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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen durch Auftragen einer Behandlungssubstanz auf wenigstens eine Oberfläche der Faserbahn, wobei die Vorrichtung die Behandlungssubstanz über eine Walze auf wenigstens eine Oberfläche der Bahn aufträgt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, weisen Faserbahnherstellungsprozesse typischerweise eine Anordnung auf, die von einer Vielzahl von in der Prozesslinie nacheinander angeordneten Vorrichtungen gebildet ist. Eine typische Produktions- und Behandlungslinie weist einen Stoffauflauf, eine Siebpartie und eine Pressenpartie sowie eine nachfolgende Trockenpartie und einen Aufwickler auf. Die Produktions- und Herstellungslinie kann des Weiteren andere Vorrichtungen und Partien zur Endbearbeitung der Faserbahn, zum Beispiel eine Leimpresse, einen Kalander, eine Beschichtungspartie aufweisen. In dieser Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen sind mit Faserbahnen zum Beispiel Papier- und Kartonbahnen gemeint.
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Bei der Herstellung von Faserbahnen, zum Beispiel von Papier- oder Kartonbahnen, wird Leimen verwendet, um die Eigenschaften einer Faserbahn durch Hinzufügen von Leimungssubstanzen, zum Beispiel Klebechemikalien, zu ändern. Bei der Oberflächenleimung wird an dem trockenen Ende der Faserbahnmaschine die Leimungssubstanz auf die Oberfläche der Faserbahn direkt oder über eine Walze hinzugegeben. Das Leimen von Papier- und Kartonbahnen verwendet üblicherweise eine separate Leimpresse. In Verbindung mit der Leimpresse werden bei aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen unterschiedliche Arten von Leimungstechnologie verwendet, zum Beispiel Sumpf- bzw. Teichleimtechnologie oder Filmtransfertechnologie oder Sprühleimtechnologie.
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Beschichtete Faserbahnqualitäten und Beschichtungen werden immer beliebter und daher ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Beschichtungsprozesse und die Ausstattung. Beim Beschichten, insbesondere beim Pigmentbeschichten, wird die Oberfläche einer Faserbahn mit einer Schicht von Beschichtungsfarbe (Beschichtungssubstanz) in einer Beschichtungsstation gebildet, gefolgt von Trocknen. Der Prozess des Beschichtens kann in Zuführen der Beschichtungsfarbe auf die Bahnoberfläche, was als die Aufbringung der Beschichtungsfarbe bezeichnet wird, sowie in der Einstellung der letztendlichen Menge an Beschichtungsfarbe, eingeteilt werden. Die Beschichtung von Papier- und Kartonbahnen verwendet üblicherweise eine Beschichtungsvorrichtung – einen Beschichter. In Verbindung mit dem Beschichter werden bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen unterschiedliche Arten von Beschichtungstechnologie eingesetzt, zum Beispiel Vorhangsbeschichtungs-, Klingenbeschichtungs-, Sprühbeschichtungs- oder Folientransferbeschichtungstechnologie.
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Beim Leimen und Folientransferleimen bzw. Beschichten werden Walzen eingesetzt, um die Behandlungssubstanz in die Bahn zu pressen, und zwar in einem Walzenspalt bzw. Nip, der zwischen diesen Rollen gebildet ist und durch welchen Nip die Faserbahn geführt wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Sprühtechnologie und die Sprühleimauftragung mittels einer Walze bzw. Rolle auf die Oberfläche der Faserbahn. Durch die Verwendung von Sprühtechnologie wird eine gute und schnelle Einstellbarkeit der Behandlungssubstanzmenge erreicht. Im Allgemeinen weist das Sprühauftragsverfahren eine schnelle und exakte Steuerung der aufgebrachten Behandlungssubstanzmenge auf und das Verfahren ist des Weiteren berührungslos und der Rücklauf der aufgetragenen Substanz ist minimal. Dadurch wird die Verschmutzung der Behandlungssubstanz aufgrund von Verunreinigungen von der Bahn verhindert, was das Verfahren sehr geeignet zur Behandlung von verschmutzten, auf recycelten Fasern basierenden Produkten macht, wie zum Beispiel Wellpappe oder Deckkarton. Sprühleimung mit einer ein- oder zweiseitigen Auftragung auf die Oberflächen der Bahn ist aus dem Stand der Technik bekannt. Typischerweise werden Auftragsbalken eines Sprühleimers oberhalb der Walzen in einer oberen Position in der Nähe des zusammenlaufenden Nips positioniert. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass eine Bewegung des Auftragsbalkens erforderlich ist, zum Beispiel während der Bahnaufführung oder während des Reinigens der Auftragsbalken. Des Weiteren kann eine eventuelle Ansammlung von Verunreinigungen an Balkenoberflächen dazu führen, dass Verunreinigungen direkt auf die Walze oder auf die Bahn tropfen, was ein Risiko für Bahnbrüche erzeugt.
