DE19960772A1

DE19960772A1 - Indirect application method for liquid/paste material to paper/cardboard has application edge defined by application of water to roller edge sections

Info

Publication number: DE19960772A1
Application number: DE1999160772
Authority: DE
Inventors: Eckhard Wozny; Horst Kaipf
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-21

Abstract

The method is for single/double-sided application of adhesive or paint to moving lengths of esp. paper or cardboard. The paper length (B) is moved over at least one roller (1), and the medium is applied by an applicator to a roll and transferred by it to the material. The application width (BM) is limited by application of a wetting material e.g. water to the edge sections of a roller. These sections are subsequently dried by an air flow and/or any liquid residue is removed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton. Derartige Verfahren werden in Streichmaschi nen angewendet, um eine laufende Materialbahn, die beispielsweise aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff bestehen kann, ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums zu versehen.The present invention relates to a method for one-sided or two-sided Applying a liquid or pasty medium to a running material web, in particular made of paper or cardboard. Such processes are used in coating machines NEN applied to a running material web, for example made of paper, Cardboard or a textile material can consist of one or both sides with one or to provide several layers of a liquid or pasty application medium.

Bei den Auftragsmedien handelt es sich beispielsweise um Farbe, Stärke, Impräg nierflüssigkeit oder dergleichen.The application media are, for example, color, thickness, imprint kidney fluid or the like.

Häufig wird in der Praxis dazu das sogenannte indirekte Auftragsverfahren ange wendet, weil damit eine besonders gute Penetration des Auftragsmediums in die Materialbahn erreichbar ist und außerdem ein dünner gleichmäßiger Auftrag erzielt werden kann.In practice, the so-called indirect order process is often used applies because this means that the application medium penetrates particularly well into the Material web is accessible and also achieved a thin, even application can be.

Beim indirekten Auftrag des Mediums wird das flüssige oder pastöse Medium zu nächst auf die Oberfläche einer die Materialbahn führenden Auftragswalze aufge bracht, um von dieser auf die Materialbahn übertragen zu werden. Beim beidseitigen Auftrag sind zwei Auftragswalzen vorhanden, die einen Pressspalt zum Hindurchfüh ren der Materialbahn aufweisen.When the medium is applied indirectly, the liquid or pasty medium becomes too next applied to the surface of an application roller guiding the material web brought to be transferred from this to the material web. With both sides There are two application rollers in the order, which form a press nip for the passage have the web of material.

Dabei ist ein sauberer und einheitlich ungestrichener Rand sowie ein gleichmäßiger Übergang zwischen dem gestrichenen und dem ungestrichenen Bereich auf der Materialbahn bzw. vorher auf der Auftragswalze notwendig.There is a clean and uniformly uncoated edge as well as an even one Transition between the painted and uncoated areas on the Material web or previously necessary on the application roller.

Die EP 0617167 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erreichung eines solchen strich freien Randes. In dieser Druckschrift ist eine Walze beschrieben, der eine Dosierein richtung zum Vor- oder Fertigdosieren des aufgetragenen Mediums zugeordnet ist. EP 0617167 A1 describes a method for achieving such a stroke free margin. In this publication a roller is described, which is a dosing Direction for pre-or finished dosing of the applied medium is assigned.

Aus dieser Druckschrift sind außerdem entnehmbar zwei außerhalb der zu be schichtenden Bahnbreite liegende Randbereiche, die jeweils eine Randbefeuch tungseinrichtung aufweisen. Mit dieser Vorrichtung wird in Bahnlaufrichtung eine Flüssigkeit auf den unbeschichteten Randbereich der Materialbahn bzw. einer Auf tragswalze gesprüht. Die aufgesprühte Flüssigkeit dient sowohl zur Schmierung des nachfolgenden Rakelelements oder des Walzenrandbereiches, zur Reinigung des Randbereiches von Streichmedium und zur Verdünnung des abgesprühten Streichmediums. Die Sprühflüssigkeit wird danach gesammelt.From this publication, two can also be seen outside of the be layered web width lying edge areas, each with an edge moistening have device. With this device, a Liquid on the uncoated edge area of the material web or on support roller sprayed. The sprayed liquid serves both to lubricate the subsequent doctor element or the roller edge area, for cleaning the Edge area of coating medium and to dilute the sprayed Coating medium. The spray liquid is then collected.

