DE2609983C2

DE2609983C2 - Glättwalze

Info

Publication number: DE2609983C2
Application number: DE2609983A
Authority: DE
Inventors: Roger Anthony Missenden Buckinghamshire Allen
Original assignee: WIGGINS TEAPE Ltd LONDON GB; Wiggins Teape Ltd
Current assignee: Wiggins Teape UK PLC
Priority date: 1975-03-10
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1983-09-29
Also published as: AU497326B2; AU1182276A; FR2303607A1; US4061109A; SE429202B; CA1052993A; JPS5811260B2; BR7601402A; SE7603117L; IT1069359B; NL7602451A; FR2303607B1; JPS51112847A; GB1486142A; NL179073B; BE839357A; ZA761496B; DE2609983A1; NL179073C; NZ180261A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Walze zum Glätten eines auf eine Papier- oder Folienbahn aufgebrachten Beschichtungsgemisches anschließend an dessen Aufbringung.

Beim Beschichten einer Papier—--der Folienbahn mit einem Beschichtungsgemisch treten zwei Problemkreise auf. Der erste Problemkreis betrifft das Aufbringen und gleichmäßige Verteilen von Beschichtungsmassen auf die Bahn, während der zweite Problemkreis sich auf das nachträgliche Vergleichmäßigen und Glätten der Oberfläche einer bereits aufgebrachten Beschichtung bezieht Die vorliegende Erfindung befaßt sich ausschließlich mit dem zuletzt erwähnten Problemkreis.

Nach der GB-PS 10 98 434 wird als Glättwalze eine mit in axialer Richtung verlaufenden Rillen versehene Stahlwalze verwendet, wie es nach dem Stand der Technik überwiegend üblich ist. Zwar ist eine derartige Stahlwalze gut zum Vergleichmäßigen der aufgetragenen Beschichtungsmasse geeignet, jedoch zeigt die Oberfläche nach dem Glätten, insbesondere bei etwas höher viskosem Beschichtungsmaterial, Schlieren oder Riefen auf, die sich in manchen Anwendungsfällen als nachteilig erweisen.

Aus der US-Patentschrift 19 24 994 ist eine Glättwalze mit einer Oberfläche aus Plüsch oder Filz bekannt. Dieses Material hat sich zum Glätten einer bereits aufgebrachten Beschichtungsmasse nicht als zweckmäßig erwiesen, da es zu wenig stabil ist und im übrigen die Beschichtungsmasse teilweise absorbiert, was insbesondere bei klebendem oder aushärtendem Material die Glattwalze nach kurzer Benutzung unbrauchbar macht. Auch können sich Fasern aus dem Plüsch ablösen und in die Beschichtung eindringen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Glättwalze zu schaffen, mit der eine einwandfreie Vergleichmäßigung und Glättung einer bereits aufgebrachten Beschichtung weitgehend unabhängig von der Viskosität des Beschichtungsmaterials möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Walzenoberfläche aus einem weichen elastomeren Oberzug mit Vertiefungen besteht und im wesentlichen für Flüssigkeit undurchlässig ist

Die erfindungsgemäße Glättwalze eignet sich insbesondere zum Glätten von Beschichtungen mit sehr niedrigem Naßbeschichtungsgewicht, z. B. in der Größenordnung von 0,1—1,0 g/m². Derart niedrige Beschichtungsgewichte sind beispielsweise für lösungsmittelfreies Silikonablöseinaterial erwünscht Es ist aus wirtschaftlichen Gründen wesentlich, das geringstmögliche Beschichtungsgewicht zu erzielen. Aus praktischen Gründen soll ein vollständiges und gleichmäßiges Bedecken der zu beschichtenden Oberfläche sichergestellt werden, weil sonst kein gleichmäßiges Ablösen über die ganze Oberfläche der Bahn stattfindet Dies ist mit der erfindungsgemäßen Glattwalze in einwandfreier Weise möglich.

Aus der DE-OS19 24 635 ist zwar bereits eine Dosier- und Verteilungswalze bekannt deren Oberfläche aus Kunststoff besteht und Vertiefungen aufweist Diese Walze dient jedoch ausschließlich dem Aufbringen und Verteilen von Beschichtungsmaterial, nicht aber dem Glätten eines bereits aufgebrachten Beschichtungsmaterials.

