DE1652313A1 - Device for coating flat material - Google Patents
Device for coating flat materialInfo
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- Coating Apparatus (AREA)
- Paper (AREA)
Description
EEGllSH CLAYS LOVERING POCHIN & COMPANY LIMITEDEEGllSH CLAYS LOVERING POCHIN & COMPANY LIMITED
JOHN KEAY HOUSEJOHN KEAY HOUSE
S!P. AUSTELL, CORNWALL / Engla 1S! P. EXHIBITION, CORNWALL / Engla 1
PatentanmeldungPatent application
Vorrichtung zum Beschichten von flächenhaftem MaterialDevice for coating flat surfaces material
Die Erfindung betrifft das Beschichten von flächenhaftem Material und insbesondere eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmaterials bzw» einer Überzugsmasse beispielsweise auf eine Papierbahn·The invention relates to the coating of sheet-like material and in particular to an application device a coating material or a coating compound, for example on a paper web
Bei der Herstellung von Papier oder Pappe kann eine Bahn eines solchen Materials dadurch hergestellt werden» das eine Faserbahn mit oder ohne mineralische oder andere teilchenförmige Füllstoffe in einer in der Papierfabrikation an sich bekannten.Weise gebildet wird. Die Oberfläche des Materials kann dadurch verbessert werden, daß auf diese eine Überzugsmasse aufgetragen wird, welche gewöhnlich ein Überzugspigment von feiner Teilchengröße und einen Klebstoff enthält.In the manufacture of paper or paperboard, a web of such material can be made through 'one Fiber web with or without mineral or other particulate fillers in a paper making process per se known way is formed. The surface of the material can be improved by applying a coating compound to it which usually contains a coating pigment of fine particle size and an adhesive.
Die Überzugsmasse wird auf das flächenhafte Material gewöhn-The coating compound is customarily applied to the flat material
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BAD ORlGitiALBAD ORlGitiAL
liehborrowed
lieh aus einem flüssigen Medium mittels einer Vielfalt von Auftrag- und Streichvorrichtungen aufgetragen. Eine solche Vorrichtung, die als Auftragvorrichtung mit nachlaufendem Abstreifer bezeichnet werden kann» besitzt einen biegsamen metallischen Abstreifer ipit einer Messerkante, die im Betrieb der Vorrichtung im Kontakt mit einer Bahn des flächenhaften Materials und quer zu dieser gehalten wird, welch letzteres auf einer drehbaren zylindrischen Stütze aufgelagert ist, wobei der metallische -Abstreifer einen spitzen Winkel mit der Tangente zur zylindrischen Stütze an der Eontaktstelle mit der Bahn des flächenhaften Materials und in der Nachlaufsteilung mit Bezug auf die Bewegungsrichtung der Oberfläche der Bahn einschließt· Die Grundformen der Auftragvorrichtung mit nachlaufendem Abstreifer sind in dem USA-Patent 2 368 176 und in dem britischen Patent 542 625 beaehrieben. Das sogenannte Beschichtungsverfahren mit nachlaufendem Abstreifer wird i» Prinzip in zweierlei Weise angewendet, obwohl es zahlreich« gebaute Formen von Vorrichtungen gibt. Im ersten Fall bildet •in« sich nach abwärts bewegende Fläche einer Bahn ein·· flächenhaften Materials (die durch eine Leitwalze von großem Durchmesser gelagert let) die eine Seite eines Troges und der nach unten gerichtete nachlaufende Abstreifer bildet die ander» Seite. Diesem Trog wird die Überzugsmasse zugeführt und in diesem durch Abdämmungen an den Enden de« Trogesborrowed from a liquid medium by means of a variety applied by application and coating devices. Such a device, which is used as an application device with trailing Wiper can be called »owns a flexible metallic scraper ipit a knife edge, that in operation of the device in contact with a web of the sheet-like material and is held transversely to this, the latter on a rotatable cylindrical Support is supported, with the metallic scraper an acute angle with the tangent to the cylindrical support at the point of contact with the path of the planar Materials and in the trailing division with reference to the Includes the direction of movement of the surface of the web The basic forms of the application device with trailing Wipers are described in U.S. Patent 2,368,176 and British Patent 542,625. The so-called coating process with a trailing scraper i "principle is applied in two ways, although there are numerous" built forms of devices there. In the first case, the downward moving surface of a path forms a ·· sheet-like material (which is driven by a guide roller of large Diameter stored let) one side of a trough and the downwardly directed trailing scraper forms the other »side. The coating compound is fed to this trough and in this by dammings at the ends of the trough
