 7 kann praktisch ausgebildet und gegebenenfalls auch durch eine Vorrichtung mit einer Rakel ersetzt werden. Für die vorliegende Erfindung ist allein maßgeblich, daß die im wesentlichen gleichförmig mit warmer wachsartiger Masse beschichtete Bahn zwischen einer Andrückwalze und einer Kühlwalze plötzlich gekühlt und kalandriert wird. Die Andrückwalze 8 hat vorzugsweise einen elastisch verformbaren Mantel und kann zu diesem Zweck zumindest an der Oberfläche aus Gummi oder einem ähnlichen Stoff bestehen. Die Kühlwalze 9 hat eine hochglanzpolierte Oberfläche .und ist in ihrem Inneren von einem Kühlmittel durchströmt, welches in an sich bekannter Weise durch die Lagerachsen der Kühlwalze 9 zu- und abgeführt wird.The application device with the molten bath 5 and the two rollers 6 and 7 can be designed in a practical manner and, if necessary, can also be replaced by a device with a doctor blade. The only decisive factor for the present invention is that the web, which is essentially uniformly coated with warm, waxy mass, is suddenly cooled and calendered between a pressure roll and a chill roll. The pressure roller 8 preferably has an elastically deformable jacket and for this purpose can consist of rubber or a similar material at least on the surface. The cooling roller 9 has a highly polished surface and a coolant flows through it in its interior, which is supplied and removed in a manner known per se through the bearing axles of the cooling roller 9.

Um für den nötigen Druck zwischen den Walzen 8 und 9 zu sorgen, kann außer einem nachgiebigen Mantel an der Walze 8 eine besondere Federanordnung vorgesehen sein, die an der Achse einer der beiden Walzen 8 oder 9 angreift und eine Vorspannung im Sinne einer Verminderung des Walzenspaltes erzeugt. Eine solche Federanordnung kann auch zur Kompensation zwischen Spaltdicke und Auftragdicke dienen.In order to provide the necessary pressure between the rollers 8 and 9 , in addition to a flexible jacket on the roller 8, a special spring arrangement can be provided which engages the axis of one of the two rollers 8 or 9 and provides a preload in the sense of a reduction in the roller gap generated. Such a spring arrangement can also serve to compensate for the gap thickness and the application thickness.

Für eine zweiseitige Glanzbeschichtung verwendet man beispielsweise eine Anordnung, wie sie die F i g. 2 zeigt. Auch hier läuft die beidseitig zu beschichtende Bahn 1 von einer Abwickelspule 2 über eine Umlenkwalze 4 in das Schmelzbad 5 ein. Außer den beiden Walzen 6 und 7 sind hier noch zusätzlich zwei kleinere Führungswalzen 12 und 13 vorgesehen, die dafür sorgen, daß sich die Bahn 1 nicht sogleich an den Umfang der Walze 7 anlegen kann und auf beiden Seiten mit der Schmelzmasse in dem Bad 5 in Berührung kommt.For a two-sided gloss coating, for example, an arrangement such as that shown in FIG. 2 shows. Here, too, the web 1 to be coated on both sides runs from an unwinding reel 2 via a deflection roller 4 into the molten bath 5 . In addition to the two rollers 6 and 7 , two smaller guide rollers 12 and 13 are also provided here, which ensure that the web 1 cannot immediately lie against the circumference of the roller 7 and on both sides with the molten mass in the bath 5 in Touch comes.

Nach dem Verlassen des Spaltes zwischen den beiden Auftragwalzen 6 und 7 wird die beidseitig beschichtete Bahn bei noch flüssiger oder Zumindestens teigiger Auftragmasse in einen Walzenspalt zwischenAfter leaving the gap between the two applicator rollers 6 and 7 , the web, which is coated on both sides, is fed into a nip between the rollers while the coating compound is still liquid or at least doughy

einer Andrückwalze 8 und einer ersten Kühlwalze 9 hineingeleitet. Dieses Walzenpaar 8 und 9 arbeitet in gleicher Weise wie das entsprechend bezeichnete Walzenpaar bei der Anordnung gemäß F i g. 1 und sorgt dafür, daß die mit der warmen Auftragmasse versehene Bahn 1 zunächst an der einen Oberfläche plötzlich abgekühlt und kalandriert wird.a pressure roller 8 and a first cooling roller 9 passed in. This pair of rollers 8 and 9 works in the same way as the correspondingly designated pair of rollers in the arrangement according to FIG. 1 and ensures that the web 1 provided with the warm application mass is initially suddenly cooled and calendered on one surface.

Nach dem Verlassen des Walzenspaltes 8 und 9 wird die Bahn um die Kühlwalze 9 herum weiter in einen weiteren Walzenspalt eingeführt, der von der bereits erwähnten Kühlwalze 9 und einer weiteren Kühlwalze 14 gebildet wird. Anstatt die Kühlwalze 9 zweifach zu verwenden, kann selbstverständlich auch für die Kühlwalze 14 eine gesonderte Andrückwalze vorgesehen werden, die mit der Andrückwalze 8 vergleichbar ist.After leaving the roll nips 8 and 9 , the web is fed around the cooling roll 9 further into a further roll nip which is formed by the already mentioned cooling roll 9 and a further cooling roll 14 . Instead of using the cooling roller 9 twice, a separate pressure roller, which is comparable with the pressure roller 8 , can of course also be provided for the cooling roller 14 .