Nachteil dieser Verfahrensweise ist, daß die Menge an aufzusprühender Flüssigkeit unter Hochdruck aufgebracht wird, wobei der Aufwand zur Erziehlung des Hoch drucks groß ist.The disadvantage of this procedure is that the amount of liquid to be sprayed on is applied under high pressure, with the effort to achieve the high pressure is great.

In der Praxis werden aber meistens mechanisch wirkende mehr oder weniger ein fach aufgebaute Formatbegrenzungseinrichtungen zur Einstellung der gewünschten Formatbreite eingesetzt. Diese Einrichtungen sind mit Bahnrandschabern, in der Re gel mit Gummischabern ausgerüstet, welche die Randbereiche durch Abstreifen säubern.In practice, however, mechanically acting ones are more or less one Format limiters for setting the desired Format width used. These facilities are with web edge scrapers, in the Re gel equipped with rubber scrapers that scrape the edge areas clean.

Diese verwendeten Bahnrandschaber aber vor allem auch die Auftragswalzen unter liegen einem recht erheblichen Verschleiß in dem Bereich des ungestrichenen Ran des, was ein Austauschen dieser Bauteile in relativ kurzen Zeitabständen erfordert. Das wiederum führt zu einem erhöhten Wartungsaufwand, längeren Stillstandszeiten und höheren Kosten.These used web edge scrapers but also the application rollers below there is quite considerable wear in the area of the uncoated ran of what an exchange of these components requires in relatively short time intervals. This in turn leads to increased maintenance, longer downtimes and higher costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen mit dem die, dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile möglichst weit gehend vermieden werden können und mit dem ein sauberer, ungestrichener Rand erreichbar ist.The present invention is therefore based on the object of a method create as far as possible with the disadvantages inherent in the prior art can be avoided and with a clean, uncoated edge is achievable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merk malen des Anspruches 1. This object is achieved by an inventive method with the Merk paint of claim 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sehr zuverlässig das Problem des Randverschleißes der bahnführenden Walze gelöst werden. In überraschender Wei se hat sich in Versuchen ein sehr sauber und scharf begrenzter Auftragsfilm auf der Walze und danach auch auf der Materialbahn gezeigt. Das zu breit aufgetragene Medium kann auf Grund des hohen Flüssigkeitsdruckes und des schrägen Auf sprühwinkels nahezu vollständig abgespritzt werden.With the inventive method, the problem of Edge wear of the web-guiding roller can be solved. In surprising white Experiments have shown a very clean and sharply delineated commissioned film on the Roller and then shown on the material web. The applied too wide Medium can due to the high fluid pressure and the inclined up spray angle can be sprayed almost completely.

