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Titel: Gerät und Verfahren zum Beschichten eines Bandes Die vorliegende
Erfindung befaßt sich mit der Beschichtung von Materialbahnen oder Bändern.
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Bei der Aufbringung von Beschichtungen aus heißen oder kalten Flüssigkeiten
oder pastenartigen Zusammensetzungen auf breitliegende Materialbahnen oder Bänder,
wie beispielsweise Papierbänder, trägt man das Beschichtungsmaterial gewöhnlich
mit Beschichtungsvorrichtungen auf, wie etwa mit Streichrakelköpfen, mit Dosierstabbeschichtungsköpfen,
mit Schlitzdüsenauftragmaschinen, mit Walzenauftragmaschinen oder mit einfachen
Rakel- oder Streichbeschichtungsköpfen. Alle diese Vorrichtungen haben eine offene
Beschichtungsmaterialquelle, in der ein Überschuß an Beschichtungematerial an einer
Stelle auf das Band aufgebracht wird und an einer anderen Stelle die Dosierungs-
oder Zumeßvorrichtung dan Überschuß
an Beschichtungsmaterial entfernt.
Das Umwäwlzverhältnis (d.h. das Verhältnis der Menge an aufgebrachtem Beschichtungsmaterial
zur Menge an Beschichtungsmaterial, die auf dem Band nach der abschließenden Dosierung
oder Zumessung verbleibt) ist selten niedriger als 10:1 und häufig sehr viel höher.
Dieses während der Zumessung oder Dosierung entfernte überschüssige Beschichtungsmaterial
muß verarbeitet werden und kann viele Schwierig keiten bereiten, Beispielsweise
kann es zu Lufteinschlüssen im Beschichtungsmaterial kommen, so daß Schaumbrecher
oder mechanische Entlüftungseinrichtungen angewendet werden müssen. Für heiße Beschichtungsmaterialien,
die nicht beständig sind, sind diese herkömmlichen Beschichtungsvorrichtungen im
allgemeinen nicht brauchbar. Die Lösungsmittel können verdampfen, so daß sich der
Feststoffgehalt verändert und die Viskosität größer wird, eine genaue Temperatursteuerung
ist schwierig und Temperaturänderungen führen auch zu Viskositätsänderungen. Schließlich
kann bei unbeständigen Zusammensetzungen, wie etwa heißen, wässerigen Stärkelösungen,
die Zusammensetzung ihre Fließeigenschaften sehr wesentlich verändern, so daß die
Aufbringung einer gleichmäßigen Beschichtung in der erforderlichen Dicke auf das
Band schwierig oder unmöglich wird.
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Ein Beispiel für eine wässerige Stärkelösung ist. eine wässerige Lösung
aus roher Maisstärke mit 15% Feststoffgehalt. Eine derartige Lösung hat, wenn sie
gerade bei 900 C gekocht worden ist, eine pastenartige Konsistenz, sie bildet jedoch
schnell eine Haut, wenn sie auf dieser Temperatur gehalten wird, und geliert beim
Stehen und Abkühlen und verliert ihre ganze, anfängliche Fließfähigkeit. Diese Schwierigkeit
kann man mit einer Beschichtungsvorrichtung überwinden, die einen geschlossenen
Besohichtungsmaterialbehälter aufweist und bei der das Beschichtungsmaterial gleichzeitig
auf das Band aufgebracht und dosiert oder zugemessen wird, so daß
praktisch
keine Schwierigkeiten durch einen Beschichtungsmaterialumlauf entstehen, wobei dauernd
frisches Beschichtungsmaterial zugeführt und in dosierter Weise auf das Band aufgebracht
wird, während die Temperatur entsprechend gesteuert wird.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen
worden, die angeblich einige der bei den bekannten Verfahren auftretenden Probleme
überwinden.