gehalten. 109809/0621 held . 109809/0621
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
gelallten. Im awei"ten Pall wird übercchüssige oder manchmal eine möglichst genaue Menge der Überzugsmasse auf die Oberfläche einer Bahn eines flächenhaften Materials aufgetragen ui:d wird, wenn eich die Bahn in einer vertikalen Richtung über eine Leitwalze nach oben bewegt, der nachlaufende Abstreifer nach oben gerichtet angelegt, so daß er etwa überschüssige Überzugsmasse wegnicmt und die Oberfläche des Überzugs glättet. Das Beschichtungsv· rfahren mit nachlaufendem Abstreifer ist wegen der Einfachheit" der Vorrich- ä tung, der hohen Geschwindigkeit, mit welcher die "Überzugsmasse aufgetragen werden kann, und wegen der Glätte des erhaltenen Qberflächenüberzügs ein bevorzugtes Verfahren geworden. slammed. Secondly, excess or sometimes as precise an amount as possible of the coating compound is applied to the surface of a web of sheet-like material, and when the web is moved upwards in a vertical direction over a guide roller, the trailing scraper is directed upwards applied so that it wegnicmt about excess coating composition and smoothes the surface of the coating. the Beschichtungsv · rfahren with trailing scraper is because of the simplicity "the Vorrich- ä tung, the high speed at which the" coating composition can be applied, and because of the Smoothness of the resulting surface coating has become a preferred method.
Im Falle der Beschichtung von Papier besteht die Aufgabe des Oberflächenbeschichtungsverfahrens in; wesentlichen darin, die Oberfläche des Papiers zum.Eedrucken zu verbessern, für welchen Zweck das Beschichtungsv» rfahren mit nachlaufendem Abstreifer sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Pas " Verfahren hat Jedoch einen Hauptnachteil im Vergleich zu den anderen Verfahren, der darin besteht, daß das Gewicht des Überzugs, das aufgetragen werden kann, verhältnismäßig gering ist. Dieser Kachteil kann dadurch überwunden werden, daß e.ine Vielzahl von Überzugsschichter aufgetragen wird, was natürlich zusätzliche Kosten und eine Komplizierung bedeutet· 109809/06 21In the case of the coating of paper, there is the task of Surface coating process in; essential in to improve the surface of the paper for printing, for what purpose the coating process with trailing Wiper has proven to be particularly advantageous. Pas " However, the method has one major disadvantage compared to the another method, which consists in the weight of the Coating that can be applied is relatively little is. This disadvantage can be overcome by that a large number of coating layers are applied, which of course means additional costs and complications 109809/06 21
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deutet. Vile erwähnt, sind bei den bekannten Beschichtungsvorrichtungen mit nachlaufendem Abstreifer die letzteren aus Metall, fast unveränderlich aus Federstahl, hergestellt, der ausreichend biegsam ist, so daß er beim Andrücken gegen das flächenhafte Material beträchtlich' verformt wird. Die mit dem flächenhaften Material in Kontakt befindliche Messerkante ist ziemlich schmal mit einer Dicke von etwa 0,025 cm. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß es eine allgemeine^ praktische Erfahrung ist, daß beispielsweise bei der Beschichtung von Papier der Abstreifer gegen die Papierbahn mit einem solchen Druck angepreßt werden muß, daß nur ein dünner Überzug von etwa 5 bis 20 Gramm je Quadratmeter bei der Verwendung von Kaolin als Beschichtungspigment zugeführt werden kann. Wenn ein Versuch gemacht wird, einen Überzug von wesentlich größerer Dicke, z.B. das Doppelte der vorgenannten Menge, in einem einzigen Vorgang durch eine Entspannung des Druckes auf den metallischen Abstreifer aufzutragen, wird der Beschichtungsvorgang unstabil und die Oberfläche des Überzugs dadurch nicht mehr glatt und gleichmäßig aufgetragen. Die Ursache -ierfür dürfte darin bestehen, daß die hydrodynamische Kraft, welche durch den Eintritt von Flüssigkeit in den keilförmigen Annäherungsbereich der Mesaerkante dee mit df-r Papierbahn in Kontekt befindlichen Abstreifere verursacht wird, die Kraft überwindet, welche