Der elastomere Überzug der erfindungsgemäßen Glättwalze ist vorzugsweise geschlossen zellenförmig, wobei seine Oberfläche aus Teilzellen gebildet ist Das zellenförmige elastomere Material besitzt zweckmäßigerweise eine Dichte zwischen 0,1 und 0,5 g/cm³. Das Material sollte vorzugsweise eine Haut haben, deren Oberfläche gegen flüssige Beschichtungsgemische im wesentlichen undurchlässig ist Es ist wichtig, daß das Material das Beschichtungsgemisch nicht aufnimmt, was bei einem Material mit offenen Zellen, d. h. miteinander in Verbindung stehenden Zellen, der Fall wäre.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht das zellenförmige elastomere Material aus geschäumtem Neopren, geschäumtem Natar- oder Synthesegummi oder geschäumtem Polyurethan. Ein Beispiel für ein elastomeres geschäumtes Material mit geschlossenen Zellen ist der Volacel RN-Schaum der Firma Volcrepe Limited, der ein geschäumtes Neopren-Material mit einer Dichte von 0,35 g/cm³ ist.

Wenn auch das oben beschriebene Zellenmaterial bevorzugt wird, können andere Überzugsarten verwendet werden. Es kann z. B. ein weicher massiver Naturoder Synthesegummi mit vorzugsweise einer Shore-Härte von etwa 30° und einer Dichte von bis zu 0,9 g/cm³ verwendet werden, vorausgesetzt, daß dessen Oberfläche Vertiefungen aufweist. Wahlweise kann ein Material mit Schichtaufbau verwendet werden, z. B. eine Oberflächenschicht aus massivem Gummi mit einer mit Vertiefungen versehenen Außenfläche auf einer elastischen Unterschicht aus elastomerem Material, das massiv oder zellenförmig sein kann. Wenn eine derartige Oberflächenschicht vorgesehen ist, kann ebensogut ein Schaum mit offenen Zellen für die Basis verwendet werden, da die Haut ein wesentliches Aufnehmen von Beschichtungsgemisch verhindert.

Eine zweckmäßige Konstruktion für die vorliegende Glattwalze kann eine Stahlwalze mit einem Durchmesser von 10,16 cm sein, die mit einer 0,64 cm dicken Schicht für den Überzug bedeckt ist, die z. B. aus Volacel RN mit geschlossenen Zellen aus Neoprenschaum besteht.

Bei Gebrauch der vorliegenden Glättwalze wird diese so angetrieben, daß sich ihre Oberfläche gegenüber der

Bahnoberfläche bewegt Das Verhältnis der Bahngeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit der Glattwalze ist nicht kritisch, doch sollte ein Unterschied zwischen diesen Geschwindigkeiten von wenigstens 1,5 m/min, vorzugsweise in der Größenordnung von 61 m/min, erstrebt werden. Dieser Geschwindigkeitsunterschied ist wichtig. Die Glattwalze kann daher beim Drehen in irgendeiner Richtung, d. h. mit der Bahn oder gegen die Bahn, verwendet werden. Es ist erwünscht, daß sich die Riditung, in der sich die Bahn bewegt, um wenigstens 5°, vorzugsweise in der Größenordnung von 45°, an der Glattwalze ändert Dies hängt in gewissem Maß vom gerade geglätteten Beschichtungsgemisch ab.

Der Oberzug kann auf die Glattwalze auf übliche Weise durch spiralförmiges Wickeln eines Bands des Oberzugs um die Glattwalze aufgebracht werden. Das Oberzugsmaterial ist vorzugsweise ein selbstklebendes Band, das dessen Aufbringung auf die Glattwalze erleichtert

Die vorliegende Glättwalze ist nicht auf die Verwendung mit irgendeiner besonderen Einrichtung zum Aufbringen des flüssigen Beschichtungsgemischs beschränkt, eignet sich aber besonders für die Verwendung, wenn niedrige Naßbeschichtungsgewichte zu glätten sind, z. B. in Verbindung mit einem Gravurwalzenbeschichter, insbesondere einem in der GB-PrS 14 04 616 beschriebenen Gravurwalzenbeschichter.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Darin zeigt

F i g. 1 einen Radialschnitt einer Glattwalze,

Fig.2 vier alternative Arten eines Oberzugs als Bestandteil der in F i g. 1 gezeigten Glattwalze,

Fig.3 einen Radialschnitt der Glättwalze beim Gebrauch,

Fig.4 eine Beschichtungsvorrichtung nach der GB-PS 14 04 616, die sich insbesondere eignet zur Verwendung in Verbindung mit der in F i g. 1 gezeigten Glättwalze.