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So ist es beispielsweise bereits bekannt, die Beschichtungsmaterialmischung
in einen druckfesten Behälter einzuführen, der ein flexibles Mundstück aufweist,
das vom sich vorbeibewegenden Band verschlossen wird, wobei dieses Band auf einer
sich bewegenden, elastischen Bettung gelagert ist. Das flexible Mundstück weist
zwei flexible Rakeln auf, die unter leichtem Druck am Band entlangschleifen; es
weist ferner seitliche Begrenzungswälle auf, die ein Auslecken des Beschichtungsmaterials
verhindern. Diese Ausführungsform einer Streichrakelbeschichtungsmaschine vermeidet
die bei offenen Behältern auftretenden Probleme. Sie kann Jedoch die bei Streichrakelbeschichtungsmaschinen
allgemein auftretenden Schwierigkeiten bereiten, daß es nämlich unmöglich ist, Seitenwälle
zu schaffen, die tatsächlich Leckdicht sind und die gleichzeitig die Biegsamkeit
der Rakel nicht beeinträchtigen. Hierdurch wird es schwierig, an den Kanten des
Bandes einen sauber begrenzten, unbeschichteten Rand vorzusehen, und zwar insbesondere
dann, wenn die Beschichtungszusammensetzung unter Druck in die Vorrichtung eingespeist
wird. Die Verwendung flexibler Raklen in Streichrakelbeschichtungsmaschinen verursacht
auch insofern Schwierigkeiten, als die dünnen und flexiblen Rakeln auf ihrer Länge
nicht vollkommen glatt sind, so daß ein ungleichmäßiger Druck im Spalt zwischen
der Rakel und dem Band herrscht. Man muß daher mehrere Stellvorrichtungen entlang
der Rakel vorsehen, um der "Wellung" der Rakel entgegenzuwirken und die
Schaffung
einer gleichmäßigen Beschichtung zu ermöglichen.
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Im deutschen Patent Nr. 1.652.280 (Patentanmeldung P 16 52 280.8 vom
17. Januar 1967) ist eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf eine
breitliegende Materialbahn beschrieben, die ein federndes Lager für die Materialbahn,
eine Beschichtungsmaterialzufuhr, beiderseits der Zufuhr angeordnete und sich quer
zur Bewegungsrichtung der Bahn erstreckende erste und zweite, starre Rakeln sowie
Seitenwälle aufweist, die zusammen mit der ersten und zweiten Rakel eine ganz umschlossene
Beschichtungszone auf dem Band umschließen, wobei Mittel vorgesehen sind, um unabhängig
voneinander den von der ersten und den von der zweiten starren Rakel auf das Band
ausgeübten Druck einstellen zu können.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Bandbeschichtungsgerät mit einem
Beschichtungskopf, in dem eine sich in Querrichtung erstreckende Öffnung ausgebildet
ist, mit einer die Vorderkante dieser Öffnung bildenden Zumeßrakel, mit einer Einrichtung
zur Förderung des Bandes in Längsrichtung über die Öffnung hinweg, wobei diese Einrichtung
das Band an die Öffnung und elastisch an die Rakel drückt, und mit einer Vorrichtung
zur dosierten Förderung einer Beschichtungsflüssigkeit unter Druck mit einer bestimmten
Geschwindigkeit zu dieser Öffnung, so daß zwischen der Zumeßrakel und dem Band eine
Schicht aus Beschichtungsflüssigkeit auf das sich vorbeibewegende Band ausgebracht
wird, wobei das Band unter Überwindung seiner elastischen Anpressung durch den Flüssigkeitsdruck
auf das Band in der Nähe der Rakel von der Rakel zurückweichen kann und die Dicke
der aufgebrachten Schicht eine Funktion der bestimmten Geschwindigkeit ist.