den Abstreifer gegen das Papier hält.indicates. Vile mentioned are in the known coating devices with trailing scrapers, the latter made of metal, almost invariably made of spring steel, which is sufficiently flexible so that when pressed against it the sheet-like material is considerably 'deformed. the knife edge in contact with the sheet material is quite narrow with a thickness of about 0.025 cm. In the context of the invention it was found that there is a general ^ practical experience is that, for example, when coating paper, the scraper against the paper web must be pressed with such a pressure that only a thin coating of about 5 to 20 grams per square meter at supplied to the use of kaolin as a coating pigment can be. If an attempt is made to obtain a coating of much greater thickness, e.g. twice the above-mentioned amount, in a single operation by relaxation When the pressure is applied to the metallic wiper, the coating process becomes unstable and the surface becomes unstable of the coating is no longer applied smoothly and evenly. The reason for this is likely to be that the hydrodynamic force caused by the entry of liquid into the wedge-shaped approach area of the mesa edge the scraper in contact with the df-r paper web caused, the force overcomes the scraper holds against the paper.
Gegenstand 10 9 8 0 9/0621 Subject 10 9 8 0 9/0621
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— Ό — - Ό -
Gegenstand der Erfindung ist daher eine BeSchichtungsvorrichtung mit nachlaufendem Abstreifer zum Auftragen einer Überzugsmasse auf eine Oberfläche einer Bahn aus flächenhaftem Material, z.B„ Papier, bei welcher der nachlaufende Abstreifer durch ein biegsames, natürliches oder synthetisches elastomeres Material, d.fc^ durch einen natürlichen, regenerierten vulkanisierten oder synthetischen Kautschuk oder durch ein synthetisches Polymeres mit elastischen Eigenschaften gebildet wird, die denjenigen eines natürlichen, i regenerierten, vulkanisierten oder synthetischen Gummis ähnlich sind.The invention therefore relates to a coating device with a trailing scraper for applying a Coating compound on a surface of a sheet of planar Material, e.g. "paper, where the trailing Scraper by a flexible, natural or synthetic elastomeric material, d.fc ^ by a natural, regenerated vulcanized or synthetic rubber or a synthetic polymer with elastic properties that of a natural, regenerated, vulcanized or synthetic rubber are similar.
Die erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung, besitzt vorzugsweise eine drehbare zylindrische Stütze für die Bahn aus flächenhaftem Material, einen Abstreifer, der einen Messerkantenteil aufweist und so angeordnet ist, daß er quer zu dem Teil der Bahn des flächenhaften Materials, welches durch die drehbare zylindrische Stütze gelagert ist, | wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, liegt, wobei der Messerkantenteil des Abstreifers einen spitzen Winkel mit der Tangente an die drehbare zylindrische Stütze an der Beruhrungsstel^e mit der Bahn des flächenhaften Materials und in der Nachlaufstellung mit Bezug auf die beabsichtigte Bewegungsrichtung der Bahn einschließt, wobei ein Belastungsorgan den Messerkantenteil des Abstreifers elastisch in The loading device according to the invention preferably has a rotatable cylindrical support for the web made of flat material, a scraper, the one Has knife edge part and is arranged so that it across the part of the sheet of sheet material which is supported by the rotatable cylindrical support, | when the device is in operation, lies with the knife edge portion of the scraper at an acute angle with the Tangent to the rotatable cylindrical support at the point of contact with the path of the sheet-like material and in the follow-up position with reference to the intended Including direction of movement of the web, wherein a loading member resiliently in the knife edge portion of the scraper
Berührungcontact 109809/06 2 1109809/06 2 1
BADBATH
Berührung mit der Bahn aus flächenhaftem Material drückt, weiche durch die drehbare zylindrische Stutze gelagert ist, und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen der Bahn aus flächenhaftem Material mit Bezug auf den Abstreifer.Contact with the sheet of flat material presses, soft supported by the rotatable cylindrical support and drive means for moving the web planar material with reference to the scraper.