Die Erfinder haben erkannt, daß durch Beaufschlagung der befeuchteten Randberei che mit einer zusätzlichen Gasströmung, sich die Entfernung der Befeuchtungsflüs sigkeit zusammen mit weggespültem Auftragsmedium stark vereinfachen läßt. Zum einen wird dadurch das Rückführen beschleunigt und zum anderen kann nun in Ab hängigkeit von der aufgebrachten Befeuchtungsmenge schon ein Teil trocknen, so daß maximal nur noch der nicht getrocknete Restteil an Flüssigkeit und Medium ab geführt werden muß. Letzteres setzt voraus, dass ein Teil der Flüssigkeit verdampft ist.The inventors have recognized that by applying moisture to the marginalized area che with an additional gas flow, the removal of the humidification rivers liquid can be greatly simplified together with the application medium washed away. To the this accelerates the return process and on the other hand it can be used in Ab Depending on the amount of humidification applied, dry a part, see above that at most only the undried residual part of the liquid and medium must be performed. The latter assumes that part of the liquid evaporates is.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung wird beim beidseitigen Auftragen auf eine Mate rialbahn im sogenannten Speedsizer oder Speedcoater gesehen. Da die Bahnbe feuchtungsdüsen relativ nahe vor dem Preßspalt des Speedsizers oder Speedcoa ters angeordnet sind, kann auf Grund der äußerst schnellen Abführung und/oder der Trocknung der Flüssigkeit der Preßspalt weitgehend von Feuchtigkeit freigehalten werden. Sumpfbildung durch den Wasseranteil im Randbereich wird dadurch verhin dert. Es tritt kein Spritzen und keine Vermischung des Farbauftrages mit Wasser auf, wodurch das Auftragsergebnis beeinträchtigt werden könnte.A particular advantage of the invention is when applied to a mate on both sides rialbahn seen in the so-called Speedsizer or Speedcoater. Because the Bahnbe dampening nozzles relatively close to the press nip of the Speedsizer or Speedcoa ters are arranged, due to the extremely fast discharge and / or Drying the liquid of the press nip largely kept free of moisture become. This prevents swamp formation due to the water content in the edge area different. There is no splashing and no mixing of the paint application with water, which could affect the order result.

Eine sehr zweckmäßige Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die verwende ten Düsen zur Randbefeuchtung und Gasströmung in Maschinenquerrichtung, d. h. in Längsrichtung der Walzen verschiebbar sind. Dadurch kann das gewünschte Be schichtungsformat ohne weitere Hilfsmittel eingestellt und beliebig verändert werden.A very useful embodiment of the invention is that the use ten nozzles for edge moistening and gas flow in the cross machine direction, d. H. in Longitudinal direction of the rollers are displaceable. This allows the desired loading Layering format can be set without any additional tools and changed as required.

Weiterhin ist es sehr zweckmäßig, die Düsen in radialer Richtung, also von der Wal ze weg oder zu ihr hin zu verschieben. Das hat den Vorteil, daß eine bessere An passung an Schwankungen im Prozeß erfolgen kann.Furthermore, it is very useful to move the nozzles in the radial direction, ie from the whale to move away or towards her. This has the advantage that a better approach can adapt to fluctuations in the process.

In Ausgestaltung der Erfindung, ist vorgesehen, daß abgespültes Medium aus dem Randbereich in einem Auffangbehälter gesammelt und in Richtung der Führer- und/oder Triebseite der Papiermaschine abgeführt wird.In an embodiment of the invention, it is provided that the rinsed medium from the Edge area collected in a collecting container and towards the driver and / or drive side of the paper machine is removed.

Soll ein breiter strichfreier Rand eingehalten werden, ist es von Vorteil, wenn mehre re Düsen hintereinander, also in Längsrichtung der Walze, angeordnet werden. So mit wird gewährleistet, daß kein Beschichtungsmedium auf den Rand verbleibt.If a wide, line-free border is to be adhered to, it is advantageous if more re nozzles are arranged one behind the other, i.e. in the longitudinal direction of the roller. Like this ensures that no coating medium remains on the edge.

Alternierend kann auch vorgesehen sein, mehrere Düsen im Randbereich um den Umfang der Auftragswalze herum oder nebeneinander anzuordnen. Dadurch kann die Randbesprühung oder die zusätzliche Gasströmung in ihrer Wirkung noch ver bessert werden.Alternating can also be provided, several nozzles in the edge area around the Arrange the circumference of the application roller around or next to each other. This can the edge spraying or the additional gas flow still ver in effect be improved.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Randschabereinrichtungen können durch die erfindungsgemäße Lösung vollständig entfallen, was eine Verringerung des ap parativen Aufwandes und der Wartungskosten bedeutet. Außerdem bleibt dadurch die Walze vor weiterem Verschleiß verschont. Selbst bei schon gewissen Verschlei ßerscheinungen der Walze, ist zu breit aufgetragenes Beschichtungsmedium mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernbar.The edge scraper devices known from the prior art can by the solution according to the invention is completely eliminated, which reduces the ap parative effort and maintenance costs means. It also remains spares the roller from further wear. Even with some wear and tear Symptoms of the roller, is too wide applied coating medium the method according to the invention removable.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment become:

es zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf einen Randbereich einer Auf tragswalze innerhalb einer Streichmaschineit shows Fig. 1 is a schematic side view of an edge region of a support roller within a coating machine