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In der vorliegenden Beschreibung werden die Begriffe
"vorne",
"hinten", "quer" und dergleichen mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Bandes
während der Beschichtung benutzt.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung zweier der Erläuterung und nicht der Abgrenzung des
Erfindungsgedankens dienender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen
Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein
Beschichtungsgerät, das senkrecht gegen die Unterseite des Umfanges einer elastischen
Stützwalze angeordnet ist, die das Band während der Beschichtung trägt, Fig. 2 einen
Querschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Gerät, Fig. 3 ein Flußdiagram, Fig.
4 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung eine andere Ausführungsform des
Gerätes gemäß der Erfindung.
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Es wird zunächst auf Fig. 3 Bezug genommen, wo eine pastenartige Beschichtung
auf ein Papierband 1 mit einer eine Beschichtungskammer aufweisenden Beschichtungsmaschine
F aufgebrracht wird. Eine Seite der Beschichtungs kammer ist durch die Oberseite
des Bandes 1 verschlossen.
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Das Band 1 liegt mit seiner Rückseite auf einer elastischen oder federnden
Stützrolle 2 auf. Die eigentliche Beschichtungsmaschine P wird im folgenden mit
Bezug auf die Figuren 1 und 2 im einzelnen beschrieben.
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Die Beschichtungsmaschine F wird von einem Behälter 3 mit Beschichtungsmaterial
versorgt, wobei im Behälter 3 ein Rührwerk 4 vorgesehen ist. Das Material wird von
einer nicht pulsierenden, dosierenden Verdrängungspumpe 5 aus dem Behälter 3 abgezogen
und gelangt durch einen Strömungsmesser 6 in einen kontinuierlichen Stärkekocher
7. Vom Kocher 7 gelangt das Material zu einem Ventil 8, das einen Auslaß 9 aufweist,
durch den das Material nach Wunsch als Abfall weggeleitet werden kann, und einen
Auslaß 10, an den ein Schlauch 11 angeschlossen ist, der zu einem Speiserohr 12
der Beschichtungsmaschine F führt. Das Gewicht der auf das Band 1 aufgebrachten
Beschichtung hängt bei einer gegebenen Bandbreite und Bandgeschwindigkeit vom Ausgang
der dosierenden Pumpe 5 ab.
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Ein Druckfühler 13 spricht auf den Druck im Inneren der Beschichtungsmaschine
F an und die Strömungsgeschwindigkeit wird so gesteuert, daß dieser Druck konstant
auf dem Sollwert bleibt. Da die Beschichtungsmaschine F aus starrem Material besteht,
ist sie druckfest, so daß man die Beschichtungskammer unter Überdruck setzen kann.
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Die Beschichtungsmaschine F ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt
und ist aus nicht korrodierendem, hitzebeständigem Werkstoff, wie etwa nichtrostendem
Stahl, hergestellt. Die federnde Stützwalze 2, die als Lager für das Band 1 dient,
ist im Idealfall eine Walze, die mit hitzebeständigem und chemisch resistentem Gummi
bedeckt ist, wobei diese Walze genau geschliffen und hinsichtlich ihres Gewichtes
ausgeglichen ist. Die Walze 2 hat vorzugsweise eine Elastizität oder Härte von 30
bis 559 der Shore-A-Härteskala. Das Band bewegt sich in Richtung des Pfeilen A in
Fig. 2.
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Die Beschichtungsmaschine weist eine starre vordere Zumßrakel 15 und
eine starre hintere Verschlußrakel 16
auf, die gegen das Band auf
die gleiche Weise gepreßt werden, wie es im oben bereits erwähnten d-eutschen Patent
Nr. 1.652.280 beschrieben-ist. Diese Rakeln sind auf einem Lagerblock 17 montiert
und derart angeordnet, daß sie einen schmalen Schlitz 18 bilden, durch den das Beschichtungsmaterial
vom Speiserohr 12 über einen Zufuhrkanal 19 im Block 17 hindurchtreten kann. Der
Schlitz 18 ist an seinen Enden mit Seitensperren oder Seitenwällen 20 verschlossen,
die derart angeordnet sind, daß auf das Band eine Beschichtung aufgebracht wird,
die schmaler als die Gesamtbreite des Bandes ist.