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In der Patentanmeldungsveröffentlichung
EP 2811069 ist eine Vorrichtung zum Auftragen von Behandlungssubstanz auf wenigstens eine Oberfläche der Faserbahn beschrieben, wobei die Behandlungsvorrichtung zum Auftragen der Behandlungssubstanz auf die wenigstens eine Oberfläche der Faserbahn die Behandlungssubstanz direkt auf die wenigstens eine Oberfläche der Faserbahn auftragen kann oder die Behandlungssubstanz auf die wenigstens eine Oberfläche der Bahn kann mittels einer Walze, auf deren Oberfläche die Behandlungsvorrichtung die Behandlungssubstanz aufzubringen vorgesehen ist, aufgebracht werden, wobei die Vorrichtung eine Behandlungszone, wie zum Beispiel eine Sprühzone, aufweist, in welcher die Behandlungssubstanz aufgebracht wird. In dem Beispiel von
8 dieser Veröffentlichung sind die Behandlungsvorrichtungen zum Aufbringen der Behandlungssubstanz auf die beiden Oberflächen der durchlaufenden Faserbahn innerhalb einer Haube angeordnet. Die Behandlungsvorrichtungen bringen die Behandlungssubstanz mittels Sprüheinrichtungen auf die Oberflächen von rotierenden Walzen auf und in dem zwischen den Walzen gebildeten Nip wird die Behandlungssubstanz auf die beiden Oberflächen der Faserbahn aufgebracht. Die Behandlungsvorrichtung weist eine Behandlungszone, wie zum Beispiel eine Sprühzone, auf, in welcher die Behandlungssubstanz mittels Sprüheinrichtungen aufgetragen wird. Die Behandlungszone ist innerhalb der Haube angeordnet und eine Einrichtung zur Erzeugung von Gasströmungen ist in der Einlass- und der Auslassöffnung der Behandlungszone angeordnet, d. h. Düsen, die einen Gasstrom erzeugen, sind an den Einlass- und Auslassrändern der Haube angeordnet.
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Bei der in der Patentveröffentlichung
EP 2811069 beschriebenen Anordnung ist die die Behandlungszone beinhaltende Haube an ihren Einlass- und Auslassrändern mit Düsen ausgestattet, um Gasströme auszustoßen, um zu verhindern, dass die Luftgrenzschicht der Walzen das Sprühen behindern. Der Gasstrom an der Einlassöffnung und der Gasstrom an der Auslassöffnung sind jedoch in Richtung der Walze und der Bahn gerichtet und verhindern nicht, dass der Dunst bzw. Nebel aus der Haube austritt, sondern lenken die Dunst- bzw. Nebelströmung in Richtung der Walzenoberfläche.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen zu schaffen, bei welcher die Probleme und Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ausgeräumt oder zumindest minimiert sind.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Art von Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen in Verbindung mit einer Produktions- und Behandlungslinie für eine Faserbahn zu schaffen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen zu schaffen, bei welcher eine Sprühtechnologie zur Aufbringung von Behandlungssubstanz verwendet wird, wobei in der Vorrichtung die Behandlungssubstanz mittels einer Walze auf die Oberfläche der Faserbahn aufgetragen wird und bei welcher die Nachteile insbesondere im Hinblick auf die Nebelbildung der Behandlungssubstanz und/oder der Ansammlung der Behandlungssubstanz auf Wänden der Vorrichtung und/oder hinsichtlich des Auslaufens der erzeugten Verunreinigungen und/oder des Tropfens der Behandlungssubstanz auf die Faserbahn und/oder auf die Oberfläche der Walze sowie Probleme im Hinblick auf die Sauberkeit der Vorrichtung ausgeräumt oder zumindest minimiert werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen zu schaffen, bei welcher Sprühtechnologie zum Aufbringen der Behandlungssubstanz verwendet wird, wobei in der Vorrichtung die Behandlungssubstanz auf die Oberfläche der Faserbahn mittels einer Walze aufgebracht wird, bei welcher die aufgebrachte Behandlungssubstanz auf die Bahn mit einer besseren Ebenheit und im Allgemeinen mit einer besseren Filmqualität als bei aus dem Stand der Technik bekannten Sprühverfahren aufgebracht werden kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen zu schaffen, bei welcher Sprühtechnologie zum Aufbringen der Behandlungssubstanz verwendet wird, wobei in der Vorrichtung die Behandlungssubstanz mittels einer Walze auf die Oberfläche der Faserbahn aufgetragen wird, bei welcher die Nachteile im Hinblick auf die Wartung ausgeräumt oder zumindest reduziert werden.