Der Abstreifer kann ganz aus einem biegsamen elastomeren Material sein, oder aus einem biegsamen elastomeren Material bestehen, das auf einer biegsamen metallischen Unterlage ™ - angeordnet ist.The scraper can be made entirely of a flexible elastomeric material or of a flexible elastomeric material consist, which is arranged on a flexible metallic base ™ -.
Das synthetische Polymere, das zur Herstellung des Abstreifers verwendet werden kann, da es elastische Eigenschaften hat, die denjenigen von natürlichem, regeneriertes vilkanisierten oder synthetischen Gummi ähnlich sind, kann z.B. Polyvinylchlorid sein.The synthetic polymer that can be used to make the scraper because it has elastic properties similar to those of natural, regenerated similar to vulcanized or synthetic rubber e.g., polyvinyl chloride.
Durch die Einstellung des auf den Abstreifer ausgeübten tk Druckes, der gewöhnlich eine Kraft je Längeneinheit dee Measerkantenteils des Abstreifers im Bereich von 0,9 bis 1,8 kg je linearer cm erzeugt und/oder durch eine Veränderung der Fora und -der Abmessungen der Messerkante ist es möglich, eine erhöhte Dicke des Überzugs in einer zum Bedrucken brauchbaren gleichmäßigen Weise außerhalb des Bereiches su erzielen, der bei den gegenwärtig bekannten Arten von Be schichtung β vor richtung en mit nachlaufendem Abstreifer 109809/0621 By adjusting the tk pressure exerted on the scraper, which usually generates a force per unit length of the knife edge part of the scraper in the range from 0.9 to 1.8 kg per linear cm and / or by changing the fora and dimensions of the knife edge it is possible to achieve an increased thickness of the coating in a uniform manner usable for printing outside the range su, which in the currently known types of coating β before directions s with trailing stripper 109809/0621
BAD ÄBATHROOM
streifer erreichbar ist. Mit einer herkömmlichen Überzugsmasse lassen sich bei Verwendung von Kaolin als Pigment und Stärke als Klebstoff Überzugsgewichte von bis zu 60 Gramm Je Quadratmeter erzielen. Dies ist. mit einer erfindungsgemäßen Beachiehtungevorrichtung mit nachlaufendem Abstreifer möglich, da die größere Biegsamkeit des Abstreifers eine größer· Berührungsfläche des Messerkantenteils des Abstreifers mit der Bahr, aus flächenhaften Material zuläßt, so daß die Kraft, die zur Überwindung der vorerwähnten hydro- Ί dynamischen Kraft erforderlich let, mit der Ausübung eines geringeren Druckes auf den Abstreifer erzielt werden kann» Außerdem wird durch den größeren Berührungsbereich zwischen dem Messerkantei-teil des Abstreifers und der Bahn aus flächenhaftem Material, die durch die erfindungsgemäße Besehichtungsvorrichtung mit nachlaufendem Abstreifer erhalten werden kann, die überzugsmasse einer längeren Sehe— rungeperiode vor dem Verlassen der Messerkante ausgesetzt.can be reached streifer. With a conventional coating compound When using kaolin as pigment and starch as adhesive, coating weights of up to 60 grams can be achieved Achieve per square meter. This is. with an inventive Attention device with trailing scraper possible because the greater flexibility of the scraper means a larger contact area of the knife edge part of the scraper with the Bahr, made of two-dimensional material, so that the force needed to overcome the aforementioned hydro- Ί Let dynamic force required with the exercise of a lower pressure on the scraper can be achieved » In addition, due to the larger contact area between the knife edge part of the scraper and the web, there is a large area Material produced by the coating device according to the invention can be obtained with a trailing scraper, the coating mass of a longer Se- suspension period before leaving the knife edge.