Fig. 2 eine schematische Draufsicht, gemäß Ansicht A von Fig. 1 FIG. 2 shows a schematic top view, according to view A of FIG. 1

In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden zur Vermeidung von Wie derholungen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In the following description of the figures, in order to avoid how same parts with the same reference numerals.

Der Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein stark vereinfachter Randbe reich einer Auftragswalze 1 für indirekte Beschichten zu entnehmen. Die Laufrich tung der Walze 1 ist mit einem Pfeil L gekennzeichnet. Fig. 1 is a highly simplified Randbe rich an applicator roller 1 for indirect coating can be seen in a schematic side view. The direction of rotation of the roller 1 is marked with an arrow L.

Der Walze 1 ist ein Auftragswerk A zugeordnet. Das Auftragswerk A kann jedes be liebige, bekannte Auftragswerk sein. Im vorgesehenen Anwendungsfall handelt es sich dabei um ein sogenanntes Freistrahldüsenauftragswerk, wo aus einem der Wal zenbreite angepaßten durchgehenden Dosierspalt unter Druck ein dünner Film des gewünschten Auftragsmediums auf die Walze 1 aufgebracht wird. Ein weiterer An wendungsfall besteht in der Bereitstellung von einer Vielzahl von über die Länge der Walze verteilt angeordneten Einzelauftragsdüsen die auf der Auftragswalze einen geschlossenen "Strich" bewerkstelligen.An application unit A is assigned to the roller 1 . The order work A can be any known order work. In the intended application, it is a so-called free jet nozzle applicator, where a thin film of the desired application medium is applied to the roller 1 from a continuous metering gap adapted to the width of the roller. Another application is the provision of a large number of individual application nozzles distributed over the length of the roller, which produce a closed "line" on the application roller.

Aus Fig. 1 ist außerdem entnehmbar eine mit Stellorganen S regulierbare Flüssig keitsdüse 3 zur Befeuchtung des vom Auftragsmedium freizuhaltenden Randberei ches. Zur Befeuchtung und Abspülung wird hierbei Wasser verwendet. In Laufrich tung der Walze gesehen, der Düse 3 nachgeordnet ist wenigstens eine Düse 4 vor handen, die mit einer Gasströmung beaufschlagt wird. Im Beispiel wird dafür am zweckmäßigsten Luft verwendet, die auch erwärmt werden kann.From Fig. 1 can also be seen an adjustable with S regulating liquid keitsdüse 3 for moistening the to be kept free of the application medium Randesei ches. Water is used for moistening and rinsing. Seen in the direction of rotation of the roller, the nozzle 3 is arranged downstream at least one nozzle 4 before, which is acted upon by a gas flow. In the example, air is used most expediently, which can also be heated.

Mit Hilfe der Luftströmung ist es möglich das aufgebrachte Wasser einschließlich dem abgespülten Auftragsmedium entweder vollständig zu trocknen und/oder zu mindest den Rücklauf der Flüssigkeit aus dem Randbereich zu unterstützen und zu beschleunigen.With the help of the air flow it is possible to include the water applied either completely dry the rinsed application medium and / or at least support and close the return of the liquid from the edge area accelerate.

Die Luftströmung bildet eine Gegenströmung zur Flüssigkeit und verhindert so den Weitertransport.The air flow forms a counterflow to the liquid and thus prevents it Onward transport.