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Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen zu schaffen, bei welcher Sprühtechnologie zum Aufbringen der Behandlungssubstanz verwendet wird, die eine einfache und ökonomische Konstruktion aufweist.
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Um die oben genannten Aufgaben und diejenigen, die später noch deutlich werden, zu lösen, ist die Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen durch Auftragen einer Behandlungssubstanz auf wenigstens eine Oberfläche der Faserbahn eine erste Walze und eine zweite Walze oder die erste Walze und ein Gegenelement, wobei zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze oder zwischen der ersten Walze und dem Gegenelement ein Behandlungsnip gebildet ist, Einrichtungen zum Auftragen der Behandlungssubstanz durch Sprühen und eine Behandlungskammer auf, in welcher die Behandlungssubstanz aufgetragen wird, und bei welcher die Behandlungskammer eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, wobei die Vorrichtung die Behandlungssubstanz über wenigstens eine der Walzen oder über das Gegenelement auf wenigstens eine Oberfläche der Faserbahn aufträgt, wobei die Vorrichtung des Weiteren eine Einrichtung zum Erzeugen von Unterdruck innerhalb der Behandlungskammer aufweist, und wobei die Auslassöffnung der Behandlungskammer mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer abdichtenden Luftströmung, die im Wesentlichen in die Behandlungskammer gerichtet ist, versehen ist.
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Gemäß eines vorteilhaften Merkmals der Erfindung weist die Einrichtung zum Erzeugen der abdichtenden Luftströmung wenigstens eine Düse auf, und die abdichtende Luftströmung ist in Richtung der Auslassöffnung von außerhalb der Behandlungskammer gerichtet.
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Gemäß eines vorteilhaften Merkmals der Erfindung erzeugt die abdichtende Luftströmung einen Airbrush-Effekt und glättet und/oder rakelt eine auf die Walze und/oder auf das Gegenelemente aufgebrachte Schicht der Behandlungssubstanz.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung des Weiteren Einrichtungen zum Entfernen von überschüssiger Behandlungssubstanz von der Behandlungskammer und eine Wandstruktur der Behandlungskammer auf, die als ein Gefälle in Richtung der Einrichtungen zum Entfernen der überschüssigen Behandlungssubstanz gebildet ist, wobei die Einrichtungen zum Entfernen der überschüssigen Behandlungssubstanz eine Auslassöffnung und eine nach unten verlaufende und eine Auslassöffnung aufweisende Wandstruktur aufweist, die an dem untersten Ende der Behandlungskammer angeordnet ist, und die Wandstruktur weist keine horizontalen Wände auf.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist zumindest ein Teil der inneren Oberflächen der Wandstruktur der Behandlungskammer hydrophil oder benetzbar.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die Einrichtungen zum Aufbringen der Behandlungssubstanz Sprühapplikatoren, welche Sprühdüsen aufweisen, die durch Behandlungssubstanzsprays die Schicht der Behandlungssubstanz auf der Oberfläche der Walze oder auf der Oberfläche des Gegenelements der Behandlungskammer erzeugen.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist jeder Sprühapplikator ein oder mehrere Reihen von Sprühdüsen auf, die sich in der Längsrichtung der Walze erstrecken.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung überlappen sich die Behandlungssubstanzsprays.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die Düsen des Sprühapplikators lösbar an der Außenseite einer Wandstruktur der Behandlungskammer angebracht.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die Düsen des Sprühapplikators an einem drehbaren Düsenhalter an der Außenseite einer Wandstruktur der Behandlungskammer angebracht.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Behandlungskammer zumindest teilweise unterhalb einer imaginären horizontalen Linie angeordnet, die durch den Mittelpunkt der Walze verläuft, wobei vorzugsweise die Spitze von wenigstens einer Düse der Vorrichtung auf oder unterhalb der imaginären horizontalen Linie liegt, welche durch den Mittelpunkt der Walze verläuft.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung beträgt der Unterdruck wenigstens 100 Pa.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die Einlassöffnung der Behandlungskammer eine mechanische Dichtlippe auf, die derart einstellbar ist, dass der Abstand zwischen der mechanischen Dichtlippe und der Walzenoberfläche 8 mm oder weniger beträgt.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung erstreckt sich die Behandlungskammer in Längsrichtung der Walze über die axiale Länge der Walze und über die Breite der Faserbahn, auf welche die Behandlungssubstanz aufgetragen werden soll.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung eine Einrichtung zur Bereitstellung von Befeuchtungsflüssigkeit für die Behandlungskammer auf.