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Im allgemeinen hat der Abstreifer eine Dicke im Bereich von 0,15 cm'bis 1,25 cm, vorzugsweise G,30 bis 0,6-5 cm. Es ist vorteilhaft, daß die Messerkante des Abstreifers der Kontur der drehbaren zylindrischen Stütze angepaßt ist·Generally the scraper has a thickness in the range from 0.15 cm 'to 1.25 cm, preferably G, 30 to 0.6-5 cm. It is advantageous that the knife edge of the scraper is adapted to the contour of the rotatable cylindrical support is·
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend 109809/0621 For a better understanding of the invention, it is hereinafter referred to as 109809/0621
gend beispielsweise in Verbindung™mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigen:gend, for example, in conjunction ™ with the enclosed The drawing is described in more detail and shows:
Fig.1 in echematischer Darstellung eine Ausführungs— form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 1 an echematic representation of an embodiment form of a device according to the invention;
Fig. 2 in einem größeren Maßstab einen Teil der Vorrichtung nach Fig.1jFig. 2 shows a part of the device on a larger scale according to Fig.1j
Fig. 3 in einem größeren Maßstab den Abstreifer der in Fig.1 und 2 dargestellten Beschichtungavorrichtung undFig. 3 shows on a larger scale the scraper in 1 and 2 shown coating device and
Fig. 4 und 5Figures 4 and 5
andere Aus führung.1, formen des Abstreifers zur Verwendung für die erfindungsgemaße Vorrichtung.other version. 1 , shape the scraper for use in the device according to the invention.
Bei der in Fig.1 und 2 dargestellten Anordnung wird eine Papierbahn 1 bei im Betrieb befindlicher Vorrichtung in der Richtung des Pfeile über ein« drehbare zylindrische Stütze in Föne einer gunanibezogenen Leitwalze bewegt» Die Meseerkante einer Atotreifeinrichtung 3, die einen Abstreifer 4 und»einen "alt-r 6 cufweiet, ist gegen die Papierbahn 1 belastet. Die Keseerkante der Abstreifeinrichtung 3 kann gegen die Papierbahn 1 beispielsweise durch beliebige her»In the arrangement shown in Fig.1 and 2 is a Paper web 1 with the device in operation in the direction of the arrow over a rotatable cylindrical support moved in the hair dryer of a gunani-covered guide roller »The Meseerkante an Atotreifeinrichtung 3, which has a scraper 4 and "an" alt-r 6 cufweiet is against the paper web 1 burdened. The Keseerkante the stripping device 3 can against the paper web 1, for example, by any her »
kömaliche 109809/0621 kömaliche 109809/0621
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kömmliche Mittel angedrückt werden, wie sie in bekannten Beschiehtungsvorrichtungen mit nachlaufendem Abstreifer verwendet werden. Bei der in Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist der Halter 6 zwischen zwei Endplatten 11 befestigt, die ferner die Enden des Troges abdämmen, der zwischen der Abs t reif einr^oh4: ig 3 und der Leitwalze gebildet wird. Die Endplatten 11 sind durch ein Querstüok und nicht gezeigte Zugstangen miteinander verbunden. Das Querstück 12 gleitet auf einer festen Auflageplatte 14 und kann auf die Leitwalze 2 zu bzw. von dieser weg mit Hilfe eines Kniehebelmechanismus 13 bewegt werden. Nach dem Verlassen der Leitwalze 2 läuft die beschichtete Papierbahn über zwei Trockentrommeln16 und eine Führungswalze IJ9 bevor sie auf eine Abzugswalze 18 aufgewickelt wird, die von einem Motor 19 angetrieben wird.Conventional means are pressed, as they are used in known coating devices with trailing scrapers. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the holder 6 is fastened between two end plates 11, which furthermore dam the ends of the trough which is formed between the Abs t ripe einr ^ oh 4 : ig 3 and the guide roller. The end plates 11 are connected to one another by a cross piece and tie rods (not shown). The crosspiece 12 slides on a fixed support plate 14 and can be moved towards the guide roller 2 or away from it with the aid of a toggle mechanism 13. After leaving the guide roll 2, the coated paper web runs over two drying drums 16 and a guide roll IJ 9 before it is wound onto a take-off roll 18 which is driven by a motor 19.