Beide Düsen sind parallel zueinander, in einem Winkel von ca. 35° zu einer ge dachten Gerade, die sich parallel zur Walzenhorizontalen befindet, angeordnet. Der zu wählende Winkel ist dabei abhängig von den verwendeten Düsen, d. h. dem Sprühwinkel der Düsen. Die Düsen 3 und 4 sind außerdem von einem Auffangbe hälter 5 für die Spülflüssigkeit umgeben. Der Auffangbehälter 5 ist darüber hinaus mit einem Rücklaufrohr 6 versehen, für die Abführung der restlichen Flüssigkeit aus dem Randbereich. Die Abführung erfolgt dabei auf der Führer- und Triebseite der Streichmaschine, da ja auf diesen beiden Seiten sich auch die Randbereiche der Walze befinden.Both nozzles are arranged parallel to each other, at an angle of approx. 35 ° to an imaginary straight line that is parallel to the horizontal of the rolls. The angle to be selected depends on the nozzles used, ie the spray angle of the nozzles. The nozzles 3 and 4 are also surrounded by a Auffangbe container 5 for the washing liquid. The collecting container 5 is also provided with a return pipe 6 for the removal of the remaining liquid from the edge area. The removal takes place on the driver and drive side of the coating machine, since the edge areas of the roller are also located on these two sides.

In der Fig. 1 ist außerdem mit gestrichelten Linien die Möglichkeit des beidseitigen Auftragens mit einer weiteren Auftragswalze 1' angedeutet. Die gestrichelt gezeich nete Walze 1' bildet mit der Auftragswalze 1 einen Pressspalt (Nip) durch den die ebenfalls gestrichelt dargestellte Materialbahn B läuft. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind die erfindungsgemäß wirkenden Düsen 3 und 4 in der gestrichelten Variante nicht mit eingezeichnet. Die dargestellte gestrichelte Variante zeigt einen Speedcoater mit einer von unten nach oben laufenden Bahnführung (von oben nach unten laufend wird als Speedsizer bezeichnet, die umgekehrte Bahnführung wird als Speedcoater bezeichnet). Die Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 mit Pfeil A angedeutete An sicht A, also eine Draufsicht des beschriebenen Randbereiches einer Seite der Wal ze 1. Die andere Walzenseite ist analog zu betrachten und zeichnerisch nicht darge stellt.In Fig. 1, the possibility of double-sided application with a further application roller 1 'is also indicated by dashed lines. The dashed Drawn designated roll 1 'forms with the applicator roll 1, a press nip (nip) through which the material web is also shown in broken lines B is running. For reasons of clarity, the nozzles 3 and 4 acting according to the invention are not shown in the dashed variant. The dashed variant shown shows a speed coater with a web guide running from bottom to top (running from top to bottom is called a speedsizer, the reverse web guide is called a speed coater). FIG. 2 shows the view A indicated in FIG. 1 by arrow A, that is to say a top view of the edge region described on one side of the cylinder 1 . The other side of the roller is to be viewed analogously and is not shown in the drawing.