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Durch die Erfindung und ihre vorteilhaften Merkmale werden verschiedene Vorteile erreicht. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Sprühtechnologie verwendet und die Behandlungssubstanz wird über die Walzen auf die Faserbahn aufgetragen. Weil die Sprühaufbringung ein berührungsloser Prozess ist, stellt das Auftragsverfahren keine Anforderungen an Walzenbeschichtungen und es können zum Beispiel entweder harte oder weiche elastische Deckschichten eingesetzt werden. Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Qualitätspotenzial bei dem Oberflächenbehandlungsprozess zur Verfügung, zum Beispiel durch Verwenden mehrfach überlappender Sprühdüsen, das Auswählen optimal befeuchtbarer Walzenabdeckungen, die Verwendung der abdichtenden Luftdüse zum Glätten der gesprühten Filmschicht auf die Walze und des Erzeugens ausreichender Zeit für den gesprühten Film, sich auf der Walze abzusetzen, bevor der Film in dem Nip auf die Faserbahn gepresst wird. Bei der vorliegenden Erfindung ermöglicht die erfindungsgemäße Position bzw. Anordnung der Behandlungskammer für den Sprühapplikator eine vorteilhafte Anordnung zum Auftragen der Behandlungssubstanz über die Walze auf die Faserbahn, wobei die Behandlungssubstanz nicht auf die Faserbahn tropft, wodurch die Konstruktion einfach ausgeführt werden kann und eine einfache Wartung sicherstellt. Insbesondere kann die Position der Behandlungskammer in passender Weise einfach ausgewählt werden, ohne dass komplizierte Bewegungssysteme für den Auftragsbalken konstruiert werden müssen. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung verbessert die vorteilhafte Anordnung der abdichtenden Luftströme und zumindest teilweise Unterdruck in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Position und Konstruktion der Behandlungskammer die Aufsammlung von Nebel bzw. Dunst und die Sauberkeit der Vorrichtung, verhindert das Auslaufen und Tropfen der Behandlungssubstanz auf die Bahn oder Walzenoberfläche und ermöglicht eine einfache und effiziente Wiedergewinnung der Behandlungssubstanz. Die Konstruktion des Auftragsbalkens und die allgemeine Ausführung der Leimpresse kann aufgrund der passenderen Installationspositionen und einer geringeren Notwendigkeit für Ausrüstungen zum Bewegen des Balkens wesentlich vereinfacht werden. Die Prozesssicherheit, die Robustheit und die Sauberkeit werden verbessert, wenn der Auftragsbalken benachbart zu der Walze in einer niedrigeren Position angeordnet wird, anstatt den Auftragsbalken benachbart zu der Bahn oberhalb der Walzen anzuordnen. Insbesondere wenn die Auftragsbalken unterhalb der Walzen angeordnet werden und die Auftragsrichtung von unten nach oben in Richtung der Walze ist, kann das Auslaufen und Tropfen der Behandlungssubstanz auf die Oberflächen der Walze und der Bahn vollständig verhindert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei
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1–2 schematisch ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigen,
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3 schematisch ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
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4 schematisch ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
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5 schematisch das Beispiel von 4 in einer Düsenentfernungs- und/oder Wechselposition zeigt,
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6 und 7A–7B schematisch Beispiele der Erfindung in Verbindung mit unterschiedlichen Faserbahnzügen zeigen,
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8 schematisch ein Beispiel der Erfindung zeigt, bei welcher das untere Gegenelement ein Band ist, und
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9 ein weiteres Beispiel der Erfindung in Verbindung mit einer Bauart eines Faserbahnverlaufs zeigt.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen sind mit gleichen Bezugszeichen ähnliche oder entsprechende Teile und Teilkomponenten bezeichnet, wenn dies nicht anders erwähnt wird. Es sollte insbesondere festgehalten werden, dass in einigen der Beispiele die Details und die Struktur der Vorrichtung in den Figuren dargestellt sein kann und nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Behandlungskammer in Verbindung mit einer der Behandlungskammern in Verbindung mit nur einer der Walzen beschrieben wird. Damit ist jedoch nicht gemeint, dass die Behandlungskammer in Verbindung mit der anderen Walze nicht die entsprechenden Details und Strukturen aufweisen kann, vielmehr können die Behandlungskammern in Verbindung mit einer oder beiden Walzen wie beschrieben ausgeführt sein.