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Der Anpreßdruck der zwei Rakel an das Band 1 ist unabhängig voneinander
einstellbar. Die Beschichtungsmaschine kann um eine Achse schwenkbar sein, die genau
mit einer der Rakeln fluchtet, so daß der Anpreßdruck einer der Rakeln unabhängig
vom Anpreßdruck der anderen Rakel an das Band eingestellt werden kann.
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Die Länge des Schlitzes 18 ist kleiner als die Breite des Bandes 1.
Der Schlitz 18 ist auf seiner ganzen Länge von genau gleichmäßiger Breite und die
Seiten des Schlitzes sind glatt und vorzugsweise parallel. Der Schlitz 18 ist ferner
derart konstruiert, daß er (siehe Fig. 2) mit der Tangente an den Berührungspunkt
des Schlitzes mit dem Band 1 einen bestimmten Winkel 9 bildet, wobei dieser Winkel
vorzugsweise zwischen 0° und 900 liegt. Am besten liegt der Winkel zwischen 150
und 75°. Dieser Winkel 0 macht es möglich, daß die beiden Rakeln 16 und 15 beiderseits
des Schlitzes 18 am Band 1 entlagschleifen, wobei sich ein Beschichtungsmaterialkeil
zwischen dem Band und der Vorderkante der vorderen Rakel 15 bildet, der die Dicke
der auf das Band aufgebrachten Beschichtung bestimmt. Der hydrodynamische Druck
im Beschichtungsmaterial in der Nähe der vorderen Rakel 15, der durch die Geschwindigkeit
des sich bewegenden Bandes unterstützt durch den äußeren Druck im Speiserohr 12
erzeugt wobei dieser Druck im
Speiserohr 12 von der nicht pulsierenden
Pumpe @ erzeugt wird, die das Beschichtungsmaterial in das Speiserohr 12 treibt,
bewirkt, daß der Beschichtungsmaterialkeil zwischen die Stirnseite der vorderen
Rakel 15 und das Band 1 getrieben wird, wobei das von der elastischen oder federnden
Stützwalze 2 getragene Band zurückgedrückt oder zusammengedrückt wird. Die Menge
des von der Vorrichtung auf das Band 1 aufgebrachten Beschichtungsmaterials wird
bestimmt durch die Art des zu beschichtenden Bandes, durch dessen Geschwindigkeit,
durch den Druck der Zumeßrakel 15 auf das Band, durch die Zusammendrückbarkeit oder
Elastizität des Bandes und seiner Stützwalze, durch den Druck des Beschichtungsmaterials
im Speiserohr 12, durch den Feststoffgehalt und die Viskosität des Beschichtungsmaterials
und durch den Winkel #, den der Schlitz mit der Tangente an den Berührungspunkt
mit dem Band bildet. Die Menge des auf das Band aufgebrachten Beschichtungsmaterials
kann jedoch kontinuierlich durch Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Beschichtungsmaterials
in das Speiserohr 12 hinein überwacht werden, wobei diese Strömungsgeschwindigkeit
zur Breite und Geschwindigkeit des beschichteten Bandes in Beziehung gesetzt wird,
und zwar unter der Voraussetzung, daß dies unter Gleichgewichtsbedingungen geschieht.
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Das Rohr 12 ist in einem Heizmantel 21 angeordnet, in den ein Heizmittel,
wie-etwa Dampf, durch einen Einlaß 22 eingeführt werden kann, wobei das Heizmittel
den Heizmantel durch den Auslaß 23 wieder verläßt.
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Die Winkelstellung der Rakeln 15 und 16 zur elastischen oder federnden
Stützwalze 2 kann durch Drehung der Beschichtungsmaschine eingestellt werden. Zu
diesem Zweck ist die Beschichtungsmasohine drehbar auf Lagern 24 gelagert (Fig.