In F i g. 1 umfaßt eine Glättwalze eine Walze 1 mit einem weichen elastomeren Überzug mit einer mit Vertiefungen versehenen glättenden Oberfläche 3 (die vertiefte Oberfläche ist der Klarheit wegen in F i g. 1 nicht gezeigt). Der Überzug 2 kann verschiedene Formen annehmen, von denen vier in Fig.2a—2d gezeigt sind. Fig.2a zeigt ein Material, das ein geschäumtes elastomeres Material mit geschlossenen Zellen ist, z. B. geschäumtes Neopren (WZ), geschäumter Natur- oder Synthesegummi oder geschäumtes Polyurethan. Die Oberfläche 3 des Materials ist durch halbe Zellen des Materials anstatt durch eine ausgeprägte Haut gebildet. Fig.2b zeigt ein geschichtetes Überzugsmaterial mit einer unteren Schicht 5 eines geschäumten elastomeren Materials mit offenen Zellen und eine mit der Schicht 4 verklebte Oberflächenschicht 6. Die Oberflächenschicht 6 weist eine mit Vertiefungen versehene Oberfläche 3 auf. F i g. 2c zeigt einen geschichteten Überzug, der dem in Fig.2b gezeigten gleicht, bei dem jedoch anstatt einer Schaumschicht 4 mit offenen Zellen eine weiche Gummischicht 7 verwendet wird. F i g. 2d zeigt einen Überzug 2 aus Weichgummi allein, z. B. mit einer Shore-Härte von etwa 30°, wobei dessen Oberfläche beispielsweise durch ein Stanzverfahren löcherig gemacht wurde.

Der Überzug 2 kann verschiedene Formen annehmen. Er kann z. B. ein selbsthaftendes Band sein, das spiralförmig auf die Gjiittwalze aufgebracht wird. Der Überzug kann wahlweise auch eine zylindrische Hülse sein. Eine derartige Hülse kann durch Wickeln einer Folie um die Glättwalze und durch anschließendes Verschweißen der Folie hergestellt werden. Es kann wahlweise auch eine vorgeformte Hülse verwendet werden. Der Oberzug kann wahlweise auf die Glättwalze als Beschichtung aufgebracht werden und wird dann verschäumt während er sich bereits auf der Glattwalze befindet

F i g. 3 zeigt eine Glättwalze, die zum Glätten einer auf einer Oberfläche 9 einer Bahn 10 befindlichen Beschichtung verwendet wird. Die Beschichtung wurde vorher an einer nicht gezeigten Beschichtungsstation aufgebracht, was im folgenden beschrieben wird. Die Bahn 10 läuft um eine Spannwalze 11 und um die Glattwalze 1. Die Oberfläche 9 berührt die Oberfläche 3 des Oberzugs 2 der Glattwalze 1, wenn sie um die Glättwalze 1 läuft Die Bahn läuft dann um eine weitere Spannrolle 12. Die Glättwalze wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die etwa 61 m/min schneller ist als diejenige der Bahn, wie bereits oben erwähnt In Fig.4 ist eine Bahn 10 gezeigt, die auf ihrer

Oberfläche 9 von einer Gravurbeschic-'-itungsvorrichtung beschichtet wird. Diese Beschichtungsvorrichtung enthält eine Gravurwalze 11 mit einer Gravuroberfläehe 12. Die Gravurwalze 11 taucht in ein in einer Wanne 13 enthaltenes Beschichtungsgemisch 14 ein, wobei von der Gravurwalze 11 aufgenommenes überschüssiges Beschichtungsgemisch von einem Abstreichmesser 1* entfernt wird. Eine gummibeschichtete Übertragungs-

jo walze 16 ist in Oberflächenberühaing mit der Gravurwalze 11 angeordnet und wird entgegengesetzt zur Gravurwalze 11 angetrieben. Die Gravurwalze 11 wird durch Berührung mit der Übertragungswalze 16 angetrieben. Die Übertragungswalze 16 empfängt die Beschichtung von der Gravurwalze 11 und überträgt ihrerseits die Beschichtung auf eine Auftragungswalze 17, die über der Übertragungswalze 16 angeordnet ist und unabhängig im gleichen Sinn wie die Übertragungsrolle 16 angetrieben wird. Eine gummiüberzogene

to Stützwalze 18 ist über der Auftragswalze 17 angeordnet und hält die Bahn 10 in Berührung mit der Auftragswalze 17. Die Stützwalze 18 wird im gleichen Sinn wie die Auftragungs- und Übertragungswalzen 17 bzw. 16 angetrieben. Wenn die Bahn 10 zwischen der

*5 Stützwalze und der Auftragungswalze verläuft, empfängt die untere Fläche 9 der Bahn die Beschichtung, vgl. Fig. 1.