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In dem Beispiel der 1–9 ist eine Vorrichtung 10 zur Behandlung einer Faserbahn W, wie zum Beispiel einer Papier- oder Kartonbahn, dargestellt, die zwei Walzen 11, 12 aufweist, wie zum Beispiel Leimwalzen oder Beschichtungswalzen, wobei zwischen den Walzen 11, 12 ein Behandlungsspalt bzw. Behandlungsnip N gebildet ist, wie zum Beispiel ein Leimnip oder ein Beschichtungsnip, wie in den 1–7B und 9 dargestellt. Der Behandlungsnip kann auch zwischen einer Walze und einem Gegenelement gebildet sein, zum Beispiel zwischen einer Riemen- bzw. Bandschleife oder einem Metallband, anstatt einer Walze, wie in 8 dargestellt. Der Behandlungsnip N ist vorzugsweise ein Pressnip und in dem Nip N wird Behandlungssubstanz TS von den Oberflächen der Walzen 11, 12 auf die Faserbahn W übertragen. Die Walzen 11, 12 können mit einer elastischen Beschichtung bzw. Deckschicht versehen sein. Die Faserbahn W läuft durch den Behandlungsspalt N in der Richtung SW. Die Walzen 11, 12 sind rotierbar und weisen eine Rotationsrichtung S11, S12 auf. Die Vorrichtung 10 weist auch Einrichtungen 21, 22 zum Auftragen der Behandlungssubstanz TS auf. Die Einrichtungen 21, 22 sind Sprühapplikatoren 21, 22, welche die Behandlungssubstanz TS auf die Oberfläche der entsprechenden Walze 11, 12 aufbringen bzw. auftragen. Der Sprühapplikator 21 trägt die Behandlungssubstanz TS auf die Walze 11 auf und der Sprühapplikator 22 auf die Walze 12.
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Typischerweise weist der Sprühapplikator 21, 22 Sprühdüsen auf, welche zum Beispiel als Druckzerstäuber- oder Luftzerstäuberdüse ausgebildet sind, die voneinander beabstandet und in einer sich in der axialen Richtung der Walzen 11, 12 erstreckenden Reihe angeordnet sind. Jede Düse erzeugt ein Spray, das als Sprayfächer ausgebildet ist, und in der 1 sind die Behandlungssubstanzsprays durch die Bezugszeichen 21S, 22S bezeichnet. In dem Beispiel von 1 ist in dem Sprühapplikator 21 eine Reihe von Düsen für die Walze 11 und zwei Reihen von Düsen in dem Sprühapplikator 22 für die Walze 12 vorgesehen. In den Beispielen der anderen Figuren befindet sich in jeder Auftragskammer eine Reihe von Düsen. Die Anzahl von Düsen kann bei jedem Applikator abhängig von den Anforderungen des Auftragens der Behandlungssubstanz TS variieren, wobei vorzugsweise mehr als eine Reihe von Düsen eingesetzt wird, um eine mehrlagige Aufbringung der Behandlungssubstanz TS auf die Walzen 11, 12 zu erzeugen. Die Behandlungssubstanzsprays 21S, 22S überlappen sich vorzugsweise, so dass die sich auf der Walze bildende Behandlungssubstanzschicht aus wenigstens zwei überlappenden Sprays gebildet ist. Die Düsen der Sprühapplikatoren 21, 22 sind lösbar an einer Außenseite einer Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 angebracht und dadurch können die Düsen auch während des Laufs der Vorrichtung 10 zur Wartung oder zum Austausch entfernt werden, ohne die Kammer zu bewegen, insbesondere wenn mehr als eine Düsenreihe verwendet wird. Die Düsen des Sprühapplikators 21, 22 können an einem Düsenhalter 25 angebracht werden, wie in den Beispielen der 3–5 dargestellt. Die Düsen sind vorzugsweise Druckzerstäuber- oder Luftzerstäuberdüsen.