Aus dieser Figur sind deutlich die Zuführungen für die Düsen 3 und 4 zu erkennen. Die Düsen 4, also die Luftdüsen, im Beispiel sind vier Stück in Walzenlängsrichtung (quer zur Bahnlaufrichtung) nebeneinander vorhanden. Die Düsen 4 sind darüber hinaus so angeordnet, daß die Ausströmrichtung in einem Winkel von ca. 60° (Ab hängig vom Sprühwinkel der Düsen) nach außen, d. h. entgegengesetzt zur aufge tragenen Breite B_M des Auftragsmediums wirkt. Weiterhin ist in Fig. 2 die Wirkbreite der Befeuchtungs- und Spülwasserdüse 3 zwecks Begrenzung der Auftragsbreite B_M dargestellt. Die Düse 3 ist ein wenig mehr zu den Luftdüsen hin geneigt, so daß die Luftdüsen 3 den ganzen Randbefeuchtungsbereich abdecken können. In der Fig. 2 ist darüber hinaus wie in der Fig. 1 der Auffangbehälter 5 sowie der Rücklauf 6 so wie die Stelleinrichtungen S für die jeweilige Düsenzuführung dargestellt. In strich punktierter Linie ist die Papierbahnbreite, die also den Nip wie oben beschrieben durchläuft, mit B bezeichnet. Außerdem ist die Länge der Walze mit L_W in der Fig. 2 angegeben. The feeds for the nozzles 3 and 4 can be clearly seen from this figure. The nozzles 4 , that is to say the air nozzles, in the example four pieces are present side by side in the longitudinal direction of the roll (transverse to the web running direction). The nozzles 4 are also arranged so that the outflow direction acts at an angle of approximately 60 ° (depending on the spray angle of the nozzles) to the outside, ie opposite to the width B _{M of} the application medium. Furthermore, the effective width of the moistening and rinsing water nozzle 3 is shown in FIG. 2 for the purpose of limiting the application width B _M. The nozzle 3 is inclined a little more towards the air nozzles, so that the air nozzles 3 can cover the entire edge moistening area. FIG. 2 also shows, as in FIG. 1, the collecting container 5 and the return 6 as well as the actuating devices S for the respective nozzle feed. In the dash-dotted line, the paper web width, which thus passes through the nip as described above, is designated by B. In addition, the length of the roller is indicated by L _W in FIG. 2.

Die Spülwasserdüsen 3 werden im vorgestellten Beispiel mit einem Druck von 3-100 bar, vorzugsweise 70 bar (in Abhängigkeit vom Düsentyp) und die Luftdüsen 4 mit einem Druck von 3-10 bar beaufschlagt, um ein optimales Ergebnis hinsichtlich des strichfreien Randes zu liefern.In the example presented, the rinse water nozzles 3 are pressurized with 3-100 bar, preferably 70 bar (depending on the nozzle type) and the air nozzles 4 with a pressure of 3-10 bar in order to provide an optimal result with regard to the line without a line.

Die Höhe des Drucks ist abhängig von der Auftragsmenge des Beschichtungsmedi ums (je höher die Menge, desto höher sollte der Druck der genannten Düsen 3 und 4 sein), und von der Maschinengeschwindigkeit.The amount of pressure depends on the application amount of the coating medium (the higher the amount, the higher the pressure of the nozzles 3 and 4 mentioned ), and on the machine speed.

Claims

1. Method for applying a liquid or pasty medium, such as glue or paint, on one or both sides to a running material web, in particular made of paper or cardboard, with the following features:

1. a) the material web (B) is guided in its web longitudinal direction over at least one roller ( 1 )
2. the application medium is applied to at least one of the rollers ( 1 , 1 ') using an application unit (A)
3. the application medium is transferred from the at least one roller ( 1 , 1 ') to the material web (B)
4. the application width (B _M ) of the application medium is limited by applying a dampening liquid to the edge regions of the at least one roller ( 1 , 1 ')
5. The moistened edge area is subsequently dried by means of a gas flow and / or remaining liquid is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a liquid for the edge humidification water is used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the liquid speed under a pressure of 3 to 100 bar, preferably 70 bar, applied becomes.

4. The method according to claim 1, characterized in that the gas flow is applied under a pressure of 3-10, preferably 4 bar.

5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the liquid by means of one or more juxtaposed, to the Walzenoberflä surface and inclined to the web running direction high pressure nozzles ( 3 ) in the web running direction of the applicator. (A) are subordinate, is applied.

6. The method according to claim 1 and claim 4, characterized in that the gas flow used to dry and / or remove the applied liquid is an air flow, which is directed from one or more air nozzles ( 4 ) onto the edge regions with the moistening nozzles ( 3 ) meets.

7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the part of the applied liquid together with removed from the edge areas Order media is collected and derived.

8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the nozzles used for edge moistening ( 3 ) and for gas flow ( 4 ) in the cross-machine direction, ie in the longitudinal direction of the least one roller are displaceable, whereby a desired order format is set .