1). Ein Schneckenrad 25 steht mit einem Zahnrad 26 in Eingriff, das an der Beschichtungsmaschine
befestigt
ist und mit einem nicht dargestellten Handgriff gedreht werden kann, um die Winkelstellung
der Rakeln einzustellen.
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Die Beschichtungsmaschine ist auf einem Tragrahmen 27 montiert, der
zur Walze 2 mit nicht dargestellten hydraulischen oder anderen Vorrichtungen angehoben
und abgesenkt werden kann. Nach Wunsch kann man eine Peineinstellung vorsehen.
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Rohe oder natürliche Mais- oder Kartoffelstärke kann unter Verwendung
einer einfachen Bürstenstreichmaschine als Beschichtung aufgetragen werden, wobei
diese Bürstenstreichmaschine mit einem Girlandentrockner gekoppelt ist. Wegen der
hohen Viskosität und natürlichen Unbeständigkeit des Erzeugnisses kann die Stärkekonzentration
nicht größer als 5 Gewichts-% sein, was es erfordenlich macht, daß das Beschichtungsmaterial
satzweise in die Maschine eingeführt wird. Beispielsweise bereitet man die Stärke
in-Mengen von 182 Litern (40 gallon) dadurch zu, daß man das Stärkepulver in Pfannen
mit Dampfmantel mit der erforderlichen Konzentration in kaltem Wasser dispergiert.
Die Stärkemilch wird unter ständigem Rühren auf eine Temperatur von 900 C erhitzt
und zehn Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten. Die Gelbildung findet bei
einer Temperatur von 65 bis 700 C statt. Dieser Satz frisch zubereiteter Stärkelösung
wird dann in die Maschine eingespeist und innerhalb einer Stunde verbraucht. In
dieser Zeit kühlt die Stärkelösung langsam ab, Was zu einer Änderung der Viskosität
führt, wodurch Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der gewünschten Beschichtung
verursacht werden, und eine "Rückstellung" oder Retrogradation findet auch bis zu
einem gewissen Grade statt, wobei die Struktur der Stärkelösung ungleichmäßig wird.
Diese Wirkung ist für die Aufbringung einer gleichmäßigen Beschichtung schädlich
und eine unglsichmäßige
Beschichtung verursacht ein ungleichmäßiges
Trocknen.
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Ein Girlandentrockner trägt das beschichtete Band in Schlaufen durch
eine warme, beluftete Atmosphäre, und da er sehr lang ist, kann die Gesamttrocknungszeit
in der Größenordnung von dreißig bis fünfzig Minuten liegen, wenn eine Beschichtung
aufgebracht wird, die im trockenen Zustand zwei Gramm Stärkefeststoffe je m2 enthält,
wobei die Beschichtungsgeschwindigkeit etwa 40 m/min (130 feet per minute) beträgt.
Nach dem Trocknen ist das Papierband deutlich erkennbar gewellt und muß daher zur
Beseitigung dieser Wellungen kalandriert werden.
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Es wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem ein moderner, mit hoher
Geschwindigkeit arbeitender Kanaltrockner mit einer Bürstenstreichmaschine gekoppelt
wurde, um festzustellen, ob höhere Beschichtungsgeschwindigkeiten und bessere Qualitäten
erreichbar sind. Der Kanaltrockner hatte einen Trockenkanal von 30 m (100 feet)
Länge, wobei Trockenluft mit hoher Geschwindigkeit und einer Betriebstemperatur
von etwa 1490 C (3000 F) durch den Kanal getrieben wurde. Es zeigte sich, daß diese
Anlage überhaupt nicht benutzt werden kann, weil die Stärkebeschichtung in weniger
als einer Minute nicht getrocknet werden konnte. Außerdem war die Wellung des Bandes
nach der Trocknung so stark, daß dieses nicht mehr vertrieben und auch nicht weiteren
Behandlungen unterzogen werden konnte. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache,
daß das Wasser in der Stärkelösung fest von der Stärke gebunden wird und die gesamte
Trocknung unter Fallgeschwindigkeitsbedingungen geschieht. Wenn daher die Trocknung
bei erhöhten Temperaturen mit schnell bewegter Luft durchgeführt wird, trocknet
der Stärkefilm an der Oberfläche und verhindert weitgehend die weitere Trocknung.