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Die Sprühapplikatoren 21, 22 sind an der Behandlungskammer 14, 15 vorgesehen, die durch eine Wandstruktur gebildet ist, welche eine abgewinkelte, haubenartige Struktur bildet, die den Bereich abdeckt, in dem die Behandlungssubstanz TS durch die Sprühdüsen der Sprühapplikatoren 21, 22 aufgetragen wird, und die Behandlungskammer 14, 15 ist mit einem geringen Abstand von der Oberfläche der Walze 11, 12 positioniert, vorzugsweise mit einem Abstand von 10–50 mm von der Oberfläche der Walzen 11, 12. Die Behandlungskammern 14, 15 weisen auch eine Auslassöffnung 16, 17 zu einer Rückgewinnungsleitung für die Behandlungssubstanz auf, mittels welcher die möglicherweise auslaufende und/oder tropfende Behandlungssubstanz gesammelt wird. Die Behandlungskammer 14, 15 kann auch mit einer Einrichtung 26 zum Erzeugen einer abdichtenden Luftströmung bzw. eines abdichtenden Luftstroms an dem Auslassspalt oder der Auslassöffnung der Behandlungskammer 14, 15 sowie mit einer Einrichtung 27 zum Erzeugen von Unterdruck und für das Abführen von Nebel versehen sein. Die Behandlungskammer 14, 15 steht vorzugsweise zumindest teilweise unter Unterdruck, wobei der Unterdruck vorzugsweise wenigstens 100 Pa beträgt. Der Einlasspalt oder die Einlassöffnung der Behandlungskammer 14, 15 weist vorzugsweise eine mechanische Dichtlippe 18, 19 auf.
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Die Vorrichtung 10 kann auch eine Einrichtung 38 zum zur Verfügung stellen einer Befeuchtungsflüssigkeit aufweisen, wie in dem Beispiel der 1 und 3–5 dargestellt. Die Befeuchtungsflüssigkeit dient dazu, die äußeren Flächen der Behandlungskammer 14, 15 sauber zu halten. Die Befeuchtungsflüssigkeit kann auch nach innerhalb der Behandlungskammer 14, 15 geleitet werden, wo die Behandlungsflüssigkeit hilft, die inneren Flächen der Behandlungskammer 14, 15 sauber zu halten. Durch die Temperatur der Befeuchtungsflüssigkeit kann auch die Temperatur der Behandlungskammer 14, 15 gesteuert werden, was in Zusammenhang mit bestimmten Behandlungssubstanzen im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit sowie im Hinblick auf das Sauberhalten der Behandlungskammer wichtig ist. Die Einrichtung 38 zum zur Verfügung stellen der Befeuchtungsflüssigkeit ist typischerweise eine Flüssigkeitsdüse, welche ein Spray der Befeuchtungsflüssigkeit erzeugt.
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In dem Beispiel der 1–9 ist die Behandlungskammer 14, 15 an einer Position neben der entsprechenden Walze 11, 12 angeordnet, wodurch das Tropfen und/oder Auslaufen der Behandlungssubstanz auf die Faserbahn W und auf die Oberflächen der Walzen 11, 12 verhindert wird und die Wartung einfach ist, weil sich die Kammern in einer leicht erreichbaren Position befinden und zum Beispiel keine erhöhten Laufstege, Wartungsplattformen oder entsprechende erhöhte Strukturen notwendig sind. Die Position der Behandlungskammer 14, 15 ist unterhalb des horizontalen Niveaus des Mittelpunkts der entsprechenden Walze 11, 12.
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Die Behandlungskammer 14, 15 kann auch eine Einrichtung zum Drehen oder zum Kippen der Kammerposition aufweisen, zum Beispiel zur Wartung, wie zum Beispiel zur Reinigung oder zum Düsenwechsel, siehe 5. Die Position der Kammer 14, 15 ist auch vorteilhaft, weil dadurch erschwert wird, dass aus der Umgebung Verunreinigungen angesammelt werden. Die Position der Behandlungskammer 14, 15 ermöglicht auch ein einfaches Design und eine einfache Konstruktion der Auftragskammer und der Wandstrukturen derselben, weil Platz und Möglichkeiten zur Montage leicht verfügbar sind.
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Die Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 ist als eine sich nach unten in Richtung der Auslassöffnung 16, 17 neigende Wandstruktur ausgebildet, so dass die Auslassöffnung an dem untersten Ende der Behandlungskammer 14, 15 angeordnet ist. Die Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 weist vorzugsweise keine horizontalen Wände auf, auf denen sich die Behandlungssubstanz ansammeln könnte. Vorzugsweise sind zumindest ein Teil der inneren Flächen der Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 hydrophil oder benetzbar, so dass sich Flüssigkeitstropfen auf der Oberfläche verteilen und die Oberfläche dadurch jegliche Ansammlung der Behandlungssubstanz auf den inneren Oberflächen der Behandlungskammer 14, 15 verhindert. Die Wandstruktur ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt und weist einen gebürsteten, sandgestrahlten oder kalt gewalzten Stahl mit einer Typ 2B-Endbearbeitung auf.