Der Abstreifer 4 ist in Fig.3 in einem größeren Maßstab dargestellt und weist eine Federstahlunteriage 7 mit einer Dicke von 0, 025 cm auf, die ein Messer 8 aus vulkanisiertem Kautschuk von einer Dicke von 0,45 cm abstützt. Der Ansatz, aus dem das Messer 8 aus vulkanisiertem Kautschuk hergestel" ; wurde, ist wie folgt:The scraper 4 is shown in Figure 3 on a larger scale shown and has a spring steel underlay 7 with a Thickness of 0, 025 cm on which a knife 8 made of vulcanized Rubber with a thickness of 0.45 cm. The approach, from which the knife 8 is made of vulcanized rubber manufactured "; is as follows:
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(Channel Black)easily processable carbon black
(Channel Black)
Vulkanisationsdauer ί 40 Minuten
bei 144Ο CVulcanization time ί 40 minutes
at 144Ο C
Im Betrieb wird eine Überzugsmasse 9 bestehend beispielsweise aus Dispersion von 60 Gewichtsprozent in Wasser eines Gemisches aus 100 Gewichteteilen Kaolin» 9 Gewichteteilen Stärk« und 6 Gewichtsteilen eines Butadienlatex zwischen der Abstreifereinrichtung 3 und der Papierbahn 1 eingeleitet, so daß sie zwischen der Meseerkante des Abstreifers 4 und der Papierbahn bei 10 hindurchtritt. Wie erwähnt, 1st es durch die Einstellung des auf die Abstreifereinrichtung 3 ausgeübten Druckes und/oder durch eine Veränderung der JPorm und der Abmessungen der Menerkante des Abstreifer« «öglich, die Dicke des auf die Papierbahn aufgetragenen Überzugs zu verändern.In operation, a coating compound 9 is composed, for example, of a dispersion of 60 percent by weight in water a mixture of 100 parts by weight of kaolin "9 parts by weight of starch" and 6 parts by weight of a butadiene latex initiated between the scraper device 3 and the paper web 1, so that they are between the Meseerkante of the scraper 4 and the paper web at 10 passes through it. As mentioned, it is done by adjusting the on the scraper device 3 pressure exerted and / or by changing the JPorm and the dimensions of the mening edge of the scraper "" possible, the thickness of the on the paper web to change the applied coating.
fig.4 und 5 der beiliegenden Zeichnung «eigen andere Au·- führungsforaen des Abstreifers 4· In ?ig«4 iet ier Abetrei-fig. 4 and 5 of the accompanying drawing «own other designs · - Guide fora of the scraper 4 · In? ig «4 iet ier Abetrei-
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fer ähnlich dem in Pig.1 gezeigten mit der Ausnahme, daß die Pederetahlunterlage 0,30 cm vor der Meeserkante endet. In Fig.5 besteht der Abstreifer 4 aus einem Hartgummimesser mit einer Dicke von 0,63 cm ohne Federstah^unterläge. fer similar to that shown in Pig.1 except that the Pederetahl pad ends 0.30 cm from the sea edge. In Figure 5, the scraper 4 consists of a hard rubber knife with a thickness of 0.63 cm without spring steel supports.
Patentansprüche ιClaims ι
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