In dem Walzenspalt zwischen den beiden Kühlwalzen 9 und 14 erhält die beidseitig mit einer Auftragmasse versehene Bahn auch einen Glanz an ihrer zweiten Seite. Da die Andrückwalze 8 nicht temperiert ist und zwischen dem Spalt zwischen den beiden Walzen 8 und 9 und dem Spalt zwischen den beiden Walzen 9 und 14 nur eine geringe Entfernung liegt, kann damit gerechnet werden, daß die in der F i g. 2 rechts liegende Seite der Bahn 1 noch eine bildsame Auftragmasse enthält, die anschließend bei der Berührung der zweiten Kühlwalze 14 plötzlich abgekühlt und kalandriert wird.In the roller gap between the two cooling rollers 9 and 14 , the web provided on both sides with an application compound is also given a gloss on its second side. Since the pressure roller 8 is not tempered and there is only a short distance between the gap between the two rollers 8 and 9 and the gap between the two rollers 9 and 14 , it can be expected that the 2 on the right-hand side of the web 1 still contains a malleable application compound, which is then suddenly cooled and calendered when it comes into contact with the second cooling roller 14.

Wenn der Abstand zwischen den beiden Walzenspalten zu groß ist oder auch wenn die speziell verwendete Masse nicht mehr bildsam in den zweiten Walzenspalt eintritt, kann, wie in der F i g. 2 durch den Pfeil W angedeutet, daran gedacht werden, die eine Bahnseite durch Bestrahlung mit einer Wärmequelle oder auch durch Berührung mit einer erwärmten Walze wieder mit einer noch bildsamen Oberfläche zu versehen.If the distance between the two roller nips is too great or even if the specially used compound no longer enters the second roller nip plastically, as shown in FIG. 2 indicated by the arrow W , thought can be given of providing one side of the web with a surface that is still malleable by irradiation with a heat source or by contact with a heated roller.

Nach dem Verlassen des Spaltes zwischen den beiden Walzen 9 und 14 läuft auch bei der zweiseitigen Beschichtung die Bahn weiter über die beiden Kühlwalzen 10 und 11 zu der Aufwickelspule 3. After leaving the gap between the two rollers 9 and 14 , even with the two-sided coating, the web continues to run over the two cooling rollers 10 and 11 to the take-up reel 3.

Bezüglich der Ausbildung der Walzen 8, 9 und 14 gilt im wesentlichen das für die Walzen 8 und 9 beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 Gesagte.With regard to the design of the rollers 8, 9 and 14, the same applies essentially to the rollers 8 and 9 in the exemplary embodiment in FIG. 1 said.

Als Auftragmasse eignen sich beispielsweise Glanzwachs, Heißsiegelwachs, Paraffin, Epolene oder sonstige wachsartige natürliche oder synthetische Stoffe. Je nach den verwendeten Stoffen ist auch die Temperatur in dem Wachsbad verschieden. Während für Paraffin relativ niedrige Temperaturen von etwa 70° C genügen und natürliche Wachssorten eine Badtemperatur von 90 bis 110° C erfordern, muß für einen synthetischen Stoff — wie beispielsweise Epo-Iene — eine Badtemperatur von etwa 160° C vorgesehen werden. Bis zum Eintritt in den Walzenspalt sinkt die Temperatur des wachsartigen Auftrages etwa um 5 bis 15° C Wenn unter diesen Bedingungen mit Kühltemperaturen von 5 bis 15° C gearbeitet wird, ergibt sich eine ausreichend plötzliche Abkühlung mit der erforderlichen Abkühlgeschwindigkeit. Gloss wax, heat seal wax, paraffin, Epolene or, for example, are suitable as application compounds other waxy natural or synthetic substances. Depending on the materials used, the Different temperature in the wax bath. While for paraffin relatively low temperatures of about 70 ° C is sufficient and natural waxes require a bath temperature of 90 to 110 ° C, must for a synthetic material - such as Epo-Iene - a bath temperature of about 160 ° C is provided will. The temperature of the waxy application drops by the time it enters the nip around 5 to 15 ° C when working with cooling temperatures of 5 to 15 ° C under these conditions there is a sufficiently sudden cooling with the required cooling rate.

Die Erfahrungen haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren mit Auftragstärken zwischen 2 g/m- und etwa 25 g/m² durchgeführt werden kann.Experience has shown that the coating process according to the invention can be carried out with application thicknesses between 2 g / m 2 and about 25 g / m ^2.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat die Abkühlung unter Anpressung im wesentlichen folgende Bedeutung:In the method according to the invention, the cooling under pressure essentially has the following characteristics Meaning:

Claims

1. The soft coating is leveled and maintained by the polished surface of the chill roll a closed surface.

2. The contact between the hot layer and the cold roller leads to good heat transfer and accelerates the solidification process.

3. Upstanding fibers of the carrier web are pressed into the soft layer and can remove the Do not disturb the glossy effect.

Patent claims:

1. Process for the continuous gloss coating of paper or textile webs with Substances that are in a molten state when applied and so along with the web between a pressure roller and the polished surface of a cooling roller passed through, are cooled and calendered at the same time,

characterized in that when the coated web enters the nip between the pressure roller (8) and the cooling roller (9), the temperature of the surface of the applied substance is kept so high that no macrostructural cores are yet formed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the operating speed or the distance between the order in the ίο molten bath and the roller gap is selected in this way is that the application surface when entering the nip a temperature decrease of at most 15 ° C, preferably 5 ° C.

Considered publications:
Allgemeine Papierrundschau (1953), p. 1016;
(1956), p.21;

Moderne Plastics (1958), October issue, p. 98.

1 sheet of drawings