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Wie in 2 erkennbar ist, erstreckt sich die Behandlungskammer 14, 15 vorzugsweise in der Längsrichtung der entsprechenden Walze 11, 12 über die axiale Länge der Walze 11, 12 und über die Breite der Faserbahn W, auf welche die Behandlungssubstanz TS aufgetragen werden soll. Die Behandlungssubstanz TS wird von den Randbereichen, d. h. von den Bereichen der Walzen 11, 12, deren Oberfläche nicht in Kontakt mit der Faserbahn W kommt, mittels Rakeln 31, 32 gerakelt. Die Enden der Behandlungskammern 14, 15 sind in der Längsrichtung vorzugsweise mittels einer schmalen Saugzone 23, 24 oder mittels einer mechanischen Dichtung abgedichtet.
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Die Einrichtung 27 zum Erzeugen von Unterdruck verringert den Luftdruck innerhalb der Behandlungskammer 14, 15 und erzeugt einen Saugeffekt durch den Einlassspalt zwischen den Walzen 11, 12 und der Behandlungskammer 14, 15 an der Seite der Dichtlippe 18, 19. Der Saugeffekt erzeugt einen Saugluftstrom in die Behandlungskammer 14, 15 und der Saugluftstrom und der Grenzschicht-Luftstrom, der durch die rotierenden Walzen 11, 12 erzeugt wird und in der Nähe der Oberfläche der Walze strömt, eliminieren zusammen Nebel und Luft, die aus der Behandlungskammer 14, 15 durch den Einlassspalt austreten. Die Einrichtung 26 zum Erzeugen der abdichtenden Luftströmung erzeugt einen starken äußeren bzw. externen Luftstrom in Richtung des Auslassspalts der Behandlungskammer 14, 15 und erhöht den Luftdruck in der Nähe des Auslassspalts. Die Einrichtung 27 zum Erzeugen von Unterdruck verringert den Luftdruck innerhalb der Behandlungskammern 14, 15 und erzeugt eine Saugwirkung durch den Auslassspalt. Zusammen erzeugen die Einrichtung 27 zum Erzeugen des Unterdrucks und die Einrichtung 26 zum Erzeugen des abdichtenden Luftstroms eine Druckdifferenz über den Auslassspalt und erzeugen einen Luftstrom, welcher von außerhalb durch den Auslassspalt nach innerhalb der Behandlungskammer 14, 15 strömt.
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In der Vorrichtung 10 ist das Sammeln von Nebel somit vorteilhafterweise als ein Luft einsammelndes Unterdrucksystem ausgebildet, das durch eine ausgewählte Kombination der Absaugung mittels der Einrichtung 27 zur Erzeugung von Unterdruck und durch Luftströme der Einrichtung 26 zum Erzeugen der abdichtenden Luftströmung gebildet ist. Die abdichtende Luftströmung, welche von der Einrichtung 26 zur Erzeugung des abdichtenden Luftstroms zur Verfügung gestellt wird, ist vorteilhafterweise in die Behandlungskammer 14, 15 gerichtet. Die Einrichtung 26 zur Erzeugung der abdichtenden Luftströmung kann als eine einteilige Struktur mit der Behandlungskammer 14, 15 oder als eine separate Vorrichtung, wie zum Beispiel ein Luftmesser oder eine andere Bauart von Schlitzdüse ausgebildet sein, die dem Fachmann als solche bekannt ist.
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Der abdichtende Luftstrom, welcher durch die Einrichtung 26 erzeugt wird, erzeugt auch einen Luftbürsten- bzw. Airbrush-Effekt, bei welchem die Reibung des Luftstroms gegen die Oberfläche Kräfte in der aufgesprühten Behandlungssubstanzschicht erzeugt. Diese Kräfte erzeugen eine Strömung in der Substanzschicht und die Strömung glättet die Unebenheit der aufgetragenen Behandlungssubstanzschichten. Die Ströme können sogar eine unvollständige Befeuchtung der Oberfläche reparieren, indem sie bewirken, dass einzelne Tropfen sich miteinander verbinden, zum Beispiel wenn die Sprühabdeckung nicht vollständig ist.
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Der Spalt zwischen der Oberfläche der Walze 11, 12 und dem Rand der Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 an der Auslassöffnung der Behandlungskammer ist klein, vorzugsweise 10–50 mm. An den Randbereichen der Längsrichtung der Walze 11, 12 kann die Randrakel 31, 32, die als solche dem Fachmann bekannt ist, verwendet werden. Durch die Randrakel 31, 32 ist auch die Breite der Aufbringung der Behandlungssubstanz TS einstellbar.