Die vorliegende Glattwalze eignet sich besonders zum Glätten von Silikonbeschichtungen mit niedrigen

:0 Naßbeschichtungsgewichten. Silikonbeschichtungen werden für gewöhnlich als verdünnte Lösung auf Folienmaterial aufgetragen. Um somit ein niedriges Trockenbeschichtungsgev/icht zu erzielen, muß ein beträchtlich größeres Naßbeschichtungsgewicht aufgetragen werden. Die verwendeten Lösungsmittel ergeben darin ein Problem, daß sie leicht ernste Verunreinigungen darstellen und somit zurückgewonnen werden müssen, was zu zusätzlichen Energiekosten und Kapitalanlagen führt. Es wurden jedoch kürzlich erhältliche Silikonmischungen hergestellt, die in ihrem natürlichen flüssigen Zustand ohne Verwendung eines Lösungsmittels aufgetragen werden können. Das Beschichtungsgewicht des aufgetragenen Silikons muß aus Wirtschaftlichkeitsgründen niedrig sein. Da kein Lösungsmittel vorhanden ist, ist das Naßbeschichtungsgewicht ebenfalls niedrig. Es hat sich herausgestellt, daß die Beschichtungsvorrichtung zum Auftragen von derart niedrigen Naßbeschichtunesgewichten keine so

gute Beschichtiingsverteilung wie gewünscht ergibt. Es wurde jedoch gefunden, daß die vorliegende Glattwalze in dieser Hinsicht eine bedeutende Verbesserung erzeugen kann. Dies ergibt sich aus der Messung der Kraft, die zum Ablösen eines silikonbeschichteten Papiers von einer mit Klebstoff beschichteten Unterlage erforderlich ist (Silikonbeschiehtungen werden häufig als sogenannte Ablösepapiere für selbsthaftende Produkte, etwa Etiketten, verwendet). Wenn die Beschichtung ungleichmäßig ist, hat sich herausgestellt, daß zum Entfernen einer mit Klebstoff beschichteten Unterlage eine hohe Kraft erforderlich ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei gleichmäßiger Beschichtung die erforderliche Kraft stark vermindert ist. Die Messungen dieser Kraft liefern daher eine gute Anzeige bezüglich der Gleichmäßigkeit oder sonstigen Eigenschaft der Beschichtung.

Um den Fortschritt der unter Verwendung der vcrüsgendsp. Glattwalze erhaltenen Gleichmäßigkeit zu erläutern, sind in der folgenden Tabelle einige vergleichende Ergebnisse für Beschichtungen dargestellt, die überhaupt nicht geglättet wurden, und für Beschichtungen, die mit verschiedenen Arten von Glättwalzen geglättet wurden. Die Ablösekraft wurde in jedem Fall durch Aufschichten eines silikonbeschichteten Papiers auf ein klebstoffbeschichtetes Papier gemessen. Dabei wurde die Kraft gemessen, die zum

Abziehen des Ablösepapiers vom klebstoffbeschichteten Papier erforderlich ist. In der Tabelle ist die erwähnte Kraft die Kraft, die zum Abziehen eines 5,1 cm breiten Bands aus silikonbeschichtetem Ablösepapier von einem klebstoffbeschichteten Papier bei einer Geschwindigkeit von 30,5 cm/min erforderlich ist. in der Tabelle gibt jeder Stern ein Beispiel eines Papiers an, dessen Silikonbeschichtung mit der vorliegenden Glattwalze geglättet wurde.

Tabelle

Glättverfahren	Trocken- beschichtungs- gewicht von Silikon	benötigte Kraft
	g/m²	P
Keines (wie beschichtet)	1,0	270
Stahlglättwalze	1,0	100
»weicher (30° Shore) massiver Gummi	1,0	32
*Volacei RN-Schaum	1,0	20

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walze zum Glätten eines auf eine Papier-oder Folienbahn aufgebrachten Beschichtungsgemisches anschließend an dessen Aufbringung, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenoberfläche aus einem weichen eiastorneren Überzug (2) mit Vertiefungen besteht und im wesentlichen für Flüssigkeit undurchlässig ist

2. Walze nach Anspruch _1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Oberzug (2) geschlossen zellenförmig ist, wobei seine Oberfläche (3) aus Teuzellen gebildet ist.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zellenförmige elastomere Material eine Dichte von 0,1 bis 0,5 g/cm³ hat

4. Walze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zellenförmige elastomere Material geschäumtes Neopren, geschäumter Natur- oder Syn^iesegummi oder geschäumtes Polyurethan ist

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi eine Shore-Härte von etwa 30° und eine Dichte bis zu 0,9 g/cm³ hat