Dies in Verbindung mit unvermeidlichen, geringfügigen Schwankungen des BeschichtungsgewichW
zwischen den einzelnen Flächenbereichen ver @@@ht
eine sehr starke
Wellung bei der Trocknung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur.
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Mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung kann man ein fortlaufendes
Band mit einer einzelnen Schicht oder auch mit zwei übereinanderliegenden Beschichtungen
versehen, wobei die beiden Schichten ohne eine Vermischung aus einem Schlitz 41
austreten. Das in Fig. 4 dargestellte Gerät weist zwei Speiserohre 44 und 45 auf,
die mit dem Schlitz 41 durch gesonderte Zufuhrschlitze 42 und 43 verbunden sind.
Die Schlitze 42 und 43 sind durch ein hohles, dreieckiges Element 47 voneinander
getrennt und man kann ein Heizmedium um die Speiserohre 44 und 45 durch den Heizmantel
48 und das hohle Element 47 leiten. Die obere Hälfte der die Schlitze 42, 43 und
41 enthaltenden Vorrichtung wird von einer hinteren Verschlußrakel 49, dem hohlen
Element 47 und der vorderen Zumeßrakel 50 gebildet und bildet mit der Tangente an
den Berührungspunkt der Rakel mit dem Band 51 vorzugsweise einen spitzen Winkel,
wobei das Band 51 von einer mit einer federnden Gummibeschichtung versehenen Stützwalze
52 getragen wird.
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Desgleichen ist die rückwärtige Außenseite der hinteren oder Verschlußrakel
49 in geeigneter Weise durch Bildung eines spitzen Winkels mit der Tangente an den
Berührungspunkt mit dem Band so profiliert, daß ein Bandstoß oder eine Verbindungsstelle
zwischen zwei Bändern durch den Spalt hindurchtreten kanne Zur Aufbringung von zwei
übereinanderliegenden Beschichtungen trägt das hohle Element 47 auf seiner Rückseite
eine dünne Stromteilerplatte 46, deren Ende tiefer als die Scheitel der Rakeln 49
und 50 liegt. Diese Platte 46 teilt die Schlitze 41 in zwei etwa gleiche Kanäle
und trägt dazu bei, daß die beiden aus den Schlitzen 42 und 43 austretenden Ströme
aus zwei verschiedenen
Beschichtungsmaterialien an ihrer Vereinigungsstelle
nahe dem Ausgang des Schlitzes 41 eine laminare Strömung bilden, d.h. ein Zusammenlaufen,
durch das eine Turbulenz und Vermischung der beiden Ströme herbeigeführt würde,
wird vermieden. Die Breite des Schlitzes 41 zwischen den Scheiteln der Rakeln 49
und 50 ist gering. Die Länge des Schlitzes, der an beiden Enden -durch nicht dargestellte
Seitenwälle verschlossen ist, ist kleinerals die Breite des beschichteten Bandes.
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Zwei Beschichtungsmaterialien werden getrennt durch gesonderte Pumpen
mit gesteuerten Strömungsgeschwindigkeiten und-mit der erforderlichen Temperatur
in die Speiserohre 44 und 45 eingespeist, wobei diese Temperatur durch den Heizmantel
aufrechterhalten wird, und die Beschichtungsmaterialströme treten durch die Kanäle
42 und 43 hindurch, um sich im Spalt 41 nahe den Scheiteln der Rakeln 49 und 50
zu einer laminaren Strömung zu vereinigen. Die Auf das Band aufgebrachte Unterlagsbeschichtung
wird über das Speiserohr 44 zugeführt, während die zweite oder Deckbeschichtung
über das Speiserohr 45 zugeführt wird.