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Der Nebel und die Tropfen der Behandlungssubstanz werden in der Behandlungskammer 14, 15 gesammelt und durch die geneigte Wandstruktur zu der Auslassöffnung 16, 17 und über Rückführleitungen zu der Rückführvorrichtung für die Behandlungssubstanz und vorzugsweise von dort über eine Rückführleitung (nicht dargestellt) zurück zu einem Zuführsystem (nicht dargestellt) des Sprühapplikators geleitet. Die gesammelte Behandlungssubstanz ist frei von Verunreinigungen, zum Beispiel von Fasern, weil aufgrund der Position der Behandlungskammer 14, 15 die sich möglicherweise von der Faserbahn ablösenden Fasern nicht zu der Behandlungskammer gelangen können.
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Die Vorrichtung 10 ist sehr vorteilhaft, indem sie stabile und saubere Start- und Endphasen der Aufbringung der Behandlungssubstanz TS ermöglicht, weil die unkontrollierten Tropfen und/oder das Auslaufendurch die Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 zu der Auslassöffnung 16, 17 geleitet werden. Der abdichtende Luftstrom kann als eine Luftklingenrakel erwendet werden, um mögliche Behandlungssubstanz TS von der Oberfläche der Walzen 11, 12 zu entfernen.
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In dem Beispiel der 1 und 3 ist die Einrichtung 26 zum Erzeugen der abdichtenden Luftströmung integriert in die Wandstruktur der Behandlungskammer 14, 15 in Verbindung mit der Walze 11 angebracht. In den Beispielen der 4–5 ist die Einrichtung 26 zum Erzeugen der abdichtenden Luftströmung getrennt von der Behandlungskammer 14 konstruiert. In dem Beispiel von 5 ist der Düsenhalter 25 in einer für die Wartung gedrehten Position dargestellt, zum Beispiel zum Entfernen und/oder Auswechseln der Düse. In dem Beispiel der 6–7B und 9 sind Beispiele der Faserbahnverläufe in Verbindung mit der Erfindung dargestellt: in 6 ist der Lauf der Faserbahn horizontal, in der Figur in Richtung SW von rechts nach links, in den 7A–7B ist die Richtung des Verlaufs der Faserbahn SW vertikal, in 7A nach unten und in 7B ist die Richtung SW in der Figur nach oben, und in dem Beispiel von 9 wird der Lauf der Faserbahn direkt von der Oberfläche der einen Walze 11 zu der Oberfläche der anderen Walze 12 geleitet. In dem Beispiel von 9 werden zwei Behandlungssubstanzschichten auf eine Oberfläche der Faserbahn W aufgebracht, und zwar die erste Schicht direkt auf die Faserbahn W und die zweite Schicht mittels der Walze 12, und auf die andere Oberfläche der Faserbahn W wird eine Schicht der Behandlungssubstanz über die Walze 11 aufgebracht. Das Beispiel von 9 kann auch als ein Nassstapelkalander in Verbindung mit einem Mehrwalzenkalander oder als ein Ein- oder Zweinipkalander mit weichen oder harten Nips gebildet sein, in welchem Wasser und/oder Chemikalien in die Behandlungskammer 14, 15 auf die Faserbahn W aufgebracht werden. In dem Beispiel von 8 ist ein den Behandlungsspalt bildendes Element als ein Band 35 ausgebildet, das so angeordnet ist, dass es eine rotierende, kontinuierliche Schleife bildet, die von Walzen 36 geführt ist, und es kann auch eine Gegenwalze 37 für die Nipwalze 11 innerhalb der Bandschleife 35 vorgesehen sein. Es sollte festgehalten werden, dass in den Beispielen der 6–9 die Behandlungskammern 14, 15 vereinfacht dargestellt sind und vorzugsweise wenigstens eine der Behandlungskammern 14, 15, die in jedem Beispiel dargestellt sind, die Merkmale der Erfindung aufweisen.
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Oben sind nur einige vorteilhafte Beispiele der Erfindung beschrieben worden, wobei die Erfindung nicht eng auf diese Beispiele beschränkt werden soll und viele Modifikationen, die innerhalb der Erfindung liegen, möglich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen
- 11, 12
- Walze
- 14, 15
- Behandlungskammer
- 16, 17
- Auslassöffnung
- 18, 19
- Abdichtlippe
- 21, 22
- Applikator
- 23, 24
- Saugzone, mechanische Abdichtung
- 25
- Düsenhalter
- 26
- Einrichtung zum Erzeugen einer abdichtenden Luftströmung
- 27
- Einrichtung zum Erzeugen von Unterdruck und zur Entfernung von Nebel
- 31, 32
- Randrakel
- 35
- Band
- 36
- Walze
- 37
- Gegenwalze
- 38
- Befeuchtungsflüssigkeitsdüse
- 21S, 22S
- Düsenspray
- S11, S12
- Rotationsrichtung
- N
- Nip
- W
- Faserbahn
- SW
- Laufrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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