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Wenn die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des Gerätes gemäß
der Erfindung zum Aufbringen einer einzelnen Beschichtung benutzt werden soll, kann
man dies auf zwei verschiedene Weisen durchführen. Im ersten Falle speist man in
die Speiserohre 44 und 45 das gleiche Beschichtungsmaterial ein, wobei die gemeinsame
Strömungsgeschwindigkeit die für die Bandbreite, Bandgeschwindigkeit und das Sollgewicht
der Beschichtung erforderliche Gesamtströmngsgeschwindigkeit hat. Die andere Möglichkeit
zur Ausfbringung einer einzelnen Beschichtung mit dem Gerät gemäß Fig. 4 besteht
darin, daß man die Stromteilerplatte 46 durch eine dickere Platte ersetzt, die den
Kanal 42 vollkommen blockiert und versperrt. Die Beschichtung wird dann in das Speiserohr
45 eingespeist.
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BEISPIEL I Der Behälter 3 wurde mit kaltem Wasser und rohem oder natürlichem
Kartoffelstärkepulver gefüllt, das unter dauernder Rührung mit dem Rührwerk 4 zugesetzt
wurde, bis der Feststoffgehalt 20 Gew.-% erreichte. Der Behälter 3 wurde mit einem
1/4 " Rohr an die Pumpe angeschlossen und mit der gleichen Rohrstärke wurde die
Pumpe Aber den Strömungsmesser 6 an den Kocher7angeschlossen. Dieses Gerät wurde
nahe der Beschichtungsmaschine F angeordnet und der Auslaß des Kochers 7 wurde mit
dem Einlaß der Beschichtungsmaschine durch einen kurzen, verstärkten, biegsamen
Schlauch 11 verbunden. Mit dem Ableitungsventil 8 am Auslaß des Kochers kann man
die Beschichtungsmaterialströmung von der Beschichtungsmaschine weg zum Abfall leiten.
Die mit elastischem oder federndem Gummi beschichtete Stützwalze 2 hatte eine Shore-A-Härte
von 43° Die Dampfzufuhr zum Kocher 7 und auch zur Beschichtungsmaschine F sowie
die Pumpe 5 wurden eingeschaltet, während über das Ventil 8 das Beschichtungsmaterial
zum Abfall abfließen konnte. Die Pumpe 5 wurde über ein Getriebe mit veränderlicher
Geschwindigkeit angetrieben.
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Die Strömungsgeschwindigkeit wurde entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit
und der Beschichtungsbreite eingestellt. Die Strömungsgeschwindigkeit ist immer
proportional zur Beschichtungsgeschwindigkeit und folglich wird das anfangs gewählte
Beschtungsgewicht unabhängig von Geschwindigkeitsänderungen beibehalten.
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Nachdem eine beständige Temperatur von 90° C in der gekochten Stärkelösung
am Auslaß des Kochers erreicht wurde, (wozu nur etwa drei oder vier Minuten erforderlich
waren) wurde das Ableitventil 8 umgestellt, so daß die gekochte Stärkelösung nunmehr
in die Beschichtungsmaschine F eintritt. Die Baschichtungsmaschine F befand auch
in der Öffnungsstellung, in der keine
Beschichtung hergestellt
wird, bis das Gerät und der Schlitz mit gekochter Stärkelösung gefüllt waren, woraufhin
die Maschine mit pneumatischen Zylindern in ihre Schließ- oder Beschichtungsstellung
gebracht wurde, die zuvor in der oben beschriebenen Weise eingestellt worden ist.
Mechanische Anschläge stellten sicher, daß die Maschine genau in ihre zuvor eingestellte
Stellung zurückkehrte. Gleichzeitig wurde der Beschichtungsmaschinenantrieb eingeschaltet
und die Beschichtung begann. Ein sehr gleichmäßiger Film aus heißer Stärkelösung
wurde aufgetragen, wobei die Beschichtung zwei Gramm Stärkefeststoffe je m2 enthielt.
Da die Beschichtung bereits eine Temperatur von 900 C hatte, zeigte es sich, daß
man nur einen der drei Brenner im 9,1 m langen Trockner benutzen mußte, der mit
einer Geschwindigkeit von 122 m/min lief, wobei dieser Teil des Trockners mit einer
mäßigen Temperatur von etwa 1060 C betrieben wurde. Außerhalb der Breite der Maschine
wurde ein sehr sauber begrenzter, unbeschichteter Rund erhalten, d.h. es breitete
sich keine Beschichtung seitlich des Schlitzes aus und das Beschichtungsmaterial
leckte nicht nach hinten aus. Nach der Trocknung wies das Papier keine Wellungen
auf und war von hoher Qualität.
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Eine geringe Menge optischen Bleichmittels (ein weißer, fluoriszierender
Farbstoff) wurde der STärkemilch zugesetzt und bei einer Prüfung des getrockneten,
beschichteten Papiers unter ultra-violettem Licht ergab sich eine sehr gleichmäßige
Slúoreszenz. Es zeigte sich, daß wenn man zwei der Brenner benutzte, so daß zwei
der drei Abschnitte des 9,1 m langen Trockners benutzt wurde den, man phne weiteres
mit Trockenungsgeschwindigkeiten von 274 m/min erbeiten konnte, wobei wiederum mäßige
Trocknungstemperaturen von etwa 104° C angewendet wurden. Die Beschichtung war gänzlich
frei von Zeichnungen und man konnte das Beschichtungsgewicht nur durch antsprechende
Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit nach Belieben verändern, wobei das Beschichtungsgewicht
kontinuierlich
auf dem Strömungsmesser überwacht werden konnte. Man beschichtete eine Anzahl von
Papierrollen auf diese Weise und verschiedene weitere Rollen wurden mit Maisstärke
in Wasser mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.-% beschichtet.
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Es ergaben sich keinerlei Schwierigkeiten während des Betriebes und
die anfängliche, hervorragende Qualität der Beschichtung und Trocknung wurde während
der ganzen Dauer des Verfahrens beibehalten. Stöße im Papierband bereiteten keinerlei
Schwierigkeiten, sofern diese einwandfrei ausgeführt waren. Während dieser Versuche
erreichte man eine Trocknung in weniger als zwei Sekunden bei verhältnismäßig niedrigen
Temperaturen in der Größenordnung von 1210 C. Zweifellos konnten die Trocknungszeiten
noch wesentlich verringert werden. Der vom Druckfühler in der Beschichtungsmaschine
festgestellte Druck-lag im Bereich von 98 bis 147 kg/m2, wobei bei einer bestimmten
Einstellung und Beschichtungsgeschwindigkeit ein konstanter Wert beibehalten wurde.
Zur Beendigung der Beschichtung wurde die Pumpe 5 abgeschaltet und man ließ den
Druck nach und nach auf Null abfallen, woraufhin man die Beschichtungsmaschine in
ihre Öffnungsstellung umschalten konnte, in der sie das Band nicht berührt, und
die Maschine wurde angehalten.
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Im obigen Beispiel wurde die Beschichtung mit einer heißen Lösung
aus Beschichtungszusammensetzungen beschrieben, die vorliegende Erfindung ist Jedoch
ebenso bei sogenannten Schmelzbeschichtungen, wie etwa Wachsbeschichtungen und insbesondere
Schmelzen mit hoher Viskosität unter Anwendung von Äthylen-Mischpolymerisaten, wie
beispielsweise "Elvax", anwendbar. In diesen Fällen wird das Beschictungsmaterial
selbstverständlich in geschmolzener Form in die Maschine